轉(zhuǎn)向架的哀鳴:1.16美國肯塔基州謝菲爾德斯維爾Q502-15次貨物列車脫軌重大事故
以下內(nèi)容摘自NTSB事故調(diào)查報(bào)告,具體內(nèi)容詳見原件或UP官網(wǎng)
事故概況
2007年1月16日,東部標(biāo)準(zhǔn)時間上午8:43左右CSX鐵路公司Q502-15次貨車運(yùn)行至肯塔基州謝菲爾德斯維爾布里特附近時,以47mph的速度運(yùn)行在在彎道發(fā)生事故,造成26輛貨車脫軌,脫軌的車輛中有12輛裝有危化品.其中三輛發(fā)生爆炸,泄漏了大量易燃危險(xiǎn)液體導(dǎo)致起火燃燒.大約500人從事故附近地區(qū)撤離,脫軌事故中沒有造成人員死亡;但有50名居民和2名急救人員在當(dāng)?shù)蒯t(yī)院接受了與危險(xiǎn)物質(zhì)泄漏和火災(zāi)有關(guān)的輕傷治療.CSX估計(jì)此次事故直接經(jīng)濟(jì)損失2240萬美元.天氣干燥多云,盡管最近的降雨使土壤充分飽和.氣溫28℉風(fēng)速14mph


Q502-15次貨車于1月15日從阿拉巴馬州的伯明翰發(fā)車,1月16日1:00到達(dá)田納西州納什維爾站.這列由4臺機(jī)車(含無火回送)和80輛貨車編組而成的貨車于1:25發(fā)車,開往肯塔基州路易斯維爾,在事故發(fā)生前列車運(yùn)行了近7h沒有任何問題.根據(jù)機(jī)車乘務(wù)員的陳述:事故發(fā)生前,這趟行程并沒有發(fā)現(xiàn)異常


事故發(fā)生時列車正以47mph的速度行駛在CSX干線第15號公里標(biāo)附近一個海拔略低于10in的彎道上.工作人員表示:就在列車突然緊急制動前,他們感覺到有兩股明顯的拉扯.機(jī)車乘務(wù)員發(fā)現(xiàn)后視鏡發(fā)現(xiàn)起火了.他試圖用機(jī)車上的無線電列調(diào)CSX調(diào)度員報(bào)告這一緊急情況.但沒有得到任何回應(yīng),他用自己的手機(jī)打電話給奧斯博姆編組站(位于肯塔基州路易斯維爾)站長.站長隨后聯(lián)系了佛羅里達(dá)州杰克遜維爾調(diào)度員

事故列車在機(jī)后第15輛車分離.四臺機(jī)車和前14輛貨車?yán)^續(xù)向北行駛,在距離事故現(xiàn)場1632ft處停車.本次事故中有26輛貨車脫軌,為機(jī)后15-40位.脫軌車輛中有12輛裝有危險(xiǎn)物質(zhì).三輛裝有易燃液體的罐車因脫軌而破裂,泄漏出滿載的環(huán)己烷,甲基乙基酮和丁二烯引發(fā)大火

大火產(chǎn)生了大量黑煙和火焰.濃重的黑煙隨中度西北風(fēng)飄散,火焰上升到大約100ft.大火蔓延到鐵路以東的一片開闊地.事故列車在肯塔基州謝菲爾德維爾市以北約2mile處的布利特縣的一個非合并地區(qū)脫軌.事故發(fā)生地區(qū)有幾處住宅和小型商業(yè)設(shè)施.65號州際公路是一條南北四車道的高速公路,距離事故地點(diǎn)不到1mile,與CSX的線路幾乎平行.區(qū)域消防區(qū)(ZFD)是主要的應(yīng)急服務(wù)機(jī)構(gòu),負(fù)責(zé)滅火緊急救援和對布利特縣的危險(xiǎn)物質(zhì)事件的初步反應(yīng)

應(yīng)急響應(yīng)
接到布里特縣911緊急呼叫中心的通知后ZFD于上午8:47分左右趕到現(xiàn)場.救援人員在大約4min內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場.隨后不久額外的互助資源也到達(dá)了.到達(dá)現(xiàn)場后消防員報(bào)告稱:過火面積約為3.5萬平方英尺.當(dāng)其他救援人員趕到現(xiàn)場時他們發(fā)現(xiàn)大火中有幾輛脫軌的車廂是掛著危化品貨物標(biāo)簽的重罐車.消防員與CSX列車長確認(rèn)了車廂內(nèi)的物品并開始努力控制和撲滅火災(zāi)

事故發(fā)生1mile范圍內(nèi)的居民被下達(dá)了自愿撤離命令.由于事故產(chǎn)生的濃煙65號州際公路的一段8mile的路段在2007年1月16日9:11分至19:54分被關(guān)閉,車輛被繞道而行

