高雄氣爆(八):「蝕」在不安全-工安與公安
為了工業發展和現代化,都市的地底下埋設了許多管線。這些管線平常鮮少有人會注意到,有時又疏於保養,往往在造成災害之後才會發現管線出了問題。其中管線腐蝕又是最容易被忽略的問題,看似工業安全的例行小事,卻是日日夜夜牽動公共安全的大事。
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為了工業發展和現代化,都市的地底下埋設了許多管線。這些管線平常鮮少有人會注意到,有時又疏於保養,往往在造成災害之後才會發現管線出了問題。其中管線腐蝕又是最容易被忽略的問題,看似工業安全的例行小事,卻是日日夜夜牽動公共安全的大事。
民國105年4月初,新聞有關氣爆元兇榮化聚丙烯場申請復工案的報導,令人聯想起在民國103年7月,高雄氣爆係因一條管線破裂導致管線內部高壓之丙烯洩漏出來,丙烯順著市區排水箱涵到處流竄,接觸到空氣以及火源,構成燃燒和爆炸。此次管線洩漏肇因於安裝時將管線放置於箱涵內,暴露於空氣中,無法獲得陰極防蝕電流的保護,導致管壁因水氣腐蝕而減薄,以至無法承受內部壓力而破裂。此事件讓社會大眾警覺到本來應是在廠區的相關石油化學品所引起之公共安全(公安)問題。
以國外因腐蝕引起工安和公安事故為例。2001年4月,英國一座工場管線沖蝕減薄突然破裂,釋出約170公噸高度易燃的液化石油氣(LPG) 並形成蒸氣雲,遇火源引燃造成爆炸火災事故。全部損失超過美金3億元;2005年7月,英國石油(BP)一條8英寸氫氣管線突然斷裂,洩漏出高壓高溫氫氣,發生爆炸並引發火災,造成約美金3000萬元資產設備損失;2010年4月美國特索羅石油公司(Tesoro)一座換熱器發生驟發性破裂,溫度超過華氏500度之石油腦大量外洩,自燃引發爆炸,七名人員喪生;2010年9月,美國加州太平洋瓦斯與電力公司一條30英寸天然氣長途管線因銲道瑕疵再加上超壓,導致管線爆裂,引發氣爆火警事故,導致8人死亡,天然氣損失26萬美元,死傷賠償金額達5.65億美元,罰款14億美元;2012年12月,美國哥倫比亞氣體輸送公司一條20英寸天然氣管線因外壁腐蝕減薄,承受不住操作壓力而爆裂,噴出之高壓天然氣瞬間被引燃,引發火警。導致州際公路關閉19小時,維修費用約美金290萬元,氣體損失約28萬5000美元。以上事故皆造成工安環保、公共危害,人員傷亡、環境影響、增加社會成本、企業經營環境惡化、資產損失和非計劃停爐減產損失和檢修成本增加等等衝擊。
以上事故導因材料腐蝕。具毒性、活性、可燃性或爆炸性的石化品係藉由管線之金屬材料來承載,是確保安全之第一道防線。只要不外漏,就不會引起中毒、火災和爆炸等事件。根據2014年美國管線和危害性物質安全管理局(PHMSA)統計顯示,造成洩漏的因素中,管線腐蝕因素占18.3%,材料和銲道失效占28.7%,挖掘損傷占17.8%,不正確操作占7.4%,天然災害占6.7%,其他外力損傷占7.6%。以上數據顯示,管線材料失效和腐蝕引起之破漏占主要比例。金屬管線輸送之內容物以及外在土壤和大氣的環境中常含腐蝕性因子,包括鹽分、硫份、細菌、酸鹼以及捷運、高鐵和其他電器之迷失電流,再加上應力作用,包括振動,都會導致管線發生壁厚減薄和龜裂現象,進而使承壓能力不足而破裂。在設計上,管線為了抗內容物腐蝕,一般採用材料選用金屬/非金屬內襯或加注添加劑等防蝕方式,管線外壁防蝕則採用包覆隔絕腐蝕性環境,再外加陰極防蝕構成完整防護層。為了確保這些防蝕設計的有效性,應進行定期檢測和保養。例如應定期維護保養和量測陰極防蝕系統,以確認符合保護電位要求。同時藉由緊密電位或其他方法來檢測包覆狀況,透過智慧型檢知器來檢查全線管線壁厚減薄或其他劣化狀況,以評估殘留壽命;為了防止或降低因毒性、活性、可燃性或爆炸性等化學物質大量洩漏所引起之中毒、火災、爆炸等事故,一旦洩漏,需透過操作監控、儀控和連鎖保護、通報系統和緊急應變等等來避免引發事故和二次災害。此為第二道安全防護層。
腐蝕已侵蝕人類生命、資產和環境。美國統計因腐蝕造成的損失,於2013年首度突破1兆美元,約占國內生產毛額(GDP)的 6.1% (註:聯邦政府支出占GDP的3.85%)。全球每年因腐蝕報廢金屬量為年產量的四分之一到三分之一。美國每年因腐蝕要多消耗3.4%的能源,粗略統計腐蝕事故約占化工事故的31%。過去澎湖跨海大橋因腐蝕而提早重建、房子因腐蝕變成海砂屋、飛機因腐蝕疲勞而造成飛安事故,「蝕」在不安全。腐蝕發生肇因常是由一連串的失誤所導致的骨牌事故,包括從設計、安裝、操作、管理、檢查以及維護等等息息相關,美國化學安全局(CSB)前主席梅里特(Merritt)說:「災害事故是不會憑空發生而是關鍵事件的連鎖效應。」為了工安和公安產官學研應投入更多資源來「抗蝕」,包括防蝕技術開發和設計-材料選用、表面處理、防蝕劑和陰極防蝕等、腐蝕監測和管理、腐蝕檢測、風險評估、防蝕管理和壽命評估等等。(本文由科技部補助「工程技術與社會風險之新媒體溝通」執行團隊撰稿)
高雄氣爆發生後,政府部門做了相關政策的檢討。然而,確保地下管線的安全性,才是能夠帶給大家安心的方向。因此,做好地下石化管線的防護與監控刻不容緩,本文將以三個部分來說明。
在高雄氣爆2周年前夕(民國105年7月28日),高雄市政府向石化業者收取管線監理檢查費成立的「OPS-管線安全辦公室」,2名員工出面踢爆形同虛設,包括檢測裝備不足等。這則新聞再次暴露地下管線管理與檢測的嚴重缺失。做好地下石化管線的防護與監控是刻不容緩,本文將依三部分說明。
