NTSB事故模拟视频

以下内容摘自NTSB事故调查报告,具体内容详见原件或登录UP官网查询

事故概况

2017年3月10日,美国中部标准时间24:50左右,UP铁路公司UEGKOT-09次货车(双机重联牵引,编组100辆)运行至MP 56.8(K91+410m)衣阿华州格雷廷格附近的杰克溪河铁路桥时脱轨.事故造成机后21-40位共20辆罐车脱轨,约32.2万加仑未变性乙醇泄漏并引发火灾.损坏线路400ft和152ft的铁路桥.UP铁路公司估计:不包括环境补救或清,理事故的费用,损失为400万美元.事故发生时西北风以17mph的速度吹至30mph能见度为10mile温度为10℉

事故调查

UEGKOT-09次货车于2017年3月9日从衣阿华州的苏必利尔绿平原有限责任公司乙醇工厂专用线发车,该工厂占地238英亩,拥有总计35141ft的专用线.该工厂设施有一个单一的装载架和两个存储槽,用于变性或未变性乙醇

2017年3月9日下午16:30,机班二人被召集执乘,在衣阿华州的伊格尔格罗夫登上了一辆由UP承包商提供的列车,然后被运送到约95mile外的爱荷华州的埃斯瑟维尔,在那里他们登上了本务机车,在埃斯瑟维尔二人得到UP调度员的授权前往位于爱荷华州苏利尔绿平原公司,在6mile以西的地方上车.机车乘务员于19:36离开埃斯瑟维尔.20:22抵达格林普莱恩斯.抵达绿原站后列车进行编组作业

事故列车以28mph的速度接近MP 56.8的杰克溪河大桥.在MP 56–MP 57.7间最大限速为30mph.机车乘务员表示:列车在接近事故区域时运行平稳.在驶过杰克溪河大桥后不久,列车在没有机组人员控制的情况下紧急制动.机车乘务员称他看到机车司机室窗外有一道明亮的橙色闪光.在座位上转过身后他们看到了一个巨大的火球升上夜空,此时机车乘务员立即通过无线电通知了内布拉斯加州奥马哈市的UP调度员并表示列遭遇紧急制动并脱轨导致车厢堆积,其中几辆发生火灾.本务机车停车后机班二人对脱轨情况进行了评估:他们观察到前20辆罐车(仍然在轨道上并连接在机车上)已经从燃烧的脱轨车厢中分离出来.分离后机车乘务员将前20节车厢拉离燃烧的车厢约1.5mile.紧急救援人员要求机班二人使用后部DPU将桥上脱轨车辆以西的52辆未受影响的罐车拉离火场.这项任务完成后机车乘务人员登上一辆UP铁路公司的面包车,被送回埃斯瑟维尔接受联邦政府要求的毒理学测试

危化品泄漏

20辆油罐车在机后第21–40位脱轨.其中14辆泄漏.共有10辆脱轨的罐车因机械损伤而破裂.4辆外壳受损的罐车从底部出口或顶部泄漏乙醇后引发大火.并持续燃烧了36h以上.事后调查表明:事故共造成32.2万加仑的乙醇泄漏

应急响应

事故发生后不到10min帕洛阿尔托县911调度中心就通知爱衣阿华州格雷汀格市的消防部门.格拉廷格消防队长告诉消防员:这是一个“完全危险物质事件”并第一个到达现场.他告诉NTSB的调查人员:他很注意对乙醇的紧急反应,无线电流量,执法的可用性,事故现场的规模,机车乘务员的位置以及移动任何没有脱轨的车辆.他说当他第一次拐进435大道时便看到了大火.在这个位置他发现列车停在了铁路道口

事故发生1h后车辆从300街的铁路道口撤离并恢复了通往附近房屋的道路.方圆0.5mile内的居民被要求自愿撤离.县应急部门和消防队长认为现场情况稳定,他们允许乙醇产品燃烧同时用泡沫监测和冷却附近的罐车.事故指挥随后在凌晨3:30被移交至UP

事故现场调查

NTSB调查人员检查了在杰克溪大桥上行驶的未脱轨车辆(第1–20辆)NTSB调查人员观察到:碾压右侧轨道(或南部轨道)的几辆车右侧的轮对显示出新的水平撞击损伤(与车轮踏面垂直的印痕)列车左侧轮对没有观察到这样的损坏

损坏开始出现在第4辆罐车但没有出现在第5或第6辆上.在10-20号罐车上每辆车都能观察到撞击损伤.在第20辆时更加明显:TCBX 198115号是最后一辆通过脱轨区域而没有脱轨的车厢.NTSB调查人员完成了从MP 57.10-MP 56.35的步行轨道检查,他们发现了7个不符合联邦铁路局《联邦法规》第49篇第213部分“轨道安全标准”中规定的最低轨道标准的缺陷:其中包括四个横梁分布缺陷:枕木数量不足,一个轨道扣件缺陷以及一个铁路基础和连接板之间的集中负载

严重的轨道结构损坏在直接区域的脱轨妨碍了全面检查完好的轨道结构.损坏和移位的铁路总长度约为400ft,NTSB调查人员找到:确认并整理了大约390ft的受损和移位的钢轨.根据制造商,制造日期和钢轨断裂特性对断裂部件进行“重新组装”

列车损坏情况

环境修复

UP与美国阿卡迪斯公司签订了合同以支持脱轨修复工作.这些活动包括收集数据评估对Jack Creek的潜在影响,实施土壤采样和修复,支持生态许可并准备和提交所需的报告给爱荷华州自然资源部(爱荷华州DNR)阿卡迪斯提交给爱荷华州DNR的报告得出结论,由于火灾的规模,持续时间和强度泄漏的大部分乙醇被认为已被烧毁.阿卡迪斯的报告进一步指出,脱轨附近土壤中的乙醇含量相对较低.阿卡迪斯公司报告说溶解氧监测和乙醇测试没有表明对地表水有重大影响

人员信息

机车乘务员

事故列车工程师于2005年1月被UP雇用正式入路.机车乘务员与列车长必须经过联邦政府批准的培训和认证.2015年6月他获得了铁路机车驾驶证.该认证有效期至2018年6月,这名机车乘务员是“泳池组”的一员,这意味着他会在不同的地方做不同类型的工作.在接受NTSB调查人员采访时这名机车乘务员表示:他已经有一段时间没有穿过这片区域了.当被问及列车驶过杰克溪河大桥时是否经历过颠簸时,他说:“看起来并没有比平常更颠簸.”

