7 800載重噸瀝青船罐體建造安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

邊召才

(中船澄西船舶修造有限公司，江蘇 江陰 214400)

0 引言

7 800載重噸瀝青船的液貨系統(tǒng)裝備設(shè)計(jì)先進(jìn)，駁運(yùn)系統(tǒng)簡(jiǎn)捷，方便使用和維護(hù)，不同貨品之間的管路采用雙閥隔離，安全性強(qiáng)，并配置2臺(tái)變頻控制500 m3/h的大容量液貨泵，同時(shí)兼作掃艙泵，極大地降低了貨品的駁運(yùn)時(shí)間，同時(shí)減少了獨(dú)立掃艙泵設(shè)置，降低了設(shè)備及維護(hù)成本。

7 800載重噸瀝青船的罐體建造是整個(gè)瀝青船建造的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)，同時(shí)也是該瀝青船建造安全管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)，因此，有必要開展7 800載重噸瀝青船罐體分段建造安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)評(píng)估工作。鑒于國(guó)內(nèi)外對(duì)于瀝青船的罐體建造缺乏相關(guān)安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全管理經(jīng)驗(yàn)，本文研究制定罐體建造安全技術(shù)防范措施后，將進(jìn)一步完善7 800載重噸瀝青船建造過(guò)程中安全風(fēng)險(xiǎn)的策劃和實(shí)施，通過(guò)加強(qiáng)施工前和施工過(guò)程中對(duì)作業(yè)場(chǎng)所危險(xiǎn)作業(yè)的控制，從而減少安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。

1 7 800載重噸瀝青船罐體簡(jiǎn)介

7 800載重噸瀝青船罐體是貨艙區(qū)域的重要組成部分，共劃分4個(gè)分段，分段編號(hào)分別為401、402、403和404。罐體結(jié)構(gòu)采用大片體制作，然后組裝成分段。

1.1 罐體基本參數(shù)

7 800載重噸瀝青船共有2個(gè)獨(dú)立液貨罐，每一個(gè)獨(dú)立貨罐有4個(gè)貨艙，共計(jì)8個(gè)貨艙。液貨罐在車間內(nèi)場(chǎng)進(jìn)行制作，到260 t中組場(chǎng)地進(jìn)行總組。1#液貨罐尺寸：長(zhǎng)×寬×高為33 990 mm×16 300 mm×7 950 mm，重量約339.5 t；2#液貨罐尺寸：長(zhǎng)×寬×高為33 615 mm×16 300 mm×7 950mm，重量約：351 t。

1.2 罐體建造主要工藝流程

罐體分段分為上下兩個(gè)部分建造：上部以罐體頂部為基面采用反造法建造，下部以罐體底部為基面采用正造法進(jìn)行建造，見圖1。分段從車間駁運(yùn)出來(lái)后，在260 t中組場(chǎng)地進(jìn)行分段總組，總組后還需完成強(qiáng)度試驗(yàn)、絕緣安裝兩項(xiàng)重點(diǎn)工程。本文主要選取1#液貨罐403罐體分段的建造流程作為分析研究對(duì)象，其建造工藝流程主要有鋪板、縱橫艙壁安裝、分段舾裝、分段翻身對(duì)接、分段駁運(yùn)、分段總組、強(qiáng)度試驗(yàn)和絕緣敷設(shè)8個(gè)建造工序。

圖1 403罐體分段

2 罐體建造安全風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)價(jià)

2.1 作業(yè)條件危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)法(LEC法)內(nèi)容

作業(yè)條件危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)法(以下簡(jiǎn)稱LEC法)是一種簡(jiǎn)單易行的半定量評(píng)價(jià)方法,主要針對(duì)操作人員在具有潛在危險(xiǎn)性環(huán)境中作業(yè)時(shí)的危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。這種評(píng)價(jià)方法操作簡(jiǎn)便，還能起到半定量的對(duì)比效果，符合船舶行業(yè)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的原則要求。