建置本質安全的管線
地下石化管線形同人體血管,是輸送石油化學品以及工業和民生用天然氣之動脈。藉由地下長途管線輸送,相較車輛運輸,具有穩定、不間斷供輸、地下輸送安全性佳、不易揮發、質量損耗低和運輸成本低等獨特優點,是生活和經濟成長不可或缺的設施。然而一旦發生滲漏或破裂,高危害性之液體和氣體便逸散至大氣環境中,造成火災、爆炸或毒性物質之公安以及環境汙染事件,這又是公眾所擔心的一大隱憂。為了確保管線操作安全性,從設計、建造、安裝、操作、管理、檢查至維護,均應依據好的國際工程實務來確保管線的完整性,建置本質安全的管線。例如液體和氣體管線的設計、建造和安裝分別依據美國機械工程協會(ASME) B31.4和B31.8的規範;操作中的管線依據美國石油協會(API) 1160以及ASME B31.8S來進行完整性評估、檢查和維護;陰極防蝕設計須符合美國防蝕協會(NACE) SP0169規範。做好管線完整性管理的第一步是要認知管線之威脅因子和其成因,進而針對這些威脅採取相對應之預防(prevention)和抑制(mitigation)措施。就如同需先了解心血管有哪些病變,進而才能採取有效之預防措施避免發生,或一旦發生需採取抑制方案,避免惡化。
管線為何會生病?(認知完整性之威脅)
讓管線完整失效之威脅因子如同侵犯人類之疾病、外力衝擊以及天然災害。國際管線研究委員會將管線事故分為22種類型,每一個都代表一種管線完整性的威脅。要做好管線完整性管理,就必須了解這22種威脅並採取適當抑制和減緩措施。管線威脅因子可分三大群組:(1)與時間相關的威脅:由土壤之滲水性、含鹽量、酸鹼值(pH值)、微生物、迷失電流、陰極防蝕失效、電位差腐蝕等引起之管線外部腐蝕、內部腐蝕和應力腐蝕破裂。遭受這些威脅之管線完整性會隨時間日漸惡化嚴重、(2)穩定發生的威脅:包括管線銲道缺陷、管線缺陷以及銲接/建造的缺陷等,理應是死火山,但在反覆循環操作壓力或外部應力作用下會引發疲勞破管、(3)與時間無關的威脅:屬於突發不可預期之損傷,不會隨操作時間遞增而惡化。包括第三者開挖、潛遁和鑽探等工程之機械損壞、蓄意破壞、錯誤的操作程序以及與天候有關或天然災害的外力危害,例如嚴寒氣候、閃電雷擊、暴雨或洪水和地層滑移等等。以上威脅對管線損傷模式分為滲漏(leakage)和破裂(rupture),一般後者之嚴重度較前者高(如圖所示)。
地下石化管線的終極保鑣–管線完整性管理
管線本體是提供壓力維繫的第一道防線,建置管線完整性管理計畫,同時從預防和抑制出發,預防措施是控制或減緩威脅的發生,確保承載本體之完整性,包括:(1)與時間相關的威脅:在設計、建造和安裝階段應依規範做好埋管工程品質、包覆以及良好之陰極防蝕設計。操作中透過風險評估結合智慧型管內檢知器進行全線壁厚和裂紋檢查、耐壓試驗以及防蝕電位調查等方式進行完整性評估;(2)穩定發生的威脅:在建造和安裝階段應管控施工品質以及落實檢驗,對於存在反覆循環應力作用者,應評估是否疲勞之虞;(3)與時間無關的威脅:應建置良好管線地理資訊、專線直通電話聯繫系統(one-call system)、定期空中和地面巡管、管線公眾意識認知推動、施工挖掘監督管理以及人員訓練和認證等,降低第三者外力損傷以及人為操作錯誤。
「抑制」是當發生洩漏或破裂時,能及時偵知和控制洩漏量,避免事件擴大或發生二次災害。例如建置完整資料收集與監控系統(supervisory control and data acquisition,簡稱SCADA)結合線上洩漏偵測技術的應用,包括質量平衡法、流量平衡、聲射以及壓力波等方法,來極小化洩漏偵知以及定位時間;安裝緊急限流和遮斷裝置來極小化可能的洩漏量;制定緊急應變計畫和演練來極小化緊急應變時間。
藉由以上建立之預知/預防能力、應變能力和處理能力來建置保護層,達到地下石化管線終極保鑣,以達到保護公眾安全並降低對環境不良影響之目標。冀望大家能在安全環境下,享受管線帶來之經濟成長和便利,創造雙贏。(本文由科技部補助「工程技術與社會風險之新媒體溝通」執行團隊撰稿)
高雄氣爆的發生,除了現場工程師的操作出錯,管線本身的狀況也是重要因素。如果管線沒有鏽蝕,後續的問題也不會發生。然而,管線也是仰賴人力去維護,問題的根源終究還是回到人身上。在此,我們再將時間點提前,從管線埋設談起,探討是否在規劃、埋設、檢修或保養的23年期間,就有工程師如影隨形的守候。
高雄氣爆源自於李長榮化學工業股份有限公司(下稱榮化)的石化管線洩漏丙烯。而管線洩漏的原因,除了氣爆當天現場工程師的不當操作,另外則是金屬管線的氧化腐蝕。管壁逐漸變薄後(僅剩原來厚度之14.1%),於當天不堪管線壓力過大而破裂成洞。然而金屬的腐蝕並非短時間可成。前一篇文章從氣爆發生前的黃金三小時,現場工程師的操作過程,探討工程師的定位。本文將時間拉到氣爆發生的23年前,藉由探討四吋管(管徑100毫米)為何會破的疑點來追蹤高雄氣爆的遠因。並再度看到工程師的重要性絕非一朝一夕,而是日日夜夜守護公眾的安全。
發生氣爆的榮化四吋管為金屬材質,所有石化管線埋入地底下後,除非報廢,就不會再挖出來。換言之,所有管線的維護必定是在無目視、無接觸的方式進行。因此,為防止金屬管線的鏽蝕,石化管線埋設有三道防護的措施:
聚乙烯批覆只是初級防護,當時間日久,塑膠材料仍會腐蝕,長期的維護端賴陰極防蝕法。而既然有防蝕工法的保護,為何還會鏽蝕?管線破漏口是如何形成?另外,一直被媒體炒作得沸沸揚揚的幽靈箱涵,究竟與高雄氣爆是什麼關係?