列车长

该列车长于2003年9月被UP聘用入路.他最近一次获得上岗证是2012年6月.该认证有效期至2020年2月,列车长也是泳池会的工作人员.在接受NTSB调查人员的采访时他说,他曾多次在这个地区运行过.他告诉调查人员当列车驶近杰克溪河桥时他从车头的前窗瞭望时没有注意到线路出现任何异常

人员电子设备使用

NTSB调查人员获得的手机通话记录显示,事故发生当天二人在执勤时都没有使用手机

线路维护

该公司的轨道维护经理(MTM)已经在该领域担任该职位超过20年.事故发生时他负责350mile的铁轨维护工作.MTM监督15名跟踪部门员工;使用它们来维护指定的轨道

MTM告诉NTSB调查人员:大约10到12年前UP在埃斯瑟维尔地区安装了一个从MP 0到MP 32.2的大型铁路区段.他说,高比例(约90%)的铁轨缺陷是在这个90磅重的路段发现的他说:“事故现场没有发生太多服务故障(铁轨断裂)在事故发生前的20多年里没有发生过脱轨事故”当被问及桥梁检查时,MTM表示他没有看到这些检查的报告

线路检查

埃斯瑟维尔分局的轨道检查员在UP服务了40多年;他做了大约34年的轨道检查员,视察埃斯瑟维尔地区大约25年.他被分配的区域包括185mile的主轨道,其中包括100多个轨道开关和不同的车场和工业轨道.他告诉调查人员:除了偶尔会有联邦铁路局的检查员或铁路经理陪同外他通常独自检查

他最后一次检查这条线路是在事故发生的前一天也是事故发生前最后一个有资格穿越这条赛道的检查员.他对脱轨地点附近的铁轨毫无异议.他记得在他多年的检查中,在脱轨区域唯一发现的问题是桥西边的一根断裂的钢轨.当被问及他与桥梁检查员的互动时他表示:当桥梁检查员进行工作时他通常不会加入他们

UP桥梁检验员

桥梁检查员自2004年起受雇于UP桥梁部门并于2008年开始对桥梁进行检查.他被派去检查大约425座桥梁和180到200个涵洞.他说事故桥每年接受两次检查,上一次检查是在2016年10月.在这次检查中他记录了桥西端的第一个结已经失去了一些压舱物并且出现了缺口(没有支撑)桥梁检查员告诉调查人员,这种情况不符合联邦的低水平指导方针但他在记录中记录了这种情况.他说如果他发现有缺陷的状况他会通知线工务部门,如果有必要他可以通过实施速度限制来保护线路安全

工作/休息的历史

NTSB调查人员调查了这名司机和列车长的工作和休息记录.经调查确定事故发生时司机及列车长已执勤8h20min司机和列车长前一天(2017年3月8日)从14:10开始工作并于2017年3月9日1:45结束工作.在2017年3月9日报到前,两名机组人员都比前一天休息了超过10h

毒理学资料

根据法规,事故后测试是必需的.因为该事件涉及涉及危险物质释放的重大事故按照49 CFR 219.201“需要测试的事件”的要求.在移动未脱轨的设备支持应急反应人员后机组人员被运送去进行毒理学测试

操作信息

埃斯瑟维尔地区位于衣阿华州的戈德菲尔德和爱荷华州的苏必列尔间,约79mile.它主要是一条单线与一条待避的侧线

该地区的铁路运营由位于内布拉斯加州奥马哈的UP列车调度中心的轨道许可证控制.在事故发生地单一主道的车速为30mph

事故中涉及的UP员工受通用操作规则规范(UP 2015)UP的爱荷华州地区时间表第5号(UP 2016)也控制了列车运行《UP气制动和列车处理规则》(UP 2016a)《危险品处理指令》(UP 2013)和《系统特殊指令》(UP 2016b)也已生效

机车乘务员在到达埃斯瑟维尔取车时从奥马哈的调度员那里收到了调度命令

列车运行监控

本务机车运行监控数据显示,在24:50:49通过杰克溪大桥后约34s,列车以约28mph的速度行驶,制动管压力从88psi下降到5psi.1s后列车紧急制动,同时保持28mph的速度.数据表明这不是机车乘务员造成的.在接下来的37s里列车的速度从28mph下降到0停车

线路描述

埃斯瑟维尔分局管内线路由一单线与一侧线间的MP 0.0和MP 79.3.它起于衣阿华州戈德菲尔德,终到苏必列尔,平均每天一趟列车.

向东线路的坡度从MP 79.3到MP 56.45坡度为1.5‰到-1.14‰从MP 56.85点到脱轨点(POD) 坡度为-2‰,呈轻微下降趋势.在事故地点轨道对齐是切线,这意味着轨道是直线.没有弯道

线路概况

线路为单线非电气化线路,轨道由90磅重的连续焊接钢轨(CWR)组成,由不同的公司制造CWR安装在10in的单肩连接板上,连接板位于轨道的底面和枕木的顶面间.钢轨通过固定板固定在标准的枕木上,用传统的6in切割轨道钉.在脱轨前UP使用的道钉模式包括一个抱轨钉在钢轨和枕木一侧.枕木宽9in高7in长8ft6in中间间隔19.5in(名义上)枕木采用箱形锚定,每隔一根用防爬混凝土撑固定以抑制轨道爬行运动

铁路桥

杰克溪河大桥是一座11跨木制开放式大桥;长152ft,桥梁因脱轨而毁随后发生火灾

根据文件显示:该桥最后一次检查是在2016年10月11日.检查记录显示:这座桥建于1937年,桥面枕木于1970年更换.尽管在这次检查中没有发现任何缺陷或异常但UP桥梁检验员在报告中提到:桥上的压载物不足并评论道:“先将悬挂在2 1/2(英寸)处的桥绑掉”21 UP无法提供任何文件证明这一情况在这次脱轨之前已经得到了纠正

