说明:以下内容为NTSB官方的调查报告翻译,具体内容详见原件或登录CSX官网查询

事故概况

2017年8月2日4:54,CSX铁路公司Q38831次货车(5机重联,编组178辆,128节载货50空)运行至宾夕法尼亚州贝德福德县海因德曼镇境内时发生脱轨,其中3辆装有危化品的罐车在脱轨后爆炸起火,三所房屋因列车脱轨和随后的火灾而受损.万幸没有人员伤亡.一个半径1mile的疏散区被建立,约1000名居民被撤离,一些铁路道口被迫封闭,撤离行动于8月5日中午12时左右解除.CSX报告称,设备脱轨造成的损失约为180万美元,轨道损失约6万美元,构成铁路交通重大事故

实时信息

事故发生经过

2017年8月1日13:45,由1名机车乘务员和1名列车长组成的乘务组驾驶机车离开马里兰州坎伯兰机务段前往货场挂Q38831次货车,开往宾夕法尼亚州康奈尔斯维尔站.当机车到达时工作人员被告知火车有点流动但其他一切都运行良好.20:28坎伯兰站开放出站信号,列车发车.当列车运行至里程碑MP 212.2(K341+500m)处下坡时,机车乘务员从列车末端装置(ETD)上看到,列车管的压力在增加

考虑到如果列车继续前进,制动可能会缓解.机车乘务员在23:36停车.根据CSX的操作规定:在列车停车后检车员对前30%的车厢(58辆)进行了手动制动.他对前25辆使用了手动制动,跳过了第26-33辆.因为手制动位于车厢顶部不容易接近,他对第34-64辆使用了剩余的手制动机.列车长检查时发现第159辆车漏风.在报告故障后CSX派出2名机械师来解决这个问题

此时列车组没有足够的值班时间完成行程,所以一个救援人员被派上机车.Q38831次货车的救援人员包括一名机车乘务员和一名列车长,于当晚23:59在坎伯兰站登车.当他们上车后前一名机组人员解释说:他们遇到了制动问题,并使用了手制动来确保列车安全.救援人员接管列车大约20min后2名乘务员到达更换了第159节棚车的风管以解决漏风问题.修理完成后列车长通知CSX调度说,列车已经准备好前进了,当到达坡底时,他们将缓解制动.CSX是唯一一家允许机车乘务员使用手制动控制列车下坡的一级铁路公司.CSX调度授权救援人员继续行动,列车于凌晨4:17由站内开出.救援人员试图用58手动制动将列车下坡.当他们无法移动时列车长松开了25辆车的制动机剩下33个在列车的前58辆车内使用.在列车启动前安装了气制动最小装置向下移动,火车在斜坡上行驶的速度在20-30mph间波动.机车乘务员用电阻制动控制列车的速度.在海因德曼以西约1.7mile处,当列车通过一个20‰陡坡和向右急弯时,机后第35辆车厢后面的车列脱轨.凌晨4:54当列车进入海因德曼,轨道车厢穿过中央大街的铁路道口时,其他车辆陆续脱轨,当两车厢间的制动风管分离时,列车在没有指令的情况下紧急制动.本务机车在继续走行500ft后在市场街铁路道口东侧停车

应急响应

2017年8月2日5:06CSX公共安全协调中心(PSCC)向CSX运营部门负责人通报了出轨事故的紧急响应情况.PSCC的官员说,他们收到了多起与宾夕法尼亚州海因德曼脱轨有关的火灾和爆炸的报告CSX业务科长联系了CSX主要应急承包商专门专业服务公司(SPSI)要求它作出反应.与此同时CSX事故指挥官启动了公司的应急响应计划,通知CSX其他危险材料管理人员和承包商对事故做出反应

早上6:01行动科长是CSX第一个到达脱轨现场的官员.海因德曼志愿消防部门(Hyndman Volunteer Fire Department)的消防员正在准备水管,建立供水系统并挨家挨户进行疏散CSX行动部门负责人找到了一名副消防队长并口头传达了列车上危险品.他还询问了机车乘务员的安全情况,消防副局长证实了乘务员的安全并向另一名消防部门负责人提供了列车的纸质副本CSX的行动科长指示海因德曼消防队长联系PSCC索要列车组成的电子副本

6:10,CSX行动科长和2名当地消防员进入事故现场对燃烧的罐车进行了评估.接近受脱轨列车影响的房屋证实住户已经撤离.此时他们观察到一辆罐车冒出了巨大的火焰和加压气体CSX行动部门负责人打电话给CSX事故指挥官,1辆压力车正在排气并起火但车上的危险物质仍不清楚.CSX事件指挥官指示CSX行动部门负责人确保每个人,包括消防员疏散该区域.CSX行动部门的负责人建议消防部门的领导,他们把所有人从事故现场尽可能远的疏散

