吳永豪

中國機械工程學會無損分會 

2014年7月31日23時55分至8月1日凌晨間，臺灣高雄市發生地下管線連環氣爆事故，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重破壞，損失慘重。事故直接原因為一條1016 mm的丙烯輸送管線鋪設于城市排水箱涵內（圖 1），長期缺乏有效維護，以致該處管線腐蝕減薄只剩原壁厚的14%并發生破裂（圖 2），導致丙烯大量外泄，加之后續企業和有關部門安全管控措施不當和嚴重失誤，引起嚴重的爆炸。今年正值事故發生10周年，回顧分析這起事故之前所潛藏的安全風險，以及之后主管部門與管線行業認真汲取反思事故教訓所采取的改進措施，可為業內同仁提供有益借鑒，防范類似事故再次發生。

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  氣爆災害背景及原因分析

1974年至1979年間，臺灣有關部門為了改善基礎設施及實現產業升級，進行了十大基礎設施建設，高雄區成為發展石化等重工業的重鎮。市區道路下方埋設了復雜的石化管線，與市政建設的水電設施交錯在一起，就此埋下了隱患。此次氣爆的范圍擴及2～3公里范圍內的多個街道，這是因為當丙烯發生泄漏時，第一時間到場的消防隊、石化企業及市政建設主管部門都無法精確掌握管線設施的基本情況，泄漏的丙烯氣體隨著地下排水箱涵流竄至多個街道，隨后陸續觸及火花而接連引爆。災后調查發現，泄漏發生時，使用該管線輸送丙烯的供應及接收企業已察覺到輸送過程有不正常的壓力下降（圖 3），但卻不明究理而持續輸送，更加劇了爆炸的規模，不僅炸翻多條路面，甚至將路邊停放的汽車炸飛至三樓頂，直接財產損失數十億臺幣以上。后續衍生的問題還包括：民眾對地下石化管線莫名的恐懼與抗爭，石化產業發展停滯且面臨存廢的挑戰，以及地方政府與上級石化監管權責的爭議不休。

圖 3 丙烯輸送狀況出現不正常的壓降

當年事故發生的過程及后續處置期間，存在諸多失誤而未能及時采取正確的防范措施，才導致嚴重的災難。首先，負責丙烯輸送的供應及接收企業在已經發現輸送異常及壓降的情況下，沒有采取立即停止輸氣的措施。其次，高雄市政府消防部門接獲居民報案趕赴現場處理時，誤認為是瓦斯氣體泄漏，而管道企業及市政監管部門提供的地下管線相關信息缺失嚴重而且不明確，無法在第一時間確認泄漏介質和管線位置來采取適當的防范措施。而最根本的原因是，市政單位在城市改造時，把丙烯管線穿過排水箱涵，在長期潮濕的環境下，管道失去了陰極防腐所需連續土壤的導電效果，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，使災害的范圍延伸了許多條街道。

2  地下管線的潛在風險及維護

管線雖然存在一定的安全風險，但仍然是當今相對高效、可靠且安全的油氣輸送方式。事實上，管線使用至今，從規劃、施工、選材、測試、操作、維修至環境管控已經形成了一套完整的、可遵循的安全作業規程。由于地下管線埋設于土壤中，自然會產生幾種潛在的風險。

①金屬管線的材質本身會逐漸腐蝕減薄、穿孔或破裂。②管線埋設區域常因開挖不當或地質變動，而使管線遭受外力損壞。③管線周圍的電氣設施容易導致電化學干擾而腐蝕管線。

因此，對管線的管理及定檢通常有以下原則及規定（圖 4）。

圖 4 臺灣既有地下管線防腐及檢測

①管線鋪設應有防腐設計及防腐設施。②應定期檢驗管線防腐設施的運作狀態（腐蝕狀態監控）。③管線應定期執行內/外非破壞檢測（泄漏或結構缺陷定檢）。

根據歐美發達國家統計，管線發生事故的原因大致可歸納為：外力破壞（43%）、腐蝕老化（39%）、自然災害（8%）、設備失效（5%）、 操作失誤（5%）。而臺灣過去發生的地下管線事故，早就發現存在以下管理問題。

①涵蓋不足：兩公里一個測試點的防腐檢測完整性不夠，無法全面了解局部腐蝕。②法規不全：檢驗步驟、圖資以及質量管理要求不周全。③認知缺失：相關從業人員對泄漏成因、泄漏防治及污染應急處置認知不足。④低價取向：管溝回填不認真，管溝內有石塊，阻擋了陰極防腐電流流動。⑤腐蝕加劇：鐵道及捷運的電氣化設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管線埋設時，在外層先包覆絕緣層。一般采用塑料材質，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。②第二層保護是采用電化學效應的“陰極防腐法”。通電將管材（如鐵管）當陰極，另置鋁或鎂作犧牲陽極，使腐蝕集中于陽極，相對避免管材腐蝕。③定期、定點檢查管線的陽極電位是否足夠，提供適當防腐保護。并據此決定是否有防腐效用，并找出異常區段予以修復或替換。

3  事故追責及改善現狀

2014年高雄地下管線氣爆災難發生后，通過司法程序對政府部門及相關從業人員從技術及管理兩個層面做了多年的調查及追責，其結果和整改措施如下。

①高雄市府工務部門人員等三人犯業務過失致死罪，各處刑期2年6個月至3年6個月不等。9名負責氣體輸送的企業被告，因未違反注意義務，獲判無罪。此外，事件受害個人及家庭各以和解方式獲得政府及民間機構的賠償。②由經濟發展部門負責推動建立管線安全管理運作架構，其中包括三個層面：課責廠商應負管線安全責任，建立廠商自主管理意識；要求管線企業將總部設在高雄，落實安全管理與實時應變系統；主管部門負責建立既有工業管線管理與應變機制。據此擬訂既有工業管線管理自治條例。③建立高雄市地下管線管理規范并成立技術咨詢委員會協助監理。④成立管線安全辦公室（OPS），負責管線維運計劃審核與查核及管線運作安全監管與應變。⑤指定第三方認證機構，協助確認廠商維運計劃的合理性及實際執行作業的查核。

依據《高雄市既有工業管線管理維護辦法》第四條關于既有工業管線所有人應建置管線安全管理系統的要求，企業應建立管線管理系統（PSMS）。各項規定則分列于《高雄市既有工業管線管理維護辦法》第六條至第十六條，對應美國石油協會指引API RP 1173 的九個項目。并依據PDCA（Plan-Do-Check-Act）循環式質量管理方式規劃每年管線維運計劃。目前，公共管線管理整合系統已納入高雄市政府的地理資訊服務網。

4  結語

2014年高雄地下管線氣爆事故發生后，臺灣地區針對地下管線自主管理及政府監管開展了一次重大改革。主要包括：①立法建立既有工業管線管理維護辦法，作為地方政府監管石化企業的法律依據。②廣泛查核既有的地下管線設施及陰極防腐系統，建立政府管線安全管理系統，避免過去地下管線的信息缺失。③要求石化企業提高自主管理的意識，定期采用PIG檢查地下管線的完整性及陰極保護系統的運作情況。

作者簡介：吳永豪，2021年退休。近年來著重從事非破壞檢測的自動化以及跨足風力能源、航天、運輸、建筑、光電、醫材及輪胎等相關品檢技術研發工作。