燃氣爆炸事故中軟管物證案例分析及數據庫建立

摘" 要：連接燃氣源與灶具的軟管是室內燃氣爆炸事故現場中常見的一類物證，在事故調查中起到重要作用。該文以數起真實發生的室內燃氣爆炸事故為案例，分析軟管物證及痕證在事故調查及反演分析中的作用。結果表明，在某2起燃氣爆炸事故案例中，通過分析軟管形貌并測試軟管特性參數，證實軟管的玻璃化轉變溫度較高，現場溫度遠低于玻璃化轉變溫度導致的軟管脆化開裂，是燃氣泄漏的主要原因。在某起燃氣爆炸火災事故案例中，軟管形貌完好無損，能夠排除因軟管連接的液化氣罐泄漏導致的燃氣爆炸事故。建立燃氣爆炸事故中燃氣軟管痕證數據庫，可向數據庫內添加事故信息及軟管圖片信息，并檢索數據庫內已有信息。研究結果可為燃氣爆炸事故調查及反演提供參考。

關鍵詞：燃氣;爆炸;軟管;物證;數據庫

中圖分類號：X932" " " "文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）09-0081-05

Abstract： The hose connecting the gas source and the stove is a kind of common material evidence in the scene of indoor gas explosion accident， which plays an important role in the accident investigation. Taking several real indoor gas explosion accidents as cases， this paper analyzes the role of hose physical evidence and trace evidence in accident investigation and back analysis. The results show that in two cases of gas explosion， by analyzing the morphology of the hose and testing the characteristic parameters of the hose， it is confirmed that the glass transition temperature of the hose is higher， and the on-site temperature is much lower than the embrittlement cracking caused by the glass transition temperature. In a fire accident case of gas explosion， the appearance of the hose is intact and can eliminate the gas explosion accident caused by the leakage of the LPG tank connected by the hose. The database of gas hose trace certificate in gas explosion accident is established， accident information and hose picture information can be added to the database， and the existing information in the database can be retrieved. The research results can provide reference for the investigation and inversion of gas explosion accidents.

Keywords： gas; explosion; hose; physical evidence; database

燃氣作為城鎮化建設的重要組成部分，已成為我國主要的家用能源類型。但作為典型的易燃易爆介質，城市內因燃氣泄漏引發的爆炸火災風險逐漸增大[1]。近年來，國內發生了多起較大以上的燃氣爆炸火災事故，給人民群眾造成了重大的生命及財產損失。例如，2021年6月13日6時42分許，湖北省十堰市張灣區艷湖小區發生重大燃氣爆炸事故，造成26人死亡，138人受傷[2];2021年10月21日，遼寧省沈陽市和平區太原南街發生燃氣爆炸事故，造成5人死亡，42人受傷;2021年9月10日23時39分許，遼寧省大連市普蘭店區鑫和社區發生燃氣爆炸事故，造成8人死亡，5人受傷。諸多重特大燃氣事故的發生，不僅給國內燃氣行業安全發展帶來了很大壓力，更對社會穩定造成了不可估量的負面影響[3-4]。

在事故調查中發現，連接燃氣氣源與灶具的燃氣軟管是爆炸火災現場中常見的一類物證，更是在某些事故的發生及發展過程中扮演著關鍵的角色[5]。部分燃氣事故的發生，往往是軟管在高拉力、低溫、長時高溫等因素共同作用下引起破裂，造成燃氣介質溢出，繼而引發火災爆炸事故[6-7]。即使是事故現場未被損壞的燃氣軟管，在燃氣泄漏點溯源、點火源辨識等環節也起到重要作用。

調研發現，雖然國內制定了較多有關燃氣用具連接軟管的標準，如GB/T 41317—2022《燃氣用具連接用不銹鋼波紋軟管》[8]、CJ/T 490—2016《燃氣用具連接用金屬包覆軟管》[9]、CJ/T 491—2016《燃氣用具連接用橡膠復合軟管》[10]等，但仍難以對燃氣用戶的軟管進行有效管理，致使軟管類型各式各樣，甚至質量無法滿足要求。

因此，重視燃氣爆炸事故中的軟管物證痕證，并據此開展事故調查，是快速尋找事故成因、反演整個事故的重要環節。但目前國內外對燃氣軟管物證案例的分析還不多。基于此，本文基于燃氣爆炸事故案例，分析燃氣軟管物證在事故調查中的作用，并構建燃氣軟管痕證數據庫，為燃氣爆炸火災事故調查提供參考。

