钻井平台上提升工具断裂事故分析

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1、鑽井平臺上提升工具斷事故分析鑽井平臺上提升工具斷事故分析 香港安捷材試驗有限公司 黃建明 Wong Kin Ming E-mail: kmwongaes.hk 1983 我接到公司通知前往南海一艘鑽井船(平臺)做超聲波檢測。當我乘坐直昇機到達鑽井平臺 後，一位近 60 歲的外籍船長著我，到一個已經斷的工件和一座嚴重變形的鑽井基座面前， 告訴我這個斷的工件是用提升鑽井基座的提升工具，他在上星期五晚上用提升這個基座時突然 斷 倒塌，現在船上已經停工，正 等待我前檢測其他提升工具(Lifting Tools)，如果沒問題就可以開 工。他用手指著靠在擺貨架位置的四個與這同型號的提升工具，著我全部用超聲

2、波檢測測試。 首先，我著工人幫我把它吊出然後除去表面油漆，然後很快地檢測這四個提升工具在同樣斷 的位置，發現其中個也有紋，我馬上用紅色的油漆在上面畫個交叉 X ，在另外個沒有問 題的寫上OK ，之後把檢測結果告訴船長，船長就安排工人開工。 晚上我正在房間裏整檢測報告時，船長用擴音器召我到控制室他；我感到納悶，這麼晚 還叫我幹麼？到達控制室後看船長坐在中間，旁圍坐著 5 至 6 個外國人，他們一個個眼睛 像發光的都看著我，我就問船長找我有麼事。 船長 : 我想問你這個斷是麼原因造成的？ 我 : 我是檢測那些沒有斷的，今天是已經幫您做檢測嗎？並且已經開工。 船長 : 我知道！但是我想知道為麼會斷。

3、 我 : 我今天看到斷口好像有焊接過 船長 : 你肯定是焊接引起斷嗎？ 我 : ！現在我敢肯定，等我看看，明天再告訴你。 船長 : 那麼，明天麼時候？ 我 : 明天早上 12 點以前吧。 船長 : No！No！No！明天早上 10 點直升機一我就完蛋，因為中方代表是我把它給 斷，現在要開除我，明天就要我回西德，我這 18 個月的合同就沒，這可是 我的退休啊！你要幫幫我！ 看著他那副著急的樣子，我 : 好吧！明天早上 10 點以前吧！現在你可可以把這個提升工 具的使用明書給我看看？他二話，馬上叫他的夥計找出使用明書給我。 我回到房間後詳細地看使用明書。原這個提升工具是專門用吊挂鑽井基座，操作方法

4、是 先提高它然後用自身重撞入基座內孔而扣上，當扣緊後就可以吊起再通過井口吊放到海底，做 成一穩固的鑽井基座。因為長長的鑽桿到 100 米深的海底時，必須要一個穩固的鑽井基座在海床穩 住它，才能穩健地控制鑽杆準確和深入鑽進地下幾千米。 正巧住在我房間旁邊的是自中方業主的個代表，他們正在商這件事，準備向上級寫報告， 我就問他們看到些麼情況；他們告訴我按照當天日常的工作程式，應該是在白天就能把鑽井基座吊 入海底投入工作的，可是到晚上 12 點後在這船長換班時，因為他看到還沒有吊下去就著急， 親自跑上駕駛臺操作，反覆地吊起撞下，越吊越高地撞擊；可能是長期沒有使用，裏面的彈簧都 生銹卡住無法扣住。後終於

5、扣住，當船長正想把它吊起的鑽井基座吊往井口時卻突然斷！ 二十多噸重的鑽井基座在半空中摔下， 轟的一聲巨響，在深夜裏整個鑽井平臺像爆炸一樣 搖晃起，惊醒住在房間的人，全都嚇得跑出看到底是麼回事。第二天，船上所有工人都 敢工作，直到今天有人做超聲波檢測沒有問題才正式開工。 1我問他們認為是麼原因造成斷，他們應該是船長他提得太高撞斷的， 這可是二十萬美 的損失啊！他們續。我心在想，我是做材試驗的，知道這種直徑 200mm 厚 75mm 的高強材可能撞幾下就會斷，吊二十噸足足有餘！ 我麼都沒就走到那個斷工件的地方，在暗淡背光的燈光下可以看這斷口表面有很明顯的 分別：靠外圓邊緣有一段密很高的偏黑色的屬反

