吳永豪

中國(guó)機(jī)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(tái)灣高雄市發(fā)生地下管線連環(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(yán)重破壞，損失慘重。事故直接原因?yàn)橐粭l1016 mm的丙烯輸送管線鋪設(shè)于城市排水箱涵內(nèi)（圖 1），長(zhǎng)期缺乏有效維護(hù)，以致該處管線腐蝕減薄只剩原壁厚的14%并發(fā)生破裂（圖 2），導(dǎo)致丙烯大量外泄，加之后續(xù)企業(yè)和有關(guān)部門(mén)安全管控措施不當(dāng)和嚴(yán)重失誤，引起嚴(yán)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(xiǎn)，以及之后主管部門(mén)與管線行業(yè)認(rèn)真汲取反思事故教訓(xùn)所采取的改進(jìn)措施，可為業(yè)內(nèi)同仁提供有益借鑒，防范類似事故再次發(fā)生。

圖 1 丙烯管線直接貫穿排水箱涵

圖 2 管線外壁腐蝕減薄破管

1  氣爆災(zāi)害背景及原因分析

1974年至1979年間，臺(tái)灣有關(guān)部門(mén)為了改善基礎(chǔ)設(shè)施及實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，進(jìn)行了十大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，高雄區(qū)成為發(fā)展石化等重工業(yè)的重鎮(zhèn)。市區(qū)道路下方埋設(shè)了復(fù)雜的石化管線，與市政建設(shè)的水電設(shè)施交錯(cuò)在一起，就此埋下了隱患。此次氣爆的范圍擴(kuò)及2～3公里范圍內(nèi)的多個(gè)街道，這是因?yàn)楫?dāng)丙烯發(fā)生泄漏時(shí)，第一時(shí)間到場(chǎng)的消防隊(duì)、石化企業(yè)及市政建設(shè)主管部門(mén)都無(wú)法精確掌握管線設(shè)施的基本情況，泄漏的丙烯氣體隨著地下排水箱涵流竄至多個(gè)街道，隨后陸續(xù)觸及火花而接連引爆。災(zāi)后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，泄漏發(fā)生時(shí)，使用該管線輸送丙烯的供應(yīng)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(xù)輸送，更加劇了爆炸的規(guī)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(cái)產(chǎn)損失數(shù)十億臺(tái)幣以上。后續(xù)衍生的問(wèn)題還包括：民眾對(duì)地下石化管線莫名的恐懼與抗?fàn)帲�石化產(chǎn)業(yè)發(fā)展停滯且面臨存廢的挑戰(zhàn)，以及地方政府與上級(jí)石化監(jiān)管權(quán)責(zé)的爭(zhēng)議不休。

圖 3 丙烯輸送狀況出現(xiàn)不正常的壓降

當(dāng)年事故發(fā)生的過(guò)程及后續(xù)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(dǎo)致嚴(yán)重的災(zāi)難。首先，負(fù)責(zé)丙烯輸送的供應(yīng)及接收企業(yè)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)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(bào)案趕赴現(xiàn)場(chǎng)處理時(shí)，誤認(rèn)為是瓦斯氣體泄漏，而管道企業(yè)及市政監(jiān)管部門(mén)提供的地下管線相關(guān)信息缺失嚴(yán)重而且不明確，無(wú)法在第一時(shí)間確認(rèn)泄漏介質(zhì)和管線位置來(lái)采取適當(dāng)?shù)姆婪洞胧�。而最根本的原因是，市政單位在城市改造時(shí)，把丙烯管線穿過(guò)排水箱涵，在長(zhǎng)期潮濕的環(huán)境下，管道失去了陰極防腐所需連續(xù)土壤的導(dǎo)電效果，加速了管外壁腐蝕和破裂，外泄的丙烯氣體順著排水箱涵四處流竄，使災(zāi)害的范圍延伸了許多條街道。

2  地下管線的潛在風(fēng)險(xiǎn)及維護(hù)

管線雖然存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，但仍然是當(dāng)今相對(duì)高效、可靠且安全的油氣輸送方式。事實(shí)上，管線使用至今，從規(guī)劃、施工、選材、測(cè)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(guī)程。由于地下管線埋設(shè)于土壤中，自然會(huì)產(chǎn)生幾種潛在的風(fēng)險(xiǎn)。

①金屬管線的材質(zhì)本身會(huì)逐漸腐蝕減薄、穿孔或破裂。②管線埋設(shè)區(qū)域常因開(kāi)挖不當(dāng)或地質(zhì)變動(dòng)，而使管線遭受外力損壞。③管線周?chē)�的電氣設(shè)施容易導(dǎo)致電化學(xué)干擾而腐蝕管線。

因此，對(duì)管線的管理及定檢通常有以下原則及規(guī)定（圖 4）。

圖 4 臺(tái)灣既有地下管線防腐及檢測(cè)