1月20日滅火和?;非謇砉ぷ鹘Y(jié)束.1月21日疏散令被解除居民返回家園,線路維修工作也已完成.2007年1月22日星期一17:05現(xiàn)場應(yīng)急響應(yīng)活動停止
列車脫軌情況
事故中有26輛車脫軌.其中第15至18位共4輛貨車以南北方向顛覆.第15節(jié)車廂在地面上留下一條長長的壕溝,停在線路東側(cè)距離第16位貨車約150ft處.第15輛車的兩個機(jī)械連接節(jié)都出現(xiàn)了新的應(yīng)力過大的損壞
機(jī)后第16輛貨車是一輛?;饭捃?它鉆進(jìn)了與主線相鄰的泥漿中,使的頂部露出三分之二,但沒有破裂.然而第17輛車,另一輛危險(xiǎn)物質(zhì)車破裂并起火.第18輛直立脫軌,靠在第17位貨車上并保持在道路的右側(cè)

第19節(jié)至第38輛貨車脫軌并保持在正確的道路上.車輛被掀翻,壓碎呈之字形橫臥在線路一側(cè),最后兩輛車39號和40號垂直脫軌.脫軌的12輛罐車中,有5輛為壓力罐車:4輛滿載丁二烯的重罐車,1節(jié)含氯氣殘?jiān)墓捃?其余7節(jié)脫軌罐車為無壓罐車,裝有各種危險(xiǎn)液體.由于事故所有脫軌的罐車都遭受了不同程度的機(jī)械和熱損傷
事故調(diào)查
線路結(jié)構(gòu)
事故區(qū)域的軌道結(jié)構(gòu)由一條南北方向的單線組成.鋼軌由131磅重的連續(xù)焊接鋼軌組成,發(fā)生事故的干線分區(qū)上的單線由CSX擁有檢查,維護(hù)和運(yùn)營.該公司已將其指定為4類軌道干線分區(qū)的旅客列車和貨物列車限速為60mph
然而事故列車穿越的區(qū)域一直限速50mph.鋼軌于1984年安裝在雙肩連接板上,連接板位于鋼軌的底面和木橫梁的頂面間.通過固定板固定在標(biāo)準(zhǔn)的木枕上.用傳統(tǒng)的6in切割道釘固定.調(diào)查發(fā)現(xiàn)道釘?shù)木o固方法沒有問題

脫軌區(qū)域的鋼軌最后一次檢查時間是在2007年1月15日.由CSX的一名合格的軌檢員檢查.他注意到MP 15-16間沒有缺陷
調(diào)查回顧了此前90天的跟蹤檢查記錄.在脫軌區(qū)域內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)任何例外或缺陷.事故以北和以南地區(qū)未受干擾的軌道沒有顯示有例外或缺陷的跡象
根據(jù)第49章的要求對內(nèi)部缺陷(裂紋或斷裂的鋼軌)的最新測試:
《聯(lián)邦法規(guī)法典》由斯佩里鐵路服務(wù)于2006年10月17日.該測試在MP15.0和16.0間沒有發(fā)現(xiàn)鋼軌缺陷
設(shè)備
事故列車于2007年1月15日發(fā)源于阿拉巴馬州的伯明翰,在那里完成了出發(fā)前的一級空氣剎車測試和機(jī)械檢查.2007年1月17日在事故現(xiàn)場對脫軌設(shè)備進(jìn)行了檢查和制動試驗(yàn).沒有發(fā)現(xiàn)任何可能導(dǎo)致或促成脫軌的情況
事故發(fā)生后在現(xiàn)場調(diào)查的過程中,已完成了對涉及脫軌的所有設(shè)備的檢查.調(diào)查發(fā)現(xiàn)第18輛載重70噸的安-5696棚車(以下簡稱第18號車廂)前后兩組轉(zhuǎn)向架上都有軌燒痕跡.鋼軌燒痕是沿堅(jiān)硬表面(如運(yùn)行軌道)滑動產(chǎn)生的摩擦造成的表面變形造成的嚴(yán)重刨痕.脫軌的前3節(jié)輛車(第15-17輛)沒有發(fā)生軌燒痕跡.在第18號車轉(zhuǎn)向架的側(cè)架底部觀察到鋼軌燃燒.尾部(a端)轉(zhuǎn)向架側(cè)架因鋼軌燒毀而裂開.兩組轉(zhuǎn)向架上的燃燒位置都與鐵路向北移動相吻合


