以下內(nèi)容摘自NTSB官方調(diào)查報告,具體內(nèi)容請查看原件或登錄官網(wǎng)查詢

事故概況

2015年9月19日,美國中央夏令時上午6:18左右,BNSF鐵路公司GMNXDPK7-17次貨物列車在南達科他州萊斯特維爾附近MP 597.7處的一座橋上脫軌,沒有人員受傷沒有疏散.估計損失為110萬美元;構(gòu)成鐵路交通重大事故

實時信息

事故發(fā)生經(jīng)過

2015年9月19日,由一名列車長和一名機車機車乘務(wù)員組成的GMNXDPK7-17次貨物列車在南達科他州蘇格蘭站整備.列車由南達科他州米娜站開往鹿園站.BNSF列車調(diào)度員于凌晨5:40發(fā)布了發(fā)車指令,授權(quán)機組人員離開蘇格蘭占領(lǐng)從MP 605到MP 566的干線

3min后機組人員對機車運行監(jiān)控進行了檢查.該路段的最高限速為25mph;然而NTSB的一份通用軌道公告將列車速度限制在10mph(MP 600.8)間和MP 587.9.2根據(jù)列車運行監(jiān)控顯示:列車主要以10mph的速度行駛,但在脫軌前列車速度一直在8-13mph間變化.機車乘務(wù)員表示,脫軌事故發(fā)生前1h的行程波瀾不驚,盡管他們補充說,當時有大霧和能見度低,視距介于50和100ft.牽引機車外攝像頭的視頻記錄證實了濃霧的存在;但沒過多久后,列車便脫軌了

損毀情況

事故造成7輛貨車(從機車端開始的2號罐車到8號罐車)脫軌.其中2輛罐體破裂并泄漏了49743加侖變性燃料乙醇引發(fā)火災(zāi).第3輛貨車的底部出口閥門泄漏乙醇

應(yīng)急響應(yīng)

蘇格蘭志愿消防局(蘇格蘭消防局)與萊斯特維爾志愿消防局(萊斯特維爾消防局)以及BNSF的HAZ-MAT團隊于9月19日對事故做出了反應(yīng):蘇格蘭FD在早上6:40收到通知并于6:50到達現(xiàn)場,他們在上午8:00左右開設(shè)了一個事故指揮中心并在上午10:00前控制了現(xiàn)場,萊斯特維爾FD在上午7:36收到通知并于上午7:41到達現(xiàn)場

BNSF的HAZ-MAT團隊于中午12:15左右到達現(xiàn)場,大火在12:45左右被成功撲滅,但救援人員仍在努力冷卻罐車.BNSF和緊急救援人員的下一步是用一種特殊的防火泡沫填充受損的罐車,以防止將罐車從事故現(xiàn)場移走時發(fā)生額外的火災(zāi)或爆炸

列車信息

事故列車由2臺機車重聯(lián)牽引,本務(wù)機車C44-9W 4736重聯(lián)機車C44-9W 5464,尾部補機;編組98輛,總重12585噸,計長167.5;其中96輛為裝載乙醇的重罐車,2輛為裝滿沙子作為隔離車的重敞車

原因分析

軌道和結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場說明

自2005年以來,BNSF一直擁有阿伯丁分局,該分局由MP 777.0(南達科他州阿伯丁)至MP 513.0(愛荷華州蘇城)間的一條主軌道組成.脫軌點(POD)附近的軌道為90磅重的連接軌道段.這條鋼軌安裝于1929年,制造日期從1909年到1918年不等.2010年,BNSF鋪設(shè)了軌道并更換了枕木

事故后軌道恢復

MP 597.7的POD就在大橋的東面.事故發(fā)生前一天穿過這段軌道的BNSF C44-9W??5135號機車的前向視頻顯示,大橋東端的軌道錯位.(見下圖)此外,當發(fā)動機穿過這個位置時,視頻中的捕捉到了明顯的沉悶聲音

POD位于列車運行方向右側(cè)軌道上東端橋臺以東約10ft處.這個位置與前一天的前向視頻中的圖像相對應(yīng).脫軌把鋼軌摔成了許多碎片.調(diào)查人員收集了鋼軌,并在脫軌現(xiàn)場重新組裝了軌道.大橋東端的鋼軌碎片被送往華盛頓特區(qū)的NTSB材料實驗室進行檢查

對軌道部件3S和2S間的斷裂進行的實驗室檢查顯示,在配合的斷裂面相互上下移動的地方有磨損痕跡.因此,在事故列車脫軌之前,鋼軌就斷了.

