高壓二氧化碳系統(tǒng)釋放箱內(nèi)球閥故障識(shí)別與封閉

■ 王丹青

（中遠(yuǎn)海運(yùn)能源運(yùn)輸股份有限公司，上海 200125）

1 常規(guī)高壓二氧化碳系統(tǒng)的檢驗(yàn)

大型高壓二氧化碳系統(tǒng)，目前主要按照MSC.1-Circ.1318，CCS《船用消防系統(tǒng)檢測(cè)機(jī)構(gòu)服務(wù)指南》《船用固定滅火系統(tǒng)維修保養(yǎng)操作指導(dǎo)書》以及制造商的要求，按照不同的周期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，檢驗(yàn)、維保的內(nèi)容主要包括：氣瓶稱重及檢驗(yàn)、管路泵壓試驗(yàn)、管路密性試驗(yàn)、管路暢通試驗(yàn)、氣缸及施放總閥的動(dòng)作試驗(yàn)、壓力表年檢校正、泄漏報(bào)警測(cè)試、效能試驗(yàn)、鋼瓶10年抽樣水實(shí)驗(yàn)、橡膠制高壓軟管換新等。然而，幾乎都是針對(duì)釋放箱以后的系統(tǒng)及管路，不能有效涵蓋釋放箱內(nèi)球閥的檢測(cè)。

2 二氧化碳系統(tǒng)釋放箱及釋放球閥

二氧化碳釋放箱是高壓二氧化碳系統(tǒng)重要的組成部分。以筆者公司船隊(duì)常見的Unitor系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)內(nèi)一般包括通向泵艙、凈油機(jī)間、機(jī)艙等不同區(qū)域的釋放箱。釋放箱內(nèi)有設(shè)有微動(dòng)開關(guān)，在打開釋放箱的同時(shí)激發(fā)微動(dòng)開關(guān)，激活釋放區(qū)域的釋放報(bào)警、切斷釋放區(qū)域的通風(fēng)。釋放箱內(nèi)一般配有2個(gè)球閥，分別用于打開指定區(qū)域系統(tǒng)鋼瓶瓶頭閥和對(duì)應(yīng)區(qū)域釋放總閥。船員通過(guò)打開特定區(qū)域的釋放箱、操作箱內(nèi)釋放球閥，來(lái)完成向特定區(qū)域釋放二氧化碳的工作。

3 案例

2018年某日，某輪在盤錦港匯報(bào)高壓二氧化碳系統(tǒng)泄漏報(bào)警，報(bào)警點(diǎn)位于二氧化碳間內(nèi)總管，總管上壓力表顯示壓力2MPa，泵艙保護(hù)區(qū)域二氧化碳第一鋼瓶瓶頭閥動(dòng)作，無(wú)其他釋放報(bào)警和風(fēng)機(jī)切斷情況。

筆者緊急要求該輪在經(jīng)過(guò)測(cè)氧安全后，安排人員進(jìn)入二氧化碳間，將所有泵艙保護(hù)區(qū)域鋼瓶的安全銷插上，防止進(jìn)一步釋放。同時(shí)，斷開泵艙氣路的總閥氣路，并要求船上加強(qiáng)對(duì)泵艙的巡回檢查，降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

次日，筆者協(xié)同設(shè)備供應(yīng)商工程師一同登輪對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行泄壓并檢查，最終確定本次泄漏的鏈路是：1）二氧化碳啟動(dòng)鋼瓶瓶頭閥老化失效，啟動(dòng)瓶?jī)?nèi)氣體溢出進(jìn)入管內(nèi)，各個(gè)釋放箱氣源管路承壓；2）泵艙保護(hù)區(qū)釋放箱內(nèi)用于打開指定區(qū)域系統(tǒng)鋼瓶瓶頭閥的球閥故障漏氣，導(dǎo)致壓力逐步傳遞到系統(tǒng)鋼瓶瓶頭閥，最終瓶頭閥動(dòng)作，鋼瓶?jī)?nèi)氣體被釋放，形成泄漏報(bào)警。

正常情況下，即使啟動(dòng)瓶意外啟動(dòng)，啟動(dòng)氣體將會(huì)全部被釋放箱內(nèi)球閥阻攔，啟動(dòng)瓶附近壓力表顯示管內(nèi)壓力，整個(gè)系統(tǒng)不會(huì)被激活釋放。不難看出，釋放箱內(nèi)部球閥故障導(dǎo)致啟動(dòng)氣體意外激活系統(tǒng)，是本次故障的重要原因。進(jìn)一步拆解故障球閥發(fā)現(xiàn)，故障原因是球閥的復(fù)合材料閥座開裂。

本次系統(tǒng)故障中，除鏈路中最后環(huán)節(jié)總管泄漏報(bào)警外，未發(fā)生其他任何形式報(bào)警。

最終，我們將已釋放的鋼瓶重新水壓、重裝后裝船，更換故障釋放箱內(nèi)球閥閥座，并對(duì)其余5個(gè)閥座進(jìn)行檢查，復(fù)位總管泄漏報(bào)警。裝復(fù)系統(tǒng)后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了鋼瓶稱重和必要的效能測(cè)試。

4 風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

高壓二氧化碳系統(tǒng)釋放箱部分，決定了二氧化碳釋放的區(qū)域。釋放箱內(nèi)球閥故障，可能會(huì)導(dǎo)致二氧化碳不能全部正確地釋放到指定的保護(hù)場(chǎng)所。二氧化碳可能釋放到其他區(qū)域，將會(huì)造成火災(zāi)抑制失效，如果釋放到有人員區(qū)域，將會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)致人員窒息死亡的嚴(yán)重后果。