箱涵的目的是做為下水道,也就是將多餘的城市廢水或天上雨水往下游疏通,最終的目的地是海洋。會有幽靈之說不是因為鬧鬼,而是氣爆之後的第一時間,主管單位的高雄市府無法確認此箱涵由何而來,與圖資無法吻合,才被媒體戲稱為幽靈箱涵。
而埋入後的榮化四吋管以「陰極防蝕法」作為管線維護的手段。而此方法須以土壤作為導電介質,傳遞電子以避免金屬管線氧化。但是包覆於幽靈箱涵內的石化管線是被架空,裸露於空氣中,無法與土壤等介質接觸,無法經由土壤受電,而使「陰極防蝕法」失效。除此之外,箱涵內的水氣會加速架空的管線鏽蝕,待管壁減損至一定程度後,將因無法承受管內壓力而破損,進而造成輸送物丙烯的外洩。
依照工程慣例,石化管線應該從箱涵的上方或下方繞過箱涵,不能直接穿越箱涵。23年前的箱涵建設,怎會把石化管線架空於空氣中?
榮化的四吋石化管線是中國石油股份有限公司(下稱中油)在民國79年期間,委由中鼎工程股份有限公司所闢建。中鼎公司依臺灣省政府住都局提供之市區排水箱涵圖,預知將有排水箱涵會興建。為避免屆時需遷改已埋設完成之石化管線,遂將該石化管線之埋設高程設計遷繞於該箱涵的頂板高程之上。
而箱涵是高雄市政府工務局下水道工程處(以下稱水工處)於民國80年11月間,發包興建之工程。然而水工處於發包之前(同年8月間),又發現箱涵埋設之路線會與鐵軌道岔抵觸,因此兩度邀集鐵路局及中油等相關單位召開工程規劃設計前之協調會。兩次會議達成結論:與箱涵埋設區域抵觸之事業管線必須遷改,遷改費用由水工處負擔三分之一。依此結論,水工處設計並繪製施工圖說,在設計圖附註中記載,「本工程施工範圍均有既設桿(管)線,倘有抵觸,施工前須協調辦理遷移」之文字。
從規劃到設計似乎無瑕疵的工程案,卻在現場施工全走了樣。承包商未按圖施工,未通知中油等公司遷移管線,僅以保麗龍包覆與箱涵接觸部分,來完成箱涵的灌漿工程。而水工處負責的承辦人包括監工、初驗人員、驗收人員等,各於民國81年10月26日申報竣工、民國81年11月5 日通過初驗、民國81年11月27日順利通過驗收。工程的層層防護罩,在現場人員罔顧職業倫理、便宜行事下,再多的制度、關卡也失去保障公眾安全的功能。
在箱涵完工、驗收後這20多年的期間,若工程人員能了解自己工作對社會的風險,明白金屬管裸露在箱涵中會生鏽,裡面輸送的石化物質具有毒性、可燃性,若洩漏會對大高雄民眾造成生命與財產的威脅,而促進石化管線的遷管事宜,尚有機會在管線腐蝕前,防止災害之發生,避免無辜人命的傷亡。可惜的是,在七千多個晨昏過去之後,仍然不聞不問、渾渾噩噩,一直等到氣爆發生,也沒有喚醒工程人員的職業良知。當議員質疑當時工程驗收不實時,當事人仍沒有悔改的回答,因為相信同事就讓它過關。
這就是台灣專業人員的良知嗎?
在講求快、準、狠的現代社會,時間就是金錢。眾人忙忙碌碌,彷彿各個都是事業有成之士,各個單位都是盡忠職守的國家棟樑。但是孰輕孰重我們能判斷嗎?在愈慌忙混亂的年代中,愈需要內在穩定的力量,來維護百變外象下那永恆不變的核心。那什麼是工程人員心中那把標準的尺?
