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【案例】一起退役聚乙烯燃气三通管道高温降解致泄漏爆炸事故

创建时间：2026-10-21 12:59

《管道安全保护》编辑部：管道安全绝不止于管道本身。地下热力管网、老旧附属设施、产权归属模糊的“盲区管线”，都可能成为点燃灾难的“那把火”。唯有将风险视野延伸至每一处邻近热源，将信息共享覆盖到每一寸地下空间，将应急演练落实到每一次“闻到气味”的本能反应，才能真正筑牢生命防线。本期专栏分享一起发生在美国宾夕法尼亚州一条退役聚乙烯燃气三通管道高温降解致泄漏爆炸事故，该管道1982年敷设，退役封堵后仍承受系统压力，被邻近蒸汽管道长期泄漏的高温蒸汽持续烘烤，最终降解失效并泄漏爆炸，致7人死亡、10人受伤，直接财产损失约4200万美元。

一起退役聚乙烯燃气三通管道高温降解致泄漏爆炸事故

吉建立

中国特种设备检验协会

1 事故概况

2023年3月24日16时55分，美国宾夕法尼亚州伯克郡韦斯特雷丁镇（West Reading）发生一起天然气泄漏爆炸火灾事故。事故管道为UGI公司所有并运营的天然气配送系统，位于樱桃街（Cherry Street）公共路权下方一根直径1.25英寸（约32 mm）的Aldyl A聚乙烯燃气主管道，通过服务三通向R.M.帕尔默公司（R.M.Palmer Company为一家糖果制造商）1号、2号楼供气，1982年敷设，运行压力约53 psig（0.37 MPa），最高允许运行压力60 psig（0.41 MPa）。

2021年UGI公司对2号楼进行例行巡检时曾发现地下室及户外存在燃气气味，遂实施了服务支线及三通的更换工程，并在东侧新建了三通及支线。但退役三通封堵后仍连接在主管上并承受系统全压，在高温环境下降解失效导致天然气泄漏，集聚在R.M.帕尔默公司2号生产楼地下室遇点火源爆炸，导致2号楼完全坍塌，相邻1号楼及北侧一栋公寓楼严重损毁，7名帕尔默公司员工死亡、10人受伤，3户居民被迫转移，直接财产损失约4200万美元。

2 事故经过及应急处置

（1）事前施工与隐患形成。

2021年2月16日，UGI公司巡检人员在2号楼地下室检测到燃气气味，判定为C级泄漏（需立即处理），遂立项更换服务支线、三通并将燃气表移至室外。施工前，UGI公司向宾夕法尼亚州地下设施定位系统（PA One Call）提交了紧急定位申请。开挖过程中发现地下有白色粉末，R.M.帕尔默公司员工告知附近敷设有一条蒸汽管道，但UGI公司员工未进一步确认蒸汽管道与天然气设施的精确间距，也未将此信息上报完整性管理部门。施工完成后，新三通及支线投运，原三通退役封堵，但仍保留在主管上承受全压（图 1、图 2）。

图1 事故现场开挖

图2 事故管段示意图

事后调查发现，蒸汽管道建于20世纪60年代前，用于将1号楼锅炉房蒸汽输送至2号楼供暖，管径4英寸（102 mm），顶部埋深约0.46 m。长期缺乏维护，外腐蚀严重，壁厚由5.6 mm减薄至最薄约1.0 mm（不足原壁厚的20%）。2021年UGI施工后，在外部荷载与腐蚀共同作用下发生局部剪切并出现约4英寸的贯穿裂纹，高温蒸汽持续泄漏至周边土壤（图 3）。

图3 蒸汽管道失效图

（2）泄漏与爆炸经过。

2023年3月24日15时左右，R.M.帕尔默公司中班员工陆续进入1号、2号楼工作。约16时20分多名员工陆续闻到类似“臭鸡蛋”的燃气味，部分员工向主管报告。16时42分已下班的员工致电前台报告楼外有强烈异味；16时43分助理技术员自行撤离2号楼；16时47分领班机械师与生产线主管在室外查看燃气表；16时54分工厂经理与领班机械师进入2号楼地下室；16时55分2号楼发生剧烈爆炸。当地消防部门在16时56分左右听到爆炸声后自行出动，16时57分接获首个911报警。

爆炸前至少13分钟已有员工闻到燃气味，但R.M.帕尔默公司管理层未启动疏散，反而组织人员查找泄漏源，导致多名管理人员和一线员工滞留建筑内。爆炸瞬间摧毁2号楼，冲击波导致1号楼北墙爆裂、地板开裂，北侧公寓楼受损。最终共30个消防和救援单位、15个执法机构、9个急救医疗单位及2个城市搜救队到场。宾夕法尼亚州应急管理局也派出了支援力量。

（3）应急响应与抢险。

约17时00分雷丁市消防局联系UGI公司请求关阀。约17时19分UGI首位响应机械师按指令前往樱桃街附近关闭地下主阀门，其中南二大道与富兰克林街处的阀门顺利关闭；但南二大道与宾夕法尼亚大道处的阀门因被沥青覆盖且与水阀混淆，无法确认阀门编号而未能关闭，UGI公司随即通过GIS地图确认下一处阀门位置，约17时50分关闭该阀门，切断南北向气流。南四大道与宾夕法尼亚大道阀门因阀箱内积满泥土和垃圾，待真空吸污车清理后约18时15分才完成关闭，实现系统隔离。

