架空管線事故危害及處置要點解析

王振華

摘要：文章通過對架空管線事故的成因、危害及事故特點進行分析，提出架空管線因輸送物料的不同，其架設方式也不同，造成事故的原因也各有側重，按照油氣架空管線事故成因選擇處置對策，并就滅火救援現場參戰人員的注意事項作了進一步概括。

關鍵詞：油氣管線;事故成因;處置對策

架空管線普遍是說部署在地面以及水面之上的能夠運輸氣體、液體以及固體的設備;它重點通過跨越、支承和基礎架構組合而成。跨越架構為直管、拱管和懸垂管三種跨越類型。支承架構普遍是支撐跨越架構的部分，核心普遍應用天然地基。只在地質狀態不佳以及相對復雜，同時工藝層面對沉降具備特別需求的時候才應用人工地基。

架空管線與化工裝置相同是化工制造設備內部無法替代的組分，具備將各類工藝作用的裝置結合的功能。因為架空管線排布相對密集，類別較多，所運輸的介質有所差異，出現爆炸的可能性高。管線出現破裂造成危害，可能通過管線系統持續擴散，波及范圍迅速蔓延。所以，研究架空管線事故的特點及處置對策，對于迅速控制災情，減少火災損失，顯得尤為重要。

1? 架空管線系統的火災爆炸事故類型及成因分析

1.1? 泄漏引起火災爆炸

架空管線普遍運輸的是易燃易爆品，在出現破裂泄漏的時候可能造成火災以及爆炸情況。這是由于漏出的可燃物接觸火源就能夠燃燒。管線普遍出現破裂泄漏的區域重點是：同裝置相連的焊縫區域;閥門密封墊片區域;管段的變徑以及彎頭區域;閥門、法蘭以及輸送腐蝕性介質的區域;運輸裝置等。

（1）管線質量不佳造成泄漏，類似設計不精準，架構、管件同閥門的密閉方法不到位以及螺紋樣式不同，沒有顧及到遇熱膨脹情況;材料自身不足，管壁較薄、有砂眼，代材無法滿足需求;加工不到位，冷加工的時候，內外壁有磨損;焊接水平不足，出現裂紋、錯位、燒穿、未焊透、焊瘤以及咬邊等;閥門、法蘭區域沒有密實。

（2）管線工藝要素導致，類似管線內部運輸的介質產生的損耗;反復應力的損耗;腐蝕性介質的損耗;時常在高溫條件內部運轉出現蠕變;低溫條件內部材料溫度較低斷裂;老化變質;高壓物料混入低壓區域出現破裂等。

（3）外來要素導致，類似飛行物、狂風等外部因素;裝置同設備以及氣流造成的振動、搖擺;施工導致損耗;地震以及地基下沉等。

（4）操作異常導致泄漏，類似錯誤關閉閥門讓物料流出;超溫、超壓、超速以及超負荷工作;維護不到位，沒有第一時間修理，超期甚至帶病工作等。

1.2? 管線內形成爆炸性混合物

在停車檢修以及行駛途中，沒有對管線實施置換，或通過非惰性氣體操作，甚至置換不到位，空氣流入內部，生成爆炸性混合物;檢修的時候在管線內部沒有堵盲板，造成空氣同可燃物反應;負壓管線流入空氣;操作閥門不到位讓管線內部流入空氣，或讓可燃物同助燃氣體反應，碰到火源就會出現爆炸。

1.3? 管線內超壓爆炸

超壓爆炸同容器的反應以及操作不足有所聯系，冷卻介質運輸區域產生異常，造成冷卻介質輸出較少或停止，讓制造體系出現超溫、超壓的危害堆積，最終造成裝置以及管線出現超壓爆炸情況。

（1）在管線內部因為出現聚合以及分解反應，會導致壓力過高。類似在乙烯以及過氧化物催化劑的區域，溫度超標，大于催化劑反應溫度，乙烯將會出現聚合以及分解，造成高熱，讓壓力增大，造成脹裂甚至爆炸。

