内容摘要国内目前压力式液化气船大概70多艘,其中大部分是年后国内小型船厂建造的所谓沙滩船,小部分是买的日本二手船和国内正规大厂建造的。经过10多年的运营,进入了船体和设备的老龄期,设备故障和建造缺陷就显现出来了。此次抢险过驳作业的某某外轮就是由中国宁波某某船厂建造,属于大部分船舶范畴。关键词泄漏,STS过驳,燃烧三要素,4M1E事故前因该轮船东和管理公司是希腊的,船藉港是利比里亚,船员是菲律宾的,入英国劳氏船级社,租家是国内宁波的某化工贸易公司,货主是福州江阴某化工企业。该航次的任务是由菲律宾巴丹装丙烯到福州江阴港卸,从菲律宾巴丹开出来后碰到强冷空气,一路摇摇晃晃到福州,在船舶抵达福州港时船员在巡视时已经发现由轻微泄漏,船员做了临时处理,但不能完全堵住,想瞒天过海乘夜色和喷淋遮挡一下赶紧靠泊卸货,但靠泊后由于液体汽化吸热,焊缝受热胀冷缩的影响造成焊缝裂纹拉大,雾化严重,泄漏量大概0.5-1.0吨/小时。事故经过年2月10日下午4时,该外轮抵达江阴港区12号中江泊位,码头与船舶进行船岸检查时发现船舶1#货舱输送泵出口发生丙烯泄漏现象,立即报告港口当局。港口当局接报后,福州江阴港区管委会、福州海事局、福建省海事局根据福州市应急指挥中心指导意见,立即协调组织相关部门、专家组,到现场指导企业应急处置。当晚22时许,涉事船舶移泊至江阴港1#应急锚地,以3公里为半径设立警戒区域,禁止其他船舶靠近,并指派海事巡逻艇和消拖监护。
图1.事故位置现场勘察货物泄漏点位于该轮1#货泵出口处的管线与泵浦基座衔接加强板的焊缝(如图2所示),裂缝长约3厘米。由于该处的泵浦基座及管线与1#货罐直接相通,没有相应的阀门将此泄漏点与1#货罐完全隔离、无法将泄漏源切断。
丙烯特性丙烯常温下为无色、稍带有甜味的气体。分子量42.08,液态密度0.g/cm3(15/4℃),气体密度1.48(15℃,Pa.abs)冰点-.3℃,沸点-47.4℃,闪点是-℃。易燃易爆,爆炸极限为2%~12%(体积),爆炸危险是货物蒸汽可以和空气形成可燃性混合物,一旦遇到明火可能爆炸导致结构性损坏。对人身健康的危害性主要:液体的影响是冻伤皮肤和眼睛;蒸汽的影响是当蒸汽浓度超过健康临界限定值(TLV)PPM会导致人窒息,在高浓度的蒸汽环境中会使人失去知觉/昏迷或者昏睡。主要用途是生产聚丙烯/丙烯晴/异丙醇/丙酮/环氧丙烷等化工产品的原材料。安全性要求:远离火源和热源,消除静电;做好人员的防护。事故应急发生泄漏事故后,根据货物的易燃易爆的特性,防止爆炸和燃烧的第一要务是切断气源,堵漏成为应急指挥部的一致意见,只要泄漏点完全堵住,即可满足回港卸货的要求。应急指挥部连续邀请国内多家专业堵漏公司参与堵漏,但由于泄漏点位置比较特殊,并且是液货泄漏,液体一旦到空气中马上汽化,吸收大量的热量,降低了固化材料的特性,再加上泄漏点周围钢结构受液体汽化的影响温度都非常低,堵漏效果差,想尽各种办法都不能完全把泄漏点堵住,只是减少了泄漏量,由原来的每小时泄漏量KG左右减少到KG左右,仍然不能满足回港卸货的要求。应急指挥部最终决定采取船对船过驳的方式解决这次泄漏事件。应急准备应急指挥成立由福州市政府牵头/省应急厅/交通厅/省海事局/福清市政府等50家单位组成的应急协调现场指挥部(包括港口/应急/消防/海事/边检/海关/渔业/码头/代理/生态/气象/环境/救助/清污/卫健/水下摸探/码头/消拖/封堵/代理);寻找合适的丙烯船;制定应急过驳方案;邀请专家组成专家评审委员会;确定熟悉STS过驳和丙烯操作的现场指挥等工作。制定程序根据丙烯的特性和STS过驳中的风险制定相关应急程序。