当天上午7:00,CSX运营科长确认燃烧的罐车为“CBTX 781553”里面装有100%含溴丙烷的液化石油气(LPG)16 CBTX 781553在脱轨过程中颠覆.他注意到CBTX 781553附近发生了一场蓝色火焰的地面火灾,这是一种熔硫的特征并担心熔硫燃烧产生的热量会进一步增加液化石油气车内的压力.他无法评估汽车的损坏程度，因为它被护套住了.基于这些观察CSX行动科长向消防队长和他的几名官员建议消防部门疏散现场.消防队长疏散了所有应急人员并在海因德曼消防站展开行动,海因德曼消防站距离燃烧的丙烷罐车约0.4mile

上午9:50CSX行动科长登上一架飞越事故现场的警用直升机并证实了熔化的硫磺和沥青已经泄漏.火势从丙烷罐车的几个地方蔓延开来,航拍画面显示多辆罐车的罐体破裂

他注意到在罐口附近有个凸起.他说在发现罐体凸起时车内几乎没有任何蒸汽压或物体,下图显示了方形磁性修补材料覆盖的小孔以及暴露在外的外壳下的外壳凸起的可见边缘

当丙烷罐车压力降至约8psig时CSX救援人员认为他们可以控制与移动罐车相关的任何风险.CSX事件指挥官解释说,让罐车在数天内以较低的速度燃烧,同时让疏散的居民长时间远离家园,这让统一指挥感到不舒服.因此他们决定将罐车垂直翻转,这样排气线就位于液体中而蒸汽线只与蒸汽空间接触工作人员在弹孔上方放置了一个磁性贴片并在油罐车旁边挖了一个坑以捕捉在罐车滚动时可能从弹孔溢出的丙烷.当罐车被垂直滚动时没有液体从裂缝中泄漏出来.工作人员在罐车附近竖起了一个火炬堆,在大约12h时间里烧掉了从罐车中转移出来的剩余丙烷.接着工作人员用氮气使汽车惰性化.8月4日星期五上午6:23丙烷火灾被扑灭

8月4日,闷烧熔融硫磺大火产生的烟雾和高SO2水平继续阻碍进入脱轨现场一段时间.工作人员在破裂的熔融硫磺罐车上放置了一条水流,导致其硬化.CSX机组人员用氮气惰化罐车直到硫磺火熄灭为止

CSX的承包商进行了空气监测:直到SO2含量足够低,根据宾夕法尼亚州卫生部的适当标准:允许居民返回该地区.8月5日周六上午11:30,统一指挥中心和州卫生官员一致认为空气质量足以接受撤离,居民可以在中午返回

人员信息

机车乘务员唐纳德·赛格(Donald Sager)

根据CSX的记录显示,机车乘务员赛格于2015年12月获得了他最近的一次认证,该认证每3年一次.2015年12月他被认可成为列车长和机车乘务员.最近一次视力和听力检查是在2015年5月.下表列出了他最近的知识和技能考试.在2017年8月1日回到岗位前他已休息近17h

以下为调查人员对机车乘务员的采访:

列车长詹姆斯·贝策尔(James Beitzel)

列车长贝策尔于2016年12月获得了最近的认证.最近一次视力和听力检查是在2016年4月,下表列出了他最近的知识和技能考试.和机车乘务员一样,他在2017年8月1日恢复工作前已经休班近17h

在事故发生后的采访中,贝策尔说,虽然这是法律程序但机车乘务员透露:他不喜欢列车尾部有装载货物的车厢,而前面是空车厢.当第一名机车乘务员接受采访时他说:他数了头端共有42辆空车.作为机车乘务员真的很糟糕,因为它会给你很多打击.这只是我不喜欢

救援司机罗纳德·梅因(Ronald Main)

救援司机梅因在2016年12月获得了他最近的认证.他被推荐担任机车乘务员和列车长两职.他最近一次视力和听力检查是在2016年5月.下表列出了他最近的知识和技能考试.根据工作记录,他在7月31日工作了大约12.5h,他在8月1日的大部分时间都没有上班.直到23:59才被召回上班.那一天,脱轨发生在他当班不到5h的时候,上午11:13之前进行的毒理学测试.8月2日的酒精和其他药物测试呈阴性

救援列车长查德·马修斯(Chad Matthews)

在事故后的采访中救援列车长马修斯表示,159号机车的风管修好后,他们打电话给调度员:他们计划在缓解前把列车开到山脚下.救援列车长说:这是列车在山上故障时的标准操作程序

列车信息

Q38831次货车由5台机车重联牵引(2台附挂无火回送)本务机车ET44AH 3338,重联机车SD40-3 4040＋8540＋ES44DC 5359＋C40-8W 7921编组178辆,128载货50空)总重18252吨,计长294;其中70辆为装载丙烷,异丁烷,乙醇,庚烷,熔融硫,氯酸钠和磷酸等危化品的货车

