由两起化工管线事故引起的思考.doc

《化工安全与环保》课程论文
由两起化工管线事故引起的思考
姜成伟
北京石油化工学院化学工程学院 北京 102617
摘要：中国青岛“11.22”输油管线泄露爆炸事故与墨西哥瓜达拉哈拉市地下污水管线爆炸事故极其相似，本文就这两起安全事故进行对比和分析，指出我国化工安全管理和安全事故处理方面存在的问题。
关键词 管线 爆炸 安全管理 事故处理
0 引言

近年来，世界上陆续发生多起油气管道事故，造成人员伤亡、经济损失、环境污染等。如1992年4月22日，在墨西哥瓜达拉哈拉市，的一系列可燃气体大爆炸。在4小时之内，市中心安那可地区的下水道发生多起汽油爆炸，摧毁了8公里的街道路面。依据劳合社的统计，死亡252人，伤者超过500人，无家可归者更高达15,000人，估计财务损失为3亿至10亿美元[1]。2013年11月22日，位于中国青岛的中石化东黄输油管道泄漏爆炸，造成66人遇难、9人失踪的自建国以来罕见的重特大事故[5]。本文尝试就这两起化工管线安全事故进行对比研究，分析造成这两起事故的各方面的原因，阐述对化工管线安全事故的认识和思考。
1 引起两起事故介质的性质介绍与分析
引起瓜达拉哈拉市爆炸事故的主要介质是汽油蒸汽中的己烷。己烷气体毒性很强，己烷具有许多和汽油相似的性质，比如具有相似的刺鼻的气味能让人头昏眼花，而且己烷是一种极其易燃的液体，能够散发出极易爆炸的己烷蒸汽，己烷的闪点是零下22摄氏度，也就是说如果己烷蒸汽在空气的含量达到一定程度，在零下22摄氏度的温度下就有可能发生爆炸。
而引起中石化东黄输油管道泄露爆炸事故的主要介质是原油及油气混合物，原油的闪点较低，常温下即易引起燃烧，原油蒸气与空气混合可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能即发生燃烧爆炸。此外，原油蒸气密度较空气重，不易扩散，往往在储存处或作业场地空间地面弥漫飘荡，容易滞留在地表、水沟、下水道及凹坑等低处，并且贴地面流向远处，与空气混合形成爆炸性混合物。
2 两起事故的泄露原因分析
随着经济的发展，瓜达拉哈拉市的地下管道越来越多，输水管线与输油管道交叉建设，供水管道相当于镀了一层新的铁质层，而输油管道由钢制成，相当坚实，但在潮湿的环境下，这些相互缠绕的金属发生了化学反应，随着腐蚀程度的加剧，输油管的管壁变得越来越薄，接着就发生了汽油泄露的事件，在污水管道和压力输油管道接触的地方，有一个因腐蚀而产生的小洞，汽油悄无声息的从这里泄露，洞的直径只有1厘米，但压力使汽油涌进了土壤里，在爆炸发生的这几天时间里，就有60万升汽油悄无声息的渗入了土壤里，这些汽油约能装满十八个油罐车，整个城市的地下变成了一颗巨大的炸弹，危险的气态汽油不断在土壤中聚集，污水可以流过U型管道部分排出下水道，但气态汽油被困在U型管道中高于地铁管线的部分，气态汽油由地铁线上方的甘蒂街开始泄露，逐渐充满了下水道，由于气态汽油在污水排放主管中间或形成阻塞，所以有的地方汽油浓度高有的地方汽油浓度低，充满气态汽油的污水支管和污水主管中的汽油浓度不同，浓度较高的地方会首先发生爆炸。
青岛市黄岛爆炸事故泄露的原因与瓜市极其类似。青岛东黄管道与排水渠道交叉设计，存在原油泄漏进入暗渠风险，管道规划时处于海水倒灌区域，加速管道腐蚀破裂由于与排水暗渠交叉段的输油管道所处区域土壤盐碱和地下水氯化物含量高，同时排水暗渠内随着潮汐变化海水倒灌，输油管道长期处于干湿交替的海水及盐雾腐蚀环境，加之管道受到道路承重和振动等因素影响，导致管道加速腐蚀减薄、破裂，已发现的出现两个拳头大小的贯穿性腐蚀孔，导致原油泄漏，轻质组分挥发，进入到城市管网中。