爆炸失火/人员受伤是这次应急抢险过驳的主要风险,指挥部要求各家参与现场抢险的单位做好应急预案。控制措施如何控制好爆炸失火,就必须谈到燃烧爆炸的三要素(可燃物/助燃物/着火源)和4M1E去分析问题解决问题;首先是由于是丙烯泄漏在空气中,可燃物丙烯没有办法切断的,但可以尽量把它驱散开来使丙烯在空气中的浓度控制在爆炸下限;还有就控制着火源,如果没有火源,即使有时浓度达到爆炸或者燃烧的范围也是安全的(但对人的身体有危害)。怎么样去稀释泄漏可燃气体浓度?风和水雾是驱散可燃气体行之有效的方法,对可燃气体的扩散,风越大越好,但大风对过驳作业和锚泊安全不利,所以说适宜的风场很重要;如果现场风力不够,泄漏气体浓度很容易沉积在泄漏点周围,丙烯的分子量大于空气,它会逐步下沉到主甲板,给我们拆接管作业造成很大风险,所以预案中准备人工外力现场驱散可燃气体(开启船上大喷淋/启动水力风机)。控制着火源,首先是外界因素是闪电,初春,天气不稳定很容易形成雷暴闪电,这就要求气象部门提供正确的气象信息(现场有福州和福清气象局及福州海洋预报台三家单位提供精准的气象信息)确认过驳期间29/2--1/3天气稳定,没有云团激烈运动,产生闪电的概率非常小。其次控制船上有可能产生火星的作业,除拆接管作业,其他有可能产生火星的作业禁止;对作业工具的要求是扳手和锤必须是铜的,接管放置软管接头区域和接管区必须放置胶垫,法兰盘起落用布包扎一下或者在接触面涂黄油,避免刚性接触产生火星。搬运软管接头和变径接头要求轻拿轻放。控制静电的集结,二过驳船连接地线平衡二船的静电位差;接管法兰接头间用铜片相连;装货开始是先慢速装减小货物于管线之间的摩擦产生静电聚集产生;船员禁止穿化纤衣服防止摩擦产生静电。现场管控作业现场进行管控,海事部门首先发布航行警告在STS系泊至正常装货作业期间江阴港实施交通管制,禁止船舶进出港;正常过驳作业后根据现场指挥判断实施交通管控,以过驳船5海里范围内限速8节,船与船之间的间距保持1海里以上航行。其次调集了6艘海事巡逻艇,在以事故船为中心3公里为半径的四个角度布置4艘,严防渔船等小型船舶误窜过驳作业区,并在港口的二个进口航道口门布置二艘,巡逻艇警戒和管控。协调东海救助局的东海救在过驳现场应急;征调二艘福州港大消防拖轮现场守护随时准备将受载过驳船拖离并且开启消防水进行水雾保护和驱离。作业准备STS系泊作业安全方面的准备工作:参照最新版《船对船过驳指南》的要求逐项准备。为了防止船对船过驳期间走锚,应急过驳方案是要求泄漏船改抛“一字锚”但综合该应急锚地的底质良好(泥沙底)/潮汐(非大潮汛期)/涨落水船舶旋回(锚链缠绕)等因素,并且泄漏船船长坚决不同意和多方咨询,现场指挥决定采取松长锚链的方式来增加锚泊力(右锚8节下水)。二船之间的碰垫准备:船公司和保赔协会委派的船东代表给船舶配备了4个带轮胎护套的充气橡胶碰垫,二个直径2米放前后,二个稍微小的直径1.7米放中间,二过驳船配备一定数量的手持小球型碰垫由船员准备应急。放置的位置根据靠离时间、过驳船从上风舷靠离的原则,综合潮汐和天气预报,将球型碰垫放置在事故船右舷。人员配备方面:消防拖轮操作一定要求经验丰富的船长亲自操作;福州港指派经验丰富的福州港引航站站长和一名引航员协助船长STS系泊,接驳船船公司指派岸基指导船长现场指导,接驳船船长是获得交通部海事局“安全诚信船长”称号,接驳船曾二次获得交通部海事局“安全诚信船舶”称号。系泊缆绳使用接泊船缆绳,必须是没有接驳断股或者磨损严重的缆绳,撇缆绳使用卸漏事故船的,防止撇缆头控制不好引起火星。