机械因素

机车

2017年7月31日,Q38831次货车的本务机车AC4400CW 159号在伊利诺伊州芝加哥站5机重联(2台无火回送)编组136辆.2017年8月1日,列车在俄亥俄州洛兹顿站加挂28辆,后在宾夕法尼亚州纽卡斯尔站再加挂14辆.列车没有分散动力.事故后对在线机车的检查记录进行了检查,没有发现报告的缺陷.对机车也进行了现场检查没有发现任何问题或缺陷

脱轨车辆

从CSX获得的维修记录表明:该列车上的每一节车厢都通过了联邦铁路局一级制动测试和机械检查然后才被添加到列车上.2017年7月31日,在伊利诺斯州的芝加哥站,第一批74辆车和ETD接受了由合格的CSX机械部门人员进行的I级制动测试和机械检查没有发现任何缺陷.第二组62辆车接受了I级制动测试和机械检查,由合格的带式铁路公司机械部门人员在芝加哥站检查.同一天内没有发现任何缺陷

当列车到达俄亥俄州的洛兹顿站时,距离发车地点大约390mile,28辆空车被添挂到前部.2017年8月1日,这28辆车在俄亥俄州洛兹顿接受了检车员的I级制动测试和机械检查,没有发现任何缺陷.当列车抵达纽卡斯尔站时,距离发车地点约430mile,此时在第8节车厢后又加挂14辆(6载货,8空)2017年8月1日,这14辆车在纽卡斯尔站接受了机车乘务员的I级制动测试和机械检查,期间没有发现任何缺陷.从纽卡斯尔出发的列车共有178节车厢,这是由位于车站东端的自动设备识别(AEI)路旁检测器显示的

调查人员检查了受损的风管,没有发现明显的弯曲迹象.风管的一端装有一个接头,另一端装有一个折角塞门.然后对软管加压以确定泄漏的位置.风管在管夹和法兰盖连接件后面的一端泄漏.在将损坏的风管送回马里兰州坎伯兰进行进一步测试后,调查人员将软管连接到一列67节车厢的货运列车的尾部.在列尾安装软管前,通过降压测量,在3min内的泄漏量为2psi,符合联邦铁路局的最低安全标准.在将空气连接并对准泄漏的软管后,降压在3min内增加了1 psi(到3 psi)这在联邦阈值内

调查人员还检查了列车上的ETD发现它与制动风管连接处附近也漏风.用磨损的中间制动风管和ETD在一列4台机车+147辆货车的列车上进行了制动管泄漏试验.测试结果表明:ETD和有缺陷的制动管软管导致制动管泄漏量每分钟下降2psi符合联邦监管标准

事故车辆调查

在检查了残骸后调查人员确定:在33辆脱轨的货车中有31辆使用了手制动.几个过热的轮对上有扁平的斑点和胎面隆起的痕迹.下表汇总了各位置组内车辆数量及对应的状态

在脱轨点(POD)和一般堆垛位置之间发现了一辆与脱轨相一致的损坏的轨道客车总成.它被确定为第35辆敞车(编号:FWTX 620111)的组件.在脱轨地点600英尺的地方发现了脱轨敞车组件.有几个迹象表明这辆敞车在连环相撞前就已经发生脱轨.这些问题包括侧车架底部的沟槽(与轨道相一致)侧车架内垂直表面的损坏和车轮踏面的损坏(与路基接触的地方)该组件来自脱轨的敞车的前端(运动方向)该敞车的所有轮对都有过热的迹象,和第三轴的轮缘前后都有红褐色的变色,延伸到板上超过4in特别是法兰喉部

调查人员查看了位于POD前不到7mile的路边探测器的数据,该探测器监测轴颈轴承温度是否过热/故障.当Q38831次通过时,该检测器没有显示任何缺陷.调查人员还审查了Q38831项目前66辆车90天的路边车轮碰撞负载检测器数据,其中包括FWTX 620111和所有脱轨或未脱轨的一般连环相撞车辆.数据显示读数正常

线路概况

事故轨道是楔石分局的一部分,由87.1mile的双线2.7mile的单线非电气化线路组成,在MP178.6-MP268.4(K287+430m-K431+950m)间有一条侧线供列车待避使用.该地区平均每日开行15对重载列车.根据CSX文件显示:2016年MP178.6-MP268.4间运量约为3920万吨CSX根据联邦铁路局3级铁轨安全标准检查并维护Keystone段的主线.该标准允许货运列车限速40mph旅客列车限速60mph.在II道上行驶列车通过从MP 209.8-MP 192.3的下坡,这是是CSX中最陡的线路之一.在MP 193.8列车正行驶在一条向的曲线上,这条曲线对货运列车限速30mile,列车脱轨时速度为29mile