工程學會的工程倫理守則第七條:「工程人員應瞭解其專門職業乃涉及公共事務,執行業務時,應考量整體社會利益及群眾福祉,並確保公共安全。」台灣的建設已經達到一定的雛型,未來的方向勢必朝向人本的方向。急就章的工程不會有好的品質,輕則勞民傷財、白忙一場;重則累及無辜、死傷無數。現場之施工人員,若心中保有對專業之尊重與對風險之敏感度,就不會做出箱涵穿管之違反專業常識作為。當職業良知與現實環境發生衝突時,請選擇最難的道路。便宜行事的結果終究是要付出代價的。(本文由科技部補助「工程技術與社會風險之新媒體溝通」執行團隊撰稿)
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每當發生工安意外時,最先要檢討的是有無人員操作不當。因此,在公共安全上,工程師也扮演著重要角色。在此,我們先來探討氣爆發生前,現場負責的工程師和技術人員有哪些操作瑕疵。
美國最具影響力的工程師學會(National Society of Professional Engineers,NSPE),在其工程師倫理守則(code of ethics for engineers)的前言闡明:「工程師應矢志維護民眾的公共安全、衛生及福祉。」而身處於工安與公安事件頻傳的台灣,工程師無法捍衛公眾的安全與福祉,是咎因於專業能力的不足?還是倫理教育的失敗?
目前專業倫理教育的課題之一是:缺乏現實倫理情境、可以觸動工程師使命感的在地教材。本文藉由探討民國104年8月31日高雄氣爆之前的3小時,認清事件發生的脈絡,來發現工程師的角色癥結。
先由管線操作紀錄來推斷,事發當天的最後3小時,華運倉儲總共有三次想要輸送丙烯給李長榮化工的大社廠,卻不順利的紀錄。
第一次是晚間8時55分之前,然而榮化大社廠的流量表顯示丙烯進料流量下降到0。且在8時43分,管線壓力驟降,從每平方公分約40公斤下降至13公斤。
第二次輸送時間從9時20分開始。因為榮化於8時55分去電華運表示沒收到丙烯,華運於是重新輸送。第二次輸送因發現輸送管壓力未上升而停止。接著開始進行管線保壓測試,時間從9時40分至10時10分,然而30分鐘的測試後認為管線無洩漏。
第三次輸送時間開始於10時15分,直至80分鐘後,11時35分華運發現異常後才終止送料。
由上列簡述可知,在三個小時期間有多次壓力與流量異常的現象,包括:
一、第一次輸送時,出現管線壓力驟然下降,且流量異常,現場工程師為何會忽略?
二、第二次輸送時,21時40分進行保壓測試來抓漏,為何會失效?
三、從8時46分接獲民眾通報有疑似瓦斯味的外洩物到氣爆發生的3小時期間,現場工程師為何無法發現 10 公噸的丙烯外洩?
依據現場工程師的標準操作程序(standard operating procedures,SOP),也就是「李長榮化學工業股份有限公司大社廠製粉課標準操作手冊」之記載:收料進行中,每小時送料與收料量異常短缺時,或送料方未停止送料而收料突中斷時,如欲確認該地下管線有無丙烯洩漏,則須巡視管線並進行保壓測試。另外,正確之保壓測試,管線兩端關閉後,壓力須保持在正常操作壓力之1.0至1.1倍來進行(也就是每平方公分40公斤以上),更嚴謹者可以達到1.2倍,至少3小時。
換言之,依照標準操作程序,當流量短缺時,現場人員應停止送料並沿管線路徑巡視有無洩漏點,並進行超過3小時的保壓測試。
第一次送料時,丙烯已經在外洩。從兩個方向知悉:首先,管線壓力表的異常下降,從每平方公分約40公斤下降至13公斤;此外,高雄市消防局也在8時46分接獲民眾通報有疑似瓦斯味的外洩物。然而到第三次送料的三個小時操作期間,榮化與華運的現場工作人員,至少包括榮化公司大社廠值班組長、操作領班、控制室操作員、調度工程師、華運公司領班、設備工程師、控制室操作員等七人,具有高壓氣體處理之多年經驗及專業知識,卻在監測設備不斷顯示壓力、流量皆有異常的狀況下,仍然執意送料!
數值異常,第一個直覺可能是以為壓力錶、流量計壞了,加上送料不穩偶爾會發生,使有經驗的工程師會合理化一再出現的警訊;第二個因素是當時李長榮公司大社廠之丙烯儲存槽已達低液位,必須儘速供應丙烯。在業務壓力下,人性會更加忽略不想看到的真相。
其次,鴕鳥心態造成失效的團隊防護。在各司所職的團隊中,當現場失序,每一個人皆有發揮警訊的責任,這也加強了整體防護網的安全性。然而本意是保護的制度,卻有可能在眾人苟且的心態下,反而成為禍首。因為別人不說,所以我也不點破,造成眾人的共業,而非我個人的錯誤。甚至在那混亂的當下,我們是如此地害怕與錯誤的主流意見相異,害怕說出大家所不樂見的實話。此種消極的不作為,看似無罪、沒有做任何錯事,卻是一種有力的包庇,是現代社會不安的元凶。
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最後,貪圖方便地敷衍了事。表面看似有作為,卻帶著應付的心態,這不是專業該有的謹慎態度。以「保壓測試」為例,即使依照標準操作程序而去施行,卻將壓力僅停留在仍在洩漏丙烯的每平方公分13公斤(這個數值是丙烯在常溫下的飽和蒸汽壓。因為氣、液體共存的狀態下,管子的壓力也不會再下降),就關閉前後閥門,未再加壓至每平方公分40公斤以上。而且測試時間該有的3小時,也縮短至形式上的30分鐘。
整個事件的造成雖可能是專業不足,但是更大的問題卻是專業倫理的忽視!在學歷至上的台灣社會,只要大學畢業,進入公司便賦予工程師的職位。工程師職位高,責任相對也高,而工程師們是否名副其實、具有該領域專長,除了大學的學歷、各種證照的加持、多年實務的經驗,還需要工程師清楚自己的定位,對於雇主、同僚,更重要的是對社會。在科技力量愈來愈強大、社會關係愈來愈複雜的現代,工程師不該侷限於工作只是為了賺錢的定位。應該要深刻體驗在工作中與社會各階層的互動與關聯,從工作的網絡中找到個人的定位,從每日的社會互動中汲取生命的養分,一齊脈動、一同成長。
高雄氣爆是跨越工安與公安邊界的安全事件,從工程師的角度,若是工安沒有處理好,就會成為公安;若是工廠園區內的工安做好,就不會有公安事件。工廠內的安全防護架構是層層相扣,第一層、也是最核心的一層,就是由基層操作的工程師所負責的。(本文由科技部補助「工程技術與社會風險之新媒體溝通」執行團隊撰稿)
民國103年7月31日深夜的高雄氣爆,從發現洩漏到發生爆炸的過程中,有哪些災害應變處理上的缺失呢?
