LNG船液貨艙維修過程的安全管理

汪春雷

(上海華潤大東船務(wù)工程有限公司，上海 202155)

隨著世界各國政府和國際組織對環(huán)保問題的重視，清潔能源的需求量逐年增長。液化天然氣(Liquefied Natural Gas, LNG)作為清潔能源之一，具有安全可靠、清潔環(huán)保、經(jīng)濟高效等優(yōu)點，在發(fā)電、化工、家庭等多個領(lǐng)域得到了廣泛使用。

液化天然氣在各國之間的運輸主要依靠管道和船舶[1]。隨著LNG需求的增加，大量新造的LNG船開始投入運營，隨之而來的是大量的LNG船維修和保養(yǎng)業(yè)務(wù)。但目前東南亞地區(qū)的LNG船維修企業(yè)主要在新加坡、日本、韓國、馬來西亞等國[2]，中國國內(nèi)的LNG船維修企業(yè)則較少，主要由于LNG船的液貨艙系統(tǒng)造價昂貴、技術(shù)含量高，對修理技術(shù)工藝和安全防護的要求較高。

1 液貨艙維修的安全防護難點

液化天然氣在常壓下的沸點為 -163 ℃，LNG船的液貨艙必須長期在該溫度以下工作，這對液貨艙材料和結(jié)構(gòu)的要求非常嚴格。LNG船液貨艙修理的難點包括以下幾方面。

1)液貨艙內(nèi)壁和艙內(nèi)設(shè)備的防護。液貨艙的內(nèi)壁均由特殊材料制作，要求極低的熱膨脹系數(shù)，但材料的厚度比較薄，無法抵抗較大的外力撞擊。若施工過程中不加以保護，很容易造成變形或損壞。更換內(nèi)壁材料的成本極高，液貨艙內(nèi)設(shè)備的造價也比較昂貴，且涉及較多的專利，對安裝和運輸?shù)囊笠草^高，一旦損壞，維修成本非常高。

2)液貨艙內(nèi)的作業(yè)環(huán)境控制。液貨艙內(nèi)壁材料對環(huán)境的濕度、溫度要求較高。例如作為NO.96型液貨艙內(nèi)壁材料的殷瓦鋼厚度僅為0.7 mm，在常溫下接觸到水或油，一天之內(nèi)便會生銹，一旦生銹，必須整張更換，所以在維修期間，艙內(nèi)不僅要維持一定的溫度和濕度，而且接觸的人都必須戴上特制的吸汗手套。

3)液貨艙內(nèi)的作業(yè)過程控制。液貨艙內(nèi)可能殘留有天然氣等危險性氣體，氧氣濃度也可能達不到安全施工的要求，威脅進艙人員的生命安全。維修使用的工具、材料可能因掉落、誤碰等原因損壞艙內(nèi)的設(shè)備和艙壁，導(dǎo)致后續(xù)高昂的維修和更換費用。維修作業(yè)一般還會涉及到液貨艙內(nèi)的起重吊運作業(yè)、腳手架搭拆作業(yè)等，若策劃不合理或操作不當(dāng)，也極易對周圍的環(huán)境造成破壞。

4)液貨艙試驗和調(diào)試過程控制。液貨艙和相關(guān)液貨泵、管路的試驗和調(diào)試作業(yè)需要使用液氮，一般是通過槽罐車運輸和儲存。液氮一旦泄漏，可能造成人員凍傷、窒息等風(fēng)險，對作業(yè)現(xiàn)場的安全防護和監(jiān)護要求較高。

2 安全管理要點

1)維修前的協(xié)調(diào)和控制。要確保LNG船液貨艙的安全維修，船廠相關(guān)部門需要提前做好各方面準(zhǔn)備工作，包括但不限于：生產(chǎn)部門做好生產(chǎn)計劃的編制和生產(chǎn)資源的統(tǒng)籌配置；技術(shù)部門做好施工工藝和方案的編制和交底；保障部門做好恒溫低濕場所、工裝件、防護物資的準(zhǔn)備；安全部門做好人員的安全培訓(xùn)，安全策劃的編制等。對進入液貨艙的人員，應(yīng)提前進行專項安全培訓(xùn)，考核合格后發(fā)放專用帽貼和掛牌，用于人員辨識。