事故后线路调查

事故后对钢轨的检查,下图所示:从曲线中穿过的钢轨头部的法兰标记识别出POD.在曲线低轨的轨头顶部识别出相应的车轮离轨标志.POD位于老谢尔斯堡路道口以西约1.5mile处.其他的车厢在附近发生脱轨

事故后对轨道结构进行检查,发现轨道线形均匀;铁轨是润滑的;铁轨条件满足联邦铁路局的要求没有出现表面问题.轨道紧固件到位且安全压载物和排水条件也符合《联邦法规》第49条第213部分轨道安全标准

检查人员发现事故曲线上高轨的标尺表面有钢轨磨损,但磨损量在CSX允许的维护限度内.为了减少轨道磨损铁路行业有了轨道润滑器,当轨道车辆在轨道上行驶时它会给轨道提供润滑.这种润滑剂减少了轨道和车轮之间接触点的摩擦;调查人员注意到POD曲线处存在轨道润滑剂

CSX的记录显示:在事故发生前该公司在2017年进行了两次轨道几何测量,最近一次是在2017年6月13日但并没有发现异常.CSX还为Keystone分区进行了超声波轨道测试,最近一次是在2017年7月21日;事故曲线未发现有缺陷的轨道.除了CSX的检查,联邦铁路局在2017年5月5日根据其自动跟踪检查计划进行了一项调查.这次调查包括了贯穿事故区域的II道,在POD 60mile范围内没有确定的轨道几何条件.2017年6月27日联邦铁路局的一名线路养路工也进行了监管轨道检查.发现了四处偏离联邦铁路局轨道安全标准的地方,包括MP 190.2(K306+100m)处存在一个有缺陷的道岔.联邦铁路局检查员记录称CSX通过限速解决了这一问题

危险物质

该列车包含70辆装有危化品的车辆,其中15辆脱轨,3辆在受损后引发危化品泄漏:

1.罐车UTLX 643949(第46辆)融化的沥青从一个打开的底部阀门泄漏

2.罐车ITDX 5082(第49辆)熔融硫从撕裂的罐体内泄漏

3.罐车车CBTX 781553(第53辆)丙烷从一个破裂的罐体中泄漏

熔融沥青罐车

罐车UTLX 643949携带熔化的沥青,是美国交通部(DOT)-111A100W1规格的油罐车于2013年10月建造,由联合罐车所有.载重19.1万磅(86.64T)容积23467(88832.26L)罐体由0.4375ina516 -70非正规化钢制成.同时配备了蒸汽盘管并覆盖了4in的玻璃纤维绝缘材料和11级压力表.但这辆罐车没有热防护系统和保护罩

脱轨导致罐车底部出口阀门喷嘴缺失,操作手柄弯曲球阀处于如下图所示的完全打开位置.大部分沥青通过这个打开的球阀泄漏.左侧的外壳也被压碎,大约2.3万加仑的沥青全部泄漏在海因德曼克利夫兰街以北的两处居民区

熔融硫磺罐车

罐车ITDX 5082是一款规格为DOT-111A100W1型罐车,容量为13880加仑(52541.52L).Trinity罐车公司于2001年2月建造.由Sulcom公司拥有和维护.罐车的载重203800磅(92.44T)自重59200磅(26.85T)由0.4375in的A516-70型钢制造的,有6in的玻璃纤维绝缘材料,蒸汽盘管和11级钢护套.但没有热防护系统.脱轨后罐内13000加仑的熔融硫磺大部分泄漏并点燃,这辆罐车在车体右侧中心有一个7ft长的横向撕裂.底部出口阀和A端间有一个32×18in的小孔

液化石油气罐车

CBTX 781553是DOT-112J340W规格的罐车,用于LPG产品的运输.由三一罐车于2013年11月制造.容积33710加仑,测试压力为340psig,破裂压力等级为850 psig.罐车头部和罐体由0.608inTC-128级 TCVN-30F型钢制造

半椭球头保护全直径0.5in厚的头盾构造的ASTM A572-50型钢.该罐车配备了一个压力释放装置,启动至释放设定为280.5 psig它还配备了一个热保护系统,包括0.5in厚的4.5 1b/ft3陶瓷纤维热毯和11号钢护套

CBTX 781553列车A端在前,平行于轨道以南约2车长.底部与罐车ITDX 5082泄漏燃烧的熔硫池接触.车辆被击穿并泄漏丙烷引发大火,火焰从与车辆长度相同的几个洞和缝隙中溢出.最旺盛的火焰是在右边A端观察到的.随着事故后应急响应行动的进展,火势被限制在车体的A端.航拍视频和对减压装置的目视检查没有显示任何证据表明它已经启动

调查人员在A端右侧3点钟位置发现了一个孔隙,穿刺长度约为3.25in呈纵向方向,这个小孔在一个约3.5in深的凹痕内有向上滑动接触的证据.壳断裂被隔离到冲击区域没有显示出任何脆性扩展的视觉证据.超声波测量该区域的罐壳厚度发现:从附近未受影响的区域的0.630in变薄到穿刺顶部边缘的0.537in.