（2）持續運輸流體的管線，特別是運輸氣態物質的管線，由于運輸速度減緩會造成裝置內部的物料無法第一時間流通，以此造成裝置出現超壓爆炸情況。

（3）高壓區域的物料混入低壓區域，導致壓力上升。

1.4? 管線內堵塞爆炸

出現堵塞，會造成系統壓力持續上升，造成爆炸情況。

（1）運輸低溫液體以及含水物的區域，在低溫情況相當可能出現結冰“凍堵”，特別是不經常應用的區域，流速較緩的變徑區域、易滯留以及低位區域可能出現“凍堵”。

（2）輸送有著粘性以及潮濕的粉狀、顆粒物的區域，可能在供料以及轉彎區域粘著管壁造成堵塞。管線規劃以及部署不到位，類似應用大管徑遠距離運輸以及管徑大小不一，連接區域錯位，障礙物區域可能堵塞;物料摻雜大型碎塊的時候可能導致堵塞;物料有著粘著性，如果不第一時間處理，出現滯留沉積等現象，會導致堵塞情況。

（3）操作不到位讓管線某些閥門沒有開啟甚至生銹卡死，或者物料容器超荷運轉，流速減緩，突然終端會讓物料堆積，出現堵塞。

1.5? 發生自燃火災

管線內部結焦甚至積炭，在高溫高壓環境內部可能自燃，造成燃燒甚至爆炸。在操作含硫原料的高壓區域內部，硫化亞鐵是相對普遍的物質，它是由鐵銹以及硫化氫反應生成，裝置停止后開啟，以及維修前同空氣反應，可能導致自燃。

管線內部介質溫度是達到自燃點，流出同空氣反應就會出現自燃。

1.6? 具有多種引火源

物料在管線內部運輸的時候，有各類引火源要素。開閉區域閥門的時候，閥瓣同閥座產生沖擊以及擠壓，能夠變成引火源。閥門在高低壓區域內部突然開啟的時候，低壓區域氣體持續收縮同時溫度增長，變成壓縮引火源。物料在運輸的環節內部，粉體同管壁、顆粒、液體同固體、液體同氣體、液體同不相溶液體以及氣體同少量固液雜質相互，出現碰撞以及摩擦，可能產生靜電，出現火花。

危險物料運輸區域附近有著摩擦、撞擊、明火、高溫熱體、電火花以及雷擊等各類外因點火源。可燃物由破裂以及非密實區域流出的時候會產生靜電，變成流出或附近可燃物的引火源。

1.7? 易成為火災蔓延的通道

因為管線連通所有裝置，某區域出現火災，不僅阻礙系統的正常運轉，同時還會讓所有制造分支出現連帶效應，危害持續擴散蔓延，尤其是輸送的介質具備毒性時，對公眾的安全危害相當大。在管線內部連鎖的爆炸，某種環境內部會出現由爆燃朝著爆轟變化的趨勢，對制造裝置、廠房等產生較大的危害[1]。

2? 架空管線事故災害特征

2.1? 火勢發展迅猛、蔓延迅速易形成立體火災

石油化工生產是通過管線將生產工序連接在一起，通過管線傳輸物料;架空的管線出現腐蝕、法蘭損壞等原因，造成管線內的物料出現泄漏，管線泄漏著火，從管線向下流淌的火流，形成管線和地面同時燃燒。尤其是大口徑管線內易燃液體物料泄漏著火后，能夠形成大面積流淌火，造成火勢蔓延迅速。

2.2? 爆炸引起燃燒，燃燒引起爆炸破壞性強

管線內易燃氣體泄漏，擴散迅速，遇一定能量引起爆炸，在一定范圍內能夠造成毀滅性的破壞。

有些是有化工管線直接連接著生產裝置、儲罐或其它生產設備，管線發生火災或爆炸對周圍裝置和設備會造成巨大的威脅：

（1）連鎖反應帶來的威脅：在大型化工企業中生產裝置既相互獨立又有緊密聯系，上下游物料的生產和使用都是有管線進行連接輸送，發生事故后一是會引起其他生產裝置發生事故;在事故處置中生產裝置需要緊急停車，化工生產緊急停車是一個危險性非常高的工藝處置措施，如果處理不當，往往引起更大災害事故的發生。

（2）高輻射熱帶來的威脅：化工生產中物料往往是易燃易爆氣體或液體，燃燒輻射熱非常高，高輻射熱對裝置設備、人員構成嚴重的威脅。

2.3? 火災易蔓延，易導致次生災害

架空管線可能變成火災擴散的途徑，同時還會讓所有制造系統出現一系列反應，讓危害持續擴散蔓延。在管線內部出現的爆炸，某種環境內部會出現由爆燃朝著爆轟變化的趨勢，對制造裝置、廠房等產生較大的危害。管線輸送的物料有些是易燃易爆、有毒有害，有些是劇毒，這些物料泄漏后會對人員造成傷害，同時這些物料或燃燒產物，往往造成環境的污染，易造成次生災害。

