LNG儲罐外罐襯板安裝高處吊籃作業(yè)安全性研究

郝 文，王成平

1.中國石油天然氣第六建設(shè)公司，廣西桂林 541004 2.中石油江蘇液化天然氣有限公司，江蘇南通 226001

0 引言

2009年全球LNG供應(yīng)過剩給中國提供了大量進(jìn)口LNG的好機(jī)會，近幾年來國內(nèi)相關(guān)的合同大單不斷，冷卻了一段時間的LNG接收站建設(shè)開始升溫。目前已投產(chǎn)、在規(guī)劃和實施的沿海LNG項目層出不窮，包括廣東、福建、浙江、上海、江蘇、山東、遼寧和河北等，預(yù)計2015年前，中國在東南沿海會修建10多座LNG接收終端。

筆者通過近幾年在江蘇LNG項目部的工作，對LNG儲罐外罐襯板的安裝工序進(jìn)行預(yù)先危險性分析（PHA），找出施工中的安全重點控制環(huán)節(jié)，針對其中吊籃作業(yè)進(jìn)行事故樹分析（FTA），得出頂上事件引發(fā)的幾種事故模式，制訂了相應(yīng)的安全技術(shù)及管理措施。

1 LNG儲罐外罐罐壁襯板安裝工序簡介

LNG儲罐為雙容罐，外罐罐壁襯板沿混凝土內(nèi)壁環(huán)向布置，以環(huán)向預(yù)埋件為基準(zhǔn)分為上中下三部分。下面部分為高度5 m以內(nèi)的TCP預(yù)埋環(huán)板的環(huán)向縱向?qū)挵鍘?，?guī)格為2 633.5mm×4 320mm×6mm，總數(shù)為96塊，采用搭接焊與環(huán)向預(yù)埋件和豎向預(yù)埋件焊接；中間部分為三層縱向窄板搭接焊接成的環(huán)向壁板，總長32.206m，每層壁板的規(guī)格為1 739mm×10 820mm×6mm，總數(shù)為432塊，與豎向預(yù)埋件搭接焊；上面部分為一層環(huán)向窄帶壁板，規(guī)格為7 155mm×732mm×6mm，總數(shù)為36塊，板與板之間為對接焊，與環(huán)向預(yù)埋件搭接焊。江蘇LNG儲罐外罐罐壁襯板安裝總質(zhì)量為442 480 kg。

外罐襯板采用電動葫蘆吊裝，高處作業(yè)平臺為電動吊籃。其中，下部襯板安裝及真空試漏采用移動式腳手架進(jìn)行，中部、上部襯板拼裝焊接及真空試漏過程全部使用電動吊籃高處作業(yè)。外罐襯板安裝工序如圖1所示。

圖1 外罐襯板安裝工序

2 預(yù)先危險性分析（PHA）

預(yù)先危險分析又稱初步危險分析。通過這種分析找出系統(tǒng)中的主要危險，對這些危險進(jìn)行估算，而后通過安全工程師進(jìn)行控制，從而使系統(tǒng)達(dá)到可接受的安全狀態(tài)；其另一作用是確定在系統(tǒng)安全分析的最后階段采用怎樣的事故樹。

對外罐襯板施工工序中各作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行PHA分析，結(jié)果見表1。

表1 外罐襯板安裝PHA分析

由以上風(fēng)險評價得出，電動葫蘆與電動吊籃的使用是其中風(fēng)險最高的環(huán)節(jié)。本文主要進(jìn)行高處電動吊籃作業(yè)的安全性分析。

3 電動吊籃作業(yè)人員安全性分析

3.1 吊籃焊接作業(yè)人員高處墜落事故樹分析（FTA）

建立了事故樹分析模型，以電動吊籃焊接作業(yè)人員高處墜落為頂上事件，得出電動吊籃作業(yè)高處墜落事故發(fā)生的各種事故模式，從而對各種事故模式進(jìn)行有效控制。

3.1.1 事故樹繪制

高處吊籃焊接作業(yè)人員高處墜落事故樹見圖2。

圖2 電動吊籃焊接作業(yè)人員高處墜落事故樹

3.1.2 事故樹結(jié)構(gòu)重要度比較

運用布爾代數(shù)法求得電動吊籃高處作業(yè)FTA的最小割集，可知電動吊籃作業(yè)高處墜落事故有37種模式：

E1={X3}，E2={X8}，E3={X4，X12}，E4={X5，X12}，E5={X9， X12}，E6={X10，X12}，E7={X11，X12}， E8={X1， X12}，E9={X2， X12}， E10={X4， X13}， E11={X5， X13}， E12={X9，X13}，E13={X10，X13}，E14={X11，X13}，E15={X1，X13}，E16={X2，X13}，E17={X4，X14}，E18={X5，X14}，E19={X9，X14}，E20={X10，X14}，E21={X11， X14}，E22={X1，X14}，E23={X2，X14}，E24={X4，X15}，E25={X5，X15}，E26={X9，X15}，E27={X10，X15}，E28={X11，X15}，E29={X1，X15}，E30={X2，X15}，E31={X4， X16}，E32={X5， X16}，E33={X9， X16}， E34={X10，X16}，E35={X11，X16}，E36={X1，X16}，E37={X2，X16}

