主持人戴聯(lián)雙博士： 美國PEPCO公司這起事故雖然過去了近20年，但其帶來的教訓是深刻的：一是油品收、發(fā)站人員僅單向信息傳輸，缺乏雙向信息溝通，未能及時發(fā)現(xiàn)油品輸量失衡問題；二是運營商與管道內檢測服務商之間缺乏深入溝通，忽略了三通等管道明顯特征記錄而錯過了對隱患的治理；三是未能立即啟動事故應急指揮系統(tǒng)，導致泄漏失效后果的進一步惡化。

上述問題在我們身邊也同樣存在。如運行單位和設計、施工單位之間缺乏信息的雙向溝通和回流，致使許多運營期發(fā)現(xiàn)的問題在新建管道上又不斷重復發(fā)生；一些單位內檢測計劃和應急方案不落實等等，這些都需要我們認真檢討并加以改進。

1 事故概述

2000年4月7日上午，美國PEPCO（PotomacElectric Power Company）公司所屬Piney Point輸油管道（簡稱PP管道）發(fā)生破裂泄漏事故。當時管道系統(tǒng)由ST（Support Terminal Services, Inc.）服務公司負責運營，發(fā)生泄漏后直到當日傍晚才被發(fā)現(xiàn)并開始著手處理。該事故導致約530 m3燃料油泄漏至附近的濕地和Swanson小溪，隨后又進入Patuxent河。事故沒有造成人員傷害，但用于環(huán)境保護措施和清理作業(yè)等花費了約7 100萬美元。

PP管道于1971年至1972年期間鋪設， 1973年投產運行。該管道系統(tǒng)全長82.9 km，管徑由304.8 mm到406.4 mm組成，輸送加熱的燃油到Chalk Point發(fā)電站和Morgantown發(fā)電站。 系統(tǒng)運行時溫度高達70 ℃。

事故區(qū)域管道采用5L級別的X42電阻焊鋼管，直徑為323.8 mm，管道壁厚為5.1 mm，外防腐采用聚氨酯熱絕緣層和普通聚乙烯外涂層。 破裂位置管道埋深1 m，透過管道涂層可以看到彎曲剖面（圖 1）。剝離管道涂層后，管道周邊可以看到一條裂縫。

從事故管段切割了16 m長管道，在NTSB的實驗室進行了檢測。管道被壓彎，并在壓彎部位的內徑出現(xiàn)了一個向外突出的彎曲，形成的彎曲角度在5～6度之間。彎曲沿管道周圍延伸約270度，從10點鐘位置延伸到7點鐘位置（圖 2）。彎曲區(qū)域包括一個在彎曲頂部敞開的裂縫，角度約從2點鐘位置延伸到4點鐘位置。彎曲的最大高度為25 mm，位于彎曲部內側，在3點鐘位置。裂縫最寬部的長度為165 mm，寬度為 9.5 mm（圖 3）。管道斷面在顯微鏡下進行觀察，未發(fā)現(xiàn)外部腐蝕現(xiàn)象。

彎曲最高點區(qū)域的管道內表面有許多淺的裂紋，一些裂紋有輕微的分叉，這些裂紋的表面明顯是低碳鋼暴露于高應力位置下產生的腐蝕疲勞裂紋。

掃描電鏡檢查出5個明顯的裂縫區(qū)。圖 4給出了事故裂縫表面輪廓：（a）起始于管道的內表面，表明腐蝕疲勞所引起的裂紋；（b）（c）（d）分別表示裂縫輻射面從管道表面45度變?yōu)閹缀醮怪�，表明拉應力和疲勞擴展，無明顯腐蝕；（e）表明裂紋擴展成為45度的剪切面。管道外表面鄰近的最終開裂區(qū)呈蜂窩狀，主要是延性過應力裂紋。

2 事故原因分析

2.1 管道內檢測情況

當時的法律法規(guī)對管道企業(yè)進行管道內檢測尚無要求，但是PEPCO公司仍然堅持在PP管道上進行周期性的管道內檢測以保證管線的完整性。 1997年8月16日，由Pipetronix管道內檢測服務公司對管線進行了超聲測厚內檢測。當事故發(fā)生時， PEPCO公司正在為PP管道管線的再次管道內檢測做清管準備。

此次管道內檢測目的為確定腐蝕、夾層、環(huán)焊縫焊接、壁厚變化等管道特征，并區(qū)分內部與外部腐蝕特征。檢測數(shù)據(jù)基于計算機系統(tǒng)進行處理，并由技術人員進行人工復查。 PEPCO內檢測結果解釋包括一個附錄，附錄中根據(jù)環(huán)焊縫編號確定了各種類型的管道特征。

