某供熱公司熱力管道變形事故分析

張 磊

（淮南市特種設備監督檢驗中心 淮南 232007）

1 事故概況

2017年05月26日上午8時許，淮南市某供熱公司熱力管道發生變形事故，現場管道在劇烈震動后產生較大變形并伴隨巨大聲響。接當地村民報告，該公司派相關人員對管道狀況進行查看后，停止對下游企業供汽。該起事故雖未造成人員傷亡，但因停汽導致下游企業停產近1周時間，經濟損失巨大，產生了較大社會影響。

發生事故的管道為GB2級公用管道，全長1639m，2017年03月竣工并投入使用。管道設計壓力1.0MPa，設計溫度220℃，設計流量65.12t/h，管道規格為φ426×7mm，材質為Q235B螺旋焊管。管道補償采用焊接型軸向外壓式波紋管膨脹節，公稱直徑為DN400，公稱壓力為PN16，設計溫度為350℃，均采用全焊透的焊接接頭形式與管道連接。

2 事故現場勘查

1）對事故現場進行勘查，簡圖見圖1，發現該熱力管道沿水渠西側彎頭處約118m發生變形，整體向南側位移，最大位移量約1150mm。變形范圍內的3個管道固定支座被拉脫損壞，9個滑動支座因滑移超限脫落。未發現管道本體及本體的焊縫有明顯損壞或變形，經詢問目擊者，事故發生時管道本體未發生大量泄漏（僅被變形的波紋管膨脹節處有較少量的蒸汽漏出），可知管道材質及焊接質量均無明顯缺陷。

圖1 管道簡圖

2）觀察變形部分中的兩只波紋管膨脹節，發現兩只膨脹節均已拉長失效，現場已看不出波紋形態（見圖2），膨脹節的導向限位裝置亦被整體拉斷，可知波紋管在強大外力作用下發生了巨大的塑性變形。觀察固定支座及波紋管導向限位裝置的斷口（見圖3），斷口呈灰暗狀，可辨別出纖維區、放射區和剪切唇，具有較為典型的韌性過載斷口的特征，可知該處斷裂為外載荷超過構件所能承受的極限載荷時發生的過載斷裂，斷裂時材料韌、塑性良好[1]。

圖2 拉長失效的波紋管膨脹節

圖3 波紋管導向裝置的斷口宏觀形貌

3）檢查該管道上下游相鄰的兩處疏水管道，發現兩處疏水管道的一次疏水閥、自動疏水器前后兩只截止閥及手動疏水閥均處于關閉狀態，現場詢問相關人員，發現該管道自投用以來，巡檢維護人員從未對管道進行過疏水作業。

4）進一步查閱該管道的設計、安裝資料及監督檢驗報告，發現該管道的設計、安裝、監督檢驗單位及相關人員均具備相應資質，符合相應的安全技術規范及設計標準的要求。經調取該管道上游供汽企業的供汽記錄，記錄顯示發生事故時供汽壓力為0.4MPa，溫度為138.9℃，流量約1t/h，未發現有超溫、超壓或超流量的現象。查閱該熱力公司相關工藝文件及運行記錄，發現該公司無熱力管道操作規程，無巡檢維護記錄，該公司任命的巡檢人員也無壓力管道巡檢維護人員資格證件。

3 事故原因分析

從對事故現場勘查的結果可以判定，該起事故的直接原因是蒸汽管道長期積水而引起的水擊破壞。由于該管道自投運開始的2個多月內從未疏水，導致管道內存在大量積水，事故發生當日上午8時許，當下游企業開啟閥門用汽時，管道內的蒸汽裹挾著大量冷凝水向下游加速沖去，在發生事故的彎頭處，因流向改變，高速流動的冷凝水對彎頭及其附近管段產生了巨大的水擊。彎頭附近設置的兩只波紋管膨脹節，一方面由于其結構復雜，主要承壓結構為薄壁波紋管，承載裕量有限，另一方面因該處膨脹節設計承載的是管道熱膨脹所產生的壓應力，而水擊發生時承載的是瞬時的拉應力，超出設計參數。受這兩方面的影響，使得波紋管膨脹節成為該管系最薄弱的環節，在水擊沖擊力的作用下最先失效，從而造成了此次事故。

此外，使用單位安全意識薄弱，管理混亂，嚴重違反《特種設備安全法》和TSG 08—2017《特種設備使用管理規則》中關于使用單位各項責任和義務的規定，任用無壓力管道巡檢維護資格的人員進行管道巡檢維護工作，未建立相應的安全管理制度、未制定操作規程是引起此次事故的間接原因。

4 同類事故的預防及建議

1）壓力管道使用單位必須增強安全意識，依據《特種設備安全法》和TSG 08—2017《特種設備使用管理規則》的要求，針對本單位壓力管道的特點，建立壓力管道安全管理制度并有效實施。在壓力管道安全管理制度中應明確人員管理、崗位責任及人員安全教育培訓工作等制度，特別是管道日常檢查、維護等工作的制度要求，堅決杜絕無證作業、違章作業等情況的出現。

2）壓力管道使用單位還應編制本單位壓力管道的工藝操作規程和崗位操作規程，規程應有較強的可操作性，如應明確管道工藝操作指標、操作方法及日常巡檢中重點檢查的項目、部位及檢查方法等。

3）相關監管單位也應吸取事故教訓，在日常監管工作中加強對使用單位的特種設備作業人員及特種設備安全管理制度方面的監管。

4）由于該熱力管道設計輸送流量為65.12t/h，而下游用汽企業較少，實際流量僅約1t/h，且夜間不用汽，這就導致夜間蒸汽滯留在管道內，因熱損失而產生冷凝水。早上下游企業用汽前，供熱公司應當加強巡檢，檢查各疏水閥門狀態并手動排放，以確保管道內冷凝水已疏盡。下游企業在用汽時也應緩慢開啟供汽閥門，防止管道內未疏盡的冷凝水發生水擊。