过驳管线要求:首先确认二过驳船的是什么标准的管径(美标和日标)和尺寸大小,再根据管径和尺寸及变径接头确定购买软管,软管必须有合格证和最近一年的压力测试报告,为确保安全,要求供应前必须再做一次1.5倍工作压力测试和全面检查,不允许有磨损及腐蚀情况。并且软管长度也要足够,必须大于1.5倍二船接管头到船舷加碰垫的直径的距离。制定方案现场过驳操作总指挥要求熟悉STS过驳并且非常熟悉丙烯特性和有液化气操作经验的船长(现场过驳操作总指挥在液化气船工作23年,任职船长11年,从事丙烯运输8年,任职岸基海务兼指导船长5年,专职培养和指导船长和大副业务。)。制定详细的应急过驳方案,对方案的要求是越详细越好,注重细节,特别是一些数据要求准确量化,切不可模糊,方案要具有可操作性。方案的内容主要有以下内容:1、综合概述(起因;事故船和驳载船的主要参数及船舶资料;二作业船的货罐,货泵,压缩机,管线的情况;目前船舶装载情况;货物丙烯的主要特性MSDS和针对性的消防措施;货物泄漏的情况和船舶各部位的气体浓度);2、过驳作业的必要性和可行性;3、过驳作业船舶应采取的安全措施(选择适当的过驳时机;靠泊前及作业期间持续监测甲板区域的可燃气体含量;利用船上的喷淋系统对1#液罐和泄漏点进行水幕保护;应急封堵力量维持泄漏量,防止情况恶化;过驳船安全保障措施);4、过驳作业总指挥及主要设备(现场过驳总指挥基本情况;碰垫;过驳管线;拖轮;引航;救助);5、卸货计划(详细说明在操作部分);6、外部应急力量及安全措施(通航管制;定点气象服务;海关监管及货物数量确定;中江码头卸货计划;应急救助力量;港口消防及医疗部门按照《危化品应急预案》做好应急准备;防污染措施通知事故船舶的协议清污单位做好防污染准备工作。)7、作业现场指挥架构及联系方式;8、风险评估及船上应急预案;9、各种船上消防救生设备清单。方案评审应急过驳方案需要经过专家评审后报应急指挥部审批。
总指挥部审批会场
过驳准备
现场考察
过驳前现场总指挥到事故船和接驳船进行现场考察,掌握泄漏船的实际情况,与事故船及接驳船的船长/轮机长/大副开过驳安全会议,检查是否按照各自公司安全管理体系文件进行STS过驳CHECKLIST检查,并对相关细节进行讨论;进行液货泄漏,着火爆炸,弃船逃生的演习;布置逃生通道和信号。
值班安排
安排好过驳期间人员值班安排:两条船船长在驾驶台值班,轮机长机舱值班,大副全程跟踪货物装卸和监测可燃气体浓度,二副和三副6-6制,水手/机工/轮机员正常值班制,其他人员STAND-BY。事故船STS系泊期间主机备车,甲板开启大喷淋,船头船尾人员就位。做好疫情防控,除了现场指挥和现场协调人及封堵人员外,禁止其他人员跨过舷梯,需要沟通通过高频或者舷边面对面交流,二船值班人员必须带口罩。
拟定方案现场过驳指挥考察后拟定具体货物过驳方案:首先是考虑到事故船1号货舱不能加压,如果加压会造成泄漏加大的可能;所以接驳船在码头前载卸货时必须进行技术处理,尽量把舱压降到最低,确保事故船1号舱在不用压缩机的情况下,可以利用压差,先卸三四百吨过接驳船。由于接驳船的舱容(M)小于事故船(0M),必须安排二次过驳作业。事故船本航次提单量是吨,加上货物底仓抵港前量是吨,为了保证把液货能二次转驳完成,第一载装货量必须驳运吨至吨;其次为了确保不会误操作,劳氏船级社验船师已经切断事故船一号货泵电源,并在货泵出口阀门做了禁止开启标识;由于该船的液货管线仅是一条管线进出,原计划采取一边开2号泵卸一边利用压差倒舱的方法行不通,只能分步骤进行。