某供热公司热力管道变形事故分析

张 磊

（淮南市特种设备监督检验中心 淮南 232007）

1 事故概况

2017年05月26日上午8时许，淮南市某供热公司热力管道发生变形事故，现场管道在剧烈震动后产生较大变形并伴随巨大声响。接当地村民报告，该公司派相关人员对管道状况进行查看后，停止对下游企业供汽。该起事故虽未造成人员伤亡，但因停汽导致下游企业停产近1周时间，经济损失巨大，产生了较大社会影响。

发生事故的管道为GB2级公用管道，全长1639m，2017年03月竣工并投入使用。管道设计压力1.0MPa，设计温度220℃，设计流量65.12t/h，管道规格为φ426×7mm，材质为Q235B螺旋焊管。管道补偿采用焊接型轴向外压式波纹管膨胀节，公称直径为DN400，公称压力为PN16，设计温度为350℃，均采用全焊透的焊接接头形式与管道连接。

2 事故现场勘查

1）对事故现场进行勘查，简图见图1，发现该热力管道沿水渠西侧弯头处约118m发生变形，整体向南侧位移，最大位移量约1150mm。变形范围内的3个管道固定支座被拉脱损坏，9个滑动支座因滑移超限脱落。未发现管道本体及本体的焊缝有明显损坏或变形，经询问目击者，事故发生时管道本体未发生大量泄漏（仅被变形的波纹管膨胀节处有较少量的蒸汽漏出），可知管道材质及焊接质量均无明显缺陷。

图1 管道简图

2）观察变形部分中的两只波纹管膨胀节，发现两只膨胀节均已拉长失效，现场已看不出波纹形态（见图2），膨胀节的导向限位装置亦被整体拉断，可知波纹管在强大外力作用下发生了巨大的塑性变形。观察固定支座及波纹管导向限位装置的断口（见图3），断口呈灰暗状，可辨别出纤维区、放射区和剪切唇，具有较为典型的韧性过载断口的特征，可知该处断裂为外载荷超过构件所能承受的极限载荷时发生的过载断裂，断裂时材料韧、塑性良好[1]。

图2 拉长失效的波纹管膨胀节

图3 波纹管导向装置的断口宏观形貌

3）检查该管道上下游相邻的两处疏水管道，发现两处疏水管道的一次疏水阀、自动疏水器前后两只截止阀及手动疏水阀均处于关闭状态，现场询问相关人员，发现该管道自投用以来，巡检维护人员从未对管道进行过疏水作业。

4）进一步查阅该管道的设计、安装资料及监督检验报告，发现该管道的设计、安装、监督检验单位及相关人员均具备相应资质，符合相应的安全技术规范及设计标准的要求。经调取该管道上游供汽企业的供汽记录，记录显示发生事故时供汽压力为0.4MPa，温度为138.9℃，流量约1t/h，未发现有超温、超压或超流量的现象。查阅该热力公司相关工艺文件及运行记录，发现该公司无热力管道操作规程，无巡检维护记录，该公司任命的巡检人员也无压力管道巡检维护人员资格证件。

3 事故原因分析

从对事故现场勘查的结果可以判定，该起事故的直接原因是蒸汽管道长期积水而引起的水击破坏。由于该管道自投运开始的2个多月内从未疏水，导致管道内存在大量积水，事故发生当日上午8时许，当下游企业开启阀门用汽时，管道内的蒸汽裹挟着大量冷凝水向下游加速冲去，在发生事故的弯头处，因流向改变，高速流动的冷凝水对弯头及其附近管段产生了巨大的水击。弯头附近设置的两只波纹管膨胀节，一方面由于其结构复杂，主要承压结构为薄壁波纹管，承载裕量有限，另一方面因该处膨胀节设计承载的是管道热膨胀所产生的压应力，而水击发生时承载的是瞬时的拉应力，超出设计参数。受这两方面的影响，使得波纹管膨胀节成为该管系最薄弱的环节，在水击冲击力的作用下最先失效，从而造成了此次事故。

此外，使用单位安全意识薄弱，管理混乱，严重违反《特种设备安全法》和TSG 08—2017《特种设备使用管理规则》中关于使用单位各项责任和义务的规定，任用无压力管道巡检维护资格的人员进行管道巡检维护工作，未建立相应的安全管理制度、未制定操作规程是引起此次事故的间接原因。

4 同类事故的预防及建议

1）压力管道使用单位必须增强安全意识，依据《特种设备安全法》和TSG 08—2017《特种设备使用管理规则》的要求，针对本单位压力管道的特点，建立压力管道安全管理制度并有效实施。在压力管道安全管理制度中应明确人员管理、岗位责任及人员安全教育培训工作等制度，特别是管道日常检查、维护等工作的制度要求，坚决杜绝无证作业、违章作业等情况的出现。

2）压力管道使用单位还应编制本单位压力管道的工艺操作规程和岗位操作规程，规程应有较强的可操作性，如应明确管道工艺操作指标、操作方法及日常巡检中重点检查的项目、部位及检查方法等。

3）相关监管单位也应吸取事故教训，在日常监管工作中加强对使用单位的特种设备作业人员及特种设备安全管理制度方面的监管。

4）由于该热力管道设计输送流量为65.12t/h，而下游用汽企业较少，实际流量仅约1t/h，且夜间不用汽，这就导致夜间蒸汽滞留在管道内，因热损失而产生冷凝水。早上下游企业用汽前，供热公司应当加强巡检，检查各疏水阀门状态并手动排放，以确保管道内冷凝水已疏尽。下游企业在用汽时也应缓慢开启供汽阀门，防止管道内未疏尽的冷凝水发生水击。