汽車運(yùn)輸船閉式滾裝處所危險(xiǎn)區(qū)域劃分解析

周駿 賴祥華

摘 要：汽車運(yùn)輸船危險(xiǎn)區(qū)域，特別是閉式滾裝處所危險(xiǎn)區(qū)域的劃分是該種船型設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要的工作，將對(duì)滾裝處所的總體布置、通風(fēng)布置以及電氣設(shè)備的選型產(chǎn)生重大影響。針對(duì)該問(wèn)題，從基本概念、設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及影響危險(xiǎn)區(qū)域劃分的兩個(gè)爭(zhēng)議點(diǎn)，對(duì)SOLAS及各船級(jí)社的相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行剖析，總結(jié)了該種船型閉式滾裝處所危險(xiǎn)區(qū)域劃分和電氣設(shè)備選型的基本思路和方法。為設(shè)計(jì)提供重要的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：汽車運(yùn)輸船；危險(xiǎn)區(qū)域；危險(xiǎn)源；油氣向下滲透

中圖分類號(hào)：U674.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2016）08-0027-03

汽車運(yùn)輸船（PCTC）由于載運(yùn)貨物的特殊性，其閉式滾裝處所危險(xiǎn)區(qū)域的劃分會(huì)對(duì)船舶的總體布置，風(fēng)道布置，電氣設(shè)備選型產(chǎn)生較大的影響，但由于SOLAS、IEC等規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)汽車運(yùn)輸船船危險(xiǎn)區(qū)域的劃分都沒(méi)有明確和詳細(xì)的要求，這就導(dǎo)致各船級(jí)社在審圖過(guò)程中對(duì)汽車運(yùn)輸船船危險(xiǎn)區(qū)域劃分的理解和解釋存在不同程度的差異，有些差異會(huì)對(duì)船舶總體布置和成本造成重大影響。本文結(jié)合某船廠設(shè)計(jì)建造，RINA船級(jí)社審圖的7800PCTC汽車運(yùn)輸船船，就該問(wèn)題進(jìn)行剖析，為同類船型閉式滾裝處所危險(xiǎn)區(qū)域的劃分提供參考。

1 危險(xiǎn)區(qū)域劃分的目的

危險(xiǎn)區(qū)域劃分的目的是根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)則的要求，將船舶存在的爆炸性危險(xiǎn)的區(qū)域定義出來(lái)，確定危險(xiǎn)等級(jí)，從而盡量避免電氣設(shè)備安裝在這些危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)，如無(wú)法避免時(shí)，需根據(jù)危險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)和IEC60092出版物的要求，按照電氣設(shè)備的防爆型式、防爆等級(jí)、溫度級(jí)別、防護(hù)等級(jí)等因素，正確選用適合在這些危險(xiǎn)區(qū)域安裝的電氣設(shè)備，從而減少船舶發(fā)生爆炸性危險(xiǎn)。

2 基本概念

2.1 汽車運(yùn)輸船 （PCTC）

本文討論的“汽車運(yùn)輸船 （Pure Car and Truck Carrier）”為：載運(yùn)油箱中有自用燃料的機(jī)動(dòng)車輛的船舶，不載運(yùn)人員。

2.2 危險(xiǎn)區(qū)和擴(kuò)大危險(xiǎn)區(qū)

船舶的危險(xiǎn)區(qū)域按IEC60092-502/ IEC60092-506標(biāo)準(zhǔn)，分為0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)（ZONE 0， ZONE 1， ZONE 2），其定義如下：

0區(qū)（ZONE 0），系指在正常情況下爆炸性氣體混合物，連續(xù)的、短時(shí)間頻繁的出現(xiàn)或長(zhǎng)時(shí)間存在的場(chǎng)所；