2.4? 事故處置困難

首先架空管線本身的構造特性：管線離地面具有一定的高度，攀爬和行走都非常困難，致使救援人員自身的安全得不到保障，造成事故處置有一定的難度;其次，為節約成本和占地，架空管線一般采用多管并排布置，每個管線輸送的物料各不相同，一旦其中一根管線發生事故，勢必會影響到其他管線的安全，致使災情進一步擴大，處置難度進一步增加。最后，絕大多數管線內的物料燃燒熱值大、溫度高、熱輻射強，消防人員、車輛難以靠近現場，冷卻和滅火十分困難[2]。

3? 各種滅火方法的局限性

因為化工管線輸送介質性質的影響，許多滅火方法對化工管線火災爆炸事故并不適用，不但不能達到滅火和消除事故危害的目的，反而會導致事故的失控或擴大。

3.1? 冷卻滅火法

冷卻法是通過滅火劑噴灑向可燃物，讓它的溫度下降到燃點之下，以此阻止燃燒;或把滅火劑噴灑在火源周邊的可燃物上，控制溫度避免因為熱輻射造成的起火。在化工管線火災中用此方法有很多的禁忌。

（1）如果管線中運輸的介質是比水輕的非水溶性可燃、易燃的液體，出現火災的時候，原則上不通過水滅火。類似苯、甲苯等，假使通過水滅火，水會沉在液體下方造成噴濺以及漂流，導致火勢蔓延。

（2）高溫的區域出現火災時不可用水滅火，可能造成區域破裂、管線內的物料飛濺，導致更大的火災，宜用水蒸汽滅火。

（3）當區域內部腐蝕性介質流出的時候，碰到加壓密集水流，將直接沸騰，造成酸液飛濺，因此，此類物質出現火災的時候，盡可能通過霧狀水、干沙土以及二氧化碳滅火。

3.2? 隔離滅火法

隔離法普遍是將著火區域以及附近的可燃物隔開或轉移，燃燒區域由于沒有可燃物無法擴散而停止。由于管線不論是氣體或者液體的介質泄漏或跑冒，都具有火災爆炸的危險，對于區域流出的可燃氣體、液體的燃燒，需要第一時間中斷閥門氣源以及液流，降低甚至阻斷可燃物流入燃燒區域。不過，在無法靠近實施斷源、堵漏以及倒液等情況，只可以在水槍的撲救下讓它平穩的燃燒，直至熄滅為止。否則火焰熄滅后易燃物不斷流出，造成更大規模的易燃混合物，就有發生復燃、復爆的危險。

3.3? 窒息滅火法

窒息法實際上是避免空氣混入燃燒區域以及通過不燃或者不助燃的惰性氣體置換空氣，讓燃燒物沒有對應的氧氣燃燒。在部分火災環境，應用泡沫滅火劑來噴灑燃燒物質也可能造成火災蔓延。比如，氰化鈉、氰化鉀以及各類氰化物等，在同泡沫內部的酸性物質反應后可能排出帶有毒性的氰化氫。有爆炸性的物質也要禁止用酸堿泡沫滅火劑滅火，因為化學反應使爆炸更加劇烈。

3.4? 抑制滅火法

抑制法就是根據連鎖反應理論，把化學滅火劑噴灑至燃燒區域進行反應，中止鏈反應以此讓燃燒中斷。應用此類辦法能夠噴灑的滅火劑有干粉以及1211、1301等鹵代烷滅火劑。不過，堿金屬、堿土金屬以及此類金屬化合物在燃燒的時候能夠造成高溫，在高溫環境下此類物質多半可以同鹵代烷反應，讓燃燒越發劇烈，所以無法通過它們來撲救，對含氧化學品亦不適宜。

4? 管線火災的撲救的一般方法

4.1? 采取工藝措施，斷絕可燃物源

在發生撲救架空管線事故時應優先考慮采取工藝措施，及時切斷或減少可燃物源，控制火勢蔓延擴大。架空管線連續化，設備之間相互貫通，當某個設備或部位著火時，必須立即開閥切斷其與上下左右的物料聯系。當著火設備內可燃物料較多時，可以利用物料輸轉措施，開閥導流減少其數量。當壓力容器受熱內部壓力急劇升高時，及時進行放空至安全罐或火炬系統，防止發生爆炸。在專業技術人員的指導下，利用工藝措施，在處置架空管線事故中，往往會起到關鍵性的作用，運用得當，可以解決其他方法不易解決的問題。

