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(xùn)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(shí)發(fā)現(xiàn)油品輸量失衡問題；二是運(yùn)營商與管道內(nèi)檢測服務(wù)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(cuò)過了對隱患的治理；三是未能立即啟動事故應(yīng)急指揮系統(tǒng)，導(dǎo)致泄漏失效后果的進(jìn)一步惡化。

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

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(dāng)時(shí)管道系統(tǒng)由ST（Support Terminal Services, Inc.）服務(wù)公司負(fù)責(zé)運(yùn)營，發(fā)生泄漏后直到當(dāng)日傍晚才被發(fā)現(xiàn)并開始著手處理。該事故導(dǎo)致約530 m3燃料油泄漏至附近的濕地和Swanson小溪，隨后又進(jìn)入Patuxent河。事故沒有造成人員傷害，但用于環(huán)境保護(hù)措施和清理作業(yè)等花費(fèi)了約7 100萬美元。

PP管道于1971年至1972年期間鋪設(shè)， 1973年投產(chǎn)運(yùn)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(yùn)行時(shí)溫度高達(dá)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(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了檢測。管道被壓彎，并在壓彎部位的內(nèi)徑出現(xiàn)了一個(gè)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(diǎn)鐘位置延伸到7點(diǎn)鐘位置（圖 2）。彎曲區(qū)域包括一個(gè)在彎曲頂部敞開的裂縫，角度約從2點(diǎn)鐘位置延伸到4點(diǎn)鐘位置。彎曲的最大高度為25 mm，位于彎曲部內(nèi)側(cè)，在3點(diǎn)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(jìn)行觀察，未發(fā)現(xiàn)外部腐蝕現(xiàn)象。

彎曲最高點(diǎn)區(qū)域的管道內(nèi)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(yīng)力位置下產(chǎn)生的腐蝕疲勞裂紋。

掃描電鏡檢查出5個(gè)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(nèi)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)閹缀醮怪保�表明拉�?yīng)力和疲勞擴(kuò)展，無明顯腐蝕；（e）表明裂紋擴(kuò)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(yīng)力裂紋。

2 事故原因分析

2.1 管道內(nèi)檢測情況

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

此次管道內(nèi)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(nèi)部與外部腐蝕特征。檢測數(shù)據(jù)基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理，并由技術(shù)人員進(jìn)行人工復(fù)查。 PEPCO內(nèi)檢測結(jié)果解釋包括一個(gè)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(gè)褶皺，但是Pipetronix分析人員將其錯(cuò)誤的解釋為三通特征。正是此處發(fā)生失效，引起泄漏。因?yàn)槿�通與信號特征不匹配， Pipetronix分析人員應(yīng)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(shí)特性。因此， NTSB得出結(jié)論，由于Pipetronix公司錯(cuò)誤解釋了里程53526.55 km位置的超聲測厚內(nèi)檢測信號數(shù)據(jù)，因此責(zé)令PEPCO公司對管道的內(nèi)檢測數(shù)據(jù)開展進(jìn)一步檢查和評估。事故發(fā)生后， Pipetronix對其技術(shù)手冊和培訓(xùn)材料進(jìn)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(xiǎn)材料安全管理局（PHMSA）要求Mirant公司（事故發(fā)生幾個(gè)月后成為PP管道所有者）在恢復(fù)使用PP管線之前，要對其完整性進(jìn)行評估。通過該項(xiàng)工作， Mirant 公司為褶皺缺陷制定了定量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

1970年美國《危險(xiǎn)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(shí)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(dǎo)致泄漏。假如制定了更加詳細(xì)的泄漏檢測程序，并開展相關(guān)培訓(xùn)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(shè)計(jì)了SCADA系統(tǒng)，用于對超出預(yù)定限制的壓力、溫度和流速等運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測報(bào)警。然而，事故發(fā)生當(dāng)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(diǎn)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(bào)警，也沒能引起ST服務(wù)公司人員的關(guān)注。