在鋼軌斷裂的現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)了兩個問題：

(1)軌距緊或窄

(2)引橋東端需要額外的路面,以更好地支撐軌道結(jié)構(gòu)

在幾何檢查期間,注意到量規(guī)在MP 596.72至MP 596.67.8鋼軌的標準軌距為4ft8 1/2in,在距離軌頭頂部.聯(lián)邦鐵路管理局(FRA)的軌道標準允許最小軌距4ft8in;然而早在2014年,就對這段軌道進行了測量并向緊于4ft8in.2015年4月8日,BNSF軌道幾何車報告緊軌（即,比FRA最小值窄9/16in）,MP 596.67和BNSF檢查員注意到這是前一年的重復缺陷.BNSF讓承包商評估2014年10月27日和2015年8月8日的軌道幾何.承包商還發(fā)現(xiàn)了在POD附近的另外兩個地點,比FRA最低標準更窄——一個是5/16in太緊,另一個是13/16in太緊.承包商沒有報告缺陷因為儀器顯示

軌道在POD顯示車輪磨損的跡象對內(nèi)部頭部(頂部)的軌道.

在切線(直線)軌道上,車輪輪緣一般不接觸鋼軌頭的內(nèi)部,而車輛的車輪在鋼軌頭的頂部為中心鋼軌上的磨損痕跡表明了軌距的收緊,這可能是過往列車的車輪對鋼軌施加的側(cè)向壓力.橋東端2號彎上的木帽已于2015年4月13日更換

BNSF橋梁檢查員表示,對橋梁的維修通過改變路線和擾亂支撐軌道結(jié)構(gòu)的壓載物來影響接近橋梁的軌道.

根據(jù)橋梁檢查員的意見,需要進行以下改進:修復東端斜坡的侵蝕,建造翼墻,以及軌道的襯里和表面據(jù)橋梁檢查員說,列車工作人員還報告了橋梁東端的軌道問題.

然而,自2013年以來一直在該地區(qū)工作的BNSF軌道主管表示,他不知道大橋正在維修.軌距在POD處收緊,軌道不穩(wěn)定,需要修理.然而,通過將該軌道指定為1類,BNSF能夠推遲對該軌道的維護.這些問題,加上鋼軌受到的側(cè)向壓力,以及鋼軌結(jié)構(gòu)支撐不良,增加了鋼軌故障的可能性.

軌道維修及檢查

聯(lián)邦鐵路局的軌道標準是基于軌道類別分類.常規(guī)鐵路區(qū)域的分類范圍從最低分類的第I類到第V類.鐵路為特定地區(qū)指定軌道分類,隨后確定維護期間允許的公差、最低結(jié)構(gòu)要求、檢查頻率和允許的軌道速度.

較低的軌道分類導致較大的公差,較少的檢查頻率和較低的最大速度.鐵路通常會降低軌道的等級,以推遲對列車流量較低的路線的維護.

有一段時間,阿伯丁分局被指定為II級軌道;然而,當BNSF在幾年前將事故區(qū)域的速度限制降低到10mph時,這段分局成為一級軌道.此外,軌道主管表示,由于在阿伯丁分局的這一段運行的列車較少,因此維修的優(yōu)先級較低

BNSF軌道檢查員按規(guī)則要求每周目視檢查軌道一次軌道檢查員說,當他檢查連接的軌道時,他通常以5-7mph的速度操作測試車輛.他說他在列車站檢查過鋼軌

2015年9月15日事故現(xiàn)場,事故發(fā)生前4天.在事故發(fā)生前的6至7周內(nèi),軌道檢查員的主管陪同他進行了兩次檢查.

BNSF每年對該路段的軌道幾何形狀進行兩次評估,交替使用特殊裝備的軌道車或與外部公司簽訂合同事故發(fā)生前最近的三次軌道幾何形狀評估分別發(fā)生在2014年10月27日、2015年4月8日和2014年

2015年8月8日.這些評估確定了緊規(guī),如事故后鐵路恢復部分所討論的那樣.