由基本事件結(jié)構(gòu)重要度的判別準(zhǔn)則及近似判別值計算式（1）對各基本事件進(jìn)行結(jié)構(gòu)重要度比較。

式中I（i）——基本事件Xi結(jié)構(gòu)重要系數(shù)的近似判別值；

Er——基本事件所在的最小割集；

ni——基本事件Xi所屬最小割集包含的基本事件數(shù)。

比較計算結(jié)果如下：

I（3）=I（8）>I（12）=I（13）=I（14）=I（15）=I（16）>I（1）=I（2）=I（4）=I（5）=I（9）=I（10）=I（11）

由以上分析結(jié)果可知：

（1）X3、X8這兩個基本事件對頂上事件的影響最大。因此，電動吊籃在設(shè)計中應(yīng)確保本質(zhì)安全，在使用過程中，任何情況下吊籃上作業(yè)人員總重量都不能超出額定載荷。

（2） X12、X13、X14、X15、X16這幾個基本事件對頂上事件的影響也較大，在作業(yè)過程中，需要重點控制。

（3） X1、X2、X4、X5、X9、X10、X11這幾個基本事件雖然影響較小，但需要加強(qiáng)控制。

（4）X6、X7雖然不能直接導(dǎo)致事故發(fā)生，但是當(dāng)其發(fā)生時也會造成設(shè)備損壞，同樣需要加以控制。

3.2 吊籃高處焊接作業(yè)的其他風(fēng)險

分析表1可看出，高處吊籃焊接作業(yè)時，還存在著物體打擊、火災(zāi)、焊接煙塵傷害、弧光傷害等風(fēng)險，在安全管理中同樣需要加以嚴(yán)格控制，以保障吊籃作業(yè)的安全。

4 高處電動吊籃作業(yè)安全技術(shù)措施與安全管理措施

4.1 軌道梁設(shè)計

單軌吊車梁設(shè)計時，需對吊車梁設(shè)計荷載進(jìn)行計算。江蘇LNG儲罐外罐襯板安裝工程采用ZLP630電動吊籃作為作業(yè)平臺進(jìn)行外罐襯板安裝和焊接。

電動吊籃質(zhì)量G1≤630 kg，取最大值Gmax=630 kg。

電動吊籃掛在單軌吊車上，單軌吊車梁材質(zhì)為A36M MOD2，規(guī)格為200mm×100mm×5.5mm×8mm。

通過對軌道梁所受正應(yīng)力和剪應(yīng)力計算，可知最大的正應(yīng)力小于吊車梁的許用應(yīng)力，最大剪應(yīng)力也小于吊車梁的許用剪應(yīng)力，可行。

單軌吊車梁示意見圖3。

圖3 單軌吊車梁平面示意

4.2 安全管理措施

4.2.1 采購階段

吊籃的制作、安裝、使用要嚴(yán)格執(zhí)行國家、地方及行業(yè)相關(guān)安全規(guī)定，必須使用具備生產(chǎn)資質(zhì)的廠家制造的吊籃。江蘇LNG項目部外罐襯板和內(nèi)罐壁板安裝采用ZLP630電動吊籃，其中安全鎖、自鎖器、提升機(jī)均需核查合格證。

4.2.2 吊籃安裝

吊籃必須設(shè)置安全繩、溜繩、觸電隔離防護(hù)等設(shè)施，必須使用規(guī)定尺寸的鋼絲繩，鋼絲繩與懸掛機(jī)構(gòu)的鏈接要符合要求。吊籃須安裝防墜物鋼絲網(wǎng)。

（1）所有螺栓應(yīng)緊固，開口銷必須齊全。

（2）懸掛機(jī)構(gòu)加強(qiáng)鋼絲繩的預(yù)緊度以前吊桿伸出1.5m時，上撓30mm為宜。

（3）兩個支架間距應(yīng)調(diào)整到前梁懸伸端點間距比懸吊平臺長度少30～50mm。

（4）前梁伸出端懸伸長度額定調(diào)整范圍為0.5～1.3m。

（5）鋼絲繩夾的數(shù)量不少3個，應(yīng)將鋼絲繩夾扁到1/2～1/3直徑，見圖4[3]。

圖4 鋼絲繩U型繩夾安裝示意

（6）鋼絲繩端部的緊固按GB 5976-1986《鋼絲繩夾的使用方法》標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