關(guān)于管線的人工監(jiān)測， ST服務(wù)公司并未要求其工作人員在進(jìn)行正常的管線或線路清管作業(yè)操作時(shí)進(jìn)行管線平衡計(jì)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(jìn)行了測量，他們?nèi)匀粵]有用該信息來評估輸送介質(zhì)是否從管線中流失。基于清管器運(yùn)行速度和自己以往經(jīng)驗(yàn)，Chalk Point站操作人員在13:30到14:15之間，變更了清管器到達(dá)Ryceville站的估算時(shí)間。但即使清管器在這個(gè)估算時(shí)間段內(nèi)沒有到達(dá)， 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(shí)， 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(jì)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(guān)閉了管道。

2000年11月，在NTSB管道安全聽證會上，陪審團(tuán)成員討論了各種可以在幾分鐘內(nèi)做出泄漏探測的自動探測系統(tǒng)。與此相反，人工平衡計(jì)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(shí)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(chǎn)生錯(cuò)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(yùn)營800 km及800 km以上管道的危險(xiǎn)液體操作人員進(jìn)行管道完整性管理培訓(xùn)。 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(xiǎn)液體操作人員的管理?xiàng)l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(yán)重的泄漏，但該規(guī)定未明確應(yīng)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(wù)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(kuò)散的攔油柵系統(tǒng)。然而4月8日夜里，一場暴風(fēng)雨（包括暴雨和50 m/h的大風(fēng)）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(gè)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(duì)與地區(qū)應(yīng)急小組評估委員會均認(rèn)為，如果較早采用事故指揮系統(tǒng)，則應(yīng)急工作會受益很多。事實(shí)上，地區(qū)應(yīng)急小組評估委員會建議美國國家環(huán)境保護(hù)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(diào)員進(jìn)行培訓(xùn)。EPA現(xiàn)場協(xié)調(diào)員也承認(rèn)，在她抵達(dá)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(yīng)急行動產(chǎn)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(fù)雜，更加難以控制，短期的項(xiàng)目管理方法不能達(dá)到控制環(huán)境影響擴(kuò)大的要求。事故指揮系統(tǒng)涵蓋多種運(yùn)輸方式，處理事故的效率已經(jīng)得到驗(yàn)證，一般情況 下均可以改善復(fù)雜事故應(yīng)急工作管理。 NTSB得出結(jié)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(nèi)都不能征調(diào)人員，做出快速有效的響應(yīng)。這種情況表明， EPA需要承擔(dān)更多責(zé)任把事故指揮系統(tǒng)納入應(yīng)急計(jì)劃，并對人員進(jìn)行更加有效的培訓(xùn)。 NTSB認(rèn)為，EPA應(yīng)當(dāng)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(yīng)急計(jì)劃中對油泄與危險(xiǎn)物質(zhì)釋放的反應(yīng)處理》中所包含的原則與各自的區(qū)域應(yīng)急計(jì)劃結(jié)合起來，并要求所有地區(qū)根據(jù)這些原則培訓(xùn)日后將擔(dān)當(dāng)重任執(zhí)行計(jì)劃的人員。

3 事故結(jié)論

（1）由于Pipetronix公司錯(cuò)誤解釋了超聲測厚內(nèi)檢測設(shè)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(nèi)檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行再次評估。

（2）由于缺乏國家認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(jì)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(nèi)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(dǎo)致破裂引起的，由于管道內(nèi)檢測設(shè)備所提供的數(shù)據(jù)被錯(cuò)誤地解釋為三通特征，因而沒有及時(shí)識別這個(gè)褶皺缺陷。同時(shí)，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(dāng)。

NTSB在調(diào)查報(bào)告中重點(diǎn)討論了以下幾個(gè)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(diào)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(nèi)檢測的結(jié)果分析存在問題。

調(diào)查結(jié)束后， NTSB向PHMSA和環(huán)境保護(hù)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(jià)師、安防系統(tǒng)集成師、管道檢驗(yàn)員。負(fù)責(zé)編寫了《油氣管道安全防護(hù)規(guī)范》（Q/SY1490―2012），參與起草公安部標(biāo)準(zhǔn)《石油天然氣管道系統(tǒng)治安風(fēng)險(xiǎn)等級和安全防范要求》（GA1166―2014）、國家標(biāo)準(zhǔn) 《油氣輸送管道完整性管理規(guī)范》（GB 32167―2015）等多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。在國內(nèi)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(shù)》《油氣管道事故啟示錄》等書籍。近年來多次獲得中石油集團(tuán)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)、河北省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)、管道科學(xué)獎(jiǎng)等。