列车运行监控

在这次事故中,本务机车装有前置摄像机和车载图像记录系统.美国国家运输安全委员会的调查人员查看了视频并没有发现通往杰克克里克大桥的钢轨有任何间断

视频显示:在本务机车穿过杰克溪大桥42s后机车背后发出的亮光足以照亮周边大片区域

列车信息

UEGKOT-09次货车由2台机车重联牵引,编组100辆;本务机车AC4400CW-CTE 5666,重联机车SD70Ace 8376,机后第1与第100位为装载黄沙的隔离车,2-99为装载乙醇的重罐车.未固化乙醇被美国交通部(DOT)指定为3类危化品;事故列车也被归类为高危险易燃列车(HHFT)并受到路线规划,限速和DOT-111罐车的特定商品逐步淘汰以及有害材料法规(HMR)的报告要求

机械检查

2017年3月9日22:22也就是脱轨前约2.5h,UEGKOT-09次货车机班二人在距离事故地点不到20mile的衣阿华州Superior Green Plains,进行了联邦铁路管理局I级制动测试

NTSB的调查人员完成了事故后的机械行走检查和联邦铁路局(FRA)的一级制动测试:对所有没有脱轨的汽车进行了测试,发现很少有缺陷.所有接受检查和测试的车辆都显示出列车空气制动系统的良好完整性——所有的制动都按设计的方式启动和松开.在车上观察到的情况中没有一个被发现是导致事故的原因

NTSB调查人员在事故后恢复后还检查了脱轨的罐车和80组轮对.除两个因脱轨而断裂的车轮外其余车轮均完好无损.有几个车轮显示了与油罐车起火相吻合的热暴露痕迹.列车南侧未脱轨车厢(机后第1-20辆)的车轮在车轮踏面上出现了新的水平损伤.第40辆(第41-98节和DPU)后面的未脱轨车辆的车轮或牵引机车的车轮在车轮踏面上没有任何水平的车轮痕迹

轨道和轨道检查

本节讨论三种类型的检查:轨道检查,内部轨道检查和轨道几何检查.轨道检查人员通常以视觉检查轨道结构的速度(20mph或以下)在轨道上行走或骑乘车辆.他们评估轨道结构包括道砟,横梁,轨道组装配件和轨道的物理条件;路基和紧挨着路基的区域;以及轨道的几何形状来决定它们是否符合联邦和铁路的要求

在内部轨道检测中,铁路使用超声波和感应检测设备要么在专门的检测车辆上,要么在手持设备上.检查轨道的内部缺陷.在超声波检测中换能器发出的超声波从不同角度穿透钢轨.钢轨缺陷如钢轨上的裂纹以及钢轨特征通常会将声波反射回传感器,反射的信号会显示在监视器上设备操作员评估这些反射信号以确定反射的原因,可能是裂纹,其他内部钢轨缺陷或钢轨外形特征.在感应检测中,线圈在轨头上方的固定距离上移动.检测并测量磁场中的任何畸变再由设备操作员进行评估这些评估也用于识别和定位潜在的缺陷.轨道几何检查是通过配备了自动收集和评估轨道结构状况的测量系统的专门铁路车厢进行的,该系统收集的测量数据包括轨道规,校直和轨道表面.如交叉水平,经度和剖面

UP跟踪检查和维护历史记录

NTSB调查人员从7月1日开始查看了UP的跟踪检查记录:2016年至2017年3月9日埃斯瑟维尔地区MP 0.0至MP 78.46,联邦铁路局法规(49 CFR第213部分“轨道安全标准”)要求铁路承运人在检查当天准备并签署轨道检查记录以记录检查的频率以确保遵守规则.联邦铁路局的跟踪检查记录需要反映实际的现场条件和与规定的偏差.UP选择以联邦铁路局3鳄级速度运行这段线路要求每周至少检查一次

尽管埃斯瑟维尔分区不符合关键路线的定义但根据2016年12月22日与联邦铁路局达成的合规协议(详见第1.14.6节)UP已将该分区的轨道检查频率从每周一次增加到每周两次.UP履行了每周检查轨道段的义务包括侧线.然而在本应每周检查两次的路段上UP在2017年2月19日至25日的那一周完成了一次检查

对UP轨道检查记录的回顾还显示UP轨道检查人员记录了埃梅茨堡和苏必利尔间的边缘连接条件.检查员在7月1日期间记录了MP 44.5和MP 78.4之间49个有缺陷的位置.

2017年3月9日,一名合格的UP轨道检查员在事故发生前对脱轨区域的轨道进行了最后一次检查.轨道检查记录显示:在MP 48.49到MP 78.46之间有两个缺陷:这一区域包括脱轨足迹,这两个记录在案的缺陷与这次事故无关.这些有缺陷的情况并不在事故区域附近,列车恢复运行之前就得到了修复

内部轨检历史记录

UP公司向NTSB提供了埃斯瑟维尔地区的最后两份超声波轨道测试报告.事故区域最近的一次测试是在2016年5月24日进行的

在MP 50.25和MP 61.12之间发现了一个有缺陷的轨道条件,这是MP 56.54处有缺陷的工厂焊缝.2016年5月27日UP安装了更换的导轨.事故发生前的2015年7月14日,在脱轨区域进行了超声波轨道测试.报告显示包括出轨的足迹在内,在48.84到61.25间没有发现有缺陷的钢轨

轨道几何检查

UP公司每年在埃斯瑟维尔地区用轨道几何车进行一次调查.最后一次通过脱轨区域的轨道几何测量是在2016年8月15日.在54.16 MP和57.64 MP间没有发现轨道几何条件或偏离联邦铁路局的最低标准(包括脱轨区域)联邦铁路局没有在埃斯瑟维尔地区使用其自动轨道检查项目的测试车辆进行调查

