主講人戴聯(lián)雙博士：每一起事故的發(fā)生都有其必然性和偶然性，當(dāng)必然性占主導(dǎo)因素的時(shí)候，我們常常把這類(lèi)事故劃分為責(zé)任事故，而當(dāng)偶然性占主導(dǎo)因素的時(shí)候，則劃分為非責(zé)任事故。通常，很少有純粹的責(zé)任事故和非責(zé)任事故，絕大多數(shù)都是兩者綜合的結(jié)果。所謂必然性一般包括管理缺失、操作失誤、違章指揮等多種主觀(guān)因素，符合美國(guó)著名安全工程師海因里希（Herbert William Heinrich）提出的“300∶29∶1”法則；所謂偶然性通常包括技術(shù)局限性、認(rèn)識(shí)不到位、不可抗拒的自然力等多種難以預(yù)料的因素。透徹分析事故發(fā)生的必然性和偶然性可以促進(jìn)管理的提升和技術(shù)的進(jìn)步。

美國(guó)Enbridge公司發(fā)生的6B管線(xiàn)破裂泄漏事故，就是非常典型的由偶然性和必然性相互作用造成的輸油管道泄漏事故。這起事故既有內(nèi)檢測(cè)信號(hào)識(shí)別、腐蝕裂紋缺陷評(píng)價(jià)和高后果區(qū)等客觀(guān)因素的作用，也有調(diào)度人員對(duì)于“10分鐘”緊急關(guān)斷準(zhǔn)則的忽視、公眾宣傳教育不足和對(duì)員工培訓(xùn)缺失等主觀(guān)因素的作用。這起事故啟動(dòng)了對(duì)美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)相關(guān)條款的糾正、Enbridge公司管理規(guī)定的完善，促進(jìn)了類(lèi)裂紋信號(hào)識(shí)別和復(fù)合缺陷評(píng)價(jià)技術(shù)的發(fā)展。本期介紹這起事故的經(jīng)過(guò)和調(diào)查結(jié)論，下期將重點(diǎn)介紹事故管道失效原因的詳細(xì)分析過(guò)程。

美國(guó)Enbridge公司6B管線(xiàn)破裂泄漏事故

1  事故發(fā)生經(jīng)過(guò)

2010年7月25日，美國(guó)密歇根州馬歇爾地區(qū)，Enbridge公司運(yùn)營(yíng)管理的一條管道發(fā)生破裂，泄漏原油約3 192 m3。該管道是Enbridge公司管道系統(tǒng)的6B管線(xiàn)，投產(chǎn)于1969年，管徑762 mm，壁厚6.35 mm，管材X52雙面埋弧焊直縫管，采用單層聚乙烯防腐層并安裝了強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)。2010年，管線(xiàn)每天輸送原油約45 000 m3的。管道穿過(guò)密歇根州、格里菲斯市、印第安納州，終至薩尼亞市，由加拿大埃德蒙頓調(diào)控中心操控（見(jiàn)圖1）。

圖1  Enbridge油品管道系統(tǒng)和湖首系統(tǒng)（Lakehead System 全長(zhǎng)3 057.7 km）

注: 6B管線(xiàn)(6B Line)從格里菲斯(Griffith)泵站至薩尼亞(Sarnia)泵站

這次事故的發(fā)生和產(chǎn)生的嚴(yán)重后果由一系列失誤與巧合造成。

其一，按照原定計(jì)劃7月25日17:55開(kāi)始停輸作業(yè)，馬歇爾泵站（Marshall）下游斯托克橋終端站(Stockbridge)的一個(gè)壓力控制閥的壓力開(kāi)始升高，約3 min后，管道在馬歇爾泵站下游約965.6 m的濕地內(nèi)發(fā)生破裂。事故發(fā)生前，馬歇爾泵站記錄的最高下游壓力是3.35 MPa。

其二，管道發(fā)生破裂后，Enbridge調(diào)度中心立刻出現(xiàn)多個(gè)警報(bào)，但調(diào)控人員認(rèn)為警報(bào)是由液柱分離和停輸引起的壓力不穩(wěn)造成的。事實(shí)上6B管線(xiàn)所經(jīng)過(guò)的地勢(shì)比較平坦，落差很小，不存在造成管道拉空形成液柱分離的條件；另外停輸引起的水擊導(dǎo)致的壓力升高不會(huì)引起連續(xù)的報(bào)警，調(diào)控人員對(duì)于這些因素認(rèn)知不到位。

其三，計(jì)劃停輸10 h結(jié)束后，7月26日4:04，Enbridge調(diào)度中心再次啟動(dòng)6B管線(xiàn)，運(yùn)行1.0 h后停輸。7:20，再次啟輸管線(xiàn)，運(yùn)行0.5 h后停輸。2次啟輸共計(jì)1.5 h，向破裂管段注入原油約2 583 m3（占總泄漏量的81%）。盡管在啟輸期間出現(xiàn)了多次泄漏監(jiān)測(cè)報(bào)警信號(hào)，但調(diào)控人員仍認(rèn)為報(bào)警是因?yàn)閱⑤斨�前管道操作上的變更和大量原油進(jìn)入低海拔區(qū)域?qū)е乱褐�分離的因素誘發(fā)警報(bào)。