未立即關閉供料閥門、也未通報應變單位
從發現洩漏到發生爆炸的過程中,有哪些處理上的缺失呢?從時間點來看,20時43分21秒,華運公司及李長榮化工的丙烯輸送管發現壓力遽降,可能外洩。華運於21時30分關閉閥門。22時,李長榮要求華運繼續供料;22時10分,華運供料。直至23時35分,華運孫姓領班回到華運表示二聖路有丙烯外洩,華運才關閉閥門。也就是說,李長榮化工在發現異常當下(20時43分)未立即要求華運關閉供料閥門、也未通報市府主管機關環保局,甚至要求華運繼續供料。壓力異常下降之後的關鍵132分鐘,整整洩漏近10公噸的丙烯。這10公噸丙烯沿著箱涵下水道持續飄散蔓延,引爆了史上最慘的高雄大氣爆!
氣爆悲劇能預防?錯失黃金3小時?
事件發生過後,很多人在關心從管線開始洩漏到發生爆炸之間,所謂的關鍵黃金3小時,到底做了什麼應變作為?
這是一個新聞標題:「氣爆悲劇能預防?!錯失黃金三小時?」真實的災害應變現場瞬息萬變、資訊不足、決策考量複雜,不見得像部分新聞報導和媒體名嘴所描述或建議的災害決策可以如此單純顯而易見。以這次事件來看,台灣任何一個政府單位,都不一定有足夠的準備來應付此意外事件,也都不願意見到這樣的憾事發生。
大多數輿論所質疑的地方,經過整理後,大致可以分成以下三大類:
一、為什麼無法即時辨別管線所屬?洩漏物質?
二、消防隊第一時間灑水霧稀釋之處置正確嗎?
三、為什麼不劃定封鎖線?不做緊急疏散撤離?
面對這些輿論爭議之處,究竟應如何才是正確的應變處置方式?經過廣泛蒐集、彙整有關學術論文研究、相關災害與應變法令、專家論點及現場應變與實務概況等資訊後,綜合整理如下:
一、為什麼無法即時辨別管線所屬?洩漏物質?
現場判斷的關鍵在於地下管線的配置資訊及其輸送物質。各管線業者彼此間推諉,當時中央及地方政府地下管線資料的建置也相當不完整。7月31日晚上20時46分接獲民眾通報後,市府消防局在第一時間立即派遣消防隊及救護車輛救災,合計共85位救災人員抵達各處通報地點。市府在第一時間有要求業者到現場,亦要求業者關閉管線,但業者表示尚未確認是何管線洩漏前不願配合。環保局稽查人員於21時30分抵達現場,環保署南區毒災應變隊也於22時23分抵達現場採樣。由於化學物質檢驗需要時間,到了23時20分,也僅能確認是烯類,還未能測出是丙烯。此刻中油的人員才說明其管線有讓李長榮化工運送丙烯,消防局即刻通報李長榮化工到現場。然而,23時57分便發生了氣爆。
為什麼相關單位偵測不出來洩漏物質?
消防局為火場救災專責單位,本身並不具備石化原料外洩的鑑定能力以及處理裝備,何況丙烯本來就不是常見的可燃性氣體。民眾報案後,消防局第一時間就通報中油、欣高等業者到場協助判斷並關閉線路。現場消防人員使用五用氣體偵測器都測不出氣體種類,所以才通報環保署南區毒災應變隊來檢測。毒化物檢測有它特殊的方式,有上百種可能的危險氣體都需要一一篩檢。而還來不及測出氣體種類前,就已經發生了爆炸!
為什麼不強制斷管?
李長榮化工在發現異常當下(20時43分)未立即要求華運關閉供料閥門、也未通報市府主管機關環保局,甚至要求華運繼續供料。因為事發初期,廠商隱匿通報,因此現場救災人員如無頭蒼蠅般找不到管線業主。
另外,即使斷管,當時已經大量洩漏,且華運倉儲跟李長榮之間的管線,除了兩端之外,中間沒有任何遮斷閥。因此對於已經洩漏之丙烯,其實並沒有太大的控制作用。
二、消防隊第一時間灑水霧稀釋之處置正確嗎?
