吳永豪

中國機械工程學(xué)會(huì )無(wú)損分會(huì ) 

2014年7月31日23時(shí)55分至8月1日凌晨間，臺灣高雄市發(fā)生地下管線(xiàn)連環(huán)氣爆事故，造成32人不幸遇難、321人受傷，多條重要道路及周邊店家被嚴重破壞，損失慘重。事故直接原因為一條1016 mm的丙烯輸送管線(xiàn)鋪設于城市排水箱涵內（圖 1），長(cháng)期缺乏有效維護，以致該處管線(xiàn)腐蝕減薄只剩原壁厚的14%并發(fā)生破裂（圖 2），導致丙烯大量外泄，加之后續企業(yè)和有關(guān)部門(mén)安全管控措施不當和嚴重失誤，引起嚴重的爆炸。今年正值事故發(fā)生10周年，回顧分析這起事故之前所潛藏的安全風(fēng)險，以及之后主管部門(mén)與管線(xiàn)行業(yè)認真汲取反思事故教訓所采取的改進(jìn)措施，可為業(yè)內同仁提供有益借鑒，防范類(lèi)似事故再次發(fā)生。

圖 1 丙烯管線(xiàn)直接貫穿排水箱涵

圖 2 管線(xiàn)外壁腐蝕減薄破管

1  氣爆災害背景及原因分析

1974年至1979年間，臺灣有關(guān)部門(mén)為了改善基礎設施及實(shí)現產(chǎn)業(yè)升級，進(jìn)行了十大基礎設施建設，高雄區成為發(fā)展石化等重工業(yè)的重鎮。市區道路下方埋設了復雜的石化管線(xiàn)，與市政建設的水電設施交錯在一起，就此埋下了隱患。此次氣爆的范圍擴及2～3公里范圍內的多個(gè)街道，這是因為當丙烯發(fā)生泄漏時(shí)，第一時(shí)間到場(chǎng)的消防隊、石化企業(yè)及市政建設主管部門(mén)都無(wú)法精確掌握管線(xiàn)設施的基本情況，泄漏的丙烯氣體隨著(zhù)地下排水箱涵流竄至多個(gè)街道，隨后陸續觸及火花而接連引爆。災后調查發(fā)現，泄漏發(fā)生時(shí)，使用該管線(xiàn)輸送丙烯的供應及接收企業(yè)已察覺(jué)到輸送過(guò)程有不正常的壓力下降（圖 3），但卻不明究理而持續輸送，更加劇了爆炸的規模，不僅炸翻多條路面，甚至將路邊停放的汽車(chē)炸飛至三樓頂，直接財產(chǎn)損失數十億臺幣以上。后續衍生的問(wèn)題還包括：民眾對地下石化管線(xiàn)莫名的恐懼與抗爭，石化產(chǎn)業(yè)發(fā)展停滯且面臨存廢的挑戰，以及地方政府與上級石化監管權責的爭議不休。

圖 3 丙烯輸送狀況出現不正常的壓降

當年事故發(fā)生的過(guò)程及后續處置期間，存在諸多失誤而未能及時(shí)采取正確的防范措施，才導致嚴重的災難。首先，負責丙烯輸送的供應及接收企業(yè)在已經(jīng)發(fā)現輸送異常及壓降的情況下，沒(méi)有采取立即停止輸氣的措施。其次，高雄市政府消防部門(mén)接獲居民報案趕赴現場(chǎng)處理時(shí)，誤認為是瓦斯氣體泄漏，而管道企業(yè)及市政監管部門(mén)提供的地下管線(xiàn)相關(guān)信息缺失嚴重而且不明確，無(wú)法在第一時(shí)間確認泄漏介質(zhì)和管線(xiàn)位置來(lái)采取適當的防范措施。而最根本的原因是，市政單位在城市改造時(shí)，把丙烯管線(xiàn)穿過(guò)排水箱涵，在長(cháng)期潮濕的環(huán)境下，管道失去了陰極防腐所需連續土壤的導電效果，加速了管外壁腐蝕和破裂，外泄的丙烯氣體順著(zhù)排水箱涵四處流竄，使災害的范圍延伸了許多條街道。

2  地下管線(xiàn)的潛在風(fēng)險及維護

管線(xiàn)雖然存在一定的安全風(fēng)險，但仍然是當今相對高效、可靠且安全的油氣輸送方式。事實(shí)上，管線(xiàn)使用至今，從規劃、施工、選材、測試、操作、維修至環(huán)境管控已經(jīng)形成了一套完整的、可遵循的安全作業(yè)規程。由于地下管線(xiàn)埋設于土壤中，自然會(huì )產(chǎn)生幾種潛在的風(fēng)險。

①金屬管線(xiàn)的材質(zhì)本身會(huì )逐漸腐蝕減薄、穿孔或破裂。②管線(xiàn)埋設區域常因開(kāi)挖不當或地質(zhì)變動(dòng)，而使管線(xiàn)遭受外力損壞。③管線(xiàn)周?chē)�的電氣設施容易導致電化學(xué)干擾而腐蝕管線(xiàn)。

因此，對管線(xiàn)的管理及定檢通常有以下原則及規定（圖 4）。

圖 4 臺灣既有地下管線(xiàn)防腐及檢測

①管線(xiàn)鋪設應有防腐設計及防腐設施。②應定期檢驗管線(xiàn)防腐設施的運作狀態(tài)（腐蝕狀態(tài)監控）。③管線(xiàn)應定期執行內/外非破壞檢測（泄漏或結構缺陷定檢）。

