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实验室安全专栏 | Piper Alpha钻井平台的倒塌：生还者经历了什么？

作者：X-MOL 2023-06-04

“小时候，我觉得父亲的手看着比实际年龄要老得多，它们跟我爷爷的手一样苍老。直到后来我才明白，父亲手上奇怪的皱纹来自于移植的皮肤，这块皱巴巴的皮肤不停地地提醒着父亲，让他始终无法逃离 Piper Alpha 钻井平台爆燃倒塌的日子。那一天，火场中的父亲正是用这双手把番茄汁不断地挤到自己灼热的脸上，来缓解身边熊熊燃烧的火焰带来的疼痛。”

这些内容来自一篇2020年发表于 ACS Chemical Health & Safety 的论文，标题为The Piper Alpha Disaster: A Personal Perspective with Transferrable Lessons on the Long-Term Moral Impact of Safety Failures。作者 Marc Reid 教授有两重身份：他是思克莱德大学（University of Strathclyde）应用化学系的教授，从事研究的内容包括物理有机化学、计算机视觉、化学信息学、过程安全等；同时，他还是1988年 Piper Alpha 平台爆燃坍塌事故生还者 Mark Archibald Reid 的儿子。

Piper Alpha 事故夺走了167人（含两名救援人员）的生命，造成约34亿美金的损失。Mark Archibald Reid 正是61名生还者中的一个。

1988年7月6日，在离苏格兰阿伯丁海岸140英里处的 Piper Alpha 石油钻井平台上，工人们像往常一样紧张地忙碌着。他们并不知道，一场危机已悄然临近。

事故时间线:

22:00

一声巨响打破了夜晚的宁静。爆炸的巨大威力引起钻井平台的剧烈震动，给人一种钻井平台即将从海里“升空”的错觉。在附近的一名船长描述，他看见从平台下面射出一道蓝色火焰。随后，熊熊大火将226名工作人员困在平台上。

22:20

第二次大爆炸产生的火球吞没了 Piper Alpha 平台的大部分区域，形势越来越严峻。这次爆炸导致直升机停机坪着火，使救援直升机无法营救被困在平台顶部附近生活区的人们。

22:50

第三次巨大的爆炸发生在 Piper Alpha 平台的核心区域，远在1.5公里以外的船只都感受到了强烈的冲击。此次爆炸产生的碎片飞溅出800米远，摧毁了平台附近的一艘搜救船，船上所有船员及获救的幸存者全体遇难。

23:20

第四次剧烈的爆炸摧毁了平台剩余的结构，直接导致了平台的坍塌。聚集在生活区等待救援的人们随着爆炸滑入海底，他们无一生还。

次日凌晨00:45

这个重达2000多万吨的钻井平台彻底坍塌、不复存在。事故造成了167人丧生，其中包含165名钻井平台工作人员及2名救援人员。

图1：爆炸前和爆炸后平台的图片。

版权归 Bob Flemeur 和 the Daily Record 所有

遗憾的是，对于幸存下来的人来说，灾难并未结束。等待他们的是因事故致伤、致残的身体，以及严重的创伤应激症。作者的父亲 Mark Archibald Reid 虽然从 Piper Alpha 事故中生还，但却饱受创伤后应激障碍（PTSD）的折磨。在一次又一次用酒精麻痹自己的过程中，他慢慢地失去了再次步入正常工作和生活的希望。最后，Mark Archibald Reid 死于反复发作的酒精中毒以及酗酒引起的并发症，时年48岁。

以下内容直接翻译自作者的叙述：

“小时候，我觉得父亲的手看着比实际年龄要老得多，它们跟我爷爷的手一样苍老。直到后来我才明白，父亲手上奇怪的皱纹来自于移植的皮肤，这块皱巴巴的皮肤不停地提醒着父亲，让他始终无法逃离 Piper Alpha 钻井平台爆燃倒塌的日子。那一天，火场中的父亲正是用这双手把番茄汁不断地挤到自己灼热的脸上，来缓解身边熊熊燃烧的火焰带来的疼痛。

随着年龄的增长，父亲所经受磨难的细节也越来越多的展现在我面前。

他那双看起来怪异的双手，讲述着一个男人从人间炼狱拼命活下来的故事——在钻井平台因爆炸而断电从而陷入黑暗时，父亲曾因为恐惧而发出无助的尖叫；但是，同样也是这个人，带着强烈的求生欲，鼓起勇气穿过浓烟、从死去的工友身上爬出燃烧的钻井平台，奋力逃到燃烧的直升机停机坪；最后，仍然还是这个人，在面临直升机无法营救的绝望时，为了离开已经变成人间炼狱的 Piper Alpha 平台，奋力从离海平面约175英尺（约18层楼高）的停机坪纵身跳下，坠入寂静得令人毛骨悚然的水域，在冰冷的北海重新浮出水面并最终获救。