1區(qū)（ZONE 1），系指在正常運(yùn)行和操作情況下可能會(huì)出現(xiàn)爆炸性氣體的區(qū)域；

2區(qū)（ZONE 2），系指在正常運(yùn)行和操作情況不太可能會(huì)出現(xiàn)爆炸性氣體，即使出現(xiàn)，

也僅僅是偶爾并且短暫出現(xiàn)的區(qū)域；

其中0區(qū)和1區(qū)為危險(xiǎn)區(qū)， 2區(qū)為擴(kuò)大危險(xiǎn)區(qū)，汽車運(yùn)輸船閉式滾裝處所的危險(xiǎn)區(qū)域僅包含1區(qū)和2區(qū)兩類處所。

3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 閉式滾裝處所危險(xiǎn)源

該7800PCTC船既可載運(yùn)油箱中有自用燃料的機(jī)動(dòng)車輛，又可包裝載運(yùn)《國(guó)際海運(yùn)危險(xiǎn)貨物規(guī)則》（簡(jiǎn)稱IMDG或國(guó)際危規(guī)）中定義的危險(xiǎn)品，但危險(xiǎn)品與車輛不同時(shí)裝載。由于涉及的危險(xiǎn)品種類較多，因此在設(shè)計(jì)前期須與船東協(xié)商溝通，詳細(xì)列出所需載運(yùn)的危險(xiǎn)品清單，這是危險(xiǎn)區(qū)域劃分的首要環(huán)節(jié)，也是全船設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

該7800PCTC船與船東確認(rèn)的危險(xiǎn)品包含以下幾類：

①2.2類：不可燃、無(wú)毒氣體；②2.3類：不可燃、有毒氣體；③3類：閃點(diǎn)（閉杯試驗(yàn)）高于23℃的易燃液體；④4.1類：易燃固體；⑤4.2類：可自燃物質(zhì)；⑥4.3類：遇水可反應(yīng)的固體和閃點(diǎn)（閉杯試驗(yàn)）高于23℃的液體；⑦5.1類：氧化劑；⑧8類：腐蝕性固體和閃點(diǎn)（閉杯試驗(yàn)）高于23℃的液體；⑨9類：雜項(xiàng)物質(zhì)；

另根據(jù)IEC60092-506要求，須對(duì)電氣設(shè)備采取安全措施的有包裝的危險(xiǎn)貨物，包括《國(guó)際危規(guī)》中的以下類別貨品：

①1類：爆炸品，但在裝配組S中的1.4類爆炸品除外；②2.1類：壓縮、液化或加壓溶解的所有易燃?xì)怏w；③3.1，3.2 類：閃點(diǎn)（閉杯試驗(yàn)）低于23℃的所有易燃液體；④6.1類：閃點(diǎn)（閉杯試驗(yàn)）低于23℃的所有有毒物質(zhì)；⑤8類：閃點(diǎn)（閉杯試驗(yàn)）低于23℃的所有腐蝕性液體。

對(duì)比上述兩份清單，可以看出本船不載運(yùn)任何《國(guó)際危規(guī)》中要求對(duì)電氣設(shè)備采取安全措施的包裝危險(xiǎn)品，故在載運(yùn)本船危險(xiǎn)品清單所列的危險(xiǎn)品時(shí)，其閉式滾裝處所可視為安全區(qū)，僅需滿足SOLAS中規(guī)定的每小時(shí)6次以上通風(fēng)以及相關(guān)消防等要求即可。這樣本船在進(jìn)行閉式滾裝處所危險(xiǎn)區(qū)域劃分時(shí)僅需考慮危險(xiǎn)源為裝載有自用燃料的機(jī)動(dòng)車輛這種情況。

3.2 閉式滾裝處所的通風(fēng)設(shè)計(jì)