第18輛車的車輪被找到并檢查.BL-1車輪表現(xiàn)出的空心胎面磨損超過了美國鐵路協(xié)會(AAR)的譴責(zé)限制
如圖所示,空心胎面磨損定義為車輪外側(cè)半徑與胎面中點(diǎn)的垂直差值.第49篇《CFR》第215部分沒有關(guān)于中空胎面磨損的標(biāo)準(zhǔn)

BL-1輪也表現(xiàn)出較薄的輪緣寬度和較高的垂直翼緣,接近AAR譴責(zé)極限.圖中以未磨損的車輪輪廓為例說明了薄輪法蘭和法蘭輪廓.BR-2輪也被發(fā)現(xiàn)有空心胎面但它沒有超過AAR譴責(zé)限制《CFR》第49篇,第215部分包含了薄輪法蘭的譴責(zé)標(biāo)準(zhǔn),BL-1法蘭在允許范圍內(nèi)

對18號車b端轉(zhuǎn)向架總成的檢查顯示:邊緣的接合嚙合磨損模式與車體中心板磨損模式相匹配.AAR規(guī)則要求保持1/16in的間隙.事故后b端轉(zhuǎn)向架總成的殘骸排除了在事故現(xiàn)場部分進(jìn)行任何間隙測量的可能性

第18車配備了安裝在卡車搖枕上的側(cè)軸承滾子.側(cè)軸承滾子的設(shè)計(jì)是為了在車輛傾斜一側(cè)或另一側(cè)時支持車身底部的支撐.車身側(cè)承布置包括焊接在車身墊片上的填充板,墊片和車身側(cè)承楔板.車身側(cè)軸承楔板和墊片通過填充板和車身枕用兩個螺栓和螺母分別固定在板兩端.18號車左側(cè)b端車身側(cè)承板附件螺栓2個,其中1個斷裂.破碎的螺栓允許部分附著的車身側(cè)軸承楔板向中心旋轉(zhuǎn),彎曲左側(cè)楔板的軸承表面嚴(yán)重磨損和損壞與側(cè)軸承滾子接觸.側(cè)軸承間隙由AAR規(guī)則規(guī)定,必須保持在最小3/16in和最大5/16in間
追蹤損失
脫軌區(qū)域的鋼軌在事故和火災(zāi)中嚴(yán)重受損;事故現(xiàn)場的鋼軌被毀.單個部件被回收和重新組裝在一個線性的方式端到端,因?yàn)樗麄冏畛醯姆较蛟谲壍郎?總共回收了大約600ft的鋼軌
在MP 15.1區(qū)域調(diào)查人員在西軌上發(fā)現(xiàn)了一個溝槽,從軌面內(nèi)部開始沿軌頂向北延伸5in.在與西鐵溝相鄰的東鐵上也觀察到磨損現(xiàn)象.這是一塊向北延伸了22in的磨損痕跡.調(diào)查人員未觀察到與MP 15.1區(qū)域相似的其他跡象
對回收鋼軌的所有斷口進(jìn)行了檢測:這些折損都是由于脫軌造成的應(yīng)力過大造成的.斷裂面覆蓋橙色氧化物與斷后氧化一致.斷口表面粗糙而不規(guī)則沒有近期列車運(yùn)動留下的撞擊痕跡
調(diào)查
調(diào)查并未顯示任何操作或軌道狀況導(dǎo)致或促成了脫軌.列車運(yùn)行符合CSX的操作規(guī)程
MP 15.12區(qū)域的東西軌上的挖痕和刮痕與輪軌界面的損失一致.調(diào)查人員確定脫軌點(diǎn)是MP 15.12在這個位置,西軌和東軌上有明顯的標(biāo)志表明一個輪緣爬上了軌面
調(diào)查確定第18號車是第一個脫軌的車廂,因?yàn)樗堑谝粋€顯示軌道燒毀的車廂.第15號車廂兩個機(jī)械扣件關(guān)節(jié)的超應(yīng)力斷裂強(qiáng)烈表明它是在脫軌過程中被拉離軌道的.這輛車以及16號和17號車沒有顯示出任何軌道燒毀的跡象
在第18節(jié)車廂的牽引(b端)轉(zhuǎn)向架和牽引(a端)兩側(cè)的車架上觀察到的軌傷與沿東軌向北移動一致.調(diào)查確定b端右側(cè)車輪(R-1)在15.12 MP點(diǎn)爬上西軌墜入軌道
第18輛車b端轉(zhuǎn)向架上的車輪被檢查.BL-1輪出現(xiàn)了超過AAR譴責(zé)限制的空心胎面磨損.BL-1輪翼緣寬度薄垂直翼緣高,接近AAR譴責(zé)極限BR-2輪也被發(fā)現(xiàn)有空心胎面但沒有超過AAR譴責(zé)限制.b端轉(zhuǎn)向架總成顯示搖枕碗形邊緣的接合磨損模式.該接合模式與第18號b端車體中板上的接合模式相匹配.調(diào)查人員確定:這種不良的接合會直接影響b端總成的轉(zhuǎn)向性能
第18車彎道左側(cè)發(fā)現(xiàn)b端車身側(cè)承板附著螺栓斷裂允許部分附著的車身側(cè)承楔板向車中心內(nèi)旋轉(zhuǎn).b端左側(cè)楔板的軸承表面由于先前與側(cè)軸承滾子接觸而嚴(yán)重磨損和損壞,強(qiáng)烈表明這種情況是預(yù)先存在的
研究人員確定:這三種情況即空心渦輪,轉(zhuǎn)向架搖枕環(huán)的嚙合磨損以及部分附加的側(cè)軸承楔板嚴(yán)重降低了b端轉(zhuǎn)向架組件的轉(zhuǎn)向和操縱性.事故發(fā)生前第18號車接受了幾種類型的檢查.該車經(jīng)過了CSX合格的機(jī)械檢驗(yàn)員和自動檢測技術(shù)的檢驗(yàn)”記錄沒有顯示任何與車輪上的空心胎面磨損,搖枕輪輞嚙合磨損或車身側(cè)軸承楔板錯位有關(guān)的條目
事故后的行動
自動檢測技術(shù)
事故發(fā)生后CSX和其他主要鐵路公司繼續(xù)投資于自動檢測技術(shù)以提高鐵路的安全運(yùn)營.2004年AAR開始對《互通規(guī)則》進(jìn)行修改,利用自檢系統(tǒng)數(shù)據(jù)向鐵路車輛車主通報(bào)維修問題
許多鐵路都采用了自檢技術(shù).這項(xiàng)技術(shù)根據(jù)預(yù)先確定的故障條件監(jiān)測車輛性能讓業(yè)主在設(shè)備故障前識別性能不佳的設(shè)備.這些狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)安裝在軌道的右側(cè)或運(yùn)行軌道內(nèi).這些系統(tǒng)分為兩類;反應(yīng)性和預(yù)測.無功系統(tǒng)包括拖曳設(shè)備探測器,車輪沖擊載荷探測器,熱輪探測器和熱軸承探測器.預(yù)測系統(tǒng)包括卡車性能檢測器,轉(zhuǎn)向架搜索檢測器,車輪輪廓檢測器和聲軸承檢測器.鐵路車輛的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)大多集中在車輪和貨車上
CSX公司開發(fā)了一個自動檢查系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)可以主動監(jiān)測在其鐵路上運(yùn)行的車輛的性能.該網(wǎng)絡(luò)包括“超級站點(diǎn)”每個站點(diǎn)都是一個自動檢查站點(diǎn)包括一個車輪沖擊載荷檢測器,一個轉(zhuǎn)向架性能檢測器,一個聲學(xué)軸承檢測器和一個轉(zhuǎn)向架搜索檢測器,所有這些都在一個單一的位置CSX已經(jīng)開發(fā)了11個這樣的站點(diǎn),其中一個擁有自動車輪測量系統(tǒng)

