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东黄管道腐蚀泄漏事故剖析

2018-03-20,

石油化工腐蚀与防护 2018年6期
关键词:暗渠输油管道隐患

,

(国家石油装备产品质量监督检验中心(山东),山东 东营 257000)

2013年11月22日青岛发生的“11·22”事故造成62人死亡,136人受伤,7.5亿元的直接经济损失,可以说是油气管道进入网络时代的灾难[1]。在人们心理上形成了对油气管道特别是高压大型油气管道的恐惧。

在经济发展对油气资源高需求的今天,企业无法拒绝管道运输的便利与超强的运输能力,而且管道运输能耗仅仅只有公路和铁路运输的12%和50%,运输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,就可为今后采取有效预防措施提供参考。

1 历史上重复发生管道泄漏爆炸事故[2-3]

1992年4月22日,墨西哥瓜达拉哈拉市,一条汽油管道泄漏,引发连续爆炸,206人死亡,1 470人受伤,1.5万人无家可归,1 124座住宅、450多家商店、600多辆汽车、8 km长的街道及其他设施毁坏。

8年后的2000年1月27日,广西贵港输油管道泄漏。某村民出于好奇,试点了一下漂浮在鱼塘的层油,顷刻间,鱼塘一片火海。明火通过下水道明沟蔓延到南梧公路的下水道暗沟引起爆炸,致使2 km街道公路在连环爆炸中毁坏,9人死亡、16人受伤。

2013年11月22日,东黄输油管道泄漏原油进入市政排水暗渠,暗渠内积聚的油气混合物遇火花发生爆炸。致使62人死亡、136人受伤,直接经济损失75 172万元。

2014年7月31日,台湾高雄市某化工厂输送丙烯管道破损,沿着雨水下水道蔓延,遇火源引发连环爆炸。烈焰达15层楼高,32人遇难,321人受伤,居民奔逃四处,损失惨重。

以上4起事故均为油、气管道泄漏后在城市排水系统的爆炸,爆炸物均为管道泄漏到排水系统中的挥发性易燃石油化学气体。

其中始建于1985年的东黄输油管道,原本附近没有排水暗渠隐患,却在1998年、2002年、2004年、2008年和2009年阶段建成了排水暗渠[4]。使其与墨西哥、贵港管道处于同样的危险境遇。排水暗渠形成的5 a,全部在1992年墨西哥大爆炸之后,有4条排水暗渠还在2000年国内贵港输油管道泄漏引发的排水暗渠连环爆炸之后建成。

灾难性的事故反复重演原因就在于:缺乏对事故根源的深刻分析与认识。痛定思痛,必须对事故进行深入剖析,才有可能防患于未然。

2 东黄泄漏爆炸事故的原因再分析

2.1 腐蚀是事故的起因

东黄输油管道至2013年已投用28 a了,外防腐层(设计寿命20 a)早已老化、破损。以某专业检测机构出具的《东黄输油管道腐蚀与防护状况检测报告》为例[5],2010年9月至12月的检测发现:88.9%的外防腐层老化剥离,全线有624处破损点,其中283处破损点持续腐蚀;超声导波检测最强腐蚀信号处腐蚀坑深达0.44 mm。按照土壤腐蚀速率计算,至少已经有6 a左右的腐蚀历史了。而到2013年发生事故时,又过去了4 a。

金属腐蚀损失量检测发现在618个区段(点)353处管体腐蚀减薄,但减薄率基本在5%以内。发现的最大腐蚀点的减薄也在8%以内。阴极保护合格率43.89%,但毕竟还有一定的保护作用,因此,管体腐蚀总体轻微[5]。

但是,事故发生后,实测泄漏处管道的剩余壁厚仅为2.2 mm,减薄率接近70%,这说明该部位在暗渠施工时,外防腐层可能已经受损,发生腐蚀的时间或许更早;随潮汐变化,海水倒灌,使管道长期处于干湿交替的海水及盐雾等恶劣的腐蚀环境[6]。另外,应力的存在(或许还包括直流干扰)延会加速腐蚀。这应是与排水暗渠交叉处管道提前腐蚀失效的最主要原因。

2.2 应力因素是造成事故的关键

东黄管道破裂泄漏处的最小壁厚还有2.2 mm,而这个壁厚可以承载的极限压力或屈服极限压力完全可以承受管道事故发生前的压力(4.67 MPa)[7]。在胜利油田有一条与东黄管道输送压力大致相当的输油管道——丁义线,2004年检测发现,隐患处的最薄剩余壁厚只有1.3 mm,但当时并没有发生泄漏[6]。因此,有理由推测,东黄管道之所以撕裂泄漏,很可能是管道承受了较大的弯曲应力或其他应力(如振动、挤压等),导致事故管段(撕裂处)材料韧性下降。

