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，當必然性占主導因素的時(shí)候，我們常常把這類(lèi)事故劃分為責任事故，而當偶然性占主導因素的時(shí)候，則劃分為非責任事故。通常，很少有純粹的責任事故和非責任事故，絕大多數都是兩者綜合的結果。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，符合美國著(zhù)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、認識不到位、不可抗拒的自然力等多種難以預料的因素。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。這起事故既有內檢測信號識別、腐蝕裂紋缺陷評價(jià)和高后果區等客觀(guān)因素的作用，也有調度人員對于“10分鐘”緊急關(guān)斷準則的忽視、公眾宣傳教育不足和對員工培訓缺失等主觀(guān)因素的作用。這起事故啟動(dòng)了對美國聯(lián)邦法規相關(guān)條款的糾正、Enbridge公司管理規定的完善，促進(jìn)了類(lèi)裂紋信號識別和復合缺陷評價(jià)技術(shù)的發(fā)展。本期介紹這起事故的經(jīng)過(guò)和調查結論，下期將重點(diǎn)介紹事故管道失效原因的詳細分析過(guò)程。

美國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，美國密歇根州馬歇爾地區，Enbridge公司運營(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制電流陰極保護系統。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控中心操控（見(jiàn)圖1）。

圖1  Enbridge油品管道系統和湖首系統（Lakehead System 全長(cháng)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)生的嚴重后果由一系列失誤與巧合造成。

其一，按照原定計劃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調度中心立刻出現多個(gè)警報，但調控人員認為警報是由液柱分離和停輸引起的壓力不穩造成的。事實(shí)上6B管線(xiàn)所經(jīng)過(guò)的地勢比較平坦，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致的壓力升高不會(huì )引起連續的報警，調控人員對于這些因素認知不到位。

其三，計劃停輸10 h結束后，7月26日4:04，Enbridge調度中心再次啟動(dòng)6B管線(xiàn)，運行1.0 h后停輸。7:20，再次啟輸管線(xiàn)，運行0.5 h后停輸。2次啟輸共計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了多次泄漏監測報警信號，但調控人員仍認為報警是因為啟輸之前管道操作上的變更和大量原油進(jìn)入低海拔區域導致液柱分離的因素誘發(fā)警報。

其四，911調度中心于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警電話(huà)。消防隊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），某天然氣運營(yíng)公司員工在收到多個(gè)出現油氣氣味的電話(huà)后到達事故現場(chǎng)，發(fā)現了原油泄漏，并告知Enbridge調度中心。隨后關(guān)閉破裂點(diǎn)上游和下游的遠程控制閥，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，最終流入Talmadge溪與Kalamazoo河。Enbridge公司早期采取的響應行動(dòng)集中在破裂點(diǎn)下游。當時(shí)的強降雨增大了Talmadge溪與Kalamazoo河的流量，從而加快了原油擴散，給應急行動(dòng)帶來(lái)了困難（見(jiàn)圖2）。響應人員由于對周邊環(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，在高流速區域不恰當地使用了圍油欄。

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)周邊鋪設大型木墊讓重型機械設備靠近泄漏點(diǎn)（見(jiàn)圖3）。事故現場(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)班組的調度人員都沒(méi)有將發(fā)現的報警信息有效傳達給下一班的調度人員，從而導致了調度人員一直沒(méi)有識別泄漏監控系統的報警信號。雖然每個(gè)班組都發(fā)現了報警信號，但是因長(cháng)期對調度規定的忽視，沒(méi)有嚴格遵守“10分鐘”緊急關(guān)斷準則。如圖4。

圖4 6B管線(xiàn)破裂的時(shí)間線(xiàn)

經(jīng)檢測，破裂管段裂縫長(cháng)度為1.03 m，寬度為0.14 m（見(jiàn)圖5）。沿著(zhù)直焊縫上有外腐蝕，腐蝕區域的管道和外部聚乙烯保護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  事故調查結論

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

此次泄漏事故經(jīng)調查確認的主要安全問(wèn)題如下。

（1）Enbridge公司用以精確評估和修復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)單一的內檢測技術(shù)來(lái)識別和評估裂紋尺寸，并用得出的檢測報告來(lái)做工程評估，卻沒(méi)有考慮數據、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年工程評估和開(kāi)挖修復準則表明，該段管道上存在6處長(cháng)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。

(2)Enbridge調度中心人員沒(méi)有認識到與開(kāi)裂有關(guān)的異常情況

Enbridge公司的泄漏檢測和數據采集與監視控制系統（SCADA）在2010年7月25日和26日2次發(fā)出泄漏警報；然而直到17 h后收到外部人員的電話(huà)通知，調度中心的員工才意識到發(fā)生了泄漏。7月25日停輸期間，調度中心人員認為是停輸和未注滿(mǎn)管道（即出現了液柱分離）導致的系統警報。7月26日2次啟輸期間，調度中心在1.5 h內向開(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度中心做了第三次啟輸。

（3）Enbridge公司應急反應人員培訓和應急響應物資預案存在缺陷

對原油泄漏最先做出反應的是密歇根州馬歇爾地區一家管道維護站的4名Enbridge公司雇員。他們沿著(zhù)Talmadge溪下游而不是開(kāi)裂點(diǎn)周邊區域做了補救工作。這批第一反應人員忘記利用Talmadge溪邊的涵洞做攔油壩來(lái)減少原油擴散，對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公司設備響應預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）在法規上對管道裂紋缺陷缺乏足夠的要求和監管

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

（5）Enbridge公司設備響應預案缺乏足夠的法規要求

CFR49號194.115沒(méi)有指明修復開(kāi)裂時(shí)需要的設備總量或對最大泄漏的恢復能力。由于缺乏明確要求，Enbridge公司在PHMSA的三級反應時(shí)間框架下自己詮釋了處理開(kāi)裂時(shí)需要反應能力的資源量級，導致發(fā)現開(kāi)裂后最初幾小時(shí)內缺少足夠的資源和漏油處理回收設備。相比之下，美國海岸警衛隊和環(huán)境保護局（EPA）的法規對三級漏油反應預案中每一級的有效日反應能力都有詳細的規定。

（6）PHMSA對Enbridge公司的設備響應預案未作充分復查而批準

Enbridge公司沒(méi)有確認響應預案內容能否準確及時(shí)地處理約4 200 m3的最壞泄漏情況，而PHMSA未作充分復查就批準了該預案。PHMSA的每個(gè)全職雇員平均要審核300個(gè)設備響應預案，相比EPA和海岸警衛隊的預案審核項目，PHMSA的雇員在每個(gè)預案上所做的工作要更少一些。PHMSA和其他聯(lián)邦機構從原油泄漏責任信托基金里獲得資金來(lái)支持日常的運作、人工、執法和其他相關(guān)的項目開(kāi)銷(xiāo)。

基于本次調查結果，美國國家運輸安全委員會(huì )（NTSB）向美國運輸秘書(shū)處、PHMSA、Enbridge公司、美國石油學(xué)會(huì )（API）、國際管道研究協(xié)會(huì )（PRCI）、國際消防長(cháng)官協(xié)會(huì )和國家緊急號碼協(xié)會(huì )提出了安全建議。