然而，父亲的生还只是一个开端，这场事故对于我们家的考验还在后面。父亲在 Piper Alpha 事故后患上了创伤后应激障碍（PTSD）。据统计，Piper Alpha 幸存者中有21% 罹患 PTSD。虽然 Piper Alpha 事故发生在 1988 年夏天，但它的影响将像潮水一样不停地波及我们的家庭生活，前后持续了 23 年。

在这23年中，父亲的故事从一个事故幸存者从现场逃出与家人团圆的喜剧，逐渐演变成一个PTSD患者周期性酗酒，最终导致生活、工作、家庭全方位崩溃的悲剧。

由于创伤后应激障碍引起的反复酗酒，2011年8月25日（在我开始攻读博士学位的前几个月），父亲因酒精中毒引起的多种并发症去世，时年48岁。他去世时只有我弟弟一人陪在他身边（此处作者叙述比较模糊，无法确定其他亲友的缺席是因为来不及赶到，还是刻意缺席）。”

图2：Piper Alpha 事故61名幸存者中的三人在事故发生后的几天内从受伤中恢复过来，其中包括作者的父亲Mark Archibald Reid（中）

Piper Alpha 钻井平台曾是英国的骄傲，为英国带来了巨大的财富。这个稳定工作了12年的钻井平台是如何在短短的几小时内变成人间地狱的？事故的起因究竟是什么呢？

事故发生后，英国政府展开了长达两年的深入调查，并发布了详细的事故调查报告。作者结合调查报告为我们进一步呈现了事故的发展过程：

调查结果显示，事故前 C 区域发生了气体泄漏（图3）。Piper Alpha 平台生产三种极为易燃的产品：原油、天然气和液化石油气。根据目击者对爆炸初期的描述，可以确定液化石油气是最有可能的燃料来源。

图3：Piper Alpha 平台的侧面投影，以近似比例绘制。这显示了四个相互连接的模块的简化表示，以及导致大灾难的多米诺骨牌般的级联爆炸的大致时间线和位置。图中显示的最后一次爆炸发生在22点20分，位于 B 模块下方，是 Piper Alpha 和邻近平台之间高压燃料的主要管道工程现场。(A)从海底开采石油的井口 (B)油分离 (C)气体压缩 (D)发电。

锁定泄漏位置后，调查人员找到了相关区域的冷凝泵和安全阀，结果让人大吃一惊：C 区域有两套用于输运液化石油气的管路（分别装有冷凝泵和安全阀），其中一套常年处于运行状态，另一套备用管路平时一般不工作。

事故当天，工程队对备用管路进行例行检修，拆除了一个安全阀。下午交班时，由于检修工作并未完工，维修工人为了暂时密封安全阀的连接口，在管道口用法兰安装了一片金属垫片。由于当天没有使用备用管路的计划，工人仅用手将法兰拧紧就下班了。

一般来说，这个操作是没有问题的。因为当天这条管线处于检修状态，冷凝泵并未运行，泵内也没有燃料。但是，一个内部没有液化气、也不处于运行状态的冷凝泵，是如何引发了第一次爆炸呢？

接下来的调查发现，当晚21:45，工作管线的冷凝泵发生故障，为了保持生产持续运行，操作员临时启用了备用管线（由于检修工人未及时上报检修进度，操作员并不知道该管线仍处于检修状态）。备用的冷凝泵启动后，被法兰与金属片暂时封闭的管倒口发生泄露，导致了第一次爆炸，并造成 B、C 区域两个起火点。

进一步调查显示，B 区域和 C 区域之间的防火墙虽然耐火，但却完全无法承受任何显著的爆炸。C 区域的爆炸震碎了防火墙，飞溅的碎片破坏了 B 区域内的液化石油气管道，这是第一次爆炸过程中巨大的火球的来源。然而，第一次爆炸产生的直接影响仅持续了几秒钟，威力不足以对平台的力学结构造成致命威胁。

照片证据进一步将钻井平台坍塌的原因指向了第三个起火地点，也就是第二次爆炸发生的位置。这是位于 B、C 区域下方的甲板，上方区域管路损毁滴落的石油积蓄在甲板上，引发燃烧。让人费解的是，甲板是使用带格栅的钢材构造的，燃烧的石油应该直接向下滴入大海。是什么原因导致石油的积聚呢？