2)液貨艙的開啟。LNG船進入船廠修理前，船方應(yīng)先對液貨系統(tǒng)進行除液復(fù)溫、惰化置換、除氣通風(fēng)等工作，使液貨艙中的氧氣含量符合要求[3]。LNG船進廠維修后，應(yīng)選擇良好的天氣開啟液貨艙，不得在大風(fēng)、雨雪等天氣開艙。開艙前，應(yīng)通知船方將液貨艙壓力泄放至規(guī)定值以下。船廠應(yīng)提前連接除濕機(用于維持液貨艙內(nèi)的溫度、濕度)，準(zhǔn)備好穹頂屋(Dome House，一種保護液貨艙免受外界氣候和物件影響并控制人員進出的工裝件)，打開液貨艙上方的空隔艙并通風(fēng)，確保空隔艙氣體檢測合格。

液貨艙開啟后，拆除的液穹塞應(yīng)做好保護措施，輕拿輕放，在吊運和運輸時控制速度，防止顛簸，液穹塞放置于恒溫低濕倉庫，以防止底部材料銹蝕或損壞。液貨艙打開后及時安裝好穹頂屋、風(fēng)雨棚、臨時進艙梯子，并開啟除濕機[4-5]。

3)艙內(nèi)作業(yè)環(huán)境的維護。液貨艙開啟后，應(yīng)根據(jù)有限空間作業(yè)安全管理要求，落實相關(guān)的通風(fēng)、照明等安全防護措施，氣體檢測合格方可進艙。液貨艙維修期間，應(yīng)每天進行氣體檢測。

艙內(nèi)的作業(yè)區(qū)域、行走區(qū)域、腳手架搭設(shè)和起重作業(yè)涉及區(qū)域等所有可能有人員和物件涉及的區(qū)域，均應(yīng)鋪設(shè)好保護材料，可采取底層鋪設(shè)軟膠皮、二層鋪設(shè)預(yù)制膠合板的方式[4]。對可能觸碰到的無關(guān)設(shè)備、設(shè)施和管路，應(yīng)設(shè)置必要的安全警示標(biāo)志。

4)人員進出管控。為了加強液貨艙的內(nèi)部防護，液貨艙開啟后應(yīng)嚴格控制人員進出。未經(jīng)許可，任何人禁止進入液貨艙。穹頂屋在艙內(nèi)無施工作業(yè)時應(yīng)上鎖，禁止人員進入。液貨艙開啟后，入口應(yīng)設(shè)置專人看管(以下稱入口管理員)，對人員的進出進行控制和檢查。

只有經(jīng)過專項安全培訓(xùn)，持有液貨艙專用帽貼和掛牌的人方可進入液貨艙。進入液貨艙作業(yè)應(yīng)提前辦理作業(yè)許可，寫明進艙的人數(shù)、時間段、作業(yè)內(nèi)容等信息，經(jīng)各方審批許可后方可進艙。

為了便于人員的核對和管控，進出液貨艙人員應(yīng)在液貨艙入口進行登記，寫明進出艙的時間。進出艙人員還應(yīng)按照有限空間作業(yè)安全管理規(guī)定落實好“進艙掛牌”管理要求。

為了便于液貨艙入口管理員的安排，節(jié)約用人成本，對液貨艙內(nèi)的作業(yè)應(yīng)提前計劃和部署，統(tǒng)籌安排，每天的進艙人員信息盡量做到提前預(yù)報。

5)人員進艙前檢查。人員進入液貨艙前，入口管理員進行仔細檢查，確認符合進艙要求。

(1) 服裝。干凈整潔，保持干燥，包括工作服、工作鞋等，并穿戴好專用鞋套和吸汗手套。安全帽應(yīng)系緊下頦帶，佩戴的眼鏡、防護眼鏡用眼鏡繩系牢。

(2) 隨身物品。不得將未固定的可移動物件攜帶進艙，包括手表、筆記本、筆、錢包、鑰匙、手機、飲料瓶等。進艙前，必須將上述隨身物件交入口管理員保管。為了便于物件保管，可在艙室入口設(shè)置一個臨時儲物柜。如因工作需要必須攜帶入艙，必須做好防墜落措施。

(3) 攜帶工具。應(yīng)保證規(guī)范、可靠、干凈整潔。任何情況下均不得徒手攜帶工具進出艙。進艙前應(yīng)將工具裝在牢固的工具袋內(nèi)，袋口應(yīng)可封閉，工具袋可牢固地背在身上。

(4)便攜式氣體檢測儀(Portable Gas Detector, PGD)。進艙人員應(yīng)佩戴PGD，以便于艙內(nèi)氣體濃度異常時能夠及時報警。根據(jù)艙內(nèi)作業(yè)情況和PGD的數(shù)量，可考慮進艙的一組人配備1臺或一個艙室配備1臺，但應(yīng)確保每個有人進入的艙室中至少有1臺PGD。