研究人员从被击穿的罐壳板上取下一段以检查击穿的内表面.在A端对外壳的渗透越来越深.在小孔的A端,裂纹沿圆周方向向下约0.5in碳沉积在缺口上方的内壳表面

在靠近A端在罐体外壳环1的右侧体枕上方,可以观察到一个壳体凸起.凸出部分纵向27in周向56in向外凸出约5in在鼓包中心,以大约2in的间隔进行超声波厚度测量,发现外壳从附近未受影响的区域的0.630in变薄,到鼓包边缘附近的最薄位置的0.436in建筑证书报告的壳体公称厚度为0.608in

补充信息

涉及液化石油气/丙烷的应急响应指南

NTSB确定了几个针对铁路压力罐车事故应急响应人员的指导来源,包括符合DOT-112规范的应急响应人员.该指南包括评估在应急响应或残骸清理行动中可能因护套的存在或脱轨连环相撞中坦克车的方向而隐藏的损害

联邦铁路管理研究

2002和2005年,联邦铁路局发布了油罐车损伤评估报告以评估推荐做法的有效性,并修订了用于评估压力罐车脱轨损伤严重程度的指南.这些指导方针旨在避免人员暴露在延迟罐断裂现象(FRA 2002, 2005)联邦铁路局指出:尽管压力罐车延迟断裂的机制没有很好的记录或了解,但延迟断裂已经发生并可能使应急响应和残骸清理人员面临死亡或受伤的风险

联邦铁路局指出,因为对反应条件如预先存在的裂纹不可见,材料或工艺缺陷的罐体或其焊接和覆盖已存在意外事故损害,使其不可见反应者.联邦铁路局表示:在进行彻底的损害评估之前限制进入涉及损坏压缩气罐车的事故现场是非常谨慎的做法

2005年联邦铁矿局的报告包含了解释各种类型损坏严重性的修订的损害评估指南并指出只有当夹套罐车的夹套和绝缘或热保护装置被拆除时才能对其进行准确的损害评估.该指南指出,虽然护套本身的损坏影响不大但严重的护套损坏可能表明护套背后的坦克损坏

美国铁路协会油罐车野外指南

美国铁路协会(AAR)罐车现场指南提供了罐车使用的安全系统的信息,初步应急响应指南和油罐车损坏评估(AAR 2017)罐车损坏评估指南为急救人员提供了初步评估信息,以确定在获得专家援助之前应采取的行动

除其他事项外《实地指南》规定如下:

①储罐和其他运输压缩气体的容器最严重的损坏是由弯曲,凹陷,划痕或刨削造成的而不会造成泄漏.时间,压力和处理会导致延迟破裂

②几乎所有的液化压缩气体都是用装有护套的罐车运输的,而罐车的损坏是指罐车本身的损坏而不是周围的护套

③每一个可见的凹痕,刻痕或凹痕都必须检查.当邻近的汽车或周围的材料被移除或罐车本身被移动时必须检查新暴露的表面

④当火焰尤其是火炬状火焰撞击罐体时,在与火焰接触的地方使用大容量的软管流可以防止罐体内积聚危险的热量和压力

⑤火炬火灾发生在燃料箱被击穿或减压阀起作用以及可燃性气体从开口中燃烧出并产生强烈火焰的其他来源.在这种情况下需要一个较大的对峙距离而无人监控喷嘴比手动线提供更大的保护

交通部应急响应指南

《应急指南》是一份参考资料供应急人员在涉及危险的运输事件的初始阶段使用材料(2016点)42 ERG主要是一个指南,快速识别事件中涉及的材料的危害并在最初的事件响应活动中保护第一反应人员和公众

ERG第115号指南为UN1075提供了应急响应指南,UN1075是交通部丙烷和其他可燃气体的标识号.ERG表示如果发生火灾应将其隔离并疏散到方圆1mile的范围内,该指南建议不要试图扑灭泄漏的气体火灾除非泄漏可以停止.对于涉及罐车的火灾,从最大距离灭火或使用无人管架或监控喷嘴.本指南建议:如果通风安全装置发出升高的声音或储罐变色人员应立即撤离.指南中写道:“永远要远离被大火吞噬的罐体”

此外ERG还包含了一个特殊的章节介绍了沸腾液体膨胀蒸汽爆炸(BLEVE)的安全预防措施;本部分提供了bleve的背景信息并在遇到涉及LPG的情况时提供了重要的安全相关信息.丙烷或LPG BLEVE的主要危害是火灾与产生的热辐射,爆炸和抛射物