1" 燃氣軟管物證案例分析

因室內空間較為受限，物品雜亂，一旦發生燃氣爆炸事故，事故現場形貌將非常雜亂且復雜，給事故調查帶來巨大困難。因此，選擇調查分析的入手點較為關鍵。基于筆者的調查經驗，提出可以適當關注事故現場的燃氣軟管。通過分析其形貌特征并測試其特性，提高事故調查的指向性和效率。典型事故案例介紹如下。

1.1" 燃氣爆炸案例一

在某燃氣爆炸事故現場勘察提取的燃氣軟管形貌如圖1所示。該軟管用于連接燃氣鋼管與灶具。由圖1可見事故現場的軟管表面有油污，呈現軟管原色（橙色）。軟管與灶前閥連接的一側未被管箍箍緊，且事故前后灶前閥均處于打開狀態。軟管存在3處開裂之處，如圖2所示。其中斷面1完全斷裂，厚度方向存在壁面材料缺失。斷面2未完全斷裂，環向殘留少量相連接的壁面。斷面3完全斷裂，斷口較平齊。

通常情況下，若燃氣軟管與灶前閥連接處未被管箍緊固，當承受爆炸超壓且未過火時，假設燃氣軟管強度合格，則其響應方式應該呈現在灶前閥連接處脫落的形貌。該燃氣軟管在爆炸超壓作用下的多段斷裂特征與通常的響應類型不同，必須進行檢測分析。

對該燃氣軟管進行了材料及玻璃化轉變溫度的檢測。結果發現，軟管材質為鄰苯二甲酸二辛脂增塑的聚氯乙烯（PVC），玻璃化轉變溫度為13.1 ℃。這說明該軟管在13.1 ℃時會變硬、脆化。事故發生時的溫度遠低于13.1 ℃，故軟管會脆化轉變為玻璃態。若此時軟管承受彎曲載荷，則容易在厚度方向產生開裂。軟管承受彎曲載荷的原因很多，例如，用戶移動灶具、安裝后的長期完全承載等。在爆炸超壓作用下，脆化、開裂的軟管會呈現多段斷裂特征。尤其是斷面1處壁面缺失區域，能佐證該軟管存在初始裂紋。

因此，通過分析該燃氣軟管特性，并通過分析排除了其他可能的燃氣泄漏源，可確定燃氣軟管在低溫下脆化是造成本次燃氣泄漏的直接原因。

1.2" 燃氣爆炸案例二

在某燃氣爆炸事故調查中發現，事故現場的所有可能泄漏途徑均指向燃氣軟管，如圖3所示。該軟管在中部位置有破損，但肉眼無法判斷是否存在穿透性損傷。

對該軟管進行了材料及玻璃化轉變溫度檢測。檢測結果發現該軟管材質為酯類增塑劑增塑的聚氯乙烯（PVC），玻璃化轉變溫度為19.6 ℃。當使用溫度低于此溫度時，軟管會呈現玻璃態，無回彈性，無承受變形能力，受力及變形時容易產生微觀裂紋。而事故發生時的溫度遠遠低于19.6 ℃。

因此，通過上述分析并排除其他可能的泄漏源，可確定本軟管在低溫下脆化出現裂紋是燃氣泄漏的原因。

1.3" 燃氣爆炸案例三

事故現場的燃氣軟管物證不僅可以支持尋找泄漏源，也可以用于排除潛在的燃氣泄漏源。

例如，在某燃氣爆炸并引發火災的事故現場存在2種潛在的燃氣泄漏源：一種是入戶天然氣管線，灶前閥處于關閉狀態，且未連接至灶具，另一種是住戶用的液化氣罐。該罐通過燃氣軟管連接至灶具（如圖4所示）。現場調查發現，燃氣軟管形貌完好，幾乎沒有過火痕跡。據此可以判斷，液化氣罐并非泄漏源。這是因為，若液化氣罐泄漏，則泄漏丙烷會由罐體處底部向周圍擴散，在后續爆炸火災過程中產生的超壓、高溫、熱輻射必然會對燃氣軟管造成損傷，無法保持完好形貌。

