液化氣體船舶設計建造中值得注意的問題

(中國船級社 武漢規范研究所，武漢 430022)

近些年來，我國建造了大量的液化氣體船舶(LPG)，其液貨艙主要采用的是全壓式的結構形式(2PG型、C型獨立液貨艙)。液化氣體船舶的建造應符合“SOLAS”公約、《國際散裝運輸液化氣體船舶構造和設備規則》(以下簡稱《IGC規則》)、《散裝運輸液化氣體船舶構造和設備規范》(2006)及2008年修改通報(以下簡稱《散液規》)及《國際航行泊船法定檢驗技術規則》及修改通報(以下簡稱《法規》)的相關規定，在設計、建造、檢驗液化船中應高度注意如下問題。

1 船舶布置

1.1 貨艙處所的布置

貨艙處所應與機器處所、鍋爐處所、起居處所、服務處所、控制站、錨鏈艙、飲用水艙、生活用水艙以及儲物艙隔開。貨艙處所應位于A 類機器處所的前方。對采取C 型獨立液貨艙的船舶，則貨艙處所與艉部的機器處所可用形成A-60 級分隔的全焊接結構的單層氣密艙壁予以分隔。如果相鄰處所內不存在點火源或火災危險，則采用氣密A-0 級分隔也可滿足上述的分隔要求。這樣的布置方式是我國目前建造的液化船采用的主要布置形式。

1.2 液貨艙位置

對2PG型液化氣體船的液貨艙在船舶布置中應予以保護，其液貨艙應設在舷內下列位置：在中心線上距船底外板型線應不小于B/15或2 m，取小者，其任何部位距外板都應不小于760 mm。即對液貨艙規定了保護區域，應特別注意的是在貨艙處所的縱向范圍內的保護區域的液貨艙內，不應裝載閃點為60 ℃(閉杯試驗)或低于60 ℃的易燃液體，也不應裝載《散液規》第19章中所列的易燃貨物。如果其數量僅限于供冷卻、循環或作燃料之用，則在這些保護區域內可以載運上述易燃液體和貨物。

同時應注意當在一個處所內設有一個以上的獨立液貨艙時，應在液貨艙之間留有供檢查和維修用的足夠空隙。

1.3 起居、服務和機器處所及控制站的布置

任何起居處所、服務處所或控制站不應位于貨物區域內。

氣體安全處所到氣體危險處所之間，不允許設置氣密或其他型式的門的通道，但當起居處所位于船艉時，通過規定的空氣閘而進出貨物區域前面的服務處所所設的通道是允許的。

起居處所，服務處所、機器處所和控制站的入口、空氣進口和開口不應面向貨物區域，它們應設置在不面向貨物區域的端壁上，或設置在上層建筑或甲板室的外側壁上，這些開口離面向貨物區域上層建筑或甲板室的端壁之間的距離至少為船長的4%，且不小于3 m，然而不必超過5 m。

裝有惰性氣體發生裝置的處所不得有通往起居處所、服務處所或控制站的直接通道，但惰性氣體發生裝置可位于機器處所內。

液化氣體船舶的干粉室通常設在貨物區域內且不屬于控制站。

1.4 貨泵艙及貨物壓縮機艙的布置

貨泵艙和貨物壓縮機艙均應位于露天甲板上，且應位于貨物區域內。

當貨泵艙和貨物壓縮機艙被允許設置在最后貨艙處所的后面或最前貨艙處所的前面的露天甲板以上或以下時，貨物區域的界限應擴展到包括貨泵艙和貨物壓縮機艙在內的整個船寬和船深的范圍，和這些處所上方的甲板區域； 當貨物區域的界限擴展時，貨泵艙和貨物壓縮機艙與起居處所、服務處所、控制站和A類機器處所之間的分隔艙壁應布置成能避免氣體通過甲板或艙壁的單一破損進入這些處所。

貨泵艙和貨物壓縮機艙應布置成能讓穿防護服和帶呼吸器的人員安全無阻地進出，并且在人員受傷時，能及時將傷員救出。

1.5 貨物控制室的布置

任何貨物控制室均應位于露天甲板以上，且可位于貨物區域內。貨物控制室可設于起居處所、服務所處或控制站內，還應滿足下列條件。

貨物控制室是氣體安全處所。

如果貨物控制室的入口符合規定的要求，則貨物控制室可以設置到上述處所的通道；如果貨物控制室的入口不符合要求，則控制室不得設置到上述處所的通道，且貨物控制室與這些處所之間的周界應達到“A-60”級分隔完整性。

1.6 通道

1)通往船艏的通道通常設置固定步橋。

2)對貨艙處所、留空處所和認為有危險氣體處所和液貨艙進行布置時，應考慮身穿防護服和攜帶呼吸器的人員能進入上述任何處所并進行檢驗;在人員受傷時，能將傷員從該處所救出。應滿足下列要求：①直接從開敞甲板進入液貨艙；②水平開口最小尺寸應不小于600 mm×600 mm；③在艙內沿長度和寬度方向通道的垂直開口的最小凈開口尺寸應不小于600 mm×800 mm。

2 結構布置

對于2PG型、C型獨立液貨艙的液化氣體船，船體結構布置和構件尺度的基本要求應滿足《散液規》第A4章船體結構的補充規定。除此之外，還應根據船體結構及貨艙區域結構的具體形式(雙殼雙底；雙殼單底；單舷側、頂邊艙、底邊艙等)滿足“鋼規”的相關要求。

對于C型獨立液貨艙的支座及其支承構件，應用直接計算法對構件尺寸進行強度驗證。通常，結構模型應包含液貨艙結構和支承