BNSF也有承包商每季度掃描一次鋼軌的內(nèi)部缺陷.事故發(fā)生前的最近一次內(nèi)部缺陷檢查是在2015年4月22日和2015年7月9日進行的,兩次檢查都沒有發(fā)現(xiàn)POD的軌道存在缺陷

然而,這條軌道上的其他幾個位置被標記為“脫殼,剝落和波紋”(SSC),這是一種表面狀況,限制了儀器檢測內(nèi)部缺陷的能力.如果有一段長度的軌道具有廣泛的SSC表面條件,則根據(jù)聯(lián)邦鐵路局的規(guī)定,承包商必須注意沒有進行有效的內(nèi)部缺陷搜索.還有一個額外的主觀要求,如果表面狀況足夠糟糕,在這種情況下BNSF雇傭的承包商被要求對鋼軌進行目視檢查.記錄顯示,承包商在SSC掩蓋內(nèi)部掃描的地方停下來檢查了鋼軌

事故后檢查及鐵路一般狀況

在事故發(fā)生后的檢查中,調(diào)查人員在事故現(xiàn)場附近發(fā)現(xiàn)了許多軌道缺陷,包括:

?在POD以東約250ft處,MP 596.65北軌的一部分軌頭出現(xiàn)斷裂

?在MP 596.68附近的軌頭現(xiàn)場一側(cè)有一個6in的垂直劈開頭,這是2015年7月9日的內(nèi)部缺陷報告中顯示SSC的地方,承包商在進行掃描時進行了目視檢查,但沒有發(fā)現(xiàn)任何缺陷

?在MP 595.2和MP 596.6間發(fā)現(xiàn)了兩個明顯的垂直分裂頭,一個長13in,另一個長96in

?導軌頭過度磨損

BNSF鋼軌頭的軌道標準磨損限制是基于鋼軌的規(guī)定重量,并允許較重的鋼軌更大的磨損所有重量低于119磅的鋼軌都有

0.5in垂直磨損極限對于90磅重的鋼軌,如圖4所示,0.5in的垂直磨損會使鋼軌頭部減少到無法支撐現(xiàn)代噸位列車的重量,并可能增加鋼軌失效的可能性.

雖然事故鋼軌的磨損沒有達到BNSF磨損限制的90磅鋼軌的更換水平,但NTSB調(diào)查人員認為事故鋼軌的磨損過度,因為磨損的90磅鋼軌的剩余頭部面積小于在BNSF軌道標準中列出的磨損限制的較重軌道上的剩余頭部區(qū)域

盡管由于軌道表面問題而受到限制,但BNSF進行的軌道幾何形狀和內(nèi)部掃描檢查超出了聯(lián)邦鐵路局的要求.然而,BNSF繼續(xù)在存在重大缺陷的軌道上運行高危易燃機組列車(HHFUT)由于BNSF將這條軌道的等級降至I級,因此沒有任何缺陷需要暫停列車運行或增加維護要求.此外,該軌道符合聯(lián)邦法規(guī)(CFR)第213部分第49篇中的聯(lián)邦鐵路局軌道安全標準.事故發(fā)生后,BNSF改變了單位乙醇列車(HHFUT)的路線,使它們不再在阿伯丁分局運行

鐵路磨損和列車重量

根據(jù)《鐵路工程》第二版,粗略估計,10磅的鋼軌重量可以承載3000磅的貨物,或者在這種情況下,如果是新的90磅的鋼軌,可以承載27000磅的貨物.

這列列車的罐車的最大重量是28.6萬磅和26.3萬磅.重量為28.6萬磅的4軸汽車的車輪載荷為35750磅/個車輪,重量為26.3萬磅的4軸汽車的車輪載荷為32875磅/個車輪.在這條軌道上的鋼軌制造的時候,鐵路還沒有使用這種尺寸的汽車.因此,90磅重的鋼軌可能已經(jīng)超載,不管過度的頭部磨損.

現(xiàn)代高強度鋼軌比這條軌道上使用的百年鋼軌更硬,磨損速度也更慢.POD處的鋼軌硬度比今天鋼軌的最低可接受值低約30%.較舊的鋼軌易受頭部檢查、脫落和其他滾動接觸疲勞損傷的影響;軌頭流動變形;增加了磨損率.在事故現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的鋼軌段顯示出滾動接觸疲勞的跡象.

據(jù)BNSF稱,自2015年1月以來,每周至少有一輛滿載乙醇的列車,如事故列車,穿過阿伯丁分局.除去機車,事故列車的重量為12585噸,平均車輪載荷為32104磅.

更重要的是,98輛車的車輪負荷過高.鋼軌的老化加劇了單位列車重載引起的疲勞和磨損.NTSB認為,貨運鐵路公司和聯(lián)邦鐵路局在運營大噸位列車時,應(yīng)該更密切地考慮鐵路的重量,特別是那些含有高度易燃材料的列車.

