吴永豪

中国机械工程学会无损分会 

2014年7月31日23时55分至8月1日凌晨间，台湾高雄市发生地下管线连环气爆事故，造成32人不幸遇难、321人受伤，多条重要道路及周边店家被严重破坏，损失惨重。事故直接原因为一条1016 mm的丙烯输送管线铺设于城市排水箱涵内（图 1），长期缺乏有效维护，以致该处管线腐蚀减薄只剩原壁厚的14%并发生破裂（图 2），导致丙烯大量外泄，加之后续企业和有关部门安全管控措施不当和严重失误，引起严重的爆炸。今年正值事故发生10周年，回顾分析这起事故之前所潜藏的安全风险，以及之后主管部门与管线行业认真汲取反思事故教训所采取的改进措施，可为业内同仁提供有益借鉴，防范类似事故再次发生。

图 1 丙烯管线直接贯穿排水箱涵

图 2 管线外壁腐蚀减薄破管

1  气爆灾害背景及原因分析

1974年至1979年间，台湾有关部门为了改善基础设施及实现产业升级，进行了十大基础设施建设，高雄区成为发展石化等重工业的重镇。市区道路下方埋设了复杂的石化管线，与市政建设的水电设施交错在一起，就此埋下了隐患。此次气爆的范围扩及2～3公里范围内的多个街道，这是因为当丙烯发生泄漏时，第一时间到场的消防队、石化企业及市政建设主管部门都无法精确掌握管线设施的基本情况，泄漏的丙烯气体随着地下排水箱涵流窜至多个街道，随后陆续触及火花而接连引爆。灾后调查发现，泄漏发生时，使用该管线输送丙烯的供应及接收企业已察觉到输送过程有不正常的压力下降（图 3），但却不明究理而持续输送，更加剧了爆炸的规模，不仅炸翻多条路面，甚至将路边停放的汽车炸飞至三楼顶，直接财产损失数十亿台币以上。后续衍生的问题还包括：民众对地下石化管线莫名的恐惧与抗争，石化产业发展停滞且面临存废的挑战，以及地方政府与上级石化监管权责的争议不休。

图 3 丙烯输送状况出现不正常的压降

当年事故发生的过程及后续处置期间，存在诸多失误而未能及时采取正确的防范措施，才导致严重的灾难。首先，负责丙烯输送的供应及接收企业在已经发现输送异常及压降的情况下，没有采取立即停止输气的措施。其次，高雄市政府消防部门接获居民报案赶赴现场处理时，误认为是瓦斯气体泄漏，而管道企业及市政监管部门提供的地下管线相关信息缺失严重而且不明确，无法在第一时间确认泄漏介质和管线位置来采取适当的防范措施。而最根本的原因是，市政单位在城市改造时，把丙烯管线穿过排水箱涵，在长期潮湿的环境下，管道失去了阴极防腐所需连续土壤的导电效果，加速了管外壁腐蚀和破裂，外泄的丙烯气体顺着排水箱涵四处流窜，使灾害的范围延伸了许多条街道。

2  地下管线的潜在风险及维护

管线虽然存在一定的安全风险，但仍然是当今相对高效、可靠且安全的油气输送方式。事实上，管线使用至今，从规划、施工、选材、测试、操作、维修至环境管控已经形成了一套完整的、可遵循的安全作业规程。由于地下管线埋设于土壤中，自然会产生几种潜在的风险。

①金属管线的材质本身会逐渐腐蚀减薄、穿孔或破裂。②管线埋设区域常因开挖不当或地质变动，而使管线遭受外力损坏。③管线周围的电气设施容易导致电化学干扰而腐蚀管线。

因此，对管线的管理及定检通常有以下原则及规定（图 4）。

图 4 台湾既有地下管线防腐及检测

①管线铺设应有防腐设计及防腐设施。②应定期检验管线防腐设施的运作状态（腐蚀状态监控）。③管线应定期执行内/外非破坏检测（泄漏或结构缺陷定检）。

根据欧美发达国家统计，管线发生事故的原因大致可归纳为：外力破坏（43%）、腐蚀老化（39%）、自然灾害（8%）、设备失效（5%）、 操作失误（5%）。而台湾过去发生的地下管线事故，早就发现存在以下管理问题。

①涵盖不足：两公里一个测试点的防腐检测完整性不够，无法全面了解局部腐蚀。②法规不全：检验步骤、图资以及质量管理要求不周全。③认知缺失：相关从业人员对泄漏成因、泄漏防治及污染应急处置认知不足。④低价取向：管沟回填不认真，管沟内有石块，阻挡了阴极防腐电流流动。⑤腐蚀加剧：铁道及捷运的电气化设施常干扰周边的管线而加速电蚀。

为了抑制地下管线的腐蚀，一般采取如下三种手段：

①管线埋设时，在外层先包覆绝缘层。一般采用塑料材质，如聚乙烯（polyethylene）做批覆，减少金属管直接与氧气接触，作为第一道防腐保护。②第二层保护是采用电化学效应的“阴极防腐法”。通电将管材（如铁管）当阴极，另置铝或镁作牺牲阳极，使腐蚀集中于阳极，相对避免管材腐蚀。③定期、定点检查管线的阳极电位是否足够，提供适当防腐保护。并据此决定是否有防腐效用，并找出异常区段予以修复或替换。

3  事故追责及改善现状

2014年高雄地下管线气爆灾难发生后，通过司法程序对政府部门及相关从业人员从技术及管理两个层面做了多年的调查及追责，其结果和整改措施如下。

①高雄市府工务部门人员等三人犯业务过失致死罪，各处刑期2年6个月至3年6个月不等。9名负责气体输送的企业被告，因未违反注意义务，获判无罪。此外，事件受害个人及家庭各以和解方式获得政府及民间机构的赔偿。②由经济发展部门负责推动建立管线安全管理运作架构，其中包括三个层面：课责厂商应负管线安全责任，建立厂商自主管理意识；要求管线企业将总部设在高雄，落实安全管理与实时应变系统；主管部门负责建立既有工业管线管理与应变机制。据此拟订既有工业管线管理自治条例。③建立高雄市地下管线管理规范并成立技术咨询委员会协助监理。④成立管线安全办公室（OPS），负责管线维运计划审核与查核及管线运作安全监管与应变。⑤指定第三方认证机构，协助确认厂商维运计划的合理性及实际执行作业的查核。

依据《高雄市既有工业管线管理维护办法》第四条关于既有工业管线所有人应建置管线安全管理系统的要求，企业应建立管线管理系统（PSMS）。各项规定则分列于《高雄市既有工业管线管理维护办法》第六条至第十六条，对应美国石油协会指引API RP 1173 的九个项目。并依据PDCA（Plan-Do-Check-Act）循环式质量管理方式规划每年管线维运计划。目前，公共管线管理整合系统已纳入高雄市政府的地理资讯服务网。

4  结语

2014年高雄地下管线气爆事故发生后，台湾地区针对地下管线自主管理及政府监管开展了一次重大改革。主要包括：①立法建立既有工业管线管理维护办法，作为地方政府监管石化企业的法律依据。②广泛查核既有的地下管线设施及阴极防腐系统，建立政府管线安全管理系统，避免过去地下管线的信息缺失。③要求石化企业提高自主管理的意识，定期采用PIG检查地下管线的完整性及阴极保护系统的运作情况。

作者简介：吴永豪，2021年退休。近年来着重从事非破坏检测的自动化以及跨足风力能源、航天、运输、建筑、光电、医材及轮胎等相关品检技术研发工作。