SOLAS規(guī)則對(duì)閉式滾裝處所基本通風(fēng)要求是每小時(shí)換氣次數(shù)6次，閉式車輛處所內(nèi)的電氣設(shè)備和電纜應(yīng)為適于在易爆炸性汽油和空氣混合物中使用的型式（認(rèn)可的防爆型設(shè)備），而根據(jù)SOLAS規(guī)則Ⅱ-2章 G部分 第20條 3.2.2項(xiàng)的要求：閉式滾裝處所在甲板和每層車輛平臺(tái)（如設(shè)有）以上高于450mm處，應(yīng)允許裝設(shè)加以封閉并受到保護(hù)以防止火星外漏的電氣設(shè)備作為一種替代方式，但開(kāi)口尺寸足以使汽油氣體向下滲透的平臺(tái)除外。采取上述替代方式的條件是在船上有車輛時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)轉(zhuǎn)能夠以每小時(shí)至少換氣10次的速率對(duì)貨物處所提供持續(xù)通風(fēng)。

根據(jù)IACS UI SC42統(tǒng)一解釋，電氣設(shè)備外殼防護(hù)等級(jí)如達(dá)到IP55，就能有效阻止電火花外漏，因此，在閉式滾裝處所內(nèi)，如果通風(fēng)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行且每小時(shí)換氣次數(shù)不少于10次，則可在車輛甲板和每層車輛平臺(tái)（如設(shè)有）以上高于450mm處，安裝防護(hù)等級(jí)為IP55的非防爆電氣設(shè)備。

由于絕大部分電氣裝置的安裝高度是大于450mm的，所以本船閉式滾裝處所采用了每小時(shí)換氣次數(shù)不少于10次的通風(fēng)設(shè)計(jì)，這樣既滿足載運(yùn)危險(xiǎn)品和車輛時(shí)對(duì)通風(fēng)的要求，又大大減少防爆設(shè)備的選用，降低建造成本。

4 閉式滾裝處所危險(xiǎn)區(qū)域劃分

根據(jù)上述分析以及相關(guān)規(guī)范規(guī)則，本船閉式滾裝處所危險(xiǎn)區(qū)域的基本劃分如下圖所示：

但實(shí)際上船級(jí)社審圖過(guò)程中，在一些細(xì)節(jié)問(wèn)題上，由于相關(guān)規(guī)范規(guī)則的不明確或者理解上的差異，往往會(huì)存在一些爭(zhēng)議，這些爭(zhēng)議對(duì)船舶的總體設(shè)計(jì)、通風(fēng)布置和電氣設(shè)備的選型等都會(huì)產(chǎn)生較大影響，主要有以下兩點(diǎn)：

4.1 貨物鄰近處所危險(xiǎn)區(qū)域的劃分

本船在貨物鄰近處所設(shè)置有理貨室、甲板梯道、應(yīng)急逃生通道等甲板室，對(duì)于這些處所危險(xiǎn)區(qū)域如何劃分，在SOLAS規(guī)則和RINA船級(jí)社規(guī)范中均沒(méi)有明確要求，但在退審意見(jiàn)中則要求這些區(qū)域的劃分需參考IEC60092-506的要求。

對(duì)于貨物處所甲板上設(shè)有甲板室的船舶，IEC60092-506出版物規(guī)定：

（1）甲板室內(nèi)如有開(kāi)口通向危險(xiǎn)區(qū)，且無(wú)防止氣體進(jìn)入甲板室的有效措施，則該甲板室亦為危險(xiǎn)區(qū)。除非上述甲板室設(shè)有自閉式氣密門(mén)，且有自然通風(fēng)，則該甲板室可定義為擴(kuò)大危險(xiǎn)區(qū)，如圖2；

（2）甲板室內(nèi)如有開(kāi)口通向擴(kuò)大危險(xiǎn)區(qū)，且無(wú)防止氣體進(jìn)入甲板室的有效措施，則該甲板室亦為擴(kuò)大危險(xiǎn)區(qū)。除非上述甲板室設(shè)有自閉式氣密門(mén)，且有自然通風(fēng)，則該甲板室可定義為非危險(xiǎn)區(qū)，如圖3；

（3）如甲板室能提供正壓保護(hù)，且設(shè)有自閉氣密門(mén)（開(kāi)口朝向正壓區(qū)域），當(dāng)正壓保護(hù)失壓時(shí)，在“有人駕駛/操縱位置”如駕駛室設(shè)置視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)報(bào)警，如正壓保護(hù)不能馬上恢復(fù)，應(yīng)能切斷該處所的電氣裝置，則該甲板室可定義為非危險(xiǎn)區(qū)，如圖4；