对于罐车大小BLEVE的安全预防措施可以提供最小的故障时间,根据严重的火焰火冲击油罐的蒸汽空间,在良好的状态下最小的故障时间为9min如果储罐受到损坏或腐蚀则储罐可能会更早失效也可能会比根据条件规定的最小失效时间晚几分钟或几小时.对于应急响应的最小距离约为1500ft首选的疏散距离约为7200ft(DOT 2016)该指南还参考了一段视频:BLEVE反应和预防,这是为加拿大交通部制作的可从其网站上获得(Birk 1995)本视频中包含的信息是由加拿大安大略省金斯敦皇后大学的a.m. Birk博士为加拿大运输,加拿大消防长官协会和加拿大丙烷气体协会准备的.视频中涉及的主题包括BLEVE危险和紧急救援人员在火灾接近压力罐或罐车时建议的安全距离

此前NTSB对LPG罐车延迟爆炸的调查

1978年2月22日,路易斯维尔和纳什维尔铁路公司23辆罐车在田纳西州韦弗利脱轨,24日事故发生大约40h后救援人员起吊装有货物的罐车一端,用另一端作为支点将罐车从轨道上移动时,装有液化石油气的脱轨罐车破裂泄漏出的液化石油气瞬间爆炸,由于DOT-112A400W型罐车没有配备热保护罩.爆炸后碎片随着罐体的移动裂缝起源于凿槽的环焊缝并从凿槽向每个方向飞出,使罐体炸成4大块,同时碎片被抛出350ft远.事故造成包括3名消防官兵在内的16人当场死亡,43人受伤

运输安全委员会认为:发生事故的原因可能是罐车破裂时液化石油气(LPG)释放并点火.破裂是由于裂纹的应力扩展造成的裂纹可能是车辆移动过程中产生的,以转移产品或油箱内的压力增加.NTSB事故报告指出:需要对所有与危险物质事故有关的人员进行培训NTSB还表示现场没有人能够正确评估罐车所遭受的机械损伤,这也表明需要更多的知识

自从在田纳西州韦弗利发生的事故以及在20世纪60-70年代发生的其他几起涉及运输危险物质的非绝缘加压罐车的事故以来,交通部要求112和114规格的罐车携带液化压缩易燃气体必须配备架子耦合器与罐头抗刺穿以及热保护系统(联邦登记册1978,30057)如事故罐车CBTX 781553通常都有热保护系统,包括0.5in厚的陶瓷纤维毯外壳外加11号钢护套

原因分析

根据调查结果NTSB确定以下因素不是发生事故的原因:

①机车乘务员的经验和培训:救援人员接受了适当的培训并获得了操作列车的证书

②事后对救援人员进行的毒理学测试结果为酒精和其他损害药物阴性

③疲劳:工作安排表明:在换班前机车乘务员和列车长有充足的睡眠时间。

④轨道结构状况:事后对轨道结构的检查显示:事故区域线路符合所需的维护和安全标准

NTSB的结论是,下列因素均不是导致列车脱轨的原因:列车乘务员的经验和培训;因饮酒,服用其他致残性药物或疲劳造成列车乘务员身体或精神损害的;轨道结构状况

安全问题

这些问题包括CSX公司建造列车的操作实践,使用手制动控制列车运动以及涉及夹套压力罐车的火灾评估和响应

CSX列车建造操作实践包括

在Q38831次货车前42辆货中,第36辆为空车,列车前42辆车后面跟着44辆满载的车厢.该车的建造方式符合CSX的设备处理规则4466,该规则规定:由6辆或更多装载的车厢组成的固体块不应直接放置在固体块的后面

30辆或更多的空车,这条规则的目的是为了减轻可能导致或促成车轮提升或其他不良列车性能结果的过度横向力

尽管与现行的CSX操作规则一致但由于随着列车下降,后面车厢的质量在它们后面推动在通过弯道时,前部车厢仍受到过大的横向力的影响.42辆货车虽然占列车总数的24%,但由于空车较多,仅占列车总车厢数的10%(1883吨)在接受采访时,救援列车的机车乘务员和事故车机车乘务员都表示:他们担心前面有这么多空车厢,列车在离开出发地芝加哥时重量分布更加均匀;但操作实践允许列车在行驶过程中为了时间和效率的目的而改变重量分布从而改变对空车厢施加的力.NTSB与工程办公室对导致此次脱轨的列车力量进行了研究,根据记录的牵引力和正常制动行为下的制动管压力使用记录在两辆车之间分布的运动所需的力进行计算并添加了手制动.侧向力与竖向力之比(L/V)是导致脱轨的重要因素.横向力是由产生旋转所需的向心加速度的力和耦合器力的左或右分量的组合而成,第1辆脱轨车厢(机后第35辆)在POD处的耦合器力较大.第35辆脱轨前后车钩都受到挤压.由于车辆在一个正确的情况下,在POD耦合器的角度向右.这导致一个向外(左)的力在列车上