6、光(紋源頭)，其他地方是晶粗大呈白灰色的 屬反光。我用鋸片把它外表面的油漆刮掉，然後找焊工借小鏟錘子，將尖端用砂打磨成很尖銳 形，然後由母材開始敲擊，向著我認為有焊縫的位置邊走邊敲，並保持同一續敲擊；很明顯 在母材位置時可以敲擊出小坑，但一到達焊縫就可以感覺很硬很硬無法敲擊小坑，這就明此處曾 經有焊接過。我再借手電筒照著斷口看，根據我看焊縫的經驗馬上就看到焊縫端起弧和收弧的 位置有焊接氣孔，而且整個斷口是整齊斷，完全沒有塑性變形；通過這樣的觀察和簡單測試，我已 經可以斷定結果 這是典型的由焊接引起的疲失效斷。 第二天早上 8 點，我把船長和業主代表都找，先問船長船上的實驗室裏有沒有一種硝酸液，

7、因 為我想用它酸蝕這個斷口位置，酸蝕後大家就都可以看焊縫。他馬上到實驗去找；一會果然 找到！我真沒有想到原這鑽井平臺上能有硝酸液，而且還是一樽標準 10%濃硝酸液，真是天 助我也！我拿到它後就向船長和業主代表，我發現這個斷口位置有焊接過，如果用酸蝕方法你們 是會相信有焊縫的，故此我用這標準的硝酸液體，在我刮乾淨的部份塗抹後就可以清楚地看到焊 縫。完我就塗抹上硝酸液，一會兒焊縫顯示出(圖 1)；然後我又從斷口正面指著焊接的 端起弧位置，跟他們這些就是典型焊接的氣孔(圖 2)。 他們看到我用這個神仙水一塗上幾秒鐘後就看到焊縫顯示出，這個神奇的演示使他們目定 口呆，也沒話可地同意我判斷這就是典型的由

8、焊接引起的疲失效斷 。 於是我就寫檢測報告，徒手畫出斷口出現的位置和斷口的形，並描繪出焊縫形和出現在斷口 的位置，亦寫上這是一個典型的疲失效斷，在斷口旁有焊接過 ，然後簽署我的名字，交給 船長。船長即把此報告傳真到 BP 石油公司駐廣州辦事處和英國 BP 石油公司總部。10 點前就已 經收到 BP 石油公司回應，通知船長下繼續工作；這傢伙可高興啦！一手抓住傳真紙高聲叫做 跑過，高興地用雙手抱起我向我謝謝！ 事後我再與鑽井平臺上工作的外國專家談起這件事，他們告訴我這條鑽井平臺原本是挪威一家石 油公司的，由於 1981 在挪威的海出嚴重的事故，整座鑽井船在大風雪中沉沒，船上近 100 人 全部死亡

9、，該艘沉沒的鑽井船與這條船是同期製造的姊妹船，所以挪威石油公司想要，就賣給 中國西部石油公司，現在南海西部石油公司把它租給 BP 英國石油公司到南中國海勘探石油。 這個鑽井平臺的倒塌事故報導，我在香港的 ABS 船級社也聽過，出事的原因是因為其中有一個 TKY 的焊接點開然後引至整個船解體，只需 10 分鐘就完全沉沒， 近 100 人全部死亡，是一宗非 常恐怖的事故。 我在船上看到工人操作大管箝拆卸和安裝時，在這個斷的位置回扭動，當時間長這位置就 給咬傷和磨損；西部公司買回舊船這些使用過的設備工具，我估計他們看到這些提升工具磨損 ，就用焊接的方法修補；可能是焊接時沒有預熱，焊完後也沒有進熱處，

10、焊條也知道是否匹 配，焊工的技術水平也是很好，因為我看到很多起弧氣孔。焊完後打磨平焊縫表面，再塗上油漆後 看上去就像新的一樣，但卻知道這可是隱藏很大的危機。 第三天早上我正準備回香港的時候，船長急急忙忙的找我跟他鑽井平臺上去。他指著一個剛從 海底上鑽桿斷口問我是麼原因造成的；我一看這鑽杆斷口正好在是錐形紋套位置上，在鑽 杆表面開位置很明顯地有焊接痕迹，而且是很新的焊接痕迹，我就問他為麼要在這個位置焊接。 2船長叫人把焊工找問個究竟。這位自廣州的焊工看到這麼多外國人都看著他，把他嚇得要 命，我問他是誰叫他焊的，他用廣州話告訴我： 是他叫我焊的！ 他指著另外一個外國人。我看到 這外胸前掛著鑽井專家