4.2? 圍堵防流，防止火勢蔓延擴大

在架空管線事故現場，會有大量可燃、易燃物料外泄，造成大面積的流淌液體燃燒，參戰官兵應對流淌火進行圍堵防流。一是對地面筑堤圍堵定向導流，防止燃燒液體向高溫高壓裝置區蔓延;二是對空間管線容器流淌火，采取關閥斷料，切斷物料來源，防止形成大面積或立體燃燒;三是對地下溝流淌火，若是明溝可用泥土筑堤;若是暗溝，可分段堵截，然后向暗溝噴射高倍數泡沫或采取窒息等方法滅火。這樣就能徹底地防止火勢蔓延擴大，為下一步的處置行動創造條件。

4.3? 抓住重點，排除險情

根據架空管線事故特點，出動力量到達火場后必須迅速掌握事故情況，確定重點保護區域，組織攻堅力量對災害事故的主要方面實施有效的控制，尤其是對受威脅的容器設備實施不間斷保護，排除爆炸危險。

4.4? 實施不間斷冷卻，抓住時機發起總攻

架空管線事故發生燃燒時具有熱輻射強、火勢蔓延快、初期階段時間短、易爆炸的特性，所以，在滅火戰斗中更需強調“先控制，后消滅”的原則。在火場上實施不間斷冷卻，控制石油化工火災面積蔓延擴大，防止著火設備、受火威脅設備發生爆炸。調足滅火力量，確保火場上的供水不間斷，抓住戰機發起總攻，一舉殲滅[3]。

5? 架空管線事故處置基本程序

根據架空管線事故的類別和輸送物料的不同性質（表1有助于辨別管線內為何種物料），合理采取不同的處置措施[4]。

表1? 幾種常見化工物料的管線顏色

序號 物質種類 基本識別色 序號 物質種類 基本識別色

1 氧氣 藍色 8 氨氣 黑色

2 乙炔 白色 9 液氨 黃色

3 淡水 綠色 10 氯氣 草綠

4 壓縮空氣 灰色 11 鹽酸 灰色

5 消防管線 紅色 12 硫酸 紅色

6 氮氣 黃色 13 酸或堿 紫色

7 氫氣 深綠 14 可燃氣體 棕色

5.1? 輸送可燃氣體架空管線火災的處置

氣體管線發生火災，不要急于滅火，應以防止蔓延和防止發生二次災害為重點;撲救這類火災主要有以下措施：

（1）關閉閥門，斷絕氣源，用水槍、水炮冷卻管線。

（2）滅火應掌握時機;在保證閥門關好，火焰由高變低，聲音由大變小，壓力降低的條件下，接近火點，視情使用噴射干粉、泡沫或浸上水的草袋、石棉布等覆蓋，窒息滅火。

（3）當架空管線著火點處于不易接近的死角位置時，可以在關閥斷料的同時，利用蒸汽滅火。

（4）對擴散的殘余可燃氣體，應使用大量噴霧水沖散、稀釋，防止形成爆炸性混合氣體。

滅火后對管線要繼續射水，以便驅散周圍可燃氣體，如撲救有毒的可燃氣體火災，人員必須佩戴好防毒面具。

5.2? 輸送可燃液體架空管線火災的處置

液體物料管線因腐蝕穿孔、墊片損壞、管線破裂等引起泄漏，被引燃后，著火物料在管內液壓和管線高度的作用下，向四周噴灑，對鄰近設備和建筑物有很大威脅;撲救這類火災主要有以下措施：

（1）在關閉進液閥的同時，關閉火點處的出液閥，以防止倒流或燃燒的液體通過管線向下道生產工序蔓延。

（2）挖坑筑堤，限制著火液體流竄，防止蔓延。

（3）用直流水槍、泡沫、干粉等滅火，也可用砂土等掩埋撲滅。

（4）加強對著火管線和鄰近管線的冷卻，防止因管線受熱變形，造成災情的進一步擴大。

（5）對于在管線內發生的流淌火，可以采用泡沫、水或蒸汽進行吹掃滅火。

（6）可燃液體管線著火，在壓力未降低之前，不應采取覆蓋法滅火，否則會引起油品飛濺;當壓力下降且泄漏處形成穩定燃燒，可以采取交叉水流在火焰下方噴射，然后逐漸上移，將火焰割斷滅火。

