東黃管道腐蝕泄漏事故剖析

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(國家石油裝備產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(山東),山東 東營 257000)

2013年11月22日青島發(fā)生的“11·22”事故造成62人死亡，136人受傷，7.5億元的直接經(jīng)濟(jì)損失，可以說是油氣管道進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時代的災(zāi)難[1]。在人們心理上形成了對油氣管道特別是高壓大型油氣管道的恐懼。

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展對油氣資源高需求的今天，企業(yè)無法拒絕管道運輸?shù)谋憷c超強(qiáng)的運輸能力，而且管道運輸能耗僅僅只有公路和鐵路運輸?shù)?2%和50%，運輸成本更是只有后者的二十分之一和五分之一[1]。因此，剖析事故，就可為今后采取有效預(yù)防措施提供參考。

1 歷史上重復(fù)發(fā)生管道泄漏爆炸事故[2-3]

1992年4月22日，墨西哥瓜達(dá)拉哈拉市，一條汽油管道泄漏，引發(fā)連續(xù)爆炸，206人死亡，1 470人受傷，1.5萬人無家可歸，1 124座住宅、450多家商店、600多輛汽車、8 km長的街道及其他設(shè)施毀壞。

8年后的2000年1月27日，廣西貴港輸油管道泄漏。某村民出于好奇，試點了一下漂浮在魚塘的層油，頃刻間，魚塘一片火海。明火通過下水道明溝蔓延到南梧公路的下水道暗溝引起爆炸，致使2 km街道公路在連環(huán)爆炸中毀壞，9人死亡、16人受傷。

2013年11月22日，東黃輸油管道泄漏原油進(jìn)入市政排水暗渠，暗渠內(nèi)積聚的油氣混合物遇火花發(fā)生爆炸。致使62人死亡、136人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失75 172萬元。

2014年7月31日，臺灣高雄市某化工廠輸送丙烯管道破損，沿著雨水下水道蔓延，遇火源引發(fā)連環(huán)爆炸。烈焰達(dá)15層樓高，32人遇難，321人受傷，居民奔逃四處，損失慘重。

以上4起事故均為油、氣管道泄漏后在城市排水系統(tǒng)的爆炸，爆炸物均為管道泄漏到排水系統(tǒng)中的揮發(fā)性易燃石油化學(xué)氣體。

其中始建于1985年的東黃輸油管道，原本附近沒有排水暗渠隱患,卻在1998年、2002年、2004年、2008年和2009年階段建成了排水暗渠[4]。使其與墨西哥、貴港管道處于同樣的危險境遇。排水暗渠形成的5 a，全部在1992年墨西哥大爆炸之后，有4條排水暗渠還在2000年國內(nèi)貴港輸油管道泄漏引發(fā)的排水暗渠連環(huán)爆炸之后建成。

災(zāi)難性的事故反復(fù)重演原因就在于：缺乏對事故根源的深刻分析與認(rèn)識。痛定思痛，必須對事故進(jìn)行深入剖析，才有可能防患于未然。

2 東黃泄漏爆炸事故的原因再分析

2.1 腐蝕是事故的起因

東黃輸油管道至2013年已投用28 a了，外防腐層(設(shè)計壽命20 a)早已老化、破損。以某專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)出具的《東黃輸油管道腐蝕與防護(hù)狀況檢測報告》為例[5]，2010年9月至12月的檢測發(fā)現(xiàn)：88.9%的外防腐層老化剝離，全線有624處破損點，其中283處破損點持續(xù)腐蝕；超聲導(dǎo)波檢測最強(qiáng)腐蝕信號處腐蝕坑深達(dá)0.44 mm。按照土壤腐蝕速率計算，至少已經(jīng)有6 a左右的腐蝕歷史了。而到2013年發(fā)生事故時，又過去了4 a。

金屬腐蝕損失量檢測發(fā)現(xiàn)在618個區(qū)段(點)353處管體腐蝕減薄，但減薄率基本在5%以內(nèi)。發(fā)現(xiàn)的最大腐蝕點的減薄也在8%以內(nèi)。陰極保護(hù)合格率43.89%，但畢竟還有一定的保護(hù)作用,因此，管體腐蝕總體輕微[5]。