LEC法首先用與系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)率有關(guān)的3種因素指標(biāo)值之積來(lái)評(píng)價(jià)系統(tǒng)人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)的大小，這3種因素為L(zhǎng)(發(fā)生事故的可能性大小)、E(人體暴露在這種危險(xiǎn)環(huán)境中的頻繁程度) 和C(一旦發(fā)生事故會(huì)造成的損失后果)，風(fēng)險(xiǎn)值D=LEC；然后結(jié)合船舶行業(yè)實(shí)際情況對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行修正。修正主要考慮兩個(gè)方面：第一，對(duì)于可能發(fā)生嚴(yán)重傷亡以上事故的危險(xiǎn)源, 直接判定為重要危險(xiǎn)源；第二，對(duì)于已經(jīng)發(fā)生過(guò)事故的作業(yè)，如果未采取改善措施或改善措施只包括管理手段，而沒有進(jìn)行硬件方面的有效改進(jìn)，直接判定為重要危險(xiǎn)源。

在船舶修造實(shí)際生產(chǎn)條件中,事故或危險(xiǎn)事件發(fā)生的可能性范圍非常廣泛,因而認(rèn)為完全出乎意料之外、極少可能發(fā)生的情況規(guī)定為1，能預(yù)料將來(lái)某個(gè)時(shí)候會(huì)發(fā)生事故的分值規(guī)定為10，在這兩者之間再根據(jù)可能性的大小相應(yīng)地確定幾個(gè)中間值。估值劃分情況見表1。

表1 事故發(fā)生的可能性大小分值表

人員暴露于危險(xiǎn)環(huán)境中的時(shí)間越多,受到傷害的可能性越大,相應(yīng)的危險(xiǎn)性也越大。規(guī)定人員連續(xù)出現(xiàn)在危險(xiǎn)環(huán)境的情況定為10,而非常罕見地出現(xiàn)在危險(xiǎn)環(huán)境中定為0.5,介于兩者之間的各種情況規(guī)定若干個(gè)中間值，估值劃分情況見表2。

表2 人體暴露在危險(xiǎn)環(huán)境中的頻繁程度分值表

事故造成人員傷害和財(cái)產(chǎn)損失的范圍變化很大,故規(guī)定分?jǐn)?shù)值為1～100。把需要治療的輕微傷害或較小財(cái)產(chǎn)損失的分?jǐn)?shù)規(guī)定為1,把造成許多人死亡或重大財(cái)產(chǎn)損失的分?jǐn)?shù)規(guī)定為100,其他情況的數(shù)值在1～100之間,根據(jù)分析得出各崗位的取值。估值劃分情況見表3。

表3 發(fā)生事故產(chǎn)生的后果分值表

根據(jù)船舶行業(yè)的安全現(xiàn)狀,危險(xiǎn)性分值在160以下為可接受危險(xiǎn)性；如果危險(xiǎn)性分值大于等于160,屬于高危險(xiǎn)性。危險(xiǎn)性等級(jí)的劃分是憑經(jīng)驗(yàn)判斷,難免帶有局限性,不能認(rèn)為是普遍適用的,應(yīng)用時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況予以調(diào)整。在安全生產(chǎn)技術(shù)防范體系中，如果危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)分值大于等于160，可以認(rèn)為是重要危險(xiǎn)源，需要采用安全技術(shù)措施進(jìn)行改進(jìn)。

2.2 罐體建造安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

以罐體建造工藝流程為基礎(chǔ)，對(duì)鋪板、縱橫艙壁安裝、分段舾裝、分段翻身對(duì)接、分段駁運(yùn)、分段總組、強(qiáng)度試驗(yàn)、絕緣敷設(shè)8個(gè)主要作業(yè)工序，從人、機(jī)、料、法、環(huán)等生產(chǎn)要素對(duì)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行系統(tǒng)性辨識(shí)，同時(shí)以LEC法判斷風(fēng)險(xiǎn)的大小，詳見表4。