5.3? 輸送有毒或腐蝕性液體架空管線泄漏的處置

（1）根據管線泄漏物料的性質，做好等級防護，佩戴好防毒面具。

（2）利用大量的噴霧水對現場進行稀釋、吹掃，防止形成爆炸性混合氣體。

（3）筑堤圍堵，關閥斷料，防止有毒或腐蝕性的液體流淌，造成環境污染。

（4）大量物料的泄漏，應根據物料的性質，采用不同的輸轉泵，對液體進行回收、轉移;少量物料的泄漏，采用砂土、水泥等進行覆蓋，并進行回收，送到指定的處理中心。

事故處理結束后，應對人員器材和現場進行仔細的洗消，防止發生人員中毒和環境污染的現象。

5.4? 輸送有毒或易燃易爆氣體架空管線泄漏的處置

處置此類事故一定要牢記，人員、車輛一定要從上風方向進入，各項行動要在現場偵檢的前提下展開，同時要有大量的噴霧水進行保護。

（1）從上風方向抵達現場，控制好車輛與事故現場的距離，迅速組織人員進行偵檢警戒，同時做好等級防護。

（2）利用多重水幕水帶對現場進行隔離，防止有毒或可燃的氣體擴散;用大量的噴霧水對氣體進行稀釋，防止形成爆炸性混合氣體。

（3）在消防力量部署到位之后，組織精干力量，在技術人員的配合下，關閥斷料，當管線內壓力降到一定范圍內，組織人員進行堵漏，或者在消防力量的監控下，讓管線內有毒或易燃易爆氣體全部排空[5]。

6? 注意事項

（1）撲救架空管線火災時，在第一線的人員要穿隔熱服，或組織第二線水槍進行掩護。

（2）滅火時不要太盲目，要防止火滅后繼續泄漏而發生爆炸。滅火一定要徹底，防止其復燃。

（3）當有毒或可燃氣體泄漏時，到達現場一定要及時劃定警戒區域，疏散無關人員;救援人員要佩戴好防毒面具和保護措施，禁止現場人員穿釘鞋和化纖衣服;操作消防器材時嚴防打出火花;堵漏時應采用木堵，使用銅錘、膠皮錘等無火花工具。

（4）在泄漏部位和時間不明的情況下，救援工作的展開應采用由遠及近、逐步推進的方法，防止誤入泄漏區域，引發不必要的傷亡。

（5）及時處置廢液，堵塞下水道口。事故處置時，要用橡皮墊對下水道口及時堵塞，火災撲滅后，要及時對廢液進行收集處理，未經處理的廢液，不能直接排入回收池、下水道或陰溝內，防止二次污染或回火、爆炸。

根據架空管線的結構特點，攀爬、行走和堵漏作業都具有一定的危險性，在緊急的情況下，人員來不及逃生;一般不提倡登高堵漏，而是采用工藝措施，關閥斷料進行處置，消防力量主要部署在稀釋、冷卻、圍堵等方面。

參考文獻：

[1]馬振，何天鵬，任金鈺，陳章瑞，李婧.長輸油氣管道安全隱患及管理措施研究[J].石化技術，2021，28（04）：169-170.

[2]郭鐵男.中國消防手冊[M].上海：上海科學技術出版社，2006.

[3]曾鈞生.消防滅火救援及搶險救援實用手冊[M].北京：中國知識出版社，2007.

[4]GB50316-2000，工業金屬管道設計規范（2008年版）[S].北京：中國計劃出版社，2001.

[5]胡憶溈，楊世儒.堵漏技術[M].北京：化學工業出版社，2002.

Analysis on accidents consequences of overhead pipelines fire and response strategies

Wang Zhenhua

Jinshan Detachment of Shanghai Fire Rescue Corps

Abstract：This paper analyzes the accident causes， hazards， and characteristics of overhead pipelines accidents， points out that accident causes may vary from different patterns of construction， stresses the importance of choosing corresponding measures in accordance with accident causes of overhead pipelines transferring oil and gas， and summarizes the operation gist for firefighting personnel.

Keywords：oil and gas pipeline; accident causes; countermeasures