但是，事故發(fā)生后，實測泄漏處管道的剩余壁厚僅為2.2 mm，減薄率接近70%，這說明該部位在暗渠施工時，外防腐層可能已經(jīng)受損，發(fā)生腐蝕的時間或許更早；隨潮汐變化，海水倒灌，使管道長期處于干濕交替的海水及鹽霧等惡劣的腐蝕環(huán)境[6]。另外，應(yīng)力的存在(或許還包括直流干擾)延會加速腐蝕。這應(yīng)是與排水暗渠交叉處管道提前腐蝕失效的最主要原因。

2.2 應(yīng)力因素是造成事故的關(guān)鍵

東黃管道破裂泄漏處的最小壁厚還有2.2 mm，而這個壁厚可以承載的極限壓力或屈服極限壓力完全可以承受管道事故發(fā)生前的壓力(4.67 MPa)[7]。在勝利油田有一條與東黃管道輸送壓力大致相當(dāng)?shù)妮斢凸艿馈×x線，2004年檢測發(fā)現(xiàn)，隱患處的最薄剩余壁厚只有1.3 mm，但當(dāng)時并沒有發(fā)生泄漏[6]。因此，有理由推測，東黃管道之所以撕裂泄漏，很可能是管道承受了較大的彎曲應(yīng)力或其他應(yīng)力(如振動、擠壓等)，導(dǎo)致事故管段(撕裂處)材料韌性下降。

東黃管道上載重車輛來回穿梭引起的振動,不滿流管段產(chǎn)生的壓力脈沖造成的振動都屬于振動應(yīng)力來源。特別是當(dāng)不滿流管段內(nèi)的蒸汽進(jìn)入滿流管段的油流中時，便產(chǎn)生了壓力脈沖，由于蒸汽-氣泡破碎產(chǎn)生的脈沖振動，有時是相當(dāng)巨大的。1996年美國的阿拉斯加湯姆遜山口附近管段，由于不滿流產(chǎn)生的巨大震動，使得附近居民感覺到大地都在震動[7]。東黃管道在事故前的輸送中也可能存在不滿流的現(xiàn)象。

應(yīng)力(振動)是造成東黃管道事故的最致命因素。

2.3 對事故管道隱患認(rèn)識不足

處于排水暗渠內(nèi)及附近管道，被混凝土蓋板封死，外檢測信號無法抵達(dá)管道處，因此，只能加密開挖點位，而成本因素以及與地方的協(xié)調(diào)困難，致使該段外檢測沒有實施。鑒于外檢的局限性，2013年初，業(yè)主又實施了內(nèi)檢測，又擔(dān)心管道承壓變形，仍然未敢貿(mào)然對事故段管道實施內(nèi)檢。導(dǎo)致隱患排查未發(fā)揮應(yīng)有的作用。

排水暗渠不僅影響到管道的正常檢測及隱患排查工作的順利開展，而且加劇腐蝕。由于暗渠內(nèi)容易積聚易燃易爆氣體，抽出這些氣體又非常困難，導(dǎo)致了事故應(yīng)急處置的被動與事故的擴(kuò)大。早在1992年墨西哥瓜達(dá)拉哈拉泄漏爆炸事故災(zāi)難，2000年貴港泄漏爆炸同樣因管道長期腐蝕泄漏引起，更因管道泄漏的揮發(fā)氣體進(jìn)入城市下水道系統(tǒng)形成的密閉空間而無限地放大了事故的破壞力，形成了連環(huán)爆炸。

東黃管道檢測報告提供了15萬余條檢測數(shù)據(jù)信息，卻唯獨缺少對事故段數(shù)千米的具體檢測數(shù)據(jù)。而以其他區(qū)段的檢測結(jié)論推測為整條管道安全狀態(tài)的檢測結(jié)論，要求“盡快實施直流干擾監(jiān)測，全線大修防腐層，對占壓等無法大修區(qū)段實施改線”的結(jié)論[5]56或許正確，卻未能對“11·22”事故的發(fā)生起到足夠的警示預(yù)防作用。從一個側(cè)面也說明：包括檢測單位在內(nèi)的各方對于長期受車輛碾壓、振動沖擊[8]、管溝交叉和氣體封閉在地下密閉空間可能導(dǎo)致的腐蝕加速沒有足夠認(rèn)識。