其四，911調(diào)度中心于7月25日下午9:25（破裂3.5 h后）首次收到泄漏引起大氣中油味的報(bào)警電話(huà)。消防隊(duì)員排查后找不到油味來(lái)源，隨即停止了排查。7月26日11:17（距破裂發(fā)生超過(guò)17 h后），某天然氣運(yùn)營(yíng)公司員工在收到多個(gè)出現(xiàn)油氣氣味的電話(huà)后到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)了原油泄漏，并告知Enbridge調(diào)度中心。隨后關(guān)閉破裂點(diǎn)上游和下游的遠(yuǎn)程控制閥，封閉了4.72 km含破裂管段。

其五，6B管線(xiàn)破裂泄漏的原油進(jìn)入濕地內(nèi)，最終流入Talmadge溪與Kalamazoo河。Enbridge公司早期采取的響應(yīng)行動(dòng)集中在破裂點(diǎn)下游。當(dāng)時(shí)的強(qiáng)降雨增大了Talmadge溪與Kalamazoo河的流量，從而加快了原油擴(kuò)散，給應(yīng)急行動(dòng)帶來(lái)了困難（見(jiàn)圖2）。響應(yīng)人員由于對(duì)周邊環(huán)境不熟悉，沒(méi)有在第一時(shí)間采取封堵措施；沒(méi)有考慮對(duì)泄漏點(diǎn)臨近的涵洞采取攔截措施；也缺乏圍油欄使用知識(shí)，在高流速區(qū)域不恰當(dāng)?shù)厥褂昧藝�油欄�?/p>

圖2 泄漏原油經(jīng)過(guò)Talmadge溪向西流入Kalamazoo河

其六，泄漏點(diǎn)位于濕地環(huán)境，只得在破裂點(diǎn)周邊鋪設(shè)大型木墊讓重型機(jī)械設(shè)備靠近泄漏點(diǎn)（見(jiàn)圖3）。事故現(xiàn)場(chǎng)的地貌也給取出開(kāi)裂管道和控制泄漏點(diǎn)附近原油帶來(lái)了重重困難。

圖3 在靠近破裂點(diǎn)的滲油濕地做清理工作

最后，三個(gè)班組的調(diào)度人員都沒(méi)有將發(fā)現(xiàn)的報(bào)警信息有效傳達(dá)給下一班的調(diào)度人員，從而導(dǎo)致了調(diào)度人員一直沒(méi)有識(shí)別泄漏監(jiān)控系統(tǒng)的報(bào)警信號(hào)。雖然每個(gè)班組都發(fā)現(xiàn)了報(bào)警信號(hào)，但是因長(zhǎng)期對(duì)調(diào)度規(guī)定的忽視，沒(méi)有嚴(yán)格遵守“10分鐘”緊急關(guān)斷準(zhǔn)則。如圖4。

圖4 6B管線(xiàn)破裂的時(shí)間線(xiàn)

經(jīng)檢測(cè)，破裂管段裂縫長(zhǎng)度為1.03 m，寬度為0.14 m（見(jiàn)圖5）。沿著直焊縫上有外腐蝕，腐蝕區(qū)域的管道和外部聚乙烯保護(hù)涂層間的粘合劑已經(jīng)損壞（脫粘）。防腐層起皺并和管道表面剝離（圖5的紅圈部分）。

圖5破裂發(fā)生在3點(diǎn)鐘直焊縫位置

2  事故調(diào)查結(jié)論

這次泄漏給周邊環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重污染。截至2012年7月25日調(diào)查報(bào)告發(fā)布時(shí)，清理工作仍在進(jìn)行，直接經(jīng)濟(jì)損失已超過(guò)7.67億美元。約320人因暴露在原油環(huán)境下出現(xiàn)了不同的病癥，無(wú)人員傷亡。

此次泄漏事故經(jīng)調(diào)查確認(rèn)的主要安全問(wèn)題如下。

（1）Enbridge公司用以精確評(píng)估和修復(fù)裂紋缺陷的完整性管理程序不夠充分

Enbridge公司的裂紋管理程序僅依賴(lài)單一的內(nèi)檢測(cè)技術(shù)來(lái)識(shí)別和評(píng)估裂紋尺寸，并用得出的檢測(cè)報(bào)告來(lái)做工程評(píng)估，卻沒(méi)有考慮數(shù)據(jù)、工具或裂紋與腐蝕間相互作用有關(guān)的不確定因素。Enbridge公司 2005年工程評(píng)估和開(kāi)挖修復(fù)準(zhǔn)則表明，該段管道上存在6處長(zhǎng)度在0.24—1.30 m的類(lèi)裂紋缺陷，到2010年7月開(kāi)裂發(fā)生時(shí)，這6處缺陷尚未被修復(fù)。