根据天气预报和接驳船的完货时间,从2月29日(接驳船ETD)--3月1日1(大风)给过驳作业的时间只有33小时,根据天气预报都有提前性和过驳作业的前提在白天作业,作业时间绝不超过1日时,所以作业时间最多是36小时,如何合理安排好时间节点非常重要。过驳安排时间节点安排如下29日时接驳船离开中江码头时抵达事故泄漏船-时带缆-时搭梯、接地线、STS检查-时接管、试压、管线打通、试装-时利用压差卸事故船1舱,适当时机启动接驳船压缩机维持压差-时启动2号货泵卸货-时扫线,拆管,搬管时接驳船离开事故泄漏船,事故泄漏船准备倒舱-时接驳船抵码头靠泊-接管、计量时开启两个货泵,开始卸货1日-时接驳船货物卸空扫线排空拆管时接驳船离开中江12泊开始第2次过驳时抵事故船附近,事故船轮停止倒舱作业—时系泊作业等-时接管试压等--时先将事故船1号舱利用压缩机倒舱再启动2号货泵卸货至卸完2舱时停泵扫线拆管1时离开事故船时如果天气允许为最后时间节点其中粗字体为重要的时间节点,作为现场指挥一定要掌控好。这次过驳作业特点是时间短任务重,许多操作都进行优化处理,一环紧扣一环才能在规定的时间内完成本次过驳抢险任务,错过要等5天后才能有条件进行。29日时之前开航是保证后续时间的关键;-时是保证卸空2号货罐的关键,根据是事故船的泵排量M,经验值最大吨/小时;-尽量卸1号舱,由于是靠压差卸货,速率<吨/小时。原则是保证卸空2泵的基础上尽量多卸1号舱货物,通过事故船稳性载装仪计算1舱最好能卸吨以上,以保证船舶的剪力和弯矩不会超过极限值,避免船舶在卸2舱中拱变形(也可通过调节压载水调节);通过时间节点的计算接驳船在码头的停泊卸货时间是8小时,按照最优卸货速率-吨/小时,码头的最大能力是-吨,也就是说接驳船装货量在这个期间是最佳的装货量,不会浪费时间。事故船由于速闭系统缺乏保养,液相总管速闭阀无法打开导致没有办法卸压拆盲板(船舶管线阀门布置非常不合理),接近等一个小时才把速闭阀压力回复正常,接着排空-拆管-接变换接头-接软管-安置静电连接片-试漏等;气密试验先用接驳船的低压试,然后再用事故船的2号舱高压试,确保没有泄漏,打通流程开始试装;在接好软管时一定要注意软管放置,采取U字形放在主甲板前后并且用绳子固定住、安置好软管垫防止软管冲压硬起来伤人和船舶移动摩擦软管,原计划是用事故船货物软管吊把连接软管吊起来,但综合评估后不使用该吊杆,缺乏保养,怕产生火星。为了确保安全采取先慢后快的方法,事故船1号舱压8.5KG,接驳船2号舱5.5KG,有3KG的压差可以自流,等2号舱见到货后打开1号舱;逐步关小2号舱以防2号舱倒流;接着通知接驳船准备备妥货物压缩机随时听候指令,流程是抽接驳船2号舱气体打入事故船1号舱维持压差;启动压缩机,速率大约吨/小时;停压缩机,关闭1号舱装货阀,转换流程卸事故船2号舱;通过计算1号舱转移了吨,舱压7.5KG,2号舱压9KG;接驳船二个货舱舱压6KG左右;启动事故船2号货泵。为了精准的掌握好速率,要求每半小时计算一下装卸货量并二船比对计算误差量;1前卸货速率维持在-之间;-1卸速减少到吨/小时(由于二边货舱压力慢慢平衡)卸速逐步恢复到正常值吨/小时;1通知接驳船启动货物压缩机抽取二个货舱气体打入事故船轮2号舱,来维持一定的正压差,减轻货泵负荷,增加卸速。1-卸货速率维持在吨/小时。1二轮计算货量:接驳船装吨,事故船卸吨,满足本次的装货要求。(货差是由于货物的物理变化和温感探头位置引起的)。1-接驳船将压缩机流程转换成自循环(避免误操作造成憋压)轮机员在压缩机间就位监测压力,其他操作人员各就各位。时间节点到停泵关闭货泵出口阀,转换流程,扫线是按照常规操作扫入接驳船的模式。