原来，在之前的工作中，甲板是潜水员下海作业时的必经之路。由于潜水员们不想光脚走在尖锐的格栅上，他们在甲板上放置了橡胶垫。正是橡胶垫吸收了从上方 B 区域滴落的石油，并引发了持续的燃烧。

B、C 区域下方甲板的燃烧，导致附近的一条高压天然气输运管路（该管路连接到附近的 Tartan 钻井平台）因过热而破裂。接下来发生的泄露，为正在蔓延的火势提供了约15-30吨的燃料（相当于短时间内释放了英国全年的国内天然气消费量），并最终导致了22:20的巨大爆炸。

第二次爆炸严重影响了钻井平台的力学结构，但是，爆炸还仍未结束。随着时间的推移，另外通往两条 Tartan 钻井平台且仍在运行的天然气管道最终也不可避免地发生了泄露，导致了 Piper Alpha 平台的第三次和第四次爆炸。

从表面上看，Piper Alpha 事故是一场连续升级的大规模事故，这似乎有别于造成个别人员伤亡的化学实验室的安全事故（如2008年加州大学洛杉矶分校(UCLA) 叔丁基锂火灾和2016年夏威夷大学(University of Hawaii)的氢气瓶爆炸事故）。然而，无论具体行业如何，深入地剥离细节可以给予我们极具价值的经验教训。从 Piper Alpha 事故中，我们可以获得以下几点适用于化学实验室的安全管理经验：

1►

实验室必须建立完善的

工作交接制度

无论是实验室人员的变更、新设备的安装、还是课题组的搬迁，这类工作条件的变化极有可能引发实验室或工厂的安全事故。以 Piper Alpha 事故为例，1988年7月6日晚班的工作人员（例如后来启用备用管线的操纵员）并没有从白班检修人员那里得到管路检修进度的完整信息，导致备用管路在未达使用标准的情况下被投入使用，最终酿成大祸。因此，在实验或生产过程的交接班阶段，必须将所有必要的信息提供给前来换班的人员，这样可以最大程度地降低因工作条件改变而带来的事故风险。

2►

健全工作许可制度

这里的工作许可，包含两个方面：一方面针对操作人员，应要求其完成相应的培训流程，具备开展工作的资格；另一方面是针对设备与仪器，应确保设备、设施处于正常运行状态，符合投入使用的要求。

对操作人员来说，无论是在石油钻井平台、化工厂、核电厂还是大学实验室工作，都应该具备在遇到紧急情况时能迅速处理问题的能力（这里凸显了应急预案与应急演练的重要性）。

另一方面，仪器和设备的运行状态评估，应综合考虑整个生产流程，而不是将各设备孤立对待。在 Piper Alpha 事故中，属于同一条输运管线的安全阀和冷凝泵分别拥有自己的运行许可系统，由两组员工分别维护。事故当晚，两组工人信息交接不完整，尽管安全阀尚未正常安装，冷凝泵却未显示异常。仅观察备用管线冷凝泵的工作许可状态并不能全面的认识管线中的潜在风险，这无疑为后续的严重事故埋下了安全隐患。

3►

多方面考虑防护设备的设计

在实验室或工艺环境中，对设备与其预期用途进行全面与适当的评估是至关重要的。在 Piper Alpha 事故中，安装在 B、C 区域之间的耐高温防火墙可以有效地防止火势的蔓延。然而，防火墙的设计并未从力学强度出发，没有考虑到火灾可能引发的潜在的爆炸风险。事实上，爆炸摧毁了防火墙并将火势从C区域蔓延到 B 区域，是引发最后大爆炸至关重要的一步。

类似地，化学实验室中的一个典型例子就是使用不合适的个人防护装备（PPE）。Karen Wetterhahn 教授就是因为这个原因失去了自己的生命，因为使用乳胶手套防护二甲基汞，她于1997年在实验室里接触了致命剂量的有机汞后死于汞中毒（当然了，当时化学家们也不知道乳胶手套无法有效地防护二甲基汞，详情可以参见ACS推文“一双手套引发的惨案”）。

以上是就是关于 The Piper Alpha Disaster: A Personal Perspective with Transferrable Lessons on the Long-Term Moral Impact of Safety Failures（ACS Chem. Health Saf. 2020, 27, 88−95）的简单介绍。对于相关内容感兴趣的小伙伴们，记得阅读原文哟。

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