对轨道和铁路检查的监督

联邦铁路局的铁路安全办公室负责监管整个铁路行业的安全.为了执行任务联邦铁管局的工作人员包括来自8个地区办事处的约400名联邦安全检查员.作为衣阿华州总系统的一部分,铁路由总部位于密苏里州堪萨斯城的联邦铁路局第六区监管.联邦铁联第6区人员负责监督科罗拉多州,衣阿华州,堪萨斯州,密苏里州,内布拉斯加州,怀俄明州(东南部地区)和伊利诺伊州.此外衣阿华州,密苏里州和伊利诺斯州的运输部门都有检查员与联邦铁路局的工作人员一起工作.第6地区的轨道检查由16名安全检查员进行:10名联邦铁路局检查员,2名爱荷华州检查员,2名密苏里州检查员和2名伊利诺斯州检查员

NTSB调查人员查看了联邦铁路局从2015年3月到事故发生当天的跟踪检查记录.记录显示联邦铁路局安全检查员最后一次检查脱轨地点是在2016年12月13日.该检查报告没有发现有缺陷的情况;但是报告中有一条评论说,在检查过程中线路被雪覆盖.该评论还记录了苏必列尔和Emmetsburg之间的边缘连接条件(包括脱轨地点)

在这一区域内,一些非常边缘的条件存在从MP 60格雷汀格到MP 70南端的埃斯瑟维尔.一排有5-10个或更多领带的大量区域有缺陷或接近缺陷.联邦铁路局2级速度从mp72到78,联邦铁路局3级速度存在从mp72到最坏的边缘连接延伸到mp49

这是一条乙醇运输线.风险更高,尤其是在最边缘的地区而且它以联邦铁路局3级速度运行

检查记录还显示:2015年联邦铁路局在埃斯瑟维尔脱轨区域进行了两次轨道检查.这些检查由不同的检查员在3月和7月进行,记录了11处有问题的情况.其中9处是有问题的横杆的地点,2015年3月的联邦铁路局检查报告称:MP 48和78之间的Tie condition处于较差的状态,在许多地区打算[sic]级接近缺陷[sic]状态

一位联邦铁路局检查员在2015年7月的联邦铁路局检查报告中评论道:从MP 70到MP 49条件是边缘的联邦铁路局级别的轨道正在运行的地区.这些联系非常接近其生命的结束和另一个冬季周期将最有可能使这些地区不合规.这也是一条主要的乙醇运输路线

事故后轨道检查

NTSB调查人员在事故发生后对脱轨区域49.09至69.34 MP的两侧进行了检查以评估轨道的整体状况并确定在事故发生前任何可能在事故列车下断裂的额外轨道;没有发现损坏的铁轨.NTSB调查人员检查了MP 54.53至MP 49.09(脱轨以东)和MP 58.0至MP 69.34(脱轨以西)的轨道,从MP 54.53到MP 58.0的轨道没有被检查,因为脱轨设备占用了轨道.总体轨道状况如下:90磅的CWR轨道;轨道锚定是一致的,没有观察到纵向运动的迹象;虽然NTSB调查人员注意到了一些几何条件但他们没有发现任何几何缺陷,这是按照UP和FRA的标准规定的;没有发现问题;而十字路口的情况是边缘的.有几个地方被发现不符合联邦铁路局的规定

2017年3月11日,NTSB调查人员与联邦铁路局检查人员在57.10到56.35 MP之间进行了步行检查此次检查的对象是事故桥两侧被破坏的轨道和脱轨的轨道车辆.联邦铁路局的检查人员完成了一份检查报告,其中记录了7个缺陷包括:4个横梁分布缺陷,一个铁轨段的横梁数量不足,一个铁轨扣件缺陷以及一个钢轨和连接夹板之间的集中负载

根据轨道排列和轨道等级联邦铁路局的最小TSS允许每39英尺的轨道不超过8个无缺陷的横梁;没有缺陷的横梁也必须有效地分布在整个39英尺的铁路段.在这次步行检查中从MP 57.10到MP 56.35NTSB调查人员注意到,在这段线路上平直条件是边缘的.在距离POD不足1000英尺的钢轨上发现了两个横梁分布缺陷和横梁数量不足,观察到的枕木被发现有缺陷,裂开,破损或无法固定紧固件

NTSB调查人员在这次事故后的步行检查中进一步指出:当他们从西部接近杰克溪河大桥时,桥梁状况有所改善.对脱轨轨道切线和轨道以东曲线进行周期性测量未发现缺陷.该轨道段无钢轨接头,没有发现纵向轨道运动

在脱轨区域由于脱轨力的作用,轨道结构发生了错位.NTSB调查人员进行了测量,观察轨道对齐并测量了轨道表面通往受干扰的轨道.从MP 57.10到脱轨区域的轨道段的轨道几何形状没有例外.NTSB调查人员注意到,有横木缺陷的区域的剖面条件从3/4in到1-1/4in不等

脱轨点与轨道改造

在现场根据铁路基础设施的损坏程度和罐车的停放位置.NTSB调查人员确定在横跨杰克溪河的大桥西侧入口的轨道压载物部分,POD位于MP 56.8附近

NTSB调查人员识别并重建了从西入口到横跨杰克溪河大桥的钢轨.大约15ft的南轨和10ft的北轨没有找到.通过制造商,制造日期和钢轨断裂特征识别钢轨并将钢轨拼接在一起,以识别第一个不连续区域.在出轨区域90磅重的铁轨是由内陆钢铁公司和伊利诺斯钢铁公司制造的.大部分铁轨是在1925年到1930年间制造的;其中一段铁路是在1937年制造的;另一部分是在1957年生产的.所有回收的铁轨都列了个清单:南,北两段钢轨按先后顺序标示,由西至东穿过出事区域

正如前文中提到的,列车南侧的几个车轮在驶过南轨的车轮踏面上显示出新的水平撞击损伤.与车轮对车轮踏面的冲击损伤一样,当轨道车辆的车轮遇到轨道不连续,轨道两端可能会因车轮滚动的锤击效应而变形.在铁路工业中这种发生在轨道上的变形被称为轨道端击穿