11、名牌，就問他為麼要在這個位置焊接，他就告訴我因為他用鋼纜去捆 綁鑽杆從貨架過時總是打捆綁住，所以叫焊工焊個耳環在鑽杆頭上後扣住上井架，到井 架後再用火焰割除去耳環。 聽他們這樣，我都無話可，唯有感到嘆惜！這些鑽井專家和工人都懂焊接方面的常， 我告訴船長這船上的鋼材很多是高强鋼材，是可以隨焊接的，必須有嚴格的焊接工藝和合資 格焊工，而且需要進預熱、保溫和熱處等工序才可以焊接，而且所有的焊縫還要做無損探傷等等。 聽罷後，船長叫我幫他寫份中文通告，意思是如果在船上要進焊接必須先有船長的批准。為 麼他會這麼緊張呢？他告訴我這艘鑽井船每天的開支是十萬元美！斷一條鑽杆就花一星期 的時間才從海底換上，也就是

12、七十萬美已經翼而飛！他要我先要回香港，下幫他把 所有的鑽杆全部檢測一遍，我我只有超聲波儀器而沒有磁粉探傷儀。他船上好像有一個磁粉探傷 儀，叫人找一個交電磁軛和一點點乾磁粉，但沒有磁粉和反差劑怎麼辦？這時候我就找一些設 備上大塊的生銹厚層，先鏟除下然後用錘子把它錘碎成粉，再用網過下成均勻鐵銹粉充當乾 磁粉用；而反差劑我就到油漆房找到白色油漆配天拿水稀釋，薄薄地塗抹在工件上的效果還錯。 我很快地把貨架上的鑽杆全部用磁粉和超聲波檢驗，將所有的鑽杆都檢測完可辛苦我，還真的找出 少有紋的鑽杆，有的是在紋位置有疲紋，有的是因焊接當而造成的紋，如果檢查就 可能會再有斷事故發生的。 船長看到這情況乾脆叫我把船

13、上所的鑽井設備的工具都進檢測。由於這是使用過的舊船，到 處都有修補過的和沒有修補的破損工件，這麼多的鑽井設備工具我以前從也沒過，所以我向船長 拿圖紙想瞭解這些被檢測的設備的結構圖以及它們的功能和名稱，他著我自己到船上的圖書館裏查 找。倒也是，船上的人自全世界各個同的國家，每個人都是剛剛到達也清楚船上的一，給我 感覺就是 ，真像八國軍一樣。在圖書館裏我可以看到很多鑽井方面的資，這對我判斷檢測 結果是很有幫助的。我把船上所的鑽井設備的工具都進檢測，發現很多紋多是補焊和焊接 引起的，船長看到這情況可氣壞，他乾脆把焊工房用鎖鏈鎖起，誰要焊接就得找他拿鎖匙，他 這招還真管用! 原本三天的工作卻讓我下近一

14、個月，把鑽井設備的工具都檢測完，他又叫去看看船上一台 用固定井口的高壓到 20000 PSI (磅/平方英吋) 的水泵。整個泵房是用鋼鐵板封閉的，他告訴我 這台水泵很危險，一旦穿射出水可以把人活活打死，所以這個高壓水泵房要用鋼板封閉。 聽他這麼一我再看看它的內部結構圖，在所有 90 轉角位置的管壁厚是外圓弧的壁厚，是內圓 弧的三倍以上，如正常管壁是 10mm 時，外圓弧的壁厚最少是 30mm 以上，這是因為水高壓 高速在管道裏動時，多在管外圓的內壁沖刷造成磨損，到最後就會穿，這樣的事件我在香港的 電廠過，磨煤機將磨成粉的煤粉通過管道輸送時，正是在管外圓內壁沖刷時將管壁磨穿，故電廠 經常會定期換

15、這些彎頭。 我很快明白他的意思，所以只要水泵停止工作時我就檢測，從泵房一直到鑽井杆的入口，重點 在彎頭直身位抽查做超聲波測後，找到幾個彎頭位置有明顯的磨損，請船長準備換和安排香港或 新加坡有經驗的焊工焊接。後我介紹香港歐亞船廠的焊接工人前幫他換修，再通過我超 聲檢測合格後才投入使用。 在鑽井平臺上工作一個月學習到一些鑽井方面的常，也看到一些問題，特別是這些鑽井專家 們完全懂焊接，做出很多危險的焊接工作形成很多潛在的危險。如果我們做無損探傷的人員熟悉 焊接方面的知，在做好探傷工作後及時發現這些隱患和想辦法解決，並將這些知傳授給這些鑽井3專家或其他人，就可以避免和減少斷事故的發生，真正做到 救人一命勝做七級浮屠吧！ 各位輕朋友在學習無損檢測的同時，也請努地學習焊接方面的知吧。 圖 1 典型疲失效斷口酸蝕後的焊縫顯示情况 圖 2 典型疲失效斷口可以看出有焊接的起弧氣孔 4