7月31日晚上20時46分接獲民眾通報不明氣體噴發,市府消防局在第一時間立即派遣消防隊員、救護車輛趕赴現場,合計共85位救災人員抵達各處通報地點。由於無法確認洩漏源,消防局依照不明氣體有關的應變作業方式,立即架設灑水霧降溫,稀釋現場氣體濃度。
這是台灣首例都會區石化管外洩導致的氣爆案。以當時對意外本質的假設,因為不知道現場洩漏為何種物質,面對不明氣體,消防隊確實已依面對不明氣體應變作業程序及緊急應變指南「稀釋濃度」。這在許多專家及實務救災人員來看,都已表示此為標準且應當作為。當時在資訊不明的情況下,這是已經能做的最適當的處置。
三、為什麼不劃定封鎖線?不做緊急疏散撤離?
首先,難以評估封鎖範圍。想要劃定封鎖跟緊急疏散的第一步就是劃出影響範圍,而現場的事實是根本沒有辦法評估可能的影響範圍。因為異味是從各個排水口飄出,東一處、西一處,都有異味飄出,更遑論還有風力影響,根本難以劃出封鎖範圍!
還有技術層面的困難。當時的可能危險範圍區域多達一萬多人,貿然下令疏散撤離,有其技術上的困難。就拿颱風期間山區疏散撤離來講,都知道不可能在三小時內完成幾百人的疏散撤離,何況是上萬人。我們也可以捫心自問,如果是在氣爆發生之前,晚上八點多,你會願意配合疏散撤離嗎?而四千多戶、一萬多人,需要動員多少人力來疏散?三小時內可能完成嗎?
「避難」不一定要「異地」撤離,「就地」避難也是一種方式
有人認為,市府應該第一時間疏散住戶,而非請大家回到屋內。其實,疏散是不是最佳的處置方式仍有待查證。
第一,以氣爆現場狀況來看,當時民眾報案瓦斯漏氣,位置是戶外而非室內,且傷亡者皆是在路面也非屋內。如果當時硬要把民眾從「沒有異味的地方」疏散到「有異味的地方」是否真的會比較安全?
第二,前鎮及苓雅區是人潮密集、交通流量大的市區,在室內還有水泥牆保護。若當下真的採取向外撤離,大量人員在路上撤離時若遭遇氣爆,可能導致更嚴重的傷亡。
結語
交通大學單信瑜老師在氣爆事後的一則呼籲,令我感觸良多。「不管如何,希望死者安息。不論任何災害發生,救災者要先注意自己安危;主政者該拿出擔當,不要急著推諉塞責;更希望媒體能自制,甚至發揮更大的正向引導能量!」而經歷了這場浩劫,藉由反思,我們學到了什麼? (本文由科技部補助「工程技術與社會風險之新媒體溝通」執行團隊撰稿)
這場氣爆讓當地居民留下無法忘懷的記憶,對在氣爆發生前就在前線處理災情的消防人員更是場生死之間的搏鬥。本文將以消防人員的角度來看這場氣爆
在近兩年前的午夜,發生了一件是高雄,也是台灣史上最嚴重的化學災難!高雄最熱鬧的三多路、凱旋路、一心路街道發生氣爆。轟隆一聲,炸飛了一堆車輛,地上炸開了一條像是戰爭般的壕溝,車輛也被炸到飛到空中又掉下來,有些甚至彈飛到三樓以上,讓正在前線搶救的消防弟兄根本來不及反應。
只留下燒焦的消防帽。
留下了撞毀的、滿目瘡痍消防車輛。
留下了其他消防弟兄的不捨與難過。
在丙烯產生爆炸後,在箱涵內部殘留的丙烯仍繼續燃燒約5、6個小時。而所有現場救災人員就在這樣惡劣的環境下,想辦法多救回一些生命。
災區箱涵下水道排水功能完全破壞以後,石化氣爆的第三天,在前鎮小港地區偏偏又碰到24小時累積高達350毫米的強降雨。因此,災區範圍從12個里擴張到26個里,「水深火熱」,是第一次用得這麼貼切。
有人流血、流淚、流汗,整起事件共有32人死、321人傷。而整個消防局總共有7位弟兄殉職,24位弟兄輕重傷,在事發當下就有14位緊急送往加護病房或燒燙傷中心跟死神拔河。
閉上眼睛,這一切都還在我腦海裡翻滾。
大家一定能體會,在爆炸後,救災人員挺進災區,由於現場傷者實在太多,為了把握黃金救援時間,「只能先救活的」。即使發現夥伴遺體,也只能先咬牙離去,這樣的生死抉擇的掙扎。
大家一定能感受,在事發後我們一位消防同仁的妻子說:「消防員的職責,便是為民眾出生入死。」也因此,即使到了醫院,醫師告知先生可能截肢、甚至死亡,她仍選擇強忍悲痛,安靜守候。
大家一定無法忘記,氣爆發生第7天,救難人員日夜不停開挖搜索,但仍沒有尋獲我們局主秘林基澤先生。他的女兒林郁珍也是消防員,天天到氣爆現場,循著爸爸可能行經的路線,一步步仔細找尋爸爸蹤跡,戴上手套徒手挖掘,捧起泥土來聞,確認有無父親味道,希望可以拼湊出完整的父親。
另一位失蹤同仁劉耀文的哥哥甚至捲起袖子徒手挖掘、激動哭喊,因為時間一分一秒過去,等待是對家屬是最大的折磨。
到了第50天,9月21日凌晨,終於尋獲2位的大體,也讓大家、尤其家屬能有所釋懷。
而這一切,到底是怎麼一回事?下一篇文章將就社會大眾對於消防人員與高雄市府,是如何應變與處理台灣石化工業第一次如此嚴重的公安事故。整理出輿論關心的議題,發現問題的癥結,讓不幸的經歷不再發生,台灣的石化業能更安全。並希冀未來能提供給消防人員更適當的裝備與條件,不僅可以降低風險,也讓打火兄弟更能全力地保護公眾生命與財產的安全。
(本文由科技部補助「工程技術與社會風險之新媒體溝通」執行團隊撰稿)
民國103年7月31日深夜的高雄氣爆事件,讓國人驚覺,充滿危險氣體的管線,有可能就埋在我們的住家附近。對於這些氣體,我們到底了解多少呢?高雄氣爆又是什麼原因造成的呢?