90%的列车吨位落后于领先的42辆,由于引线车是空的,其尾载吨位被赋给了引线车导致引线车在弯道下降阶段制动时产生的纵向力过大,更容易发生脱轨.如上所述这对L/V比有很大的影响,这种组合的安排加上施加在车轮上的摩擦力产生的踏面堆积导致第35号车首先脱轨;随后在列车到达海因德曼时其他32辆车脱轨.NTSB的结论是:CSX的设备处理规则4466没有充分解决可能导致车轮提升或其他不良列车性能的横向力过大问题.因此NTSB建议CSX在列尾放置大量的空车厢

列车运行控制

在前往马里兰州的坎伯兰前,救援人员通知了调度中心他们计划在第一批64辆车中使用58个手制动器,当他们无法移动时列车长缓解了前58辆车中的25个制动器,大多数脱轨的车辆都使用了手制动;由于空轨车缺乏足够的质量很可能是由于对空车使用制动,导致轮对在轨道上滑动,由尾随的空车的吨位不断推动.现场收集到的证据表明,这些空车在被推下斜坡时许多轮对出现过热现象,车轮与闸瓦间的摩擦导致制动褪色,轮对和轨道间的摩擦是两个主要的热源.极高的高度导致金属材料在车轮上堆积,尤其是第35车的3号轮.积聚踏面是由于刹车或其他机械缺陷导致车轮沿轨道滑动的结果,车轮与轨道接触处的金属积聚(FRA2015)这种踏面堆积广泛,特别是沿着轮缘,从而使列车更容易脱轨.当列车通过一个弯道时,车轮轮廓的改变和空轨车上的过度横向力的组合导致第35辆车在一个磨损但可用的钢轨上脱轨.NTSB在列车前部的空车上使用手制动会导致车轮过热,后进一步得出结论:第35辆车通过弯道时.车轮上的踏面堆积破坏了轮缘使车轮保持在轨道上的能力导致了脱轨.因此NTSB建议CSX公司禁止在空车上使用手制动以控制在平地上的列车运行

罐车完整性

DOT-111型罐车

携带液体沥青的UTLX 643949的破裂处是底部出口阀,当操作手柄弯曲并与地面或其他脱轨碎片接触时操作阀就会打开.操作手柄用固定针固定在开口处,如果对手柄施加力销就会断开使底部出口球阀关闭.然而这种情况并不总是发生,因为手柄会在负载下弯曲而不是断裂或它的固定销会因为手柄本身太坚固而断裂.对于新的易燃液体罐车这个问题已经通过底部出口的替代设计得到解决,这种设计需要一个可拆卸的操作手柄或一个可以与球阀阀杆解耦的套筒手柄.管道和危险材料安全管理局(PHMSA)没有优先考虑针对高温材料等商品的罐车设计修改,因为人们认为其产生严重后果的风险较低.虽然泄漏的沥青没有点燃或导致事故后的火灾但流入了附近的住宅庭院,破坏了果树和花园

熔硫车ITDX 5082的罐体外壳被其他两节轨道车的车钩撕裂呈角折状撕裂严重.这导致大部分的熔融硫磺迅速泄漏形成一个池流向下坡,并包围了CBTX 781553号LPG罐车.像ITDX 5082这样的DOT-111型罐车具有用于危险物质运输的最低保护功能,除了这辆车配备了一个罐体夹套还提供了一些增加的抗穿刺能力.罐车在制造中使用的7/16in的罐体的抗断裂性能很差,这在NTSB的调查中已经得到了充分的证明:例如CN铁路公司2009年6月19日U70691-18次货车在伊利诺伊州的樱桃谷境内发生脱轨后引发有害物质泄漏(NTSB, 2012)

这两辆罐车的破坏机制已经被广泛观察到并被引用为重大设计缺陷的证据,特别是在最近涉及原油和乙醇运输的事故中.这些缺陷导致采用新的DOT-117罐车标准易燃液体,不要求铁路运输较低危险品如高温沥青和熔融硫