為了進一步佐證上述判斷，對該燃氣軟件的材質及玻璃化轉變溫度進行了檢測。結果發現該軟管為不銹鋼波紋軟管，強度高，玻璃化轉變溫度低至-10 ℃以下。在實際環境溫度遠高于該軟管的玻璃化轉變溫度。因此可確定在本起事故中，液化氣管及燃氣軟管未發生泄漏，并非燃氣爆炸事故的成因。此判斷對尋找真正的泄漏源提供了有力支持。

2" 燃氣軟管痕證數據庫建立

構建事故案例數據庫，能夠實現資源信息的有效收集及應用，對總結事故教訓、為未來開展類似事故調查提供資源信息。在燃氣事故案例中搜集燃氣軟管痕證特征的基礎上，采用C#語言和MySQL軟件[11-13]，建立了燃爆事故中燃氣軟管（高分子管材）痕證數據庫。

數據庫的框架思路如圖5所示。將編制的數據庫放置于服務器，并通過網絡供不同權限、不同位置的用戶使用。用戶可以通過數據庫的上傳功能將各事故中燃氣軟管痕證信息上傳至服務器，也可以通過查看功能查閱數據庫內已有的物證信息。

高分子管材痕證數據庫啟動頁面如圖6所示。通過首頁的“登錄”功能，可以設定用戶的不同權限。例如，查看權限僅具有數據庫內信息查閱功能;全部權限用戶同時具備信息查看和信息上傳功能。

數據庫的主要功能有2項：一是可以向數據庫內添加事故信息以及軟管形貌、檢測報告等圖片信息，增加數據庫內案例數量（如圖7所示）;二是可以檢索數據庫內已經存在的事故信息，查看軟管形貌及檢測報告等信息（如圖8、圖9所示）。雙擊數據庫內的圖片，可以放大查看該信息（如圖10所示）。

目前，數據庫內已收錄4項燃氣爆炸事故中的膠管痕證信息。正在開展以往燃氣爆炸事故中軟管物證的整理工作，完成后即可上傳至本數據庫中，以供事故調查及反演參考。此外，建立的數據庫已經在某消防單位安裝試用，設定的功能均能夠正常運行。

3" 燃氣軟管泄漏防護方法

相比燃氣鋼管，燃氣軟管是整個燃氣輸送管路容易發生泄漏的對象，杜絕了燃氣軟管泄漏，則可避免多數燃氣爆炸事故發生[14-15]。基于筆者在事故調查中的經驗，對燃氣軟管泄漏防護，主要方法包括：①必須采用符合國家標準的不銹鋼波紋軟管。該類型軟管強度高，玻璃化轉變溫度低，適用于高低溫及變溫工況;②軟管兩端必須采用卡箍與鋼管及灶具接口緊固密封，以能夠承受意外拉扯及拖曳載荷;③定期檢查，當發現存在裂紋等缺陷時及時尋找原因并更換;④到期更換。軟管達到使用壽命后，即使沒有肉眼可見損傷也要更換。

4" 結論

以數起真實室內燃氣爆炸事故為案例，分析了軟管物證在事故調查及原因分析中的作用，得到主要結論如下。

1）在燃氣爆炸事故中，連接燃氣鋼管與灶具的軟管，是事故調查要重點關注的物證痕證。

2）在某2起燃氣爆炸事故案例中，通過分析燃氣軟管形貌、測試軟管特性證實了軟管的玻璃化轉變溫度較高，現場氣溫低于軟管玻璃化轉變溫度導致的軟管脆化開裂，是燃氣泄漏的主要原因。

3）在某起燃氣爆炸事故案例中，連接液化氣罐與灶具的軟管形貌完好無損，能夠排除因液化氣罐泄漏導致的燃氣爆炸事故。

4）建立了燃氣爆炸事故中燃氣軟管痕證數據庫，可向數據庫內添加事故信息和軟管痕證圖片以及檢索數據庫內的各事故案例軟管痕證信息，供不同用戶使用。

5）給出了燃氣軟管泄漏防護的方法建議，包括使用符合標準的不銹鋼波紋軟管、采用卡箍緊固、定期檢查、到期更換等。

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基金項目：大連市科技創新基金項目（2022JJ13SN097）

第一作者簡介：閆興清（1983-），男，博士，工程師。研究方向為爆炸機理及防護。

通信作者：喻健良（1963-），男，博士，教授。研究方向為爆炸機理及防護。