其中管道里程53 526.55 km位置的超聲測厚檢測信號特征具有很大的不確定性。事故發(fā)生后，發(fā)現(xiàn)該特征為一個褶皺，但是Pipetronix分析人員將其錯誤的解釋為三通特征。正是此處發(fā)生失效，引起泄漏。因為三通與信號特征不匹配， Pipetronix分析人員應對該特征解釋為“未知現(xiàn)象”。如果PEPCO公司得知該特征是未知的，那么可能試圖通過開挖或其他方式來確定該特征的真實特性。因此， NTSB得出結論，由于Pipetronix公司錯誤解釋了里程53526.55 km位置的超聲測厚內檢測信號數(shù)據(jù)，因此責令PEPCO公司對管道的內檢測數(shù)據(jù)開展進一步檢查和評估。事故發(fā)生后， Pipetronix對其技術手冊和培訓材料進行了更新，加入了該事故中的褶皺信號特征。

2.2 管道變形（褶皺）評估

事故發(fā)生后，美國管道和危險材料安全管理局（PHMSA）要求Mirant公司（事故發(fā)生幾個月后成為PP管道所有者）在恢復使用PP管線之前，要對其完整性進行評估。通過該項工作， Mirant 公司為褶皺缺陷制定了定量驗收標準。

1970年美國《危險液體管線安全規(guī)章》生效之前，管線中允許安裝帶有褶皺的現(xiàn)場彎管，規(guī)章生效后，禁止在管線施工期間安裝帶有褶皺撓曲的彎管。然而，在管道檢查中，仍然發(fā)現(xiàn)施工過程中未發(fā)現(xiàn)的，或在施工之后形成的褶皺缺陷。

2.3 泄漏檢測

發(fā)生泄漏幾小時后， PP管道的操作人員才意識到管道輸量出現(xiàn)了失衡可能導致泄漏。假如制定了更加詳細的泄漏檢測程序，并開展相關培訓工作，那么可能會更早發(fā)現(xiàn)泄漏問題。

在由PP管道向Chalk Point站發(fā)電廠正常輸送過程中， PEPCO公司設計了SCADA系統(tǒng)，用于對超出預定限制的壓力、溫度和流速等運行狀況進行監(jiān)測報警。然而，事故發(fā)生當天管道在清管作業(yè)操作中，Chalk Point站中的儀表和壓力傳感點不在沖洗油的通道上，溫度傳感不在通往Ryceville的通道上。因此，PP管線的SCADA系統(tǒng)并沒有報警，也沒能引起ST服務公司人員的關注。

關于管線的人工監(jiān)測， ST服務公司并未要求其工作人員在進行正常的管線或線路清管作業(yè)操作時進行管線平衡計算， PEPCO公司PP管線操作手冊中也沒有包含這些要求。盡管ST公司人員在4月7日上午，在Chalk Point站和Ryceville站對油罐液位進行了測量，他們仍然沒有用該信息來評估輸送介質是否從管線中流失�；�于清管器運行速度和自己以往經(jīng)驗，Chalk Point站操作人員在13:30到14:15之間，變更了清管器到達Ryceville站的估算時間。但即使清管器在這個估算時間段內沒有到達， ST公司人員仍然沒有評估儲油灌液位信息以核查管線是否平衡。直到約14:30時， Chalk Point 站泵開始汽蝕，油流在Ryceville站停止， ST公司人員才意識到出現(xiàn)了問題。在14:40到15:34之間， ST公司人員通過測量油罐液位計算了管線平衡，發(fā)現(xiàn)Ryceville站并沒有接收到先前從Chalk Point 站泵出的490 m3燃油，于是他們在15:38關閉了管道。

2000年11月，在NTSB管道安全聽證會上，陪審團成員討論了各種可以在幾分鐘內做出泄漏探測的自動探測系統(tǒng)。與此相反，人工平衡計算依賴于管道操作人員所收集的數(shù)據(jù)，需要比自動程序更多的時間來完成，而且與SCADA系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)相比，人工輸入的數(shù)據(jù)更容易產生錯誤。

2000年12月1日， PHMSA在美國聯(lián)邦法規(guī)第49卷第195.452章節(jié)中頒布了一條新規(guī)定，要求對運營800 km及800 km以上管道的危險液體操作人員進行管道完整性管理培訓。 2002年1月16日， PHMSA修改了該規(guī)定，加入了擁有或操作800 km以下管道的危險液體操作人員的管理條款，規(guī)定操作人員需要具備一種“探測方法”來探測管道系統(tǒng)后果嚴重的泄漏，但該規(guī)定未明確應采用的泄漏探測方法。