在民國105年5月12日,位於台中的中龍鋼鐵於清晨五點多,廠內一條高爐器的運送管線突然爆炸,造成兩名員工中毒受傷。這次管線爆炸事件雖然是發生在廠區內的工安事件,但依然暴露危險管線的安全管理漏洞,不禁令人憶起民國103年在高雄發生的氣爆事件。在當年7月31日晚間到8月1日凌晨之間,從20時許,高雄市前鎮區居民嗅到疑似瓦斯臭味,隨即報案。然後20時46分,高雄市消防局接獲報案,前鎮區凱旋三路與二聖路交岔口疑似有瓦斯外洩,但未能發現噴發點,只好先採用灑水處理。最後在23時59分,三多路、英祥街口等至少五處接連發生爆炸,路面、住宅嚴重炸碎,造成32死、321傷的悲劇。
此次的石化氣爆引發國內外各界震驚。高雄市消防局表示當天接獲報案後,原以為是天然氣管線瓦斯外洩,會自行揮發掉。在誤認的情況下,僅以水霧噴灑,希望降低危險性,但沒想到是丙烯外洩。當每一次發生一件嚴重公安事件時,總會暴露各種相關問題。除了政府部門長期經濟發展政策的盲點、各級政府管理監督的失能與混亂以及廠商漠視廠外的公安問題外,最嚴重的則是大眾完全對城市地底密布的地下石化管線以及連消防專家都無法立即辨別的石化原料一無所知。長期以來,相關地下管線資訊不公開以及民眾對石化原料知識的欠缺,再再引起事件造成民眾的憂慮與恐慌。以高雄為例,過去政府推動十大建設,高雄成為發展重工業的城市。半世紀來,都會區被石化產業包圍,北邊是中油五輕、大社工業區和台塑仁武廠,南邊是大寮的大發工業區、小港離海工業區和林園的三輕、四輕,大量的石化原料就在市區道路下無聲無息的流動,直到家門口的馬路被炸開。這一刻,高雄市民才驚覺,這個城市、自己的生活空間,竟是令人如此不安。
什麼是石油化學工業?簡單地說,就是由上游石化廠將石油或天然氣製造出來的石化基本原料,可能是烷烴、烯烴的先驅物質或芳香性化合物,如甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等。中游廠商經過特定製造程序,可先製得中間原料(如塑膠、橡膠、纖維、化學品等),再由下游廠商將這些材料加工成為日常用品(如鞋子、輪胎、衣服、油漆等)。石化工業的範圍包括石化本工業及石化依賴工業。其中石化本工業屬石化工業的上游和中游廠商,包括石化原料業、化學肥料業、人造纖維業、合成樹脂及塑膠業等。而石化依賴工業則屬石化下游廠商,也包括油漆業、清潔用品業、人造纖維紡織業、針織業、橡膠製品業等,與我們的食、衣、住、行均有密切關係。而所謂地下石化管線就是為了使上游石油提煉工廠(中油或台塑)所生產的石化原料輸送至中游廠商進行聚合、氧化及合成塑膠、橡膠等原料。這次高雄氣爆元凶就是屬於烯烴類石化原料的丙烯,而丙烯與乙烯都是地下石化管線輸送最多的石化原料。要認識石化原料或化學品,除了專門書籍外,有化學品身分證之稱的物質安全資料表(material safety data sheet,MSDS)也是很好的選擇。
這次肇事的丙烯(propene),分子式C3H6,是煉油和天然氣處理的副產物。在煉油工業中,丙烯和其它化合物是通過更大的碳氫化合物裂化的方式生產,是基本有機化工的重要基本原料,化學性質活潑,易發生氧化、加成、聚合等反應,可製成丙酮、丙烯醛、甘油等。在室溫和標準大氣壓下,丙烯是無色的氣體。並且和許多其它烯烴一樣,丙烯帶有一種較淡但令人不適的氣味,人吸入15%濃度×30分鐘,意志喪失;人吸入35%~40%×20秒,意志喪失;人吸入260毫克/公升×4分鐘,即被麻醉並引起嘔吐。在各種烯烴結構中,丙烯為僅次於乙烯較為簡單的烯烴結構。由於丙烯的分子量大於乙烯,所以丙烯具有高於乙烯的密度和沸點。在大量運輸時,使用加壓液化。丙烯的飽和蒸汽壓在攝氏25度時為1158千帕(kPa)。丙烯為易燃氣體,與空氣混合成為爆炸性混合物,遇火星、高溫有燃燒爆炸危險。在空氣的可燃極限範圍為2.1%~11%,閃點為攝氏負108度,當環境條件達到氣體爆炸條件時,就隨時都會發生氣爆。且氣體會積聚在低窪處,並經由下水道、通風系統等蔓延在整個密閉空間裡,造成大範圍、大規模的爆炸。外洩時應迅速撤離洩漏污染區人員至上風處,並進行隔離,嚴格限制出入。應讓緊急處理人員配戴自給正壓式呼吸器,穿消防防護服,盡可能切斷洩漏源,合理通風,加速擴散,噴霧狀水稀釋。如有可能,將漏出氣用排風機送至空曠地方或裝設適當噴頭燒掉。漏氣容器要妥善處理,修復、檢驗後再用。
如果在氣體洩漏氣爆還未發生前,石化都市的專業消防人員都具備對石化原料的熟練判斷能力以及反應能力。一般民眾若能容易獲取政府部門正確的地下管線與石化原料等資訊,所謂防患於未然,如此的災害便不一定會發生了。(本文由科技部補助「工程技術與社會風險之新媒體溝通」執行團隊撰稿)