按照正常釋放流程，打開釋放箱球閥的過(guò)程與系統(tǒng)的響應(yīng)是：打開釋放箱門，觸發(fā)限位開關(guān)，通風(fēng)切斷，對(duì)應(yīng)保護(hù)區(qū)域的二氧化碳釋放報(bào)警，操作人員打開對(duì)應(yīng)的釋放箱內(nèi)球閥激活系統(tǒng)，而球閥故障導(dǎo)致不必打開釋放箱，就能跳過(guò)限位開關(guān)聯(lián)動(dòng)，直接允許啟動(dòng)氣瓶的氣體通過(guò)，進(jìn)入鋼瓶陣列或打開對(duì)應(yīng)區(qū)域的釋放總閥。如某輪故障中，啟動(dòng)瓶泄漏，直接導(dǎo)致在釋放區(qū)域無(wú)任何提示的情況下、人員無(wú)足夠時(shí)間逃離的情況下，系統(tǒng)沉默啟動(dòng)，直接導(dǎo)致系統(tǒng)意外釋放的嚴(yán)重事故。釋放箱故障，是這一嚴(yán)重事故鏈的重要推手。

此外，當(dāng)船舶發(fā)生火災(zāi)需要釋放大型二氧化碳系統(tǒng)時(shí)（假設(shè)故障發(fā)生在機(jī)艙釋放箱內(nèi)，火災(zāi)發(fā)生在泵艙等區(qū)域），操作二氧化碳系統(tǒng)，打開泵艙對(duì)應(yīng)的釋放箱球閥后，打開啟動(dòng)瓶，由于機(jī)艙釋放箱球閥故障等效常開，二氧化碳將會(huì)被釋放到機(jī)艙，后果非常可怕，不但可能造成真正需要釋放的保護(hù)區(qū)域內(nèi)二氧化碳濃度不夠，而且可能在毫無(wú)防備的情況下導(dǎo)致機(jī)艙區(qū)域的人員窒息死亡。

5 措施

為了有效提升安全管理水平，封閉風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)過(guò)研究決定，我們?cè)谠袡z驗(yàn)、維保的基礎(chǔ)上，增加了針對(duì)釋放箱機(jī)構(gòu)的檢查，用于識(shí)別釋放箱部分可能存在的故障。

5.1 建立完善的檢查流程

我們和設(shè)備制造商、檢驗(yàn)服務(wù)商成立了一個(gè)專項(xiàng)小組，對(duì)額外維護(hù)保養(yǎng)釋放箱球閥部分的方法和過(guò)程進(jìn)行了全面的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，以確保維保過(guò)程安全有效。當(dāng)船舶在塢修時(shí)進(jìn)行全船隊(duì)排查和保養(yǎng)，過(guò)程如下：

1）斷開釋放箱內(nèi)球閥以后的系統(tǒng)連接。

2）斷開啟動(dòng)箱內(nèi)啟動(dòng)瓶和系統(tǒng)管路的連接，并將實(shí)驗(yàn)用的CO2滅火器連接到系統(tǒng)管路上。

3）保持所有釋放箱內(nèi)的釋放球閥處于關(guān)閉狀態(tài)。

4）打開CO2滅火器瓶頭閥，檢查所有釋放球閥后端管路是否有氣體泄漏。有的話，就是球閥故障。

5）依次打開、關(guān)閉釋放球閥，觀察其動(dòng)作是否正常。如果不能打開或打開后不能關(guān)閉，就是球閥故障。

6）對(duì)故障球閥進(jìn)行拆解維修或更換。

7）在整個(gè)過(guò)程中，巡查啟動(dòng)箱到釋放箱之間的對(duì)應(yīng)管路（尤其是消防站到CO2間的釋放箱）是否存在泄漏。

5.2 提升安全管理水平

1）將檢查、維保加入到大型高壓CO2系統(tǒng)全生命周期的保養(yǎng)計(jì)劃中，每次塢修必查。

2）建立修理記錄，分析故障的特點(diǎn)。

從2018年中旬實(shí)施釋放箱球閥檢查至今，筆者共記錄到釋放箱球閥故障6艘次，涉及到故障球閥7個(gè)。其表現(xiàn)全部是釋放箱內(nèi)的球閥故障：球閥雖然處在關(guān)閉狀態(tài)，但卻沒(méi)有密閉效果，等效閥門常開。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的數(shù)據(jù)挖掘，筆者發(fā)現(xiàn)球閥故障多集中于2007年至2012年由廣船國(guó)際建造的船舶高壓二氧化碳系統(tǒng)。筆者將相關(guān)的數(shù)據(jù)反饋給系統(tǒng)制造商，對(duì)方反饋，該閥座是一種高分子塑料，筆者反饋的船名屬于同一批次閥件。筆者進(jìn)一步向廠家索取了涉及該批次產(chǎn)品的所有船舶信息，并對(duì)這些船舶的閥座統(tǒng)一進(jìn)行了更換。通過(guò)以上手段，已經(jīng)完成對(duì)大型高壓CO2系統(tǒng)釋放箱部分故障的閉環(huán)，加強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。

6 結(jié)語(yǔ)

一個(gè)高壓二氧化碳的閥座僅僅需要25元人民幣，但是卻可能帶來(lái)巨大的安全隱患。筆者建議各船舶管理公司應(yīng)該建立更完善的高壓二氧化碳系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)內(nèi)容和流程，切實(shí)保障船舶安全。