相關(guān)部門對盡快實施大修與更換的必要性、緊迫性認(rèn)識不足。究其原因，(1)對檢測報告中提示的存在較強(qiáng)直流干擾加劇管道腐蝕的認(rèn)識不夠；(2)管道被混凝土蓋板封死段，為什么未檢測；(3)對管道一旦泄漏進(jìn)入密閉空間可能產(chǎn)生的后果認(rèn)識不夠。

應(yīng)急處置時，沒有充分意識排水暗渠可能存在揮發(fā)性氣體混合物及其危險性，沒有任何單位包括各級應(yīng)急部門或個人提及排水暗渠系統(tǒng)可能儲存著危險爆炸氣體以及該氣體存量的估算數(shù)值。所以，未能制訂出有效抽排地下空間內(nèi)積存的危險氣體混合物的方案等是最應(yīng)該深刻反思的。

2.4 事故管道問題應(yīng)對措施不得當(dāng)

縱覽所有關(guān)于東黃管道泄漏爆炸事故的分析論文以及事故調(diào)查組的報告，分析客觀因素多、管理因素多、技術(shù)因素多，唯獨對經(jīng)濟(jì)因素諱莫如深。其實，正是經(jīng)濟(jì)利益的糾葛使管道隱患一步一步發(fā)展成事故。

目前的管道隱患排查技術(shù)和手段雖然存在一定的局限性，但是，只要綜合運用各種手段，查出黃島事故這類隱患也并非不可能。試想，如果不過多考慮檢測成本，對黃島城區(qū)段進(jìn)行局部開挖檢測，這個隱患本是可以發(fā)現(xiàn)的。東營西二路管道[9]在3 km的城區(qū)段，累計開挖了七八處(野外檢測，一般每3 km開挖1處信號加載坑，所以城區(qū)外檢成本要數(shù)倍于城外)信號加載坑，最終通過內(nèi)檢定位了輸油管道與小區(qū)污水排管交叉處腐蝕撕裂泄漏隱患，而且東營城區(qū)那條輸油管道隱患部位的腐蝕程度要比黃島管線輕微許多。所以，黃島管線的腐蝕隱患理應(yīng)更容易發(fā)現(xiàn)。

從2011年提出全線大修，近3年時間，完成的大修里程尚不足全部長度的三分之一，給隱患的發(fā)展提供了充分的時間。而原因在于無法提供改線理由以及出于成本考慮的反復(fù)論證。

同時在管道沿線搞那么多會增加管道風(fēng)險的建設(shè)，特別是讓一條輸送有燃爆風(fēng)險介質(zhì)的管道與排水暗渠相交，而且國內(nèi)外已經(jīng)有多次類似的燃爆事故發(fā)生，千萬不能為增加那么一點建設(shè)用地以及土地收益等相關(guān)聯(lián)的各種利益冒這個風(fēng)險。

安全是需要成本的，甚至需要犧牲一些效益的。否則，類似事故肯定還會重演，只是發(fā)生的時間、地點不確定而已。

3 結(jié) 語

東黃管道事故已經(jīng)過去5 a了，許多已經(jīng)淡出人們的視野。但是，總歸還有一些不可輕易遺忘的教訓(xùn)，需要銘記：導(dǎo)致東黃管道事故的起因是管道腐蝕泄漏；罪魁是碾壓振動等應(yīng)力因素、排水暗渠及其形成的聯(lián)通管道泄漏處的密閉空間；最后是處置未能及時有效地將存儲在密閉空間內(nèi)的易燃物質(zhì)排出(火源并不重要，只要易燃易爆混合氣體排不出，遲早要爆炸)以及背后的利益糾葛。唯有深刻反思，厘清管道泄漏爆炸的所有因素及其因果、主次關(guān)系，才能真正地汲取教訓(xùn)，使悲劇不再重演。