建立风险降低程序

事故发生时联邦铁路局并未要求每条铁路都制定风险降低计划(RRP)或系统安全计划(SSP)这种情况在2020年2月18日发生了改变,当时联邦铁路局发布了一项最终规则:要求I级铁路和安全性能不佳的铁路在2021年8月16日前向联邦铁路局提交书面的铁路安全RRP以供审查和批准(联邦铁路局2020,9262)第一组和救援组的工作人员都对列车前部有多个空车厢的重载列车表示担忧.虽然列车的配置符合CSX规则但NTSB认为该规则不足以管理施加在列车前部空车厢上的纵向力,RRP将鼓励员工向管理层表达对安全的关注而管理层反过来将评估这些关注以确定必要的安全缓解措施.在事故发生时CSX操作规则(实践)允许事故列车包括完成其移动与手制动应用下坡;这一行为虽然在规则上是允许的但却促成了事故的发生.RRP旨在评估操作规则的有效性和安全性缓解,评价将设法确定如果应用目前的作业规则,作业环境的任何变化是否会造成不利影响.有效的RRP要求减轻任何不利影响,机车乘务员报告的信息和RRP中操作规则的评估框架可以提供CSX公司减少风险因素的机会最终与这次事故有关NTSB认为effeetive CSX RRP或SSP可能会确定的风险,导致事故和提供了一个机会来防止事故和降低风险,要阻止事故的发生.NTSB进一步得出结论,联邦铁路局最近颁布的RRPS和SSP要求为识别和降低风险以预防未来事故提供了机会.联邦铁路局的最终规定要求所有一级铁路公司制定并实施RRPS这背离了联邦铁路局过去用于监督和安全管理的方法.例如SMS方法不是监测规则的遵守情况而是通过识别和控制可能在技术上不违反联邦铁路局的预防性法规的潜在安全危害来进一步改善安全性.对联邦铁路局和整个行业来说,向RRP监管过渡需要一段时间.联邦铁路局传统上有明确的最低安全标准但对铁路安全计划的有效性进行风险识别和管理的能力有限.到目前为止联邦铁路局尚未就如何制定和实施RRPS和SSP的要求发布行业指南.由于缺乏遵守联邦铁路局要求所需的指导可能导致不同级别的RRP和SSP计划的开发和实施从而可能限制联邦铁路局RRP要求预期带来的安全效益.目前还不清楚联邦铁管局和行业将如何衡量所需RRPS和SSP的成功.NTSB的结论是联邦铁路局没有就如何制定和实施RRP和SSP的要求向铁路公司提供充分的指导,铁路公司应在2021年8月16日之前提交联邦铁路局审查和批准

最终结论

调查结果

1.下列因素均不是导致列车脱轨的原因:列车乘务员的经验和培训;(三)因饮酒、服用其他致残性药物或疲劳造成列车乘务员身体或精神损害的;或轨道结构状况。

2.CSX运输公司的设备处理规则4466没有充分解决可能导致或促进车轮提升或其他不良列车性能的横向力过大问题

3.在列车前部的空轨车上使用手刹会导致车轮过热和胎面加重。

4.第35辆车通过弯道时,踏面堆积破坏了车轮法兰保持车轮在轨道上的能力导致脱轨

5. 脱轨的LPG罐车壳体在与另一脱轨储罐车坚固的车体支撑架碰撞时发生破裂

6. 应急人员无法对罐车进行详细的损坏评估,因为膨胀的罐车外壳隐藏在112型罐车的夹套下无法轻易观察到

7.一个有效的CSX运输风险降低计划或系统安全计划可能已经识别出导致事故风险并提供机会预防事故和降低风险以防止未来事故

8.联邦铁路管理局最近颁布了降低风险项目和系统安全项目的要求,为识别和降低风险以防止未来发生事故提供了机会

9.联邦铁路管理局尚未就如何制定和实施其降低风险项目和系统安全计划的要求向铁路公司提供充分指导,铁路公司应在2021年8月16日前提交给联邦铁路管理局审查和批准

10.铁路行业将从行业主导的努力中受益为降低风险项目制定最佳实践和实施指南

可能的原因

NTSB认为,事故的原因可能是为了控制列车速度在空车上不恰当地使用了手制动,以及在列车前部放置了空车块.导致42辆车弯道处轮轨界面处纵向力升高,横向力增加再加上第35辆车踏面堆积(这是第一辆脱轨车)CSX公司为控制列车速度在空车上使用手制动,并允许在列车前方放置空车这是导致列车脱轨的主要原因

安全建议与整改措施

根据调查结果NTSB提出了以下建议:

致联邦铁路局:

制定并发布指导意见,供铁路公司在制定风险降低项目时使用.该项目需提交联邦铁路局批准

CSX铁路公司:

修改列车编组规则,要求在列尾放置大量空车;禁止在空车上使用手制动,以控制在斜坡区域内的列车运行

在急救人员危险物资培训和外联项目中纳入关于暴露在火灾中的夹套压力罐车造成危险的经验教训

致美国铁路协会:

与铁路成员合作,制定指导材料和最佳实践以发展和实施他们的风险降低计划

安全与应急响应培训中心:

在危险材料技术员和罐车专家培训项目中借鉴宾夕法尼亚州海因德曼市发生的暴露着火夹套压力罐车隐患事故的经验教训

本起事故相关调查人员

发布时间:2020年11月23日