2019年12日21日10时2分许,山西通豫煤层气输配有限公司(以下简称通豫公司)“端氏—晋城—博爱煤层气输气管道”位于阳城县润城镇上伏村段转角桩A60+184m处发生煤层气泄漏爆炸着火事故,过火面积8000多平方米,事故未造成人员伤亡,直接经济损失约81.5962万元。
一.项目运营后的定期检验情况
中国特种设备检测研究院于2014年11月20日—2015年6月30日对通豫公司长输管道进行了首次定期检验,出具了压力管道定期检验报告,报告编号为14DF214-DM01。发现问题为:管线全线埋深不足的共有27处,占压19处,共有2520米;穿越101处公路或水泥路,5处铁路,41处河道或水渠,4处小水渠,5处水泥路无套管;全线发现防腐层破损点128处,选择22处进行探坑检测,开挖直接检测22处,管体最大局部减薄量0.91毫米,减薄率11.38%。合于使用评价结论为剩余寿命预测结果管线低风险地段、中风险地段、高风险地段剩余寿命分别24.29年、17.43年、14.75年。中国特种设备检测研究院于2018年12月13日—2019年8月10日对该管道进行了第2次定期检验,出具了压力管道定期检验报告,报告编号为18D0207-DM01R1。发现问题为:管线全线埋深不足的共有3处,共计105米;管道上方直接占压20处,共计2626米;全线发现防腐层破损点66处,平均0.073处/100米 ,选择10处开挖检测,发现管体最大减薄率6.25%,减薄0.55毫米,位于69号测试桩G378。合于使用评价结论为缺陷点处最大允许工作压力为10.10MPa,最小剩余寿命为37.97年,位于69号测试桩G378。整改情况见《关于压力管道定期检验报告中提出问题的处理情况说明》2019年12月21日上午10时7分,通豫沁水分公司安全部副部长冯号亮接到朋友张靖宇电话,反映阳城县润城镇上伏村附近有着火现象,冯号亮10时8分通知巡线员张战民赶到现场查看,确认为上伏村转角桩A60+184m处通豫公司输气管道发生了煤层气泄漏着火现象,冯号亮在第一时间上报分公司总经理娄文静,娄文静随即向通豫公司进行了报告,10时13分分公司组织救援人员紧急赶赴现场,设置警戒区域,组织疏散附近村民,10时33分通豫分公司向阳城县能源局、阳城县应急管理局、沁水县能源局上报事故相关情况,并联系公安局、消防队等职能部门协助救援。事发段管道位于阳城县境内润城镇屯城阀室与南留阀室之间的上伏村村北偏西山沟沟底,山沟坡度约13°,事发点距离端氏首站约14千米。事发前输气管道日输气量约100万立方米,输气压力约5.3MPa,覆土厚度约3.5米,管道采用L415MB钢级的螺旋缝埋弧焊管线,管道防腐采用外防腐层加强制电流阴极保护,热煨弯头防腐采用带环氧底漆的辐射交联聚乙烯热收缩套虾米状搭接包覆,直管段采用三层PE防腐层。12月21日10点13分,通豫沁水分公司安全管理人员到达现场后,组织相关工程技术人员、应急抢险队伍对事发现场及周边环境情况进行了勘查分析,由于事发段下游南留阀室气液联动阀自动关闭后阀门内漏,管道下游断口仍有气体持续燃烧,火势得到了控制(见图1),现场安排专人值班警戒。

图1 事故段管道下游断口持续燃烧
12月22日,通豫公司调集专家技术人员现场进行会商,决定抢险抢修方案,初步确定采取带压封堵处理,12月27日带压封堵方案通过,开始现场作业,于12月28日23时32分火焰熄灭(见图2)。

图2 事故段火焰熄灭后
12月21日10点42分,接到通豫沁水分公司安全部冯号亮报案,阳城县应急管理局、能源局、公安局、消防救援大队及北留中队、润城镇政府及镇安监站、派出所、交警队、林业站、上伏村委迅速启动应急响应,到达现场指导和协助事故救援。12月27日带压封堵抢修方案通过,12月28日23时32分火焰熄灭,现场救援结束。专家组于12月25日下午15时40分赶到事故现场,当时事发段管道下游南留阀室气液联动阀自动关闭后阀门内漏,管道下游断口仍有气体持续燃烧(见图3)。

图3 事故段管道下游断口持续燃烧
通豫公司采取带压封堵处理后,火势于12月28日23时32分熄灭(带压封堵抢修现场见图4)。

图4 带压封堵抢修现场
经专家测量,现场形成大约长16.1米、宽9.3米、深度4米的凹坑,周边山坡过火面积约8000平方米(见图5)。

图5 爆炸形成凹坑
管道破裂部位处于热煨弯管上,破损长度为1.7米,破裂部位沿管道两个截面撕裂,撕裂后呈平板状,长1.7米,宽1.4米(见图6)。

图6 管道撕裂呈平板状

图7 热煨弯管直焊缝
上游管道撕裂截面距离第一道环焊缝0.83米(见图8)。

图8 撕裂点上游环焊缝
下游管道撕裂截面距离第一道环焊缝0.35米(见图9)。

图9 撕裂点下游环焊缝
对撕裂后的钢板进行壁厚测量,钢板上边缘壁厚最小值为2.1毫米,下边缘壁厚最小值2.8毫米,钢板中间部位壁厚8.5毫米(见图10)。

图10 壁厚测试

图11 管壁内腐蚀情况
泄漏点位于管道顺气流方底部偏左侧,事故点上游直管段距离撕裂截面2.06米处形成一道皱褶,事故点下游直管段距离撕裂截面2.70米和4.40米处形成两道皱褶,皱褶均位于管道顺气流方向右侧(分别见图12、图13)。

图12 撕裂点上游直管段皱褶

图13 撕裂点下游直管段皱褶
现场勘查弯管管沟为石方段,顺气流方向右侧发现有岩石缝隙(见图14)。

图14 管道右侧岩石裂缝
1、供气气源:输气管道气源由山西沁水新奥清洁能源有限公司、中国石油天然气股份有限公司山西煤层气勘探开发分公司、山西蓝焰煤层气集团有限责任公司、中联煤层气有限责任公司、美中能源有限公司五家单位供给。
图15 供气单位现场管道示意
端氏首站—屯城阀室—南留阀室—李寨接收阀室—下犁川分输阀室—草底铺阀室—王庄分输阀室—博爱末站。事发点管段见下图。
事故调查组经过现场勘察、询问有关当事人及查阅大量资料,并按照有关法律、法规、规范和标准,经过反复核实、研究、分析,认为山西通豫煤层气输配有限公司“12·21”泄漏爆炸着火事故的原因是:根据《“12.21”山西通豫煤层气输配有限公司阳城县上伏村段管道爆炸着火事故技术鉴定报告》分析:事故发生地输气管道弯管段发生内腐蚀,腐蚀凹坑连接成线状,导致管壁严重减薄,最薄处为2.1毫米,远远低于该段弯管的设计壁厚(8.8毫米),管壁厚度不能满足运行条件下的强度要求,造成管壁开裂。现场勘查弯管管沟为石方段,顺气流方向右侧发现有岩石缝隙,为泄漏的煤层气提供了聚集空间。高压高速煤层气从管壁裂缝中泄漏,摩擦产生静电火花。