某事故煤气管道弯头断裂原因分析
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０ 概 况
应力 、 弯曲等 。通常情况下 ， 向应力作用下 ， 局部 在径 应力腐 蚀裂纹走 向为轴 向； 轴 向应 力作用 下 ， 力腐蚀 裂纹为径 在 应
向。图 １ 为弯头裂纹金 相剖 面 图， 以看 出 ， 可 裂纹 走向大致 沿着轴 向。表 明弯头应 力腐蚀的主导 因素为径 向应力 ， 即煤 气管道 内压 。在管道 内压 和外界腐蚀共同下 ， 弯头截面尺寸
力发生在弯头的外侧 。同时发现 离断 裂煤 气管道 弯头 不到 ２００ｎｎ ０ ｌ 处有一地下 污水井 ， 道附近 土层 含水 量充分 ， ｌ 管 管 道弯头腐蚀损伤严重。 将断裂后的管道弯头 挖开 ， 松开 活接 头 ， 发现 管道 接 口
处上下左右均有 错位 现象 。断裂 弯 头为 直角 弯头 ， 内径 ６ ｏ Ｉ ｌ 厚 ３ ５ｍｎ 弯头 材 料 为 可 锻 铸 铁 ， 拉强 度 为 ３０ Ｉ， ｌ 壁 ｎ ． ｌ， 抗 ０ Ｍ ａ安全系数 为 １ ２ 许 用应 力 为 ２０ＭＰ ， Ｐ， ．， ５ ａ 弹性 模 量 １０ ５ Ｍ ａ 钢管规格为 ６ ５ｍｎ 钢管材料 为 ２ 号钢 。 Ｐ［ ； ０Ｘ ｉ， ０
２ １ 年第 ３ 卷第 ３ ０１ ７ 期
Ｍａ ｃ Ｏｌ ｒｈ２ １
工 业 安 全 与环 保 Ｉｄｓ ｉ ａ ｔ ｄＥｖｒ ｍ ｎａ Ｐ￣ｅｔｎ ｎｕｔａ Ｓｆｙａ ｎｉｎ ｅｔ ｒ ｃｉ ｒｌ ｅ ｎ ｏ ｌ ｏ
・ ６１ ・
某 事 故 煤 气 管 道 弯 头 断 裂原 因分 析
（ ．ｏ ｎｉｅ ｉ Ｄ ｆＥ ｇｎｅｎ ｒ ｇＭｅ ａｉ ，Ｄ ｌｎ ｃ ｎｃ ｈ ｓ ａｉ ａ
ｏ ｅｕｄｇ Ｄ ｌ ｎ Ｌａｎ ｇ １６２ ） ｆＴｄ＇ ｏｙ ｕ ａｉ ， ｉ ｉ １０ ４ ａ ｏｎ ｎ ｏｄｃ ｄａｄｔ ８８ｓｅｕｔｇｉ ｔｓｃｎｕｔ ｎ ｅｃｕｅ ｓｌｎ ｉ ｅ ｈ ｒ ｉ ｎ
图 １ 弯头裂纹金相剖面
２ 管道弯头断裂模拟试验 为 了模 拟后 建阳台是否会造成管道 弯头断裂 ， 购买了和
断裂的煤气管道及弯 头荷载环境复 杂 ， 多种 因素可 能导 致弯头断裂。据 调查 ， 可能引起弯 头断裂的主要 因素为后 建 阳台作用 、 煤气管道引入 管接 口不在 同一 直线上 组装 、 煤气 管道上方地 面下 陷、 煤气管道引入管 上方通行汽车等 。为 准 确判 断煤气管道弯头 断裂 的起 因 ， 断裂管道弯头进行 了模 对 拟试验 和计算分析 。
不断减小【． Ｉ ３ｂｏ
某煤气管道在使用过 程中煤气泄漏 ， 导致人员伤亡 。事
故现场 位于一层楼北 阳台地下。据楼房设计 图纸 ， 阳台为 北
后增加部分 ，不属于原设计 内容 。经现场检查 ，发现煤气管 道弯头 出现断裂 ，断 口基本 平 直 ， 弯 头外侧张 开裂缝 大 ， 且 内侧小 ， 部分 位置 仍有 连 接。 由于煤 气 管道 弯 头为 铸铁 材 料 ， 断 口平直 ， 且 表明是拉应力导致 弯头断裂… ， 最大拉应 且
关键词 煤 气管道 断裂 应力腐蚀
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邢 怀念 张小鹏 刘增利 金 立强
（ 连理工大学工程力学系 大 辽 宁 大 连 １６２ ） １Ｏ４
摘
要
结 合实际事故及发生环境 ， 采用模拟试验及计 算推断 出煤气管道 弯头断裂 的原 因， 结果 表 明， 后建 阳台、 Fra Baidu bibliotek装
应力和汽车荷载不是均导致弯头断裂的主要因素 ， 弯头断裂是 拉应力所致 ， 于外 界腐蚀环 境和管道 内压共 同作用 的应力 属 腐蚀断裂破坏。因此 ， 气管道在施工过程中应密切关注土层环境对管道 的腐蚀作用 ， 煤 作好防腐处理 。