与车轮的运动方向一致,轨端端面可以分为离开端面或接受端面,这意味着当仔细检查时变形将具有与运动方向一致的独特特征.虽然轨端损坏可以作为已经存在的断轨的标志但NTSB的调查人员无法找到任何可以显示明确的轨端损坏表明已经存在的断轨

罐车法规和行业标准

HMR在49 CFR第179部分“油罐车规范”中概述了联邦对油罐车的要求:第179部分的子部分B包含一般设计要求而子部分D包含无压力罐车油箱的规格.其他罐车行业标准通过参考纳入HMR可以在美国铁路协会(AAR)标准和推荐操作手册中找到.附录C包含一个描述易燃液体罐车规格的图表.在事故列车中的DOT-111罐车被建造时运输乙醇的罐车可以用符合49 CFR 179.200-7“材料”中规定的板材材料制造.这次事故中涉及的罐车是用碳钢板建造的.DOT-111型罐车必须由TC 128 B级钢或A516-70钢制造DOT-111的规范要求最小板厚为7/16in,在建造这些罐车的时候联邦法规不要求热保护,也不要求罐车头部防刺穿系统,如护套或头盾也不要求使用更坚硬的标准化钢材

管道和危险材料安全管理局(PHMSA)法规49 CFR 179 (D)《无压力油罐车油罐规范》要求:2015年10月1日以后用于HHFT的新型油罐车必须按照DOT-117规范或该法规中规定的117P性能标准建造.该规定进一步要求2023年5月1日以后用于乙醇服务的DOT-111罐车以及2023年7月1日以后用于乙醇服务的伤亡预防通告规格-1232 (CPC-1232)罐车,必须更换为新规格的DOT-117罐车或已改装为DOT-117R性能标准的现有罐车.该规定要求使用符合DOT-117标准的罐车运输所有3类易燃液体,无论列车的编组也无论易燃液体罐车是否在HHFT中组装

改装后的油罐车必须配备全高度的头罩最小11级护套,热保护系统,顶部配件保护以及增强的底部出口阀手柄设计以防止事故中意外打开

易燃液体罐车

绿原运输和物流副总裁告诉NTSB调查人员,该公司根据市场价格选择罐车.市场价格因租赁数量和租赁期限的不同而不同.租赁协议是一种全面服务的合同,其中轨道车辆保留出租人的申报标志.出租人负责大部分的维护和行政记录的保存,油罐车是根据可用性和潜在的重量限制来分配的,以服务于绿色平原的每个工厂的铁路.建造286000 GRL的罐车;例如DOT-117型罐车可能无法满负荷装载.因为通往一些乙醇工厂的轨道基础设施的限制

绿原运输和物流副总裁告诉调查人员,公司管理层完全了解DOT-111罐车的适用规则和2023年淘汰截止日期,因此物流团队的任务是代表公司确保合规.他表示为了确保车队遵守规定,绿原一直在就更换计划进行谈判并在租赁公司安排的维修期间让油罐车进出车队.他进一步表示绿原公司打算遵守法律

NTSB调查人员检查了向绿原铁路租赁事故列车上使用的油罐车的七个铁路车队所有者的UMLER数据库记录表3列出了2016年1月至2017年4月期间各大车队中传统DOT-111,CPC-1232和DOT-117罐车数量的变化情况

净制动比评价

应国家运输安全委员会的要求,调查人员前往位于德克萨斯州萨吉诺的三一铁路罐车维修设施,对事故列车上的三节未受损的样本罐车进行了在役罐车净制动比测试.制动系统在设计参数范围内运行

有限元研究

利用有限元(FE)模型研究了轨道轮廓和轨道支撑条件对油罐车车轮载荷下90磅钢轨变形和应力的影响建立了90磅铁轨的两个三维有限元模型.其中一个模型基于UP提供的图纸,具有标准的(未磨损的)轨道轮廓并假定轨道支撑条件坚硬.另一个模型有一个磨损的轨道轮廓，基于从事故中收集的轨道轮廓的测量数据并假定轨道支持条件不那么僵硬比较了两种模型的钢轨内应力和钢轨变形

事故后行动

联邦铁路局检查员于2017年5月返回埃斯瑟维尔分区在MP 78.4-MP 0.0间进行步行检查;唯一的例外是MP 59.0-MP 48.59间NTSB调查人员要求提供与这些检查相关的记录.这些检查的结果是发现78处有缺陷的轨道状况,其中51处是有缺陷的横木,5处是没有保持轨道规的轨道扣件.这些报告没有提出民事处罚的建议

2017年11月13日,UP官员通知NTSB调查人员,自事故发生以来Estherville分区和其他附近分区的事故后行动如下:

自2017年3月脱轨以来(2017年)地区工作人员已经安装了约8600条枕木

2018年的资本项目包括谷物线项目

2018年的资本项目包括在上述分区的所有桥梁通道上设置10ft高的通道

UP已将这些纹路上所有二级细分路段的最大允许速度从30mph降低到25mph;UP已经将该细分路段的最大允许速度从49mph降低到40mph,UP已将谷线轨道检测车检测的频率从每年一次增加到每年两次

在年底前UP完成了联邦铁路局合规协议的所有要求.根据联邦铁路局合规协议增加了轨道检查:包括增加轨道检查员,GRMS测试,几何车检查和轨道探测器车检查

具体来说UP每年增加一次对3类轨道的检查.主线和支线检查从每年两次增加到每年三次

UP官员向NTSB调查人员提供了事故后行动的最新情况:

UP预计到2018年底,将安装超过60万根横木,项目将于2019年完成

UP2018年的资本项目被批准用于桥梁跨径.年初至今UP符合联邦铁路网管理局合规协议的测试和检查要求

2017年11月16日,联邦铁路局官员向NTSB调查人员通报了事故发生后埃斯瑟维尔地区的以下事故后行动:

联邦铁路局对事故发生地北方邦埃斯瑟维尔地区的轨道结构进行了全面检查.UP已经纠正了检查期间注意到的情况

北方邦已经组建了分部工作人员来纠正联邦铁路局检查人员发现的缺陷并在90磅重的铁轨下增加了每英里150条枕木

联邦铁路局继续监测北方邦的努力以解决2016年12月的合规协议中提出的与北方邦跟踪检查和维护计划缺陷有关的问题

UP按时完成了2017年底到期的联邦铁路局合规协议的所有要求

UP根据合规协议增加了跟踪检查.检查包括轨道检查,GRMS检测,几何车检查和轨检车检查

联邦铁路局计划于2018年10月对埃斯瑟维尔及其周边地区进行自动轨道检查

联邦铁路局官员于2018年8月21日向NTSB调查人员提供了合规协议的最新情况:

UP一直遵守合规协议中的所有项目

UP提前完成了合规协议的交付内容

尽管这些可交付成果的最后期限是2019年底,但UP有可能在2018年底超过所需交付成果

UP继续增加轨道检测,GRMS检测,几何车检测和轨检车检测

原因分析

铁路线路检查

在第4到20辆未脱轨车辆的车轮踏面上观察到的新的水平撞击损伤,这些车辆在脱轨前立即在桥上移动与滚动的车轮接触到暴露的破碎钢轨前缘一致.当车轮在损坏区域滚动时,断裂的轨道前缘撞击了车轮的履带留下了撞击损伤.美国国家运输安全委员会的调查人员没有观察到在北轨行驶的车轮上有任何水平撞击损伤;然而他们记录了总共14辆罐车和机车在南轨上行驶时,踏面有新的水平车轮损伤.观察到的车轮撞击损伤在距离机车较远的罐车南侧车轮上更为明显,这表明轨道的破碎轨道段变得越来越糟糕.直到南侧轨道不再能够支撑列车

NTSB的材料实验室事实报告包括了对位于杰克溪桥附近的一段特殊的断轨的详细检查，这段南轨的长度为3ft4in

纵向冲击损伤也被称为头部撞击,主要出现在西裂缝面.尽管它通常是面向轨道现场一侧的角度.此外钢轨的测量面(与磁场面相对的面)表现出与滚动接触疲劳一致的特征或缺陷

轨头检查,剥落,脱壳和轨头缺陷会导致向内的渐进式裂纹(主要是疲劳引起的)从而导致轨头断裂,这些都出现在10S段.有可能的是可能有一个关键的材料已经存在或机械缺陷的一个未恢复的碎片的轨道.然而没有直接证据表明这一点，任何可能性都是推测.对头部磨损和其他头部损伤的检查通常与章节10S中普遍存在的损伤不一致.我们对受损最严重的钢轨头进行了超声波检测,没有发现与内部裂纹一致的裂纹迹象

铁路线路损坏

在对回收的钢轨碎片进行检查时NTSB材料实验室确定:事故中被检查的钢轨的所有断裂面都表现出了与超应力断裂相一致的特征.断口微观形貌显示出解理面与低延性合金的超应力断裂相一致.没有一个轨道断裂表面表现出与先前存在的裂纹或缺陷一致的特征,这将导致在这种情况下的轨道失效

轨道结构的合理维护对铁路的安全运行起着至关重要的作用.适当的维护可以确保轨道结构的所有部件都按照设计的方式运行.在这次调查中NTSB调查人员确定UP没有按照联邦铁路局的最低TSS或其内部轨道维护标准来维护其在UP Estherville分区的轨道结构.此外NTSB调查人员确定并不是所有有缺陷的铁轨都按照UP轨道维护标准和联邦铁路局TSS进行了识别,报告和修复.NTSB调查人员确定,联邦铁路局在事故发生前的两年内没有报告上埃斯瑟维尔地区所有有缺陷的铁轨状况.此外他们没有使用所有可用的执行选项,例如民事处罚的建议以要求UP遵守联邦铁路网对埃斯瑟维尔分区的最低TSS.基于新鲜的观察水平影响的车轮踏面损伤观察20 nonderailed汽车,4日通过考试的铁路从事故中恢复过来,和枕木的条件结构Estherville细分,NTSB认为脱轨可能的原因是UP的轨道维护和检查项目不到位,以及联邦铁路局对联邦轨道安全标准应用的监督不到位

90磅磨损钢轨的分析

利用模型探讨钢轨磨损和可能退化的轨道支撑条件的影响.NTSB调查人员测量了轨道磨损,但轨道支撑刚度值来自于文献报道的数据比较了钢轨磨损和轨道支架不太牢固的最坏情况与钢轨未磨损和轨道支架牢固的最佳情况.正如预期的那样,退化的履带在车轮载荷下表现出比最佳情况下更高的应力水平但在假设的最坏情况下增加的应力本身并不足以导致履带失效.不能说任何模拟的轨道支撑条件与事故现场的实际条件相对应

基于有限元模拟结果,磨损钢轨和软轨支撑条件下钢轨的峰值挠度和峰值纵向应力均比标准(未磨损)钢轨和刚性钢轨支撑条件下高3倍左右.有限元模拟结果进一步表明:钢轨头部区域的横向应力与钢轨截面头部面积和支撑条件有关.磨损的钢轨头部面积较小,这将导致头部区域的横向应力较大.对比研究中建立的两种轨道剖面和轨道支撑条件,在轨道剖面磨损和轨道支撑软的情况下横向应力峰值高出约50%,横向应力相对较高的区域(大于5 ksi)相当大.众所周知水头区域的横向应力与垂直劈裂水头破坏有关,因为它有可能在垂直方向上打开裂缝.然而没有证据表明事故钢轨的失效是由于垂直裂头失效模式,不能说磨损的钢轨剖面是造成事故中钢轨断裂的原因.根据这项研究的结果NTSB得出的结论是:退化的轨道结构,如磨损的轨道和退化的轨道支撑条件将导致更多的轨道运动和更高的钢轨应力.有限元研究表明:在退化的轨道支架上90磅重的钢轨磨损会导致钢轨头部区域产生更高的横向应力使钢轨由于垂直裂头失效模式而面临更大的失效风险.然而NTSB的FE研究也显示:没有迹象表明轨道有因过载而失效的危险,假设模型中的荷载,轨道和支撑条件能够代表实际情况