雖然船廠認(rèn)為本船貨物鄰近處所所有甲板室的門(mén)檻高度均在450mm以上，理論上這些甲板室的開(kāi)口都是通往擴(kuò)大危險(xiǎn)區(qū)的，參考上圖二的示例，這些甲板室只需要配置自閉式氣密門(mén)且提供自然通風(fēng)即可認(rèn)為這些甲板室是安全區(qū)。但實(shí)際上RINA船級(jí)社認(rèn)為需在貨物處所及其鄰近處所設(shè)置兩道自閉式氣密門(mén)隔離的氣鎖區(qū)，或者按上圖三的示例，采用一道自閉式氣密門(mén)，并提供機(jī)械通風(fēng)，形成正壓保護(hù)且設(shè)有通風(fēng)故障報(bào)警，這些相鄰的甲板室才可視為安全區(qū)。

筆者也就此問(wèn)題咨詢了其他船級(jí)社，得到的答復(fù)也不盡相同，現(xiàn)將主要船級(jí)社的答復(fù)歸納如下，供參考：

CCS船級(jí)社：由于沒(méi)有明確規(guī)范要求，相鄰區(qū)域無(wú)需采用任何保護(hù)措施，都可視為安全區(qū)域；

GL船級(jí)社：規(guī)范沒(méi)有明確要求，但一般不會(huì)視作危險(xiǎn)區(qū)或擴(kuò)大危險(xiǎn)區(qū)；

DNV船級(jí)社：相鄰區(qū)域的門(mén)檻高度大于450mm，設(shè)有自閉氣密門(mén)（開(kāi)口朝向正壓區(qū)域），且處所內(nèi)有正壓通風(fēng)，并提供通風(fēng)故障報(bào)警，則可視為安全區(qū)域；

4.2 車輛甲板或平臺(tái)上的開(kāi)口尺寸的問(wèn)題

SOLAS規(guī)則和RINA規(guī)范都有“開(kāi)口尺寸足以使油氣向下滲透的平臺(tái)”的描述，汽車運(yùn)輸船通常會(huì)在非氣密甲板上設(shè)置大量的綁扎孔以方便汽車的綁扎和固定，此外為方便不同高度車輛的運(yùn)輸，通常還會(huì)設(shè)置若干層可升降的車輛平臺(tái)，對(duì)于上述兩種設(shè)置了大量綁扎孔的固定甲板和可升降平臺(tái)危險(xiǎn)區(qū)域的劃分，由于各船級(jí)社規(guī)范規(guī)則中并沒(méi)有對(duì)開(kāi)口尺寸予以明確，導(dǎo)致對(duì)此問(wèn)題的界定也不一致。

相對(duì)來(lái)講，GL規(guī)范雖沒(méi)有明確開(kāi)口尺寸，但對(duì)布置有綁扎孔的固定甲板和可升降平臺(tái)都被認(rèn)為是格柵甲板，足以使油氣向下滲透，并有示意圖予以明確，如下圖5所示，因此對(duì)這種類型的甲板450mm以內(nèi)的區(qū)域可以定義為ZONE 2區(qū)。

DNV規(guī)范以及新的DNV-GL規(guī)范均沒(méi)有詳細(xì)描述，但在審圖過(guò)程中會(huì)明確細(xì)節(jié)要求，一般會(huì)認(rèn)為布置有綁扎孔的可升降平臺(tái)450mm以內(nèi)的區(qū)域可以定義為ZONE 2區(qū)，但對(duì)設(shè)置大量綁扎孔的固定甲板則沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，需根據(jù)提交的甲板開(kāi)孔布置來(lái)定。

CCS船級(jí)社對(duì)設(shè)置了綁扎孔的固定甲板和可升降平臺(tái)均認(rèn)為是足以使油氣向下滲透，因此對(duì)這些甲板和平臺(tái)450mm以內(nèi)的區(qū)域都可定義為ZONE 2區(qū)。