《修復美國地面運輸法案》(FAST)是一項管理美國地面運輸支出的資金和授權(quán)法案該法案第7304節(jié)要求所有用于運輸3類易燃液體的罐車必須符合美國交通部(DOT) 49 CFR Part 179中DOT-117, DOT- 117p或DOT- 117r的規(guī)范,無論列車組成如何.這些規(guī)范使罐車在脫軌過程中不易破裂并釋放易燃或有害物質(zhì).

雖然這可能是一個實用的方法,低密度,低速軌道處理一般

貨運,即使是一個小的脫軌的結(jié)果可能是災(zāi)難性的,當一個高度危險易燃

列車(HHFT)被卷入其中NTSB認為,維護標準允許1類

鋼軌增加了脫軌的風險,特別是高頻高頻列車,達到了不可接受的水平.

盡管新的罐車車和老式的DOT-111罐車車都參與了

脫軌,只有傳統(tǒng)的DOT-111罐車車被破壞.傳統(tǒng)的DOT-111罐車車是

在2023年5月1日前有資格運輸乙醇.國家NTSB認為路線列車運輸

在維護良好的軌道上使用易燃危險物質(zhì)可以降低脫軌的可能性,

如何抵消罐車因繼續(xù)使用舊罐車而增加的故障風險

DOT-111罐車

2016年3月31日,PHMSA修改了規(guī)定,要求鐵路公司分析HHFT路線.根據(jù)49 CFR 172.820的規(guī)定,鐵路公司必須進行風險分析,以確定風險

確定為高頻列車的列車路線.第172部分的附錄D列出了鐵路的27個項目

在執(zhí)行風險分析時進行考慮.附錄D第5項規(guī)定,軌道類型,類別和維修計劃.然而,該條例并沒有為鐵路提供具體的方向

分析與軌道類型、類別和維護計劃相關(guān)的風險.

此外,附錄D中的清單并沒有提到使用老式DOT-111罐車會增加風險.NTSB認為,在設(shè)計高鐵列車時,必須考慮另外三個重要因素:

(1)與I級軌道相關(guān)的脫軌風險增加

(2)罐車的重量相對于鋼軌的重量

(3)老式DOT-111罐車在脫軌時的潛在故障.因此,NTSB建議PHMSA將與I級軌道相關(guān)的脫軌風險增加,軌道車輛重量與軌道重量間的關(guān)系,以及傳統(tǒng)DOT-111罐車在脫軌期間的潛在故障列入鐵路在確定hhft或hhfut路線時考慮的項目清單,如49 CFR Part 172附錄D所示

此外,NTSB建議PHMSA和聯(lián)邦鐵路局共同合作,為鐵路在風險評估中使用49 CFR第172部分附錄D中的項目清單制定具體指導,并在分析擬議路線時應(yīng)用這些風險評估中收集的信息

調(diào)查結(jié)果

可能的原因

NTSB認定,鐵路斷裂、脫軌和隨后發(fā)生火災(zāi)的可能原因是BNSF鐵路公司決定推遲軌道維護,繼續(xù)在阿伯丁分局運營高危險易燃單元列車.導致事故的原因是聯(lián)邦鐵路管理局(Federal Railroad Administration)的軌道維護規(guī)定,該規(guī)定允許在軌道被重新分類為較低標準后,高危險性易燃單體列車繼續(xù)運行.導致罐車泄漏和隨后的火災(zāi)的原因是繼續(xù)使用美國交通部遺留的111號罐車來運輸易燃產(chǎn)品.

整改措施

致管道和危險物品安全管理局:

包括與I級軌道相關(guān)的脫軌風險增加,軌道車輛重量與軌道重量間的關(guān)系,以及在脫軌過程中遺留的美國交通部111號罐車的潛在故障,這些都是鐵路在確定高危險性易燃列車或高危險性易燃單元列車路線時要考慮的項目清單,如聯(lián)邦法規(guī)第172部分第49篇附錄D所述

致管道和危險物質(zhì)安全管理局和美國聯(lián)邦鐵路管理局:

共同制定鐵路在風險評估中使用聯(lián)邦法規(guī)第172部分第49篇附錄D中列出的項目清單時的具體指導,并在分析高風險易燃列車或高風險易燃單元列車的擬議路線時應(yīng)用這些風險評估中收集的信息.(R-17-06)

有關(guān)此次事故的詳細信息,請訪問www.ntsb.gov/investigations/dms.html并搜索NTSB事故識別DCA15FR016

事故調(diào)查人員

發(fā)布時間:2017年6月26日