可见上述两起化工管线事故泄露的共性问题是管线交叉规划建设，直接原因由于腐蚀造成的，都是由于管道的贯穿性腐蚀孔，导致了爆炸介质的泄露。一个国家每年因腐蚀造成的经济损失，占到国家总GDP的3%-5%，比任何自然灾害如火灾、风灾、地震、干旱等造成的损失综合还要多。这两起事故正是由于各方责任体不重视管道防腐而间接导致的[2]。
3 城市建设发展对事故的影响
随着瓜达拉哈拉市城市建设的发展，输油和输水的地下管道从横交错，犹如一座迷宫，输油管道是压力缸输油线，1973年建成，直径30多厘米，在瓜达拉哈拉市和数百公里外的萨拉曼卡之间输送汽油，除了输油管线和排污管线之外，瓜达拉哈拉市拓展了城市轻轨系统，增建了一条新的地铁线，开挖地铁线时城市污水主管挡在了前面，不得不将城市污水主管改成U型管道，从地铁线路的下方通过，污水管道修建时一般向下倾斜，污水在重力作用下向下流动，而地铁的修建迫使无水管道中新增的一段管道要将污水向上输送，为了修建新的轻轨系统，在地下这根水管被弯了过来，缠绕着压力输油管道，正是这一处小的改动，极大的改变了瓜达拉哈拉市的未来。
而青岛市黄岛爆炸事故的直接原因是输油管道与排水暗渠交汇处管道腐蚀减薄、管道破裂、原油泄漏，流入排水暗渠及反冲到路面。原油泄漏后，现场处置人员采用液压破碎锤在暗渠盖板上打孔破碎，产生撞击火花，引发暗渠内油气爆炸。这里的暗渠在1996年以前是一条明渠，顺应了海滨地区的潮汐规律。但为了适应城市的发展和居住区的建设，秦皇岛路桥涵以南的排水暗渠1998年、2002年、2008年经过3次加设盖板改造，成为排水暗渠（暗渠宽8米、高2.5米）。秦皇岛路桥涵以北的排水暗渠于2004年、2009年分两期建设完成[3]。输油管道在秦皇岛路桥涵南半幅顶板下架空穿过，与排水暗渠交叉。桥涵内设3座支墩，管道通过支墩洞孔穿越暗渠，顶部距桥涵顶板110厘米，底部距渠底148厘米，管道穿过桥涵两侧壁部位采用细石混凝土进行封堵。管道泄漏点位于秦皇岛路桥涵东侧墙体外15厘米，处于管道正下部位置。讽刺的是这个桥涵的施工图竟是当年找的一个退休工程师手绘而成,间或为这次事故埋下了隐患。
4 两起事故中企业、政府应急处理管理分析
墨西哥瓜达拉哈拉事故和青岛东黄输油管道事故均可视为泄漏事故和爆炸事故的叠加，政府、企业及相关人员在泄漏事件应急处置不当，同时缺乏爆炸事件的预警预控，导致泄漏风险向爆炸风险演变[4]。
4.1 泄漏预警预控阶段
伴随经济发展，城市管道建设突发猛进，当管道线路、周边环境等发生变更时，相关单位疏于管理和缺乏实时隐患风险评估是泄漏事故发生诱因。瓜达拉哈拉地下管道数量众多，规划和铺设混乱导致输水管线和压力输油管道接触，金属腐蚀致使管道汽油泄漏，高温天气加热和加速汽油扩散; 青岛东黄管道与排水渠道交叉设计，存在原油泄漏进入暗渠风险，管道规划时处于海水倒灌区域，加速管道腐蚀破裂。运行期间，政府和企业针对管道变更风险未及时进行隐患排查治理，增加管道失效概率。
4.2 泄漏应急处置阶段
泄漏应急处置阶段人员违规操作是导致泄漏事故演化为爆炸事故的直接原因。这两起事故均是由于施工人员在查找和检修过程中违规操作，使用非防爆设备产生点火源引爆聚集的可燃气体。应急指挥体系协调不畅，应急信息传递受阻加速风险演化过程。青岛东黄管线从2时12分判断管道泄漏至10时15分爆炸发生期间，青岛开发区应急办未严格执行生产安全事故报告制度，压制、拖延事故信息报告。瓜达拉哈拉事故中政府为安抚群众焦躁情绪，通过公共媒体传播虚假的安全信息。
4.3 爆炸预警预控阶段
目前我国“重救轻防”思想仍占主流，导致在泄漏事故处理过程中缺乏爆炸相关信息的预警和监控。两起事故均忽略泄漏油气在密闭空间形成易燃易爆气体的隐患。东黄管道爆炸发生前未对作业现场和临近管道的可燃气体浓度实时检测，风险研判失误致使未及时启动应急预案。瓜达拉哈拉水务部门已预估爆炸可能性为“100%”，但政府消防和警察部门由于缺乏应急处置经验，害怕承担责任，从而拒绝做出疏散决策。