根據歐美發(fā)達國家統計，管線(xiàn)發(fā)生事故的原因大致可歸納為：外力破壞（43%）、腐蝕老化（39%）、自然災害（8%）、設備失效（5%）、 操作失誤（5%）。而臺灣過(guò)去發(fā)生的地下管線(xiàn)事故，早就發(fā)現存在以下管理問(wèn)題。

①涵蓋不足：兩公里一個(gè)測試點(diǎn)的防腐檢測完整性不夠，無(wú)法全面了解局部腐蝕。②法規不全：檢驗步驟、圖資以及質(zhì)量管理要求不周全。③認知缺失：相關(guān)從業(yè)人員對泄漏成因、泄漏防治及污染應急處置認知不足。④低價(jià)取向：管溝回填不認真，管溝內有石塊，阻擋了陰極防腐電流流動(dòng)。⑤腐蝕加�。鸿F道及捷運的電氣化設施常干擾周邊的管線(xiàn)而加速電蝕。

為了抑制地下管線(xiàn)的腐蝕，一般采取如下三種手段：

①管線(xiàn)埋設時(shí)，在外層先包覆絕緣層。一般采用塑料材質(zhì)，如聚乙烯（polyethylene）做批覆，減少金屬管直接與氧氣接觸，作為第一道防腐保護。②第二層保護是采用電化學(xué)效應的“陰極防腐法”。通電將管材（如鐵管）當陰極，另置鋁或鎂作犧牲陽(yáng)極，使腐蝕集中于陽(yáng)極，相對避免管材腐蝕。③定期、定點(diǎn)檢查管線(xiàn)的陽(yáng)極電位是否足夠，提供適當防腐保護。并據此決定是否有防腐效用，并找出異常區段予以修復或替換。

3  事故追責及改善現狀

2014年高雄地下管線(xiàn)氣爆災難發(fā)生后，通過(guò)司法程序對政府部門(mén)及相關(guān)從業(yè)人員從技術(shù)及管理兩個(gè)層面做了多年的調查及追責，其結果和整改措施如下。

①高雄市府工務(wù)部門(mén)人員等三人犯業(yè)務(wù)過(guò)失致死罪，各處刑期2年6個(gè)月至3年6個(gè)月不等。9名負責氣體輸送的企業(yè)被告，因未違反注意義務(wù)，獲判無(wú)罪。此外，事件受害個(gè)人及家庭各以和解方式獲得政府及民間機構的賠償。②由經(jīng)濟發(fā)展部門(mén)負責推動(dòng)建立管線(xiàn)安全管理運作架構，其中包括三個(gè)層面：課責廠(chǎng)商應負管線(xiàn)安全責任，建立廠(chǎng)商自主管理意識；要求管線(xiàn)企業(yè)將總部設在高雄，落實(shí)安全管理與實(shí)時(shí)應變系統；主管部門(mén)負責建立既有工業(yè)管線(xiàn)管理與應變機制。據此擬訂既有工業(yè)管線(xiàn)管理自治條例。③建立高雄市地下管線(xiàn)管理規范并成立技術(shù)咨詢(xún)委員會(huì )協(xié)助監理。④成立管線(xiàn)安全辦公室（OPS），負責管線(xiàn)維運計劃審核與查核及管線(xiàn)運作安全監管與應變。⑤指定第三方認證機構，協(xié)助確認廠(chǎng)商維運計劃的合理性及實(shí)際執行作業(yè)的查核。

依據《高雄市既有工業(yè)管線(xiàn)管理維護辦法》第四條關(guān)于既有工業(yè)管線(xiàn)所有人應建置管線(xiàn)安全管理系統的要求，企業(yè)應建立管線(xiàn)管理系統（PSMS）。各項規定則分列于《高雄市既有工業(yè)管線(xiàn)管理維護辦法》第六條至第十六條，對應美國石油協(xié)會(huì )指引API RP 1173 的九個(gè)項目。并依據PDCA（Plan-Do-Check-Act）循環(huán)式質(zhì)量管理方式規劃每年管線(xiàn)維運計劃。目前，公共管線(xiàn)管理整合系統已納入高雄市政府的地理資訊服務(wù)網(wǎng)。

4  結語(yǔ)

2014年高雄地下管線(xiàn)氣爆事故發(fā)生后，臺灣地區針對地下管線(xiàn)自主管理及政府監管開(kāi)展了一次重大改革。主要包括：①立法建立既有工業(yè)管線(xiàn)管理維護辦法，作為地方政府監管石化企業(yè)的法律依據。②廣泛查核既有的地下管線(xiàn)設施及陰極防腐系統，建立政府管線(xiàn)安全管理系統，避免過(guò)去地下管線(xiàn)的信息缺失。③要求石化企業(yè)提高自主管理的意識，定期采用PIG檢查地下管線(xiàn)的完整性及陰極保護系統的運作情況。

作者簡(jiǎn)介：吳永豪，2021年退休。近年來(lái)著(zhù)重從事非破壞檢測的自動(dòng)化以及跨足風(fēng)力能源、航天、運輸、建筑、光電、醫材及輪胎等相關(guān)品檢技術(shù)研發(fā)工作。