高雄石化業最早可推至日治時期設立「日本海軍第六燃料廠」,1946年,國民政府接收燃料廠,並選擇此地建立臺灣第一座輕油裂解廠(一輕),開啟了高雄為石化業重鎮的序幕
高雄石化業最早可推至日治時期設立「日本海軍第六燃料廠」,1946年,國民政府接收燃料廠,並選擇此地建立臺灣第一座輕油裂解廠(一輕),開啟了高雄為石化業重鎮的序幕。卻在2014年7月31日發生了高雄氣爆事件,造成32人死亡、321人受傷、損壞面積逾7萬平方公尺,被摧毀的道路長約4公里,重建總經費達19億元的驚人公共安全事故。但是這起台灣有史以來最嚴重的石化工業災害,若沒有再深究,對大多數人可能只是另一則過去的新聞,而逐漸淡忘。
台灣人不該如此健忘,並該藉此機會學習性命攸關的常識。本系列報導集結第一線消防人員、中油研究員、化工與機械不同面向的專家,共同回顧此一事件,深入在現代社會中大眾該知道,卻長期被忽略的事實。
從不可不知的地下管線中的石化原料談起,連消防專家都無法立即辨別的石化原料,就無聲無息的在市區道路下流動。直到家門口的馬路被炸開,高雄市民才驚覺,這個城市、自己的生活空間,竟是如此令人不安。是否我們該繼續保持對城市地底密布的地下石化管線一無所知,或是去了解什麼是石油化學工業?
化學物質的危害是無所不在,不論是工業生產或是民生用品乃至食品藥品都無一倖免。高雄氣爆事件也是在連消防人員對某些化學物質危險性不清楚狀況下,而無法採取有效處置所釀成的大災難之一。從歷年來的許多公安事件也能發現,不論是化學物質的運送、或是儲存、進貨作業之業者,不少是在不瞭解化學物質的成分及危險性情況下,遭受重大災害。因此,什麼是危險化學品?讓我們從認識化學物質的身分證開始。
高雄氣爆共有消防局7位弟兄殉職,24位弟兄輕重傷,事發當下就有14位緊急送往加護病房或燒燙傷中心跟死神拔河。這群出生入死的打火弟兄在不知爆炸物質的情況下,是怎樣經歷這一場台灣從沒有過石化公安災難?
高雄氣爆炸出了滿天的疑雲,整個台灣狒狒嚷嚷地不知道為什麼馬路會突然爆炸?政府怎麼會讓這種可怕的災害發生?而氣爆前的黃金3小時,民間與市府各單位是如何做災害應變?本文從發現洩漏到發生爆炸的過程中,整理出處理上的缺失,來回答氣爆悲劇是否能預防呢?
「工程師應矢志維護民眾的公共安全、衛生及福祉。」而身處於工安與公安事件頻傳的台灣,工程師無法守護倫理守則,是專業能力不足?還是倫理教育的失敗?本文以現場工程師的經歷,回顧氣爆最後3小時的事件脈絡。發現整體安全防護的系統是環環相扣,而其中的核心且基層的守護者是第一線的工程人員。
氣爆的主因除了現場工程師的不當操作,另外則是管線的氧化腐蝕,不堪管線壓力而破裂。然而金屬腐蝕並非一朝一夕可成。本文從石化管線的防蝕工法談起,再將時間拉到氣爆發生的23年前,話說政府與民間的工程人員是如何層層防護公眾的安全,然而一念之間的無良,卻會將層層專業的合作付之一炬。
2013年,美國因腐蝕造成的損失超過1兆美元。腐蝕造成管線洩漏常是一連串的失誤所導致的骨牌效應,包括從設計、安裝、操作、管理、檢查以及維護等息息相關。而所有的地下石化管線一旦埋入,就不會再取出做維修,工程人員該如何在看不見、摸不到的情況下進行石化管線完整性管理呢?
此次管線洩漏肇因於將管線放置於箱涵內,暴露於空氣中,無法獲得陰極防蝕電流的保護,導致管壁因水氣腐蝕而減薄、至無法承受內部壓力而破裂。本文以國外因腐蝕引起工安和公安事故為例,說明鏽蝕對於工安與公安的危害性,資產設備與人員性命的損失,再度看到工程防護的重要性絕非一朝一夕,而是日日夜夜守護公眾的安全。
本系列專題報導,包含以下主題:
高雄氣爆(一):不可不知地下管線中的石化原料
高雄氣爆(二):危險化學品?從認識物質安全資料表(MSDS)開始
高雄氣爆(三):從消防員的經歷看災害應變
高雄氣爆(四):從社會輿論問災害應變
高雄氣爆(五):從氣爆近因看工程師的角色
高雄氣爆(六):從氣爆遠因看工程師的角色
高雄氣爆(七):終極保鑣-談地下石化管線完整性管理
高雄氣爆(八):「蝕」在不安全-工安與公安
回想氣爆的現場,民眾的尖叫聲、此起彼落的爆炸情景仿如戰場,很難想像這是平常車水馬龍的高雄市區。對於台灣的專業人員而言,高雄氣爆想提醒我們每天的工作很神聖,它不只是謀生的工具、不出事就好。藉此事件的報導,祈禱每個台灣人勿輕忽每一天例行的事物。每個晨昏更加明白自己工作的意義與價值,珍惜經過自己雙手的每一件事。(本文由科技部補助「工程技術與社會風險之新媒體溝通」執行團隊撰稿)