表4 罐體建造工序安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)表

通過(guò)LEC法對(duì)罐體建造的各個(gè)工序進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，從表4可以看出縱橫艙壁安裝、分段總組、強(qiáng)度試驗(yàn)和絕緣敷設(shè)4個(gè)作業(yè)工序的風(fēng)險(xiǎn)值D超過(guò)160，存在嚴(yán)重安全風(fēng)險(xiǎn)，因此，本文將重點(diǎn)對(duì)這4個(gè)建造工序的安全技術(shù)防范措施進(jìn)行分析。

3 縱橫艙壁安裝

縱橫艙壁安裝時(shí)為防止艙壁傾倒需要設(shè)置支撐，分段支撐設(shè)置應(yīng)嚴(yán)格按照工藝要求執(zhí)行。本文主要分析大型片體的支撐約束焊及松鉤條件。

本文選取罐體403分段典型的艙壁舉例分析，見圖2。

3.1 片體支撐工裝選取

上述分段最大艙壁的外形尺寸為5 030 mm×8 570 mm,片體尺寸高度約5.3 m，選擇長(zhǎng)度為3 m,型號(hào)為Φ48 mm×4 mm的支撐。斜撐上端選擇在肋板、圍壁板、框架等成型件或片體的重心以上，一般為裝配肋板、圍壁板、框架等成型件或片體的2/3高度以上。然后在保證斜撐與肋板、圍壁板、框架等成型件的夾角30°～35°前提下，選擇斜撐下端連接的支撐點(diǎn)。下支撐點(diǎn)必須要有足夠的抗拉強(qiáng)度和擠壓強(qiáng)度。

3.2 耳板電焊和定位焊要求及松鉤條件

肋板、圍壁板、框架等成型件或片體上耳板或下支撐點(diǎn)耳板的焊接為滿焊接，焊腳不小于8 mm。耳板兩側(cè)需包角良好[1]。

定位焊長(zhǎng)度應(yīng)不少于50 mm，間距300～500 mm，端部留空500 mm；焊腳高度應(yīng)小于正常焊腳高度，按最小焊高為6 mm。

在肋板、圍壁板、框架等成型件或片體一側(cè)設(shè)置2根支撐，另一側(cè)設(shè)置1根支撐。肋板、圍壁板、框架等成型件或片體按線進(jìn)行裝配，不再作調(diào)整。相應(yīng)的支撐、定位焊到位后方可松鉤。

4 分段總組

為了提高船臺(tái)搭載效率，船臺(tái)搭載前罐體分段在260 t場(chǎng)地進(jìn)行分段總組。分段總組的需要完成鋪墩、分段翻身和分段組裝這3個(gè)主要工序，作業(yè)過(guò)程中存在的主要風(fēng)險(xiǎn)是罐體傾倒、坍塌。

4.1 鋪墩要求

鋪墩工藝設(shè)計(jì)時(shí),首先總重量應(yīng)考慮強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)水的重量、罐體外表的絕緣及罐體自身的重量，其次還應(yīng)考慮罐體擱凳自身強(qiáng)度承重和總組場(chǎng)地地面承重。作業(yè)部門在實(shí)施鋪墩作業(yè)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照鋪墩工藝進(jìn)行施工。

4.2 總裝吊耳

根據(jù)罐體分段重量，1#液貨罐共設(shè)置8個(gè)總裝吊耳。所有吊耳要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確保有足夠的吊耳強(qiáng)度和焊縫強(qiáng)度?？傃b吊耳安裝應(yīng)充分考慮構(gòu)件的重心位置。考慮到罐體的局部剛度和強(qiáng)度，焊接位置選擇在罐體止浮裝置上方,不直接與罐體接觸，以避免罐體在起吊時(shí)產(chǎn)生局部變形。吊耳的焊縫要嚴(yán)格按照坡口的焊接方式焊接，焊縫需采用磁粉探傷檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量。