6)艙內(nèi)作業(yè)行為。在艙內(nèi)只可在指定區(qū)域內(nèi)作業(yè)和行走，并且全程在鋪設(shè)防護板的范圍內(nèi)。任何人不得裸手接觸艙壁材料。不得隨意觸碰或操作任何無關(guān)的設(shè)備設(shè)施。作業(yè)時應(yīng)集中注意力，防止物品掉落至艙底。上下腳手架、梯子時應(yīng)謹慎，不得手持物件。

使用手持移動工具(如扳手、錘子等)時應(yīng)佩戴腕帶，將工具通過腕帶連接至手腕，以防工具失手墜落。作業(yè)工具輕拿輕放，不得拋擲物件。

艙內(nèi)作業(yè)期間，應(yīng)保持作業(yè)場地的整潔，作業(yè)產(chǎn)生的垃圾應(yīng)集中放置在指定位置，每班次作業(yè)結(jié)束做好材料工具的整理、場地的清潔，必要時可使用吸塵器，出艙時用專用袋子將產(chǎn)生的垃圾帶走。

出艙前，檢查核對所攜帶的工具，確認沒有遺漏在艙內(nèi)。長期使用、不方便攜帶的設(shè)備工具可留在艙內(nèi)，但必須做好固定措施，并做好登記，在施工結(jié)束后一并帶出艙。

每天施工結(jié)束后，施工單位攜帶進艙作業(yè)許可證至安全主管處進行作業(yè)關(guān)閉，安全主管對施工區(qū)域進行檢查，確認無設(shè)施設(shè)備受損以及工完料清符合要求后，施工人員方可離開。

7)起重吊運作業(yè)。液貨艙內(nèi)所有物件的吊運均通過專門吊物通道，稍有不慎便會損壞吊物通道。若發(fā)生吊物墜落，則后果更加嚴重。吊物口打開后，必須做好相關(guān)的防護措施。

起重作業(yè)應(yīng)選擇良好的天氣進行吊運。吊運前應(yīng)對起重機械和吊索具進行認真檢查，確認運轉(zhuǎn)正常、狀態(tài)良好。起重指揮和起重機械駕駛員確認好指令、手勢和對講機頻道。

整個起重作業(yè)過程應(yīng)嚴格按照起重作業(yè)操作規(guī)程執(zhí)行，掛好鉤后應(yīng)進行試吊，確認無問題后方可起吊。吊運過程應(yīng)平穩(wěn)緩慢，避免吊物失穩(wěn)或受到撞擊。液貨泵、液穹塞等特殊設(shè)備在吊運出艙后應(yīng)立即做好密封包裝，防止受潮[5]，并應(yīng)制作專用工裝件來放置，防止設(shè)備在吊運和運輸過程中發(fā)生損傷。

8)腳手架搭拆作業(yè)。液貨艙內(nèi)腳手架使用的材料均為鍍鋅材料，無銹斑、變形、損壞，保持清潔干燥。為避免損壞液貨艙內(nèi)壁，腳手管件的兩端應(yīng)用軟布包扎做好防護。使用的扣件包應(yīng)牢固，不得破損。使用扣件包時，謹防扣件從包內(nèi)掉落。腳手架材料進出艙應(yīng)使用專用的吊籠，綁扎牢固后，再吊運。

搭設(shè)時，腳手架材料不得直接接觸艙壁或艙內(nèi)設(shè)備，接觸部位應(yīng)做好防護和隔離措施，可使用橡膠墊等。腳手架底部立桿的底腳應(yīng)設(shè)置立桿固定措施，立桿搭設(shè)位置應(yīng)鋪設(shè)艙壁防護材料。搭拆作業(yè)時，禁止拋擲材料。傳遞管件時防止脫落。

由表1中的模擬結(jié)果可以看出，樁59-X30井生產(chǎn)指標(biāo)中的累積產(chǎn)油量和采收率都隨著注水壓力的增加而增加，隨著注采比［2］的增加，地層平均壓力不斷增加，采出程度升高，但是含水率也不斷升高。當(dāng)注采比為0.92時，地層平均壓力保持水平過低，模擬期內(nèi)油藏脫氣，采出程度相對較低；隨著注采比的增加，雖然累積產(chǎn)油量和采出程度增加，但是增加幅度不高，而注入水量增加很大，所以不能單純考慮采出程度。由圖1模擬結(jié)果可以看出，油井見水時間隨注水壓力的增加而減少。綜合各項指標(biāo)，認為注采比為0.965方案為佳。此時對應(yīng)的注水井井底壓力為40MPa左右。