4.4 爆炸应急处置阶段
爆炸事故发生突然且人员伤亡巨大，因此合理配置和调用应急资源是保障应急体系运行效率和救援效果的关键环节。瓜达拉哈拉事故中原有医疗力量和医疗物资无法满足需求。青岛东黄输油管道爆炸事故发生后，各方救援力量一度受交通拥堵影响，无法进入事故现场开展救援。
4.5 评估与恢复阶段
青岛东黄管道爆炸事故发生后，国务院迅速集结各方力量成立专案组开展事故调查工作，明确事故原因，对于相关人员进行问责。瓜达拉哈拉事故发生后，市长、国家石油公司官员、政府部门官员虽被拘捕但最终被无罪释放，事故处理结果降低群众对政府的公信力和应急处置能力。
5 事故反思与防范措施
5.1 由事故就设备、管道防腐和安全运行管理进行反思
纵观国内近年来石化行业事故频发不断，究其原因除了我们国家经济高速运行加速了对原油这一特殊能源的需求以外，更深层次的原因就是设备维护管理水平跟不上国家级井喷型的加快加大石油进口、开采、运输、以及下游的炼油、化工方面的增长，许多处于中层以上的领导干部大多出生于70年代或80年代，没有经历过重特大安全事故隐患、治理方面的经验，长时间与原油有关的上下游的长治久安，也使得在管理意识上，潜在存在麻痹意识[3]。青岛原有输送管线燃爆的原因有多方面原因，其中最直接的一个原因就是与管道的腐蚀有着直接的关联，已发现的出现两个拳头大小的贯穿性腐蚀孔，导致原油泄漏，轻质组分挥发，进入到城市管网中，任何一处出现火花或静电、碰撞等都可以引发燃爆或闪爆。
而在当时的瓜达拉哈拉市，墨西哥国家石油公司更是一家独大，瓜市的市政部门在进行城市地下管网改造时，没有及时检修和维护输油管道，也没有采取有效的管道防腐措施，造成了极大的安全隐患。
5.2 化工管道安全事故的防范措施
随着世界对石油天然气的需求越来越大，运输压力也随之增大，由此带来的对运输管线的要求也越来越高，此次爆炸的东黄管道虽然是当时的优秀设计和最高标准，但是依然不
能抵挡岁月的侵袭,暴露出的规划不合理，管理不到位，责任不明确等诸多问题都是当前亟待解决的问题[5]，这一现象不是个案，开展全国范围内的油气管道排查和建立负责全国范围内油气管道的监督和管理部门迫在眉睫。
美国80年代颁布法律，管线超过使用20年的必须增加阴极防腐保护，所有在建的油罐、长输管线必须同步做阴极保护防腐措施。所谓“阴极保护”就是在做简单的涂料防腐后同时补充做外加电流或牺牲阳极联合防腐措施，成本只增加7%左右的情况下，其使用寿命增加一倍以上，也就是安全使用的可靠性成倍增加，国际防腐领域认为是性价比最高的投入产出比。我们国家在标准、规范颁布这方面近十年也有了长足的进步，但总体和美国以法律形式相比落后十年以上，从这些防腐标准、规范大都以推荐标准这方面也足以说明这方面我们国家在防腐意识、管理有相当长的路要走。

参考文献
[1]国家地理频道重返危机现场“Inferno in Guadalajara（Inferno at Guadalajara）
【2】。窗体顶端
[]窗体底端
[2]邹积强. 由中石化青岛管道燃爆重大事故就设备、管线腐蚀与安全运行问题带给我们的警示和启发[J]. 全面腐蚀控制,2014,01:41+48.
[3]张宏1,2. 解读黄岛事故调查报告,落实管道完整性管理[J]. 油气储运,2014,11:
[4]李晶晶,朱渊,陈国明,李修峰. 城市油气管道泄漏爆炸重大案例应急管理对比研究[J]. 中国安全生产科学技术,2014,08:11-15.
[5]国家安全生产监督管理总局. 山东省青岛市“11·22”中石化东黄输油管道泄漏爆炸特别重大事故调查报告[EB/OL]. 2014-01-11[2014-08-21].