(2)Enbridge調(diào)度中心人員沒(méi)有認(rèn)識(shí)到與開(kāi)裂有關(guān)的異常情況

Enbridge公司的泄漏檢測(cè)和數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA）在2010年7月25日和26日2次發(fā)出泄漏警報(bào)；然而直到17 h后收到外部人員的電話(huà)通知，調(diào)度中心的員工才意識(shí)到發(fā)生了泄漏。7月25日停輸期間，調(diào)度中心人員認(rèn)為是停輸和未注滿(mǎn)管道（即出現(xiàn)了液柱分離）導(dǎo)致的系統(tǒng)警報(bào)。7月26日2次啟輸期間，調(diào)度中心在1.5 h內(nèi)向開(kāi)裂管道注入了大量原油。他們收到了更多的泄漏警報(bào)并且注意到輸入和輸出的原油量存在巨大差異，但工作人員依舊把這歸因于液柱分離。被告知發(fā)生泄漏前，Enbridge公司管理人員剛剛允許調(diào)度中心做了第三次啟輸。

（3）Enbridge公司應(yīng)急反應(yīng)人員培訓(xùn)和應(yīng)急響應(yīng)物資預(yù)案存在缺陷

對(duì)原油泄漏最先做出反應(yīng)的是密歇根州馬歇爾地區(qū)一家管道維護(hù)站的4名Enbridge公司雇員。他們沿著Talmadge溪下游而不是開(kāi)裂點(diǎn)周邊區(qū)域做了補(bǔ)救工作。這批第一反應(yīng)人員忘記利用Talmadge溪邊的涵洞做攔油壩來(lái)減少原油擴(kuò)散，對(duì)于流速很快的河水他們反而使用了不合適的圍油欄。之后，Enbridge公司設(shè)備響應(yīng)預(yù)案里指定的漏油處理承包商直到10多個(gè)小時(shí)后才確定了漏油點(diǎn)。

（4）在法規(guī)上對(duì)管道裂紋缺陷缺乏足夠的要求和監(jiān)管

聯(lián)邦法規(guī)（CFR49號(hào)195.452）并未對(duì)工程評(píng)估和管道類(lèi)裂紋缺陷修復(fù)提出明確的要求。在缺乏法規(guī)要求的情況下，Enbridge公司采用了自己的評(píng)判修復(fù)方法和安全系數(shù)。Enbridge公司評(píng)估裂紋缺陷時(shí)使用比評(píng)估腐蝕缺陷更低的安全系數(shù)。雖然希望管道運(yùn)營(yíng)商找出所有裂紋缺陷，但管道和危險(xiǎn)材料安全管理局（PHMSA）并未針對(duì)Enbridge公司之前的檢測(cè)方法發(fā)布任何意見(jiàn)。

（5）Enbridge公司設(shè)備響應(yīng)預(yù)案缺乏足夠的法規(guī)要求

CFR49號(hào)194.115沒(méi)有指明修復(fù)開(kāi)裂時(shí)需要的設(shè)備總量或?qū)ψ畲笮孤┑幕謴?fù)能力。由于缺乏明確要求，Enbridge公司在PHMSA的三級(jí)反應(yīng)時(shí)間框架下自己詮釋了處理開(kāi)裂時(shí)需要反應(yīng)能力的資源量級(jí)，導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂后最初幾小時(shí)內(nèi)缺少足夠的資源和漏油處理回收設(shè)備。相比之下，美國(guó)海岸警衛(wèi)隊(duì)和環(huán)境保護(hù)局（EPA）的法規(guī)對(duì)三級(jí)漏油反應(yīng)預(yù)案中每一級(jí)的有效日反應(yīng)能力都有詳細(xì)的規(guī)定。

（6）PHMSA對(duì)Enbridge公司的設(shè)備響應(yīng)預(yù)案未作充分復(fù)查而批準(zhǔn)

Enbridge公司沒(méi)有確認(rèn)響應(yīng)預(yù)案內(nèi)容能否準(zhǔn)確及時(shí)地處理約4 200 m3的最壞泄漏情況，而PHMSA未作充分復(fù)查就批準(zhǔn)了該預(yù)案。PHMSA的每個(gè)全職雇員平均要審核300個(gè)設(shè)備響應(yīng)預(yù)案，相比EPA和海岸警衛(wèi)隊(duì)的預(yù)案審核項(xiàng)目，PHMSA的雇員在每個(gè)預(yù)案上所做的工作要更少一些。PHMSA和其他聯(lián)邦機(jī)構(gòu)從原油泄漏責(zé)任信托基金里獲得資金來(lái)支持日常的運(yùn)作、人工、執(zhí)法和其他相關(guān)的項(xiàng)目開(kāi)銷(xiāo)。

基于本次調(diào)查結(jié)果，美國(guó)國(guó)家運(yùn)輸安全委員會(huì)（NTSB）向美國(guó)運(yùn)輸秘書(shū)處、PHMSA、Enbridge公司、美國(guó)石油學(xué)會(huì)（API）、國(guó)際管道研究協(xié)會(huì)（PRCI）、國(guó)際消防長(zhǎng)官協(xié)會(huì)和國(guó)家緊急號(hào)碼協(xié)會(huì)提出了安全建議。