１ 金相 分 析
０ 概 况
应力 、 弯曲等 。通常情况下 ， 向应力作用下 ， 局部 在径 应力腐 蚀裂纹走 向为轴 向； 轴 向应 力作用 下 ， 力腐蚀 裂纹为径 在 应
向。图 １ 为弯头裂纹金 相剖 面 图， 以看 出 ， 可 裂纹 走向大致 沿着轴 向。表 明弯头应 力腐蚀的主导 因素为径 向应力 ， 即煤 气管道 内压 。在管道 内压 和外界腐蚀共同下 ， 弯头截面尺寸
力发生在弯头的外侧 。同时发现 离断 裂煤 气管道 弯头 不到 ２００ｎｎ ０ ｌ 处有一地下 污水井 ， 道附近 土层 含水 量充分 ， ｌ 管 管 道弯头腐蚀损伤严重。 将断裂后的管道弯头 挖开 ， 松开 活接 头 ， 发现 管道 接 口
处上下左右均有 错位 现象 。断裂 弯 头为 直角 弯头 ， 内径 ６ ｏ Ｉ ｌ 厚 ３ ５ｍｎ 弯头 材 料 为 可 锻 铸 铁 ， 拉强 度 为 ３０ Ｉ， ｌ 壁 ｎ ． ｌ， 抗 ０ Ｍ ａ安全系数 为 １ ２ 许 用应 力 为 ２０ＭＰ ， Ｐ， ．， ５ ａ 弹性 模 量 １０ ５ Ｍ ａ 钢管规格为 ６ ５ｍｎ 钢管材料 为 ２ 号钢 。 Ｐ［ ； ０Ｘ ｉ， ０
２ １ 年第 ３ 卷第 ３ ０１ ７ 期
Ｍａ ｃ Ｏｌ ｒｈ２ １
工 业 安 全 与环 保 Ｉｄｓ ｉ ａ ｔ ｄＥｖｒ ｍ ｎａ Ｐ￣ｅｔｎ ｎｕｔａ Ｓｆｙａ ｎｉｎ ｅｔ ｒ ｃｉ ｒｌ ｅ ｎ ｏ ｌ ｏ
・ ６１ ・
某 事 故 煤 气 管 道 弯 头 断 裂原 因分 析
（ ．ｏ ｎｉｅ ｉ Ｄ ｆＥ ｇｎｅｎ ｒ ｇＭｅ ａｉ ，Ｄ ｌｎ ｃ ｎｃ ｈ ｓ ａｉ ａ
ｏ ｅｕｄｇ Ｄ ｌ ｎ Ｌａｎ ｇ １６２ ） ｆＴｄ＇ ｏｙ ｕ ａｉ ， ｉ ｉ １０ ４ ａ ｏｎ ｎ ｏｄｃ ｄａｄｔ ８８ｓｅｕｔｇｉ ｔｓｃｎｕｔ ｎ ｅｃｕｅ ｓｌｎ ｉ ｅ ｈ ｒ ｉ ｎ
图 １ 弯头裂纹金相剖面
２ 管道弯头断裂模拟试验 为 了模 拟后 建阳台是否会造成管道 弯头断裂 ， 购买了和
断裂的煤气管道及弯 头荷载环境复 杂 ， 多种 因素可 能导 致弯头断裂。据 调查 ， 可能引起弯 头断裂的主要 因素为后 建 阳台作用 、 煤气管道引入 管接 口不在 同一 直线上 组装 、 煤气 管道上方地 面下 陷、 煤气管道引入管 上方通行汽车等 。为 准 确判 断煤气管道弯头 断裂 的起 因 ， 断裂管道弯头进行 了模 对 拟试验 和计算分析 。
不断减小【． Ｉ ３ｂｏ
某煤气管道在使用过 程中煤气泄漏 ， 导致人员伤亡 。事
故现场 位于一层楼北 阳台地下。据楼房设计 图纸 ， 阳台为 北
后增加部分 ，不属于原设计 内容 。经现场检查 ，发现煤气管 道弯头 出现断裂 ，断 口基本 平 直 ， 弯 头外侧张 开裂缝 大 ， 且 内侧小 ， 部分 位置 仍有 连 接。 由于煤 气 管道 弯 头为 铸铁 材 料 ， 断 口平直 ， 且 表明是拉应力导致 弯头断裂… ， 最大拉应 且
关键词 煤 气管道 断裂 应力腐蚀
Ａｎａｙ ｉ ｆｏ ｌｓｓ ｏ ｎｅＧ ａ Ｐｉ ｓ ｐｅＥｌ ｗ Ｆｒ ｔ ｅ ｂｏ ａｃｕｒ
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邢 怀念 张小鹏 刘增利 金 立强
（ 连理工大学工程力学系 大 辽 宁 大 连 １６２ ） １Ｏ４
摘
要
结 合实际事故及发生环境 ， 采用模拟试验及计 算推断 出煤气管道 弯头断裂 的原 因， 结果 表 明， 后建 阳台、 Fra Baidu bibliotek装
应力和汽车荷载不是均导致弯头断裂的主要因素 ， 弯头断裂是 拉应力所致 ， 于外 界腐蚀环 境和管道 内压共 同作用 的应力 属 腐蚀断裂破坏。因此 ， 气管道在施工过程中应密切关注土层环境对管道 的腐蚀作用 ， 煤 作好防腐处理 。
１ 金相 分 析