东黄管道上载重车辆来回穿梭引起的振动,不满流管段产生的压力脉冲造成的振动都属于振动应力来源。特别是当不满流管段内的蒸汽进入满流管段的油流中时,便产生了压力脉冲,由于蒸汽-气泡破碎产生的脉冲振动,有时是相当巨大的。1996年美国的阿拉斯加汤姆逊山口附近管段,由于不满流产生的巨大震动,使得附近居民感觉到大地都在震动[7]。东黄管道在事故前的输送中也可能存在不满流的现象。

应力(振动)是造成东黄管道事故的最致命因素。

2.3 对事故管道隐患认识不足

处于排水暗渠内及附近管道,被混凝土盖板封死,外检测信号无法抵达管道处,因此,只能加密开挖点位,而成本因素以及与地方的协调困难,致使该段外检测没有实施。鉴于外检的局限性,2013年初,业主又实施了内检测,又担心管道承压变形,仍然未敢贸然对事故段管道实施内检。导致隐患排查未发挥应有的作用。

排水暗渠不仅影响到管道的正常检测及隐患排查工作的顺利开展,而且加剧腐蚀。由于暗渠内容易积聚易燃易爆气体,抽出这些气体又非常困难,导致了事故应急处置的被动与事故的扩大。早在1992年墨西哥瓜达拉哈拉泄漏爆炸事故灾难,2000年贵港泄漏爆炸同样因管道长期腐蚀泄漏引起,更因管道泄漏的挥发气体进入城市下水道系统形成的密闭空间而无限地放大了事故的破坏力,形成了连环爆炸。

东黄管道检测报告提供了15万余条检测数据信息,却唯独缺少对事故段数千米的具体检测数据。而以其他区段的检测结论推测为整条管道安全状态的检测结论,要求“尽快实施直流干扰监测,全线大修防腐层,对占压等无法大修区段实施改线”的结论[5]56或许正确,却未能对“11·22”事故的发生起到足够的警示预防作用。从一个侧面也说明:包括检测单位在内的各方对于长期受车辆碾压、振动冲击[8]、管沟交叉和气体封闭在地下密闭空间可能导致的腐蚀加速没有足够认识。

相关部门对尽快实施大修与更换的必要性、紧迫性认识不足。究其原因,(1)对检测报告中提示的存在较强直流干扰加剧管道腐蚀的认识不够;(2)管道被混凝土盖板封死段,为什么未检测;(3)对管道一旦泄漏进入密闭空间可能产生的后果认识不够。

应急处置时,没有充分意识排水暗渠可能存在挥发性气体混合物及其危险性,没有任何单位包括各级应急部门或个人提及排水暗渠系统可能储存着危险爆炸气体以及该气体存量的估算数值。所以,未能制订出有效抽排地下空间内积存的危险气体混合物的方案等是最应该深刻反思的。

2.4 事故管道问题应对措施不得当

纵览所有关于东黄管道泄漏爆炸事故的分析论文以及事故调查组的报告,分析客观因素多、管理因素多、技术因素多,唯独对经济因素讳莫如深。其实,正是经济利益的纠葛使管道隐患一步一步发展成事故。

目前的管道隐患排查技术和手段虽然存在一定的局限性,但是,只要综合运用各种手段,查出黄岛事故这类隐患也并非不可能。试想,如果不过多考虑检测成本,对黄岛城区段进行局部开挖检测,这个隐患本是可以发现的。东营西二路管道[9]在3 km的城区段,累计开挖了七八处(野外检测,一般每3 km开挖1处信号加载坑,所以城区外检成本要数倍于城外)信号加载坑,最终通过内检定位了输油管道与小区污水排管交叉处腐蚀撕裂泄漏隐患,而且东营城区那条输油管道隐患部位的腐蚀程度要比黄岛管线轻微许多。所以,黄岛管线的腐蚀隐患理应更容易发现。

从2011年提出全线大修,近3年时间,完成的大修里程尚不足全部长度的三分之一,给隐患的发展提供了充分的时间。而原因在于无法提供改线理由以及出于成本考虑的反复论证。

同时在管道沿线搞那么多会增加管道风险的建设,特别是让一条输送有燃爆风险介质的管道与排水暗渠相交,而且国内外已经有多次类似的燃爆事故发生,千万不能为增加那么一点建设用地以及土地收益等相关联的各种利益冒这个风险。

安全是需要成本的,甚至需要牺牲一些效益的。否则,类似事故肯定还会重演,只是发生的时间、地点不确定而已。

3 结 语

东黄管道事故已经过去5 a了,许多已经淡出人们的视野。但是,总归还有一些不可轻易遗忘的教训,需要铭记:导致东黄管道事故的起因是管道腐蚀泄漏;罪魁是碾压振动等应力因素、排水暗渠及其形成的联通管道泄漏处的密闭空间;最后是处置未能及时有效地将存储在密闭空间内的易燃物质排出(火源并不重要,只要易燃易爆混合气体排不出,迟早要爆炸)以及背后的利益纠葛。唯有深刻反思,厘清管道泄漏爆炸的所有因素及其因果、主次关系,才能真正地汲取教训,使悲剧不再重演。

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