采用先开后慢慢关的方式逐步加大扫线压力;开始扫线,预计10分钟,尽量扫干净管线,软管15米,比较长,怕软管留液体,搬管时不小心液体倒入拆管人脚上冻伤;在此扫线期间再次提醒现场各位操作人员注意事项,防止意外发生。6感觉管线有温感,接管处放残管排出没有液体,说明管线液体已经基本吹扫干净;8停压缩机-关阀-排空-拆管,排空注意软管及排空管是否有结霜;如果有结霜说明管线里还有液体或者阀门没有关死会泄漏。人员搬运软管时管头不能对着人,防止有液体倒出冻伤人。拆完管,将软管搬到事故船,拖轮到位,启动主机,人员前后就位准备离泊开航;按照准时的节点解缆驶往码头卸货。就根据这个数据做计划,事故船剩余货量通过计算是6吨减去气货底仓按照8KG计算大概80吨左右,就是吨左右:事故船轮倒舱时间是/29--/1总计13个小时,吨货,1号舱-40-=吨,按照每小时吨的STS压缩机倒货速率大概需要2.5小时;2号货舱液体货物吨按照吨/小时的速率需要4小时,货物作业时间6.5小时,拆接管试漏时间1.5小时,系解泊时间大概1小时;码头到应急锚地1小时;不出意外的10小时完成作业;如果事故船能在接驳船到达之前完成倒舱作业,泵卸货时间时大概5.5小时,整个作业时间是9小时,提高1个小时。实际情况是事故船开启2台压缩机进行倒仓作业速度非常快,开始就是90吨/小时,接着是吨/小时,6小时倒舱完成,指挥部根据现场指挥的建议,综合天气预报和华南1的卸货状况将华南1离泊开航时间定在1号的时。接驳船按照计划至靠妥事故船,接妥管线,试漏合格准备装货。意外情况事故船速闭阀老毛病又犯了,压力很不稳定,不能完全打开蝶阀,并且开度不够,不能满足启泵要求。速闭阀液压系统稳定,检查流程开始卸货,启动货泵后逐步关闭回仓阀,发现泵出口压力14KG,而接驳船的舱压才7.8KG,接管处压力7.8KG,巡查所以手动阀全部打开,判断肯定是速闭阀没有开,并且确认是接管处速闭阀传动轴连接磨损无法打开蝶阀。立即叫事故船轮轮机部人员过来修理,最终决定拆除控制系统,手动强制打开蝶阀并用加力杆固定保证阀门开度,最终在恢复正常卸货,确保在卸完,扫线-排空-拆管-封盲板-搬管-带拖-解缆,1离开事故船;靠妥福清江阴中江12泊,顺利完成这次过驳抢险任务!过驳总结这次抢险过驳作业检验了我们当前的应急处置能力,成功排除安全隐患并顺利将货物卸下专业的事情必须请专业的人来干,作为现场指挥一定要本着安全第一、实事求是和认真负责的态度,把安全做到最大化,把风险控制的最小化,没有绝对的安全,只有把风险关进笼子里,安全才能有保证。对特别重要的数据一定要亲自去核实,要求掌握第一手资料。作业流程一定要清晰,风险点一定要求精准无误,每一步都必须考虑清楚,靠前指挥,避免误操作。经验教训事故船目前各项理赔已经结束,但这个教训是深刻的,从2月10日至3月11日放船,前后整整处理了一个月,正值春节期间和冠状病毒肺炎防控期间,上惊动到国家层面下影响到黎民百姓,上几千万的各项费用和索赔以及船期损失,事故后对船公司的声誉损失是不可估量的。我们可以从中获得一些教训。就拿事故船泄漏点来讲,该处属于特殊位置货舱与阀门的连接结构,一旦泄漏,无法控制没有阀门,并且与货舱底部相连(与货舱底部相连的结构有液相进出管/排残管/底部和中部取样管),喷出来的都是液体,液体汽化体积放大-倍,风险性很大,并且汽化过程大量吸热把周围结构脆化使裂口加剧,所以预防非常重要。如何预防,首先平时加强保养和检查;其次修船是对这些结构进行测厚,焊接结构进行探伤,不符合标准的坚决更换,不然啥不得小钱到时就得花大钱,成为西游记中的主角(唐僧)。
速闭阀示意图