腳手架拆除時應(yīng)先清理架上雜物，拆下的腳手架材料捆扎牢固，與艙壁保持安全間距。

腳手架搭拆的其他安全管理要求應(yīng)嚴格按照腳手架搭拆安全規(guī)范執(zhí)行，包括人員的持證、作業(yè)的申請、監(jiān)護、警戒和腳手架的報驗、維護等。

9)試驗和調(diào)試作業(yè)。液貨艙維修結(jié)束，要向絕緣層充入氮氣[3]，氮氣一般由槽罐車提供。充氮作業(yè)前，應(yīng)制定詳細的安全策劃，針對現(xiàn)場作業(yè)人員進行安全交底，確保所有人員明確各自的職責(zé)、安全風(fēng)險和應(yīng)采取的緊急措施。

充氮前，應(yīng)準(zhǔn)備好對講機、消防器材和防護裝備?，F(xiàn)場作業(yè)人員應(yīng)穿戴防靜電服、化學(xué)防護手套和其他符合安全規(guī)范的勞防用品。充氮施工區(qū)域(包括碼頭和船上)應(yīng)拉設(shè)一定距離的安全警戒線，設(shè)置警示標(biāo)志，專人監(jiān)護。警戒區(qū)內(nèi)嚴禁明火作業(yè)，設(shè)置好消防器材，嚴禁無關(guān)人員入內(nèi)。

作業(yè)前，檢查槽罐車和連接管路。充氮連接軟管應(yīng)可靠固定并留有足夠的余量，防止拉斷或墜落導(dǎo)致傷人或泄漏。確認槽罐車與船舶間等電位連接，充裝管路須有靜電跨接線，連接必須使用防爆工具。汽化器應(yīng)可靠接地。

作業(yè)過程中，加強安全監(jiān)護和巡檢，作業(yè)人員不得離開現(xiàn)場，時刻留意儲罐液位和壓力的變化?，F(xiàn)場遇到儲罐壓力異常、泄漏、附近突發(fā)明火等不安全因素，突發(fā)雷雨大風(fēng)等惡劣天氣時，應(yīng)立即停止充氮作業(yè)。

10)液貨艙入口應(yīng)設(shè)置的設(shè)施。

(1) 有限空間人員掛牌板。液貨艙屬于有限空間，應(yīng)按照有限空間作業(yè)安全管理要求實行“進艙掛牌”管理。

(3) 危險作業(yè)公示袋。公示液貨艙內(nèi)所進行危險作業(yè)的作業(yè)許可證副本，包括進艙作業(yè)、明火作業(yè)、腳手架搭拆作業(yè)等。

(4) 臨時儲物柜。用于臨時存放進艙人員無法攜帶入艙的隨身物品，還可用于存放鞋套等進艙所需的物品。

(5) 進出艙登記表。用于人員進艙、出艙登記，便于進出艙管理。

(6) 鞋套。所有進艙人員必須穿戴專用鞋套，進艙前穿上，出艙后歸還，鞋套應(yīng)厚實耐磨。

(7) 其他。根據(jù)需要設(shè)置，如可準(zhǔn)備備用工作服、工作鞋等；可張貼一些有關(guān)進入液貨艙作業(yè)安全要求和程序的海報；可準(zhǔn)備毛撣、刷子用于對進艙人員的服裝、鞋子進行清潔等。

11)液貨艙入口管理員的工作職責(zé)。

(1) 控制液貨艙人員進出，確保只有已辦理進艙許可證的人員方可進入液貨艙，并維持好人員進出秩序。

(2) 指導(dǎo)和督促進出艙人員做好進出艙登記。

(3) 進行進出艙人員檢查，對進艙人員的資格、服裝、隨身物品、工具等進行檢查，保管好無法帶入艙內(nèi)的物品。

3 結(jié)束語

我國的LNG船修理業(yè)務(wù)雖然還處于起步階段，但是隨著世界范圍內(nèi)天然氣能源的推廣使用和LNG船的大量建造，未來LNG船修理業(yè)務(wù)存在巨大市場[6]。為了順利抓住即將到來的發(fā)展機遇，各船舶修理企業(yè)就必須著手開展LNG修理的相關(guān)準(zhǔn)備工作，安全管理的準(zhǔn)備是其中重要的一環(huán)。只有提高了安全管理，才能讓船東愿意到中國的船廠進行LNG船的修理。本文還可作為浮式天然氣生產(chǎn)裝置(FLNG)改裝、浮式儲存及再氣化裝置(FSRU)改裝、LNG雙燃料主機改裝等項目中涉及LNG艙室施工安全管理的參考。