加拿大Westridge Dock原油管道破裂事故的教訓
來源:《管道保護》雜志 作者:戴聯雙 時間:2020-11-18 閱讀:
欄目主持人戴聯雙博士:這是一起典型的第三方開挖損壞管道事故,其教訓是:再完善的法規也要靠嚴格的管理去實現,細節決定成敗。如加拿大國家能源局(NEB)《管道交叉法規》規定“在管道中心線兩側各3 m范圍內禁止所有機械挖掘活動,直至管道通過手動挖掘或其他方法清楚定位為止”在現場沒有得到認真遵守。如下水道開挖工程的初步設計圖紙中作業間距與現場的定位偏差、第2版設計對第1版設計的糾偏不足、交叉施工確認程序履行不到位、現場檢查人員對現場已顯示的施工作業跡象的忽視等多個漏洞,最終擊穿了法規設定的保護屏障,導致了事故的發生。
1 事故概況
加拿大Kinder Morgan公司(KMC,金德爾―摩根公司)運營管理的Westridge Dock原油輸送管道聯絡線建于1953年,管徑610 mm,壁厚6.4 mm,最大運行壓力(MOP) 3.36 MPa,長度4.13 km,起點位于Trans Mountain管道系統末站,終點位于WestridgeDock儲油庫(圖 1 )。 2007年7月24日,被第三方施工開挖損壞,約234 m3原油發生泄漏。泄漏原油噴射到空中高達12~15 m,持續約25分鐘。 50戶家庭、附近公路和臨近土地受到事故影響,公路因事故封閉了數天。原油流進下水道系統,最終進入Burnaby海域,并在風和潮水作用下進一步向海灣擴散。約1200 m海岸線受溢出原油影響,大量海岸生物受到污染。
2 事故經過
2006年初, Burnaby市在市區內灣道開挖一條新下水道,與Westridge Dock管道發生交叉。
7月17日, KMC公司批準了下水道承包商(以下簡稱承包商)交叉施工補充協議,允許擬開挖下水道在DM 20附近穿過管道,最小間距為0.3 m。隨后承包商聯系KMC公司,請求其檢查人員于7月25日到達作業現場定位管道,以便安裝與管道交叉的下水道。
7月24日中午12時,管道遭到機械損傷。同時,埃德蒙頓控制中心操作員發現監控和數據采集系統(SCADA)顯示流向管道終端油罐流量從3160 m3/h增加到3260 m3/h(而原油開始泄漏時并未被察覺)。隨即控制中心收到居民的緊急呼叫,稱發現油品泄漏,并提供了有關位置及事故周圍情況的詳細信息。操作員立即請求位于Burnaby終端的運營商關閉管道,隨后停止了原油輸送。破裂發生15分鐘后,終端處的輸油泵已經停止工作,通往油罐的輸油閥已經關閉。但控制中心注意到SCADA系統仍然顯示管道流量,立即請求終端運營商關閉輸出閥,將管道與終端隔離。隨后根據KMC公司緊急停車程序將管道內的油抽進油罐內。破裂發生24分鐘后,終端被完全隔離。破裂之后約1小時,管道完成抽油。 3小時后,運營商重新關閉通往油罐的輸油閥,事故段兩端均被隔離。 7月27日,管道重新啟輸。承包商在KMC公司檢查人員監督下完成下水道安裝。
3 原因分析
損壞的管段由加拿大交通安全委員會(TSB)監督進行金相分析,實驗確定管道在事故發生前處于良好狀態,不存在如腐蝕、變薄或斷裂等失效風險。受損管段有2個大的穿壁孔和9處沖擊鑿傷,導致管道凹陷和變形。事故現場調查顯示,管道位置偏離內灣道東部界線4.0~9.8 m,而非設計圖紙上顯示的8.5 m;下水道溝渠是根據11.3 m的設計偏離進行挖掘的;管道與下水道溝渠中心線距離僅1.5 m,而第1版和第2版設計圖紙上均顯示間隔為2.8 m,且處在交叉施工法規規定的管道兩側3 m受限區域內。
