安全生产事故案例分析课程论文

研 究 生 课 程 论 文

(2013-2014学年第二学期)

美国Carlsbad 天然气管线事故案例分析

研究生： 程兴

美国Carlsbad天然气管线事故案例分析

管道是油气资源配送的主要方式，在国民经济中占有重要地位。近年来，随着“西气东输”等一批重要的油气长输管道陆续建成与投产，我国已形成遍布全国并连接国外的油气输送管网，极大地促进了社会经济的发展，改善了人民生活。由于输送介质的易燃、易爆特性，油气管道一旦失效，可能引发人员伤亡和环境污染等灾难性事故，如2006年1月20日四川仁寿的天然气管道爆炸事故、2009年12月30日山西渭南的成品油管道泄漏污染事故以及2010年5月2日山东胶州原油管道泄漏事故等。在我国社会发展对能源需求日益增加、油气管道系统急剧扩张之际，管道安全更加受到重视。了解国外油气管道事故及其原因，吸取其经验教训，有利于提升国内管道安全管理水平。

作为国际管道运输业最为发达的国家，美国非常重视管道安全立法。1968年首次出台了与管道安全有关的法案，2002年通过了管道安全改进法案，2006年又通过了管道检测、保护、强制执行和安全法案，这些管道安全法案的通过，与美国历史上发生的重大管道事故有密切关系。以下介绍的是在美国管道历史上具有较大影响的油气管道事故，暴露出美国管道安全管理和监管方面存在的问题，可供国内油气管道在安全管理中借鉴。

1、事故概要

2000年8月19日早5点26分，美国El Paso天然气公司（El Paso Natural Gas Company，EPNG）在New Mexico州Carlsbad附近的天然气管道断裂，释放出的气体被引燃并持续燃烧55分钟，在事故发生地附近露营的12个人死亡，3辆汽车被烧毁，直接损失共计998296美元。

发生爆炸的管线建于1950年，符合管材标准API 5LX( 1948年，第一版) ，管材强度等级X52( 规定的最低屈服强度是358 MPa)，管道直径762mm，名义厚度是8.5mm。事故发生时管道运行的压力约为最大允许运行压力的80 %。

2、事故经过

该管道系统由设在Texas、EI Paso的EPNG的控制中心管理，8月19日早晨，三名EPNG的雇员（1名协调员、2名控制员）当班。

5点26分，SCADA系统收到Pecos河压缩机站的3号压缩机报警，不到一分钟，1号压缩机停机。同时，SCADA数据明显中断约30秒。

5点30分控制员给在家中的Pecos河地区站的首席操作专家打电话，要求他派人到压缩机站。首席操作专家立即指派的两名操作专家赶往Pecos河压缩机站。

5点31分，SCADA数据再次传输中断。

5点35分控制员再次给在家的首席操作专家打电话并告诉说他怀疑管线有可能破裂。

5点44分，控制员打电话给Keystone压缩机站要求3个压缩机停止运行，

大约一分钟后，他打电话给Eunice工厂作出同样的请求。

5点50分，控制员给E1 Paso地区服务中心打电话，要求确保南Carlsbad

压缩机站的所有压缩机关闭。

6点10分，控制中心命令下游储气库停止气体注入，并抽出气体继续向西部供气。同时EPNG通知上游减少或停止气体供应，立即关闭这3条管线，管内气体都排向Pecos河中，6:25结束。

3、应急响应

5点31分，断裂5分钟内，当地911收到很多居民（包括EPNG的员工）

的电话。一位操作专家在家中看到天空起火，立刻通知控制中心和管道首席操作专家。

大约在5点45分首席操作专家第一个抵达了事故现场，另一个操作专家随后赶到，一起关闭了1103和1110线的6 3/4截断阀，以及管线上的清管器发射筒的阀门。

5点51分，第一批紧急响应人员抵达现场，在离事故现场大约3/4英里处

等待，其余的紧急响应人员同样等在该地。

6点05分，1100线的5号阀门关闭，火势没有减弱，直到1103线的6号阀关闭后火焰强度才明显减弱，但是仍在燃烧，关闭1103线支路的清管接收器的旁通阀门后几分钟内，火焰完全熄灭。

大约6点21分，管道首席操作专家通知控制中心，报告阀门的情况以及火

已经熄灭。

6点10分，另一名操作专家赶到Whitethorn路压缩机站的入口时，遇到了

早先通知的两个操作专家，并看到消防车辆。随后进入站内，这名操作专家发现站内已停电，启动了备用电源。

6点16分，首席操作专家向气体控制中心报告阀门全部关闭，并让两名员

工回到Whitethorn路帮助控制人群。

医疗单位接到起初的电话，并前往Pecos河压缩机站，一直等到救护车救走受害者时候，他们才到离开。EPNG雇员容许小型消防车通过，阻止了其他车辆。首席管道操作员告诉消防员等他关闭更多的阀门后再前进，并只让EPNG的车辆或闪烁红光的车辆通过。

4、事故原因分析

4.1 现场调查

管道断裂的力量和逸出气体发生的爆炸造成的凹坑大约51英尺宽、113英尺长。爆炸使49英尺的管道被撕裂成3段，长度分别是3英尺，20英尺和26英尺，其中两条管片被各自抛出了234英尺和287英尺，一块碎片击中了河上吊桥的缆绳。

吊桥的钢结构以及掉落地面的管道都受到烧伤，没有泄漏。河北岸的三辆汽车和露营用具都被毁坏，河岸两边的植物都被烧毁。

现场观察这3段管道的碎片，发现管道内底部严重腐蚀。这 3 段管道经实验室检查，没有发现明显的外部腐蚀，沿着上半部管道内表面也未发现腐蚀，但在管道底部的内表面观察到腐蚀造成的严重壁厚损失。腐蚀损伤区域长约 6.5 m。在管道下半部的环焊缝和轴向焊缝区域也显示了与管道底部内腐蚀类似的腐蚀损伤。管道底部腐蚀损伤的程度(金属损失和蚀坑数量) 最为严重，腐蚀最严重区域的管壁厚度减少达管道原壁厚的72 %，见图1。显微镜下显示蚀坑壁上含有绕着蚀坑的条纹，见图2。

图 1 断裂附近管道内表面的蚀坑图 2 蚀坑壁上的条纹

断口检查表明断裂发生在腐蚀区域的剩余壁厚上，由于作用在剩余壁厚上的过量应力而断裂，没有疲劳裂纹或腐蚀退化的证据，在断裂处的腐蚀没有穿透管