2.4 事故控制

2000年4月7日至8日， ST服務公司、 PEPCO公司與現(xiàn)場溢油采集承包商成功部署了一套可以限制溢油擴散的攔油柵系統(tǒng)。然而4月8日夜里，一場暴風雨（包括暴雨和50 m/h的大風）摧毀了這套攔油柵系統(tǒng)。泄漏燃油最終順流移動了約27 km（直線距離），使四個縣64 km的海岸線遭到了污染。還有部分原因是由于事故處置和監(jiān)管方面的疏漏。

在Chalk Point事故評估中，海岸警衛(wèi)隊與地區(qū)應急小組評估委員會均認為，如果較早采用事故指揮系統(tǒng)，則應急工作會受益很多。事實上，地區(qū)應急小組評估委員會建議美國國家環(huán)境保護局（EPA）編寫一份事故指揮系統(tǒng)/統(tǒng)一指揮框架的使用手冊，并根據(jù)該框架中的原則對所有聯(lián)邦現(xiàn)場協(xié)調員進行培訓。EPA現(xiàn)場協(xié)調員也承認，在她抵達事故現(xiàn)場后沒有立即決定執(zhí)行事故指揮系統(tǒng)，最終對應急行動產生了不利影響。

在燃油從濕地的攔油柵中泄漏后，情況變得更加復雜，更加難以控制，短期的項目管理方法不能達到控制環(huán)境影響擴大的要求。事故指揮系統(tǒng)涵蓋多種運輸方式，處理事故的效率已經(jīng)得到驗證，一般情況 下均可以改善復雜事故應急工作管理。 NTSB得出結論，由于事故指揮系統(tǒng)最初沒有完全執(zhí)行到位，統(tǒng)一指揮部在2000年4月8日晚上攔油失敗后幾天內都不能征調人員，做出快速有效的響應。這種情況表明， EPA需要承擔更多責任把事故指揮系統(tǒng)納入應急計劃，并對人員進行更加有效的培訓。 NTSB認為，EPA應當要求其所有區(qū)域均必須將《事故指揮系統(tǒng)/統(tǒng)一指揮——國家應急計劃中對油泄與危險物質釋放的反應處理》中所包含的原則與各自的區(qū)域應急計劃結合起來，并要求所有地區(qū)根據(jù)這些原則培訓日后將擔當重任執(zhí)行計劃的人員。

3 事故結論

（1）由于Pipetronix公司錯誤解釋了超聲測厚內檢測設備在里程53526.55 km位置獲得的管道信號特征， PEPCO公司沒留意到需要對此處的管道內檢測數(shù)據(jù)進行再次評估。

（2）由于缺乏國家認可的標準來評估管道褶皺，管道操作人員有可能不能有效確定含褶皺的管道是否仍應繼續(xù)使用。

（3）由于缺乏有效的管道監(jiān)控程序和方法，包括線路平衡計算，直到2000年4月7日下午才發(fā)現(xiàn)燃油輸送不平衡，延誤了管道停輸，因而有更多的燃油從管道泄漏。

（4）由于事故指揮系統(tǒng)最初沒有完全執(zhí)行到位，統(tǒng)一指揮部在幾天內都不能有效控制2000年4月8日晚上的攔油失敗。

NTSB確定， 2000年4月7日PEPCO公司PP管道系統(tǒng)發(fā)生的泄漏事故可能是由于管道上存在褶皺缺陷導致破裂引起的，由于管道內檢測設備所提供的數(shù)據(jù)被錯誤地解釋為三通特征，因而沒有及時識別這個褶皺缺陷。同時，造成燃料油大量泄漏的原因還有SCADA系統(tǒng)的操作程序不當。

NTSB在調查報告中重點討論了以下幾個安全問題：①管道褶皺缺陷評估程序的充分性。②泄漏通知程序的效率。③事故控制的有效性。此外， NTSB調查還發(fā)現(xiàn)PP管道系統(tǒng)使用的泄漏探測程序和管道內檢測的結果分析存在問題。

調查結束后， NTSB向PHMSA和環(huán)境保護局EPA提出了安全建議措施。

戴聯(lián)雙：博士， 1983年生，湖南懷化人，現(xiàn)就職于中國石油管道公司管道完整性管理中心，注冊安全工程師、二級安全評價師、安防系統(tǒng)集成師、管道檢驗員。負責編寫了《油氣管道安全防護規(guī)范》（Q/SY1490―2012），參與起草公安部標準《石油天然氣管道系統(tǒng)治安風險等級和安全防范要求》（GA1166―2014）、國家標準 《油氣輸送管道完整性管理規(guī)范》（GB 32167―2015）等多項標準。在國內外期刊先后發(fā)表論文10余篇，參與編著了《管道完整性管理技術》《油氣管道事故啟示錄》等書籍。近年來多次獲得中石油集團科學技術進步獎、河北省科學技術進步獎、管道科學獎等。