DOT-111型乙醇罐车

DOT-111型罐车在这次事故中的参与进一步证明了罐车头部和炮弹的脆弱性.联邦铁路局关于击穿性能的研究表明:有几个变量会影响罐车抵抗撞击物体击穿的能力.本节描述了为什么现有的DOT-111运输易燃液体的油罐车必须迅速更换为性能更好的新罐车,设计为防止脱轨情况下的货物泄漏

罐体破口

在此次事故中20辆脱轨的罐车中有14节泄漏了乙醇.其中有10辆遭受了机械冲击造成头部和/或被击穿,断裂和撕裂.一辆罐车因小的热撕裂而泄漏.三辆罐车只因为顶部配件和底部出口阀门损坏而泄漏

虽然计算得出的罐车头部的穿刺阻力能量在头部中心最大但TCBX 198194(第24)和TAEX 2909(第29)油罐车的这个区域被穿刺了

大直径的圆形凹痕是几辆罐车间正面撞击的证据.第34辆车(编号:CTCX 731383)就是这样的情况:它的b端头部与另一辆罐车相撞留下了一个深而圆的凹痕.类似的损坏也发生在第36辆车(CTCX 731997)上,在a端头部的深度折叠材料上造成了8in的裂缝

运输易燃液体的无压罐车上的罐头保护系统成功地防止了罐破裂和随后的泄漏,NTSB调查了其他事故.例如2017年4月30日,一列加拿大国家铁路总公司的油龙列车在密西西比州的Money被一列CN的载货列车以每小时33英里的速度从后面撞上.一辆原油罐车(CBTX 718470)按照新的DOT-117规格构造9/16in的标准钢头热保护,全高1/2in厚的头罩以及防护钢板,承受了来自后面的CPC-1232罐车的头部撞击.NTSB调查人员观察到DOT-117罐车尾部防护罩成功拦截了撞击的CPC-1232罐车头部,没有对罐头造成破坏.DOT-117油罐车在事故中没有泄漏任何原油

2015年2月16日,在西维吉尼亚州碳山运输原油的非护套CPC-1232罐车脱轨事件的调查中.发现了证明罐头保护系统价值的其他证据

头罩的设计是为了吸收和分配冲击载荷在更大的表面积上的罐车头部.油箱头部断裂所需的能量会增加.在这次事故中,半英寸厚的全高头部防护罩本可以防止或至少减轻6个破损的罐车头部的一些能量较低的刺穿.虽然列车脱轨时的速度是30mph,但由于磨合和减速,作用在脱轨车辆上的摩擦力以及在相同方向上的相对运动,在许多情况下预计汽车对汽车的碰撞速度会稍低一些.“罐车头部抗刺穿系统”指的是在相对车速为18mph的情况下,该系统能够在不造成任何货物损失的情况下承受车钩对头部的撞击.

虽然闪点的不同并不能改变变性乙醇和未变性乙醇都属于第二类包装中第3类易燃液体的事实,但政府和行业利益相关者尚未研究变性剂的缺乏对单元列车运输乙醇的安全性可能产生的影响.特别是汽油天然变性剂中所含的挥发性成分的缺失,究竟会在多大程度上降低事故发生后罐车外壳热撕裂和高能火球爆发的严重程度和可能性,目前尚不清楚.NTSB的调查人员注意到:格雷汀格号脱轨事故

b2b乙醇变性燃料事故的结果不相比较.脱轨现场并没有产生高能高压事件,也没有使罐车部件产生火箭效应更没有对脱轨的罐车造成重大的热损伤.这与2011年2月发生在俄亥俄州阿卡迪亚的变性燃料乙醇列车脱轨事件形成了鲜明的对比

联邦铁管理局已经认识到,原油和变性乙醇的排放具有相似的危害行为.在相同的油罐车体积基础上变性乙醇甚至比原油造成的危害更大.此外联邦铁管局评估了2006年至2014年期间发生的油罐车事故的经验损伤评估数据,发现变性乙醇比原油更容易挥发,对安全造成更大的风险,联邦铁路局的结论是:使用变性乙醇的油罐车热故障率比使用原油高1.5倍.在运输变性乙醇的罐车中更有可能发生导致罐车完全分离的高能量事件.联邦铁路局调查的所有事故都涉及到变性燃料乙醇,这可能与这次事故中涉及的未变性燃料乙醇的表现不同

此外当列车脱轨时,由于地表水,地下水和土壤的污染而释放出变性乙醇时与变性剂有关的有毒有机碳氢化合物的存在使环境修复工作变得复杂.由于格雷汀格号脱轨事故中未变性的乙醇不含有毒化合物,如人类致癌物苯.因此这次事故对环境的影响远没有变性乙醇事故严重.水测试没有发现对水生生物或脱轨现场下游环境的重大影响.泄漏的乙醇只导致地表水溶解氧水平的局部下降

清理污染土壤要容易得多,因为这些材料可以在卫生填埋场处理而不需要对危险废物成分进行预处理.此外由于没有渗入和污染含水层的变性剂,也不需要进行长期的地下水监测和修复工作.因此NTSB得出结论认为,与涉及变性燃料乙醇的类似铁路事故相比这次事故对油罐车的热损伤最小.事故后没有剧烈的火球喷发,对环境的影响也更小.因此运输乙醇时不使用挥发性变性化学品可能会带来安全

未造成本次脱轨的因素

NTSB确定这部分的因素没有造成或促成这次事故的严重程度

在49 CFR第172部分适用于提供危险材料用于运输的人的要求中,有一项是证明危险材料正确分类并在运输文件上描述.错误的危险材料运输文件描述传达给紧急反应人员,他们是在应对变性乙醇泄漏而不是未变性乙醇事件