爆炸后，消防员在1号楼地下室发现燃气驱动的火焰正通过连接两栋建筑的巧克力管道套管（chocolate pipe conduits）持续燃烧，表明燃气仍在泄漏。主火在系统隔离后熄灭，消防员随后扑灭残余火点。搜救行动持续3天，至3月27日最后一名遇难者被找到。

3 原因分析

（1）直接原因。

Aldyl A聚乙烯退役三通在持续高温土壤环境中发生材料降解导致天然气泄漏爆炸。美国国家运输安全委员会（NTSB）材料实验室检验显示，该退役三通的外壳存在一条长约48 mm的纵向贯穿裂纹，由顶部延伸至底部（图 4）。断口呈典型的慢裂纹扩展特征，起始于内表面模具分型线处的应力集中点，断口平坦、有纤维化及棘轮纹，向底部过渡为快速断裂的形貌。三通内部的聚甲醛（Delrin）嵌件亦发生严重热分解，靠近蒸汽管一侧出现裂纹及多孔状降解，上部嵌件及顶盖缺失，形成开放的泄漏通道，泄漏量约115立方英尺/分钟（天然气当量）。Aldyl A材料的设计最高地温为100℉（38℃）。NTSB有限元模拟及现场证据表明，蒸汽管道泄漏使退役三通周边土壤温度显著高于设计限值，加速了聚乙烯的慢裂纹扩展速率，同时导致Delrin嵌件热老化分解造成失效。

图4 Aldyl A聚乙烯三通失效图

（2）间接原因。

外部热源影响。蒸汽管道因土壤移动和外壁严重腐蚀（壁厚减薄至原始的17%），事故前已发生穿孔泄漏，高温蒸汽直接烘烤了附近的聚乙烯燃气管道三通，使其处于超出设计极限的高温环境中。

完整性管理缺失。UGI公司的分配完整性管理程序（DIMP）未能识别“高温环境”这一威胁，尽管现场工人在2021年维修时曾发现白色粉末（疑似蒸汽泄漏痕迹）并被告知有蒸汽管道，但未将此信息上报至完整性管理部门进行风险评估。

地下设施信息不明。蒸汽管道属于“私有资产”，所属企业未向宾夕法尼亚州“一呼通”系统注册，导致施工方和管道运营商在进行挖掘或风险评估时，无法获知该高温管道的信息。

应急响应能力不足。UGI公司对关键阀门的维护不到位，导致紧急切断延误；帕尔默公司缺乏针对天然气泄漏的应急疏散程序，员工闻到气味后未及时撤离，导致重大伤亡。

4 启示

这是一起典型的“多米诺骨牌”式失效事故，一条看似无关的蒸汽管道（伴热巧克力管道）最终摧毁了天然气管道并酿成重大事故。对我国管道安全管理带来如下启示。

强化对“非管道类”外部威胁的识别与管理。传统的管道完整性管理往往聚焦于管道本体或第三方施工。本案例警示我们必须关注聚乙烯燃气管道周边的“热源”威胁。建议在开展高后果区识别和风险评价时，将地下热力管网、高温工业管道等作为重要外部干扰源进行排查，严格评估聚乙烯燃气管道运行环境温度，一旦发现有高温热源（如蒸汽管、热水管、电缆沟）邻近，应立即进行风险消减（如迁移管道、增加隔热层或更换为钢管）。

消除地下“盲区”，推进私有管线信息管理。蒸汽管道因属于工厂私有且未注册，成为了监管盲区。建议完善地下管线信息共享机制，立法或出台规定，要求所有穿越公共道路或位于公共区域内的地下管线（无论产权归属），包括企业自建的热力、工业管道，必须向当地管线信息系统报备坐标和属性，确保“一张图”管理，防止因信息缺失导致风险误判。

加强塑料管道老化与特殊环境适应性管理。老旧聚乙烯燃气管道在特定环境下存在脆性开裂风险。建议针对在役的早期批次聚乙烯管道，特别是运行在复杂环境（高温、高应力）下的管段，应开展专项排查，建立基于风险的退役或更换计划，对存在不可控外部热源风险的管段，应优先进行材质升级。

提升阀门可靠性和企业应急联动能力。阀门“关不上、找不到”，员工缺乏逃生意识加剧了事故的伤亡。建议管道企业应定期实操演练阀门启闭，确保紧急切断阀“关键时刻不掉链子”。管道企业应与沿线企业建立更紧密的应急联动，不仅告知“有管道”，更要指导建立针对特定介质（如天然气）的现场处置方案，明确“闻到气味即撤离”的刚性原则。

来源：《Pipeline investigation report：UGI Corporation Natural Gas-Fueled Explosion and Fire》

作者简介：

吉建立，1984年生，硕士研究生，高级工程师，中国特种设备检验协会副秘书长，主要从事管道完整性管理相关技术与法规标准研究。联系方式：18618129602，ji516@126.com。

来源：《管道安全保护》2026年第4期（总第86期）

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