2007年1月在事故發(fā)生時CSX的自動檢查網(wǎng)絡(luò)只包含兩個超級站點(diǎn):一個在佛羅里達(dá)州一個在西弗吉尼亞州.CSX公司的5年計(jì)劃是在所有主要路線上安裝這些站點(diǎn),最大限度地增加列車接受自檢的機(jī)會.因?yàn)槭鹿柿熊嚢l(fā)源于阿拉巴馬州的伯明翰,它沒有經(jīng)過現(xiàn)有的超級站點(diǎn)之一
自動檢測技術(shù)已經(jīng)被證明可以提供額外的安全保障,因?yàn)樾阅懿患训能囕v可以在它們影響之前從列車中移除.自動檢測技術(shù)將在本簡介的下一部分解釋
在事故列車的第18號車廂中,現(xiàn)有的技術(shù)無法檢測到車身側(cè)承楔板錯位;然而超級站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)會發(fā)現(xiàn)與位置錯位部件和空心輪有關(guān)的性能問題并會通知鐵路公司
可能的原因
NTSB認(rèn)為,事故的原因可能是第18節(jié)軌道車b端轉(zhuǎn)向架總成的側(cè)軸承間隙不足,導(dǎo)致車輪爬上軌道導(dǎo)致列車脫軌.造成脫軌的主要原因是:①轉(zhuǎn)向架搖枕碗邊緣與車身中央板的不良接觸②第18節(jié)車廂車輪的空心磨損進(jìn)一步降低了轉(zhuǎn)向架總成的轉(zhuǎn)向能力
通過日期:2012年3月30日