RINA船級(jí)社則認(rèn)為布置有綁扎孔的可升降平臺(tái)450mm以內(nèi)的區(qū)域可以定義為ZONE 2區(qū)，但對(duì)布置有綁扎孔的固定甲板以上450mm以內(nèi)的區(qū)域則需按ZONE 1區(qū)劃分，原因很簡(jiǎn)單，因?yàn)橐?guī)范只提到了平臺(tái)而沒(méi)有提及甲板。

5 閉式滾裝處所電氣設(shè)備選型考慮

對(duì)于裝載《國(guó)際危規(guī)》中定義的危險(xiǎn)品的滾裝船，其閉式滾裝處所以及鄰近區(qū)域應(yīng)按危險(xiǎn)品的種類來(lái)確定電氣設(shè)備的防爆型式、防爆等級(jí)及溫度級(jí)別，而本船由于所載運(yùn)的包裝危險(xiǎn)品類別無(wú)需對(duì)電氣設(shè)備采取安全措施，故只需按RINA規(guī)范要求選型即可，如表1所示。

對(duì)于在危險(xiǎn)區(qū)域1區(qū)內(nèi)選用的電氣設(shè)備的防爆要求沒(méi)有爭(zhēng)議，但對(duì)于危險(xiǎn)區(qū)域2區(qū)所選用的電氣設(shè)備，各船級(jí)社的看法和要求也有差異。在IACS統(tǒng)一解釋中明確外殼防護(hù)等級(jí)如達(dá)到IP55以上，就能有效阻止火花的外泄，因此大部分船級(jí)社都認(rèn)可在危險(xiǎn)區(qū)域2區(qū)內(nèi)采用防護(hù)等級(jí)為IP55以上的電氣設(shè)備，但有些船級(jí)社會(huì)要求設(shè)備廠家提供聲明，確保該設(shè)備在正常工作時(shí)表面溫度不超過(guò)200℃，且不會(huì)產(chǎn)生火花。

另外值得注意的是，上述電氣設(shè)備的選型是基于船舶主電源正常，貨物處所通風(fēng)正常的情況下的，而一旦船舶電源故障造成貨物處所通風(fēng)失去的話，如何保證貨物處所的安全，這在SOLAS及各規(guī)范規(guī)則中都沒(méi)有明確要求，需在設(shè)計(jì)階段與船東和船級(jí)社協(xié)商溝通后確認(rèn)。

6 結(jié)語(yǔ)

在7800PCTC船設(shè)計(jì)過(guò)程中，針對(duì)閉式滾裝處所危險(xiǎn)區(qū)域劃分的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)作了簡(jiǎn)單的剖析，這幾點(diǎn)問(wèn)題各船級(jí)社甚至各審圖人員的觀點(diǎn)原則都不一致，在同類型船舶的設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)人員帶來(lái)很大困擾，因此，在設(shè)計(jì)之初就應(yīng)該就總體布置、危險(xiǎn)品載運(yùn)類別，通風(fēng)設(shè)計(jì)、電氣設(shè)備選型等問(wèn)題與船級(jí)社進(jìn)行充分溝通，達(dá)成一致，以便后續(xù)設(shè)計(jì)能順利進(jìn)行，希望本文能對(duì)類似船型的設(shè)計(jì)提供幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1] 國(guó)際海事組織. 國(guó)際海運(yùn)危險(xiǎn)貨物規(guī)則（IMDG）2008.

[2] 國(guó)際海事組織. 國(guó)際海上人命安全公約（SOLAS） 2009.

[3] RINA船級(jí)社. RINA Rules 2015.

[4] GL船級(jí)社. GL Rules 2011.

[5] IEC 60092-506， Electrical installations in ships - Part 506： Special features - Ships carrying specific dangerous goods and materials hazardous only in bulk 2003.

[6] IACS UI SC79. Certified Safe Type Electrical Equipment for Ships Carrying Dangerous Goods 2006.