①管線鋪設(shè)應(yīng)有防腐設(shè)計(jì)及防腐設(shè)施。②應(yīng)定期檢驗(yàn)管線防腐設(shè)施的運(yùn)作狀態(tài)（腐蝕狀態(tài)監(jiān)控）。③管線應(yīng)定期執(zhí)行內(nèi)/外非破壞檢測(cè)（泄漏或結(jié)構(gòu)缺陷定檢）。

根據(jù)歐美發(fā)達(dá)國(guó)家統(tǒng)計(jì)，管線發(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(zāi)害（8%）、設(shè)備失效（5%）、 操作失誤（5%）。而臺(tái)灣過(guò)去發(fā)生的地下管線事故，早就發(fā)現(xiàn)存在以下管理問(wèn)題。

①涵蓋不足：兩公里一個(gè)測(cè)試點(diǎn)的防腐檢測(cè)完整性不夠，無(wú)法全面了解局部腐蝕。②法規(guī)不全：檢驗(yàn)步驟、圖資以及質(zhì)量管理要求不周全。③認(rèn)知缺失：相關(guān)從業(yè)人員對(duì)泄漏成因、泄漏防治及污染應(yīng)急處置認(rèn)知不足。④低價(jià)取向：管溝回填不認(rèn)真，管溝內(nèi)有石塊，阻擋了陰極防腐電流流動(dòng)。⑤腐蝕加劇：鐵道及捷運(yùn)的電氣化設(shè)施常干擾周邊的管線而加速電蝕。

為了抑制地下管線的腐蝕，一般采取如下三種手段：

①管線埋設(shè)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(hù)。②第二層保護(hù)是采用電化學(xué)效應(yīng)的“陰極防腐法”。通電將管材（如鐵管）當(dāng)陰極，另置鋁或鎂作犧牲陽(yáng)極，使腐蝕集中于陽(yáng)極，相對(duì)避免管材腐蝕。③定期、定點(diǎn)檢查管線的陽(yáng)極電位是否足夠，提供適當(dāng)防腐保護(hù)。并據(jù)此決定是否有防腐效用，并找出異常區(qū)段予以修復(fù)或替換。

3  事故追責(zé)及改善現(xiàn)狀

2014年高雄地下管線氣爆災(zāi)難發(fā)生后，通過(guò)司法程序?qū)φ�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(diào)查及追責(zé)，其結(jié)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(fù)責(zé)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(jī)構(gòu)的賠償。②由經(jīng)濟(jì)發(fā)展部門(mén)負(fù)責(zé)推動(dòng)建立管線安全管理運(yùn)作架構(gòu)，其中包括三個(gè)層面：課責(zé)廠商應(yīng)負(fù)管線安全責(zé)任，建立廠商自主管理意識(shí)；要求管線企業(yè)將總部設(shè)在高雄，落實(shí)安全管理與實(shí)時(shí)應(yīng)變系統(tǒng)；主管部門(mén)負(fù)責(zé)建立既有工業(yè)管線管理與應(yīng)變機(jī)制。據(jù)此擬訂既有工業(yè)管線管理自治條例。③建立高雄市地下管線管理規(guī)范并成立技術(shù)咨詢委員會(huì)協(xié)助監(jiān)理。④成立管線安全辦公室（OPS），負(fù)責(zé)管線維運(yùn)計(jì)劃審核與查核及管線運(yùn)作安全監(jiān)管與應(yīng)變。⑤指定第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)，協(xié)助確認(rèn)廠商維運(yùn)計(jì)劃的合理性及實(shí)際執(zhí)行作業(yè)的查核。

依據(jù)《高雄市既有工業(yè)管線管理維護(hù)辦法》第四條關(guān)于既有工業(yè)管線所有人應(yīng)建置管線安全管理系統(tǒng)的要求，企業(yè)應(yīng)建立管線管理系統(tǒng)（PSMS）。各項(xiàng)規(guī)定則分列于《高雄市既有工業(yè)管線管理維護(hù)辦法》第六條至第十六條，對(duì)應(yīng)美國(guó)石油協(xié)會(huì)指引API RP 1173 的九個(gè)項(xiàng)目。并依據(jù)PDCA（Plan-Do-Check-Act）循環(huán)式質(zhì)量管理方式規(guī)劃每年管線維運(yùn)計(jì)劃。目前，公共管線管理整合系統(tǒng)已納入高雄市政府的地理資訊服務(wù)網(wǎng)。

4  結(jié)語(yǔ)

2014年高雄地下管線氣爆事故發(fā)生后，臺(tái)灣地區(qū)針對(duì)地下管線自主管理及政府監(jiān)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)管線管理維護(hù)辦法，作為地方政府監(jiān)管石化企業(yè)的法律依據(jù)。②廣泛查核既有的地下管線設(shè)施及陰極防腐系統(tǒng)，建立政府管線安全管理系統(tǒng)，避免過(guò)去地下管線的信息缺失。③要求石化企業(yè)提高自主管理的意識(shí)，定期采用PIG檢查地下管線的完整性及陰極保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)作情況。

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