NTSB调查人员发现:发货人的Intellifuels系统为每次装载生成计价单,其中包括一个默认的运输部对变性燃料乙醇的运输描述

发货公司声称,他们无法更改Intellifuels系统制造商在多年前安装该装置时编写的描述.这个默认的描述是在考虑将乙醇作为未变性运输之前建立的.因此当不准确的描述被转发给位于内布拉斯加州奥马哈的绿原公司总部的物流协调员错误被转到事故列车的电子数据交换文件中,这些文件被用于生产危险材料的运输纸张.根据49 CFR 172.204“发货人的认证”绿原货物的提供有责任证明危险物质是正确分类,描述,包装,标记和标签并符合适用的DOT法规运输的适当条件.虽然运输文件错误地将98辆罐车标识为“变性燃料乙醇(UN1987)”但罐车却正确地显示了印有联合国确认号码的3类标识(UN1170)

当机车乘务员按照49 CFR 174.26 (b)“列车乘务人员通知”的要求对列车进行地面验收时,他们应该注意到布告栏上显示的联合国识别号码与列车上列出的联合国识别号码之间的不一致.在列车组成被纠正之前.列车乘务人员不应该接受油罐车进入运输

尽管格雷汀格消防队长告诉NTSB调查人员:他最初并不知道运输文件和标书之间的不一致,但在这起事件中发货人未能正确识别危险物质,可能会造成重大的安全后果.例如应急人员需要意识到燃烧未固化乙醇的火焰在白天是看不见的.如果有必要进行近距离紧急救援或疏散,不准确的危险通讯可能会造成延误和混乱.更糟的是如果第一反应人员被错误地告知危险的性质甚至会造成伤害.事故发生地点偏远,急救人员无需尝试灭火或冒着伤害自己或公众的风险就可以采取一种对峙的方式

调查结果

1. UP铁路公司没有按照联邦铁路管理局的最低轨道安全标准或其内部轨道维护标准来维护UP员工埃斯瑟维尔地区的轨道结构

2.UP铁路公司的主管和管理人员没有按照联合太平洋铁路公司的轨道维护标准和联邦铁路管理局的轨道安全标准,确保有缺陷的铁轨条件得到识别报告和补救

3.在出轨事件发生前的2年里联邦铁路管理局的检查人员并没有报告联合太平洋铁路埃斯瑟维尔分部所有有缺陷的铁轨条件

4. 联邦铁路管理局的检查人员没有使用所有可用的执法选项.例如建议民事处罚以要求UP铁路遵守联邦铁路管理局在联合太平洋铁路埃斯瑟维尔分部的最低轨道安全标准

5. 基于新鲜的观察水平影响的车轮踏面损伤观察,4日通过的线路从事故中恢复过来,可能从破碎的南铁路发生前或在UP铁路公司的UEGKOT-09次货车运行至杰克溪河桥,原因是UP的轨道维护和检查项目不到位以及联邦铁路局对轨道安全标准应用的监督不到位

6. 轨道结构的劣化,如钢轨磨损和钢轨支撑条件退化,会引起轨道的运动和钢轨的应力增大

7. 有限研究表明,在退化的轨道支架上90磅重的钢轨磨损会导致钢轨头部区域产生更高的横向应力,使钢轨由于垂直裂头失效模式而面临更大的失效风险

8. 根据联邦政府对本次事故中罐车头部保护系统事故性能的研究和观察,如果本次事故中涉及的美国运输部规范(111辆)的遗留罐车被替换为美国运输部规范(117辆)的罐车,配备头部防护罩缺口和防刺穿装置,6辆罐车头部的危险品损失很可能可以减轻或避免

9. 根据美国运输部的新标准或改装标准,在2023年5月1日前,117辆运输易燃液体的罐车将取代现有的111辆乙醇罐车,从而提高罐车的抗击穿性能,这可能会减轻甚至可能会防止事故中涉及的6辆罐车的外壳破裂

10. 如果本次事故中涉及的罐车采用符合美国运输部规范117的油罐车进行改造或更换,那么第21和第25辆罐车顶部配件破损可以避免

11. 如果在22号罐车上安装了防止事故发生时启动的底部出口阀门操作机构,乙醇就不会从车内泄漏

12. 由于管道和危险材料安全管理局尚未建立一套明确的评估罐车转换和替换的中间标准,最终期限的实现可能会过度依赖于未来的市场和经济状况

13. 考虑到罐车受到的热损伤最小,事故后没有剧烈的火球喷发;与涉及变性燃料乙醇的类似铁路事故相比这次事故对环境的影响更小,似乎可以从运输乙醇中获得不使用挥发性变性化学品的安全效益

14. 还需要进行更多的研究以确定运输未变性乙醇的操作改变是否会提高安全性

15. 错误的运输文件将危险物质标识为变性乙醇而不是未变性乙醇,对事故的应急响应没有任何不利影响

16. 以下因素均非本次事故的影响因素:(1)列车的机械状况(包括列车的制动系统) (2)机车乘务员的工作表现 (3)机车乘务员使用手机 (4)酒驾,毒驾 (5)应急响应

可能的原因

NTSB认定列车脱轨的可能原因是:列车在驶过杰克溪河大桥西入口时突发钢轨断裂,原因是联合太平洋铁路公司(Union Pacific Railroad)的轨道维护和检查项目不到位以及联邦铁路管理局(Federal Railroad Administration)对联邦轨道安全标准应用的监督不力.

整改措施

新建议

根据调查结果NTSB提出了以下建议:

致联邦铁路管理局:

为所有轨检员提供额外的培训,以确保其符合轨道安全标准并提供可用的执行方案

当所有运输线路上的铁路没有适当补救不良状况时应遵守最低轨道安全标准

致管道及危险物质安全管理局:

研究并发表变性和未变性乙醇之间的特性差异.以及不使用挥发性有机化学变性剂运输燃料乙醇所能获得的好处

致联合太平洋铁路公司:

重新检查所有携带高危险易燃物品的路线的轨道维护和检查程序标准,确保工务段轨检都遵守这些轨道检查标准

重申推荐

NTSB重申下列安全建议:

致管道及危险物质安全管理局:

需要一个积极的中期进度里程碑时间表:例如在5年的实施期内每年完成20%的指标以替换或改装遗留的DOT-111和CPC-1232罐车,使其达到适当的油罐车性能标准,包括为这些油罐车配备护套,热保护和适当大小的减压装置

事故调查人员

通过时间:2018年10月30日