雖然KMC公司批準了交叉施工協議,管道中心線與下水道中心線之間有2.8 m間隔,要求開挖溝渠與管道最低間隔為1.5 m,但KMC公司未在協議、設計圖紙或注釋中明確提出,未特別規定管道兩側3 m受限區域內不得實施機械挖掘活動。未能遵守加拿大國家能源局(NEB)對管道周圍3 m臨時受限區域禁止所有機械挖掘活動、直至管道通過手動挖掘或其他方法清楚定位為止的法律要求。
假設KMC公司特別要求,根據交叉施工協議條款在繼續施工之前召開施工前現場會議、在該會議前滿足所有安全要求以及管道在當時完成定位,明確指示必須確保與管道周圍施工有關的所有安全和法律要求均得以滿足,那么承包商將會意識到在滿足特定條件之前無法在DM 20處繼續施工。但是,由于KMC公司未提供任何有關DM 21和DM 25之間溝渠開挖工作的相關指示,而且在DM 20以北只定位DM 20至DM 21之間約30米管道,在靠近DM 21處,管道位置與設計圖紙中的偏離位置一致。承包商認為可以在DM 21處進行施工,并且繼續在與管道平行的位置挖掘溝渠,同時認為繼續向著內灣道上方朝向DM 25的施工,也無須另行通知KMC公司(圖 2 )。
盡管承包商和KMC公司已知曉DM 20處管道的現場位置與設計圖紙不符,但是沒人質疑內灣道上是否存在設計與管道現場位置不符的其他地點,因此繼續挖掘工作。
管道在DM 25處的實際位置比預計的更加靠近下水道的設計位置,存在誤判。如果根據交叉施工協議和NEB法規條款規定,在施工前檢測管道的深度和位置,該問題將被發現。
挖掘機挖斗強力撞擊管道5次,其中2次導致漏油,任何一次都應當能夠提醒現場監督人員所存在的問題并且顯示撞擊到了地下結構物。
管道被挖掘機擊穿后,輸油泵被關閉。但是,由 于Burnaby終端的位置比破裂現場的位置高,管道存油因重力作用繼續流向破裂點。關閉泵而非終端的排放閥使得原油仍然可以繞開泵進入管道。如果通往油罐的閥門保持打開,則能夠將原油從管道破裂現場排空。事故發生時未能及時將管道內的油排入油罐內,這與標準的緊急停車程序相反,并導致內灣道出現更多的泄漏油品。
導致這次事故的原因可簡要概括為以下幾點:
(1)由于管道的位置未按照交叉施工協議和NEB《管道交叉法規 第I部分》的要求沿著內灣道進行實地檢測,因此設計圖紙上的位置與其現場實際位置之間的偏差在開工之前未被發現。
(2)由于誤判管道位置,挖掘機根據獲批的交叉施工設計圖紙挖掘溝渠時損壞了管道。
(3) KMC公司內部以及與承包商之間的溝通不充分,導致未能普遍理解或接受交叉施工項目工作計劃和承包商施工計劃。
(4)未能遵守交叉施工協議和NEB《管道交叉法規 第I部分》《管道交叉法規 第II部分》中有關施工前現場會議、定位管道以及監督施工活動等規定,損害了管道安全。
(5)事故發生時關閉了終端油罐前的閥門卻未關閉輸油站閥門,而不是通過終端閥門向油罐排油,導致輸油站方向的油品因重力作用仍然向泄漏點流動,增加了泄漏量,不符合標準的緊急停車程序。
下一期將為大家介紹 “凍土區管道失效案例”,并分享這些事故帶來的經驗教訓,敬請關注。
作者:戴聯雙,博士, 1983年生,湖南懷化人,現就職于國家石油天然氣管網集團有限公司,注冊安全工程師、二級安全評價師、管道檢驗師。負責編寫了《油氣管道安全防護規范》( Q/SY1490),參與起草公安部標準《石油天然氣管道系統治安風險等級和安全防范要求》( GA 1166)、國家標準 《油氣輸送管道完整性管理規范》( GB 32167)等多項標準。在國內外期刊先后發表論文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》《油氣管道清管技術與應用》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。
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