（7）在正常運行中，工作平臺兩端傾斜超過15 cm時要及時調(diào)平。

（8）吊籃不得在粉塵、腐蝕性物質(zhì)或雷電大風(fēng)的環(huán)境中使用。

（9）當(dāng)工作平臺傾斜3°～8°時，安全鎖應(yīng)能鎖住鋼絲繩，將工作平臺升起，安全鎖能自動復(fù)位。

（10）進(jìn)入電器控制箱的電源必須要有零線。功率高于500W的電器設(shè)備嚴(yán)禁接入電箱內(nèi)。

（11）安裝完成后做好檢查與調(diào)整。

4.2.3 電動吊籃操作專項安全培訓(xùn)

（1）勞保著裝。正確穿戴勞保用品，包括工作服、勞保鞋和安全帽；準(zhǔn)備好安全帶、工具包；人員身體狀況良好，無恐高、心臟病等方面的高處作業(yè)禁忌癥。

（2） 吊籃操作。吊籃使用前要試運行1～2次，要進(jìn)行聯(lián)合檢查、確認(rèn)，確保結(jié)構(gòu)可靠，提升機(jī)無異常，并且鋼絲繩、安全繩和自鎖器處于完好可用狀態(tài)。在作業(yè)過程中，操作人員在吊籃升降運行時應(yīng)經(jīng)常注意各機(jī)件的運行情況，如發(fā)現(xiàn)提升機(jī)發(fā)熱、噪音、鋼絲繩斷絲、安全鎖失效、吊籃兩端升降速度不勻、限位開關(guān)失靈、操練開關(guān)失靈等不正常情況，應(yīng)及時回降到地面進(jìn)行檢修，確定完好后方可繼續(xù)施工，嚴(yán)禁設(shè)備帶病運行。懸掛吊籃的起重機(jī)吊索必須制動控制載荷下降，不允許通過脫開制動機(jī)構(gòu)使吊籃自由落下；吊籃升降至作業(yè)位置時，及時將磁鐵吸附在襯板上，保證吊籃的穩(wěn)固性。作業(yè)后，吊籃應(yīng)清掃干凈，懸掛到地面處，切斷電源。

（3）高處作業(yè)。作業(yè)人員要絕對保證系掛好安全帶并系掛在安全繩上的自鎖器上。嚴(yán)禁超載使用，每臺吊籃不允許超過4個人作業(yè)。吊籃內(nèi)嚴(yán)禁使用梯、凳、擱板等登高工具，嚴(yán)禁在吊籃中奔跑、縱跳，嬉戲打逗，作業(yè)人員必須在地面進(jìn)出吊籃，嚴(yán)禁在空中攀緣進(jìn)出吊籃或攀登欄桿。使用吊籃載送人員時，嚴(yán)禁材料和電焊把線、氧乙炔帶、電纜線等物品隨吊籃一起升降；作業(yè)人員必須攜帶的小型工具和物品應(yīng)放在工具袋內(nèi)防止其高處墜落，且不應(yīng)影響作業(yè)人員的正常活動。吊籃內(nèi)要保持清潔，不允許堆放雜物，材料工具放平。作業(yè)區(qū)下方設(shè)置警戒區(qū)域，禁止人員進(jìn)入。

（4）動火作業(yè)。作業(yè)下方應(yīng)配備滅火器材，作業(yè)前應(yīng)清理下方的易燃材料，做好作業(yè)下方電纜等不能清走物品的防護(hù)，焊接作業(yè)時禁止將焊把線直接接觸吊籃。

（5）應(yīng)急。每臺吊籃準(zhǔn)備一臺對講機(jī)；發(fā)生升降故障時，不要驚慌，要冷靜處理；發(fā)生吊籃控制裝置失靈卡死時，兩人配合，使用吊籃兩邊的手動降落裝置將吊籃降落于地面，嚴(yán)禁單人上吊籃作業(yè)。

（6）其他。在風(fēng)力超過6級的大風(fēng)、雷電和暴風(fēng)雨期間或任何可能危及吊籃上作業(yè)人員安全的不利天氣條件下，都不允許使用吊籃露天作業(yè)。

通過采取以上安全措施，保證了乘吊籃作業(yè)人員的人身安全，達(dá)到了預(yù)測和預(yù)防事故的目的。

[1]張景林.安全系統(tǒng)工程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2002.

[2]羅貽鄉(xiāng)，謝茂軍.海上乘吊籃上下平臺發(fā)生跌落事故的故障樹分析[J].江漢石油學(xué)報，2000，22（2）：17-19.

[3]GB 5976-1986，鋼絲繩夾的使用方法[S].

[4]GB 19155-2003，高處作業(yè)吊籃[S].