4.3 分段翻身和吊裝

以1#液貨罐為例，總組前分為403上下、404上下四部分，分別由車間內(nèi)場(chǎng)駁運(yùn)至總組場(chǎng)地。首先完成403分段中組和404分段中組，然后完成1#液貨罐總組。具體組裝流程見圖3。

圖3 1#液貨罐總組流程圖

分段吊運(yùn)翻身過(guò)程中，主要考慮以下幾個(gè)問題：分段的加強(qiáng)措施；分段的重量及重心；吊環(huán)的數(shù)量、類型、規(guī)格、安裝位置及補(bǔ)強(qiáng)；鋼絲繩吊索的規(guī)格、數(shù)量、鋼絲繩吊索間的夾角；翻身的方式等。分段翻身主要存在的安全風(fēng)險(xiǎn)見表5。

表5 分段翻身安全風(fēng)險(xiǎn)分析表

(1)分段的加強(qiáng)措施

1#液貨罐分段近似正方形分段，應(yīng)選擇分段的主向構(gòu)件方向翻身?？v骨式分段宜采取縱向翻身，如果橫向剛性較差，可考慮橫向加強(qiáng)；橫骨式分段采取橫向翻身，但要考慮縱向加強(qiáng)。

(2)分段的重量及重心

分段重量應(yīng)包括分段本身重量、加強(qiáng)材和焊條重量、起吊工具(鋼絲繩吊索、吊環(huán)、卸扣)的重量。分段的重心是布置吊環(huán)位置的依據(jù)。具體根據(jù)設(shè)計(jì)部門繪制分段圖時(shí)標(biāo)明該分段的重量和重心的三維坐標(biāo)。

(3)吊環(huán)的數(shù)量、類型、規(guī)格及安裝位置

吊環(huán)的數(shù)量應(yīng)根據(jù)分段的形狀、載荷分布均勻性、所選用鋼絲繩吊索是否可行及吊運(yùn)、翻身的方式綜合因素而定。吊環(huán)的類型、規(guī)格、安裝位置及補(bǔ)強(qiáng)要求按設(shè)計(jì)工藝文件執(zhí)行。

(4)鋼絲繩吊索的規(guī)格、數(shù)量、鋼絲繩吊索間的夾角

鋼絲繩吊索的規(guī)格和數(shù)量應(yīng)根據(jù)分段的重量、起升高度、鋼絲繩吊索間的夾角、安全系數(shù)等綜合因素考慮并進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算。鋼絲繩吊索間夾角應(yīng)小于90°，特殊情況下如由于橋門式起重機(jī)起升高度不夠等因素鋼絲繩吊索間夾角最大不能超過(guò)120°。

(5)翻身的方式

翻身前應(yīng)檢查準(zhǔn)備工作的落實(shí)情況，并進(jìn)行試吊。指揮起重機(jī)吊鉤垂直對(duì)準(zhǔn)受力點(diǎn)位置，由指揮人員先指揮起重機(jī)緩慢升起約200 mm，仔細(xì)檢查確信一切無(wú)誤時(shí)放下；再指揮起重機(jī)緩慢勻速升到一定高度，將其吊到選定的回旋余地較大的地方，準(zhǔn)備騰空翻身。

分段運(yùn)至翻身地點(diǎn)后，由專人負(fù)責(zé)指揮，其余人員分布在翻身區(qū)域周圍，觀察翻身過(guò)程中的情況，并禁止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入場(chǎng)地[1]。

5 強(qiáng)度試驗(yàn)

7 800載重噸瀝青船罐體總段在260 t中組場(chǎng)地上進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)。1#液貨罐強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)1號(hào)右液貨艙和2號(hào)左液貨艙采用對(duì)角壓水試驗(yàn)，試驗(yàn)的水柱壓頭高度為2.4 m。強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)主要存在的安全風(fēng)險(xiǎn)見表6。

表6 強(qiáng)度試驗(yàn)安全風(fēng)險(xiǎn)分析表

(1)關(guān)艙窒息

關(guān)閉道門前應(yīng)入艙檢查，確認(rèn)無(wú)人滯留及確認(rèn)無(wú)人后關(guān)艙，作業(yè)過(guò)程巡回檢查。

(2)罐體傾倒、坍塌

擱墩應(yīng)進(jìn)行日常檢查、維護(hù)和保養(yǎng)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)擱墩老化、變形、裂紋等不良情形時(shí)，應(yīng)給予限載或報(bào)廢處理。

罐體強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，地面與擱凳的總承重必須大于或等于罐體強(qiáng)度試驗(yàn)的總重量。鋪墩作業(yè)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)工藝。鋪墩前必須檢查周圍環(huán)境，確保地表地形堅(jiān)實(shí)、平穩(wěn)、安全可靠，并根據(jù)實(shí)際負(fù)荷合理配置。

(3)罐體強(qiáng)度試驗(yàn)采取的安全措施

作業(yè)前檢查確認(rèn)強(qiáng)度試驗(yàn)罐體應(yīng)滿足試驗(yàn)條件，罐體內(nèi)清潔干凈，艙蓋(道門)、管系等安裝交驗(yàn)結(jié)束。提前把罐體強(qiáng)度試驗(yàn)信息通知相關(guān)人員，并在項(xiàng)目安全告示牌上公示。

強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)罐體入口處應(yīng)懸掛“艙室試驗(yàn)，禁止進(jìn)入”警示牌，并安排專人對(duì)強(qiáng)度試驗(yàn)罐體進(jìn)行檢查；確認(rèn)罐體內(nèi)無(wú)人后，對(duì)每個(gè)出入口實(shí)行專人全程監(jiān)護(hù)。

試驗(yàn)罐體時(shí)應(yīng)安裝兩個(gè)檢驗(yàn)合格的壓力表和一個(gè)安全閥，試驗(yàn)壓力不得超過(guò)0.03 MPa。試壓5 min后，再次檢查確認(rèn)罐體無(wú)人后關(guān)閉最后一處出入口。

試驗(yàn)時(shí)禁止在強(qiáng)度試驗(yàn)的罐體艙壁上動(dòng)火。補(bǔ)焊作業(yè)應(yīng)在罐體泄壓的情況下進(jìn)行，并落實(shí)有效的通風(fēng)措施。

強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)緩慢泄壓后方可開啟道門，及時(shí)撤下警示牌，并通知相關(guān)方。

6 絕緣敷設(shè)

絕緣敷設(shè)在強(qiáng)度試驗(yàn)后、總吊前完成。罐體絕緣使用的材料為A60防火巖棉，耐火60 min，不易燃。施工部門應(yīng)根據(jù)工藝圖紙要求敷設(shè)好絕緣材料，固定絕緣所用的碰釘要牢固地焊接于鋼圍壁扶強(qiáng)材上。碰釘?shù)臄?shù)量為每平米不少于12～16個(gè)，碰釘與絕緣材料邊緣的距離約為100 mm。

敷設(shè)罐體絕緣時(shí)，每塊絕緣材料之間要緊密結(jié)合，絕緣材料的切割處要用玻璃絲布粘貼，雙層陶瓷棉板的接縫要錯(cuò)開150 mm排列。絕緣敷設(shè)時(shí)人員在腳手架上高處作業(yè)時(shí)確保腳手架完好性。

7 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)7 800載重噸瀝青船罐體建造工序的研究分析，辨識(shí)出縱橫艙壁安裝、分段總組、強(qiáng)度試驗(yàn)和絕緣敷設(shè)4個(gè)作業(yè)工序存在嚴(yán)重安全風(fēng)險(xiǎn)，并且對(duì)每個(gè)工序的安全風(fēng)險(xiǎn)的管控要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)分析。施工部門根據(jù)研究分析的安全管控要點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確地把握7 800載重噸瀝青船罐體建造安全管理的重點(diǎn)及相關(guān)的安全技術(shù)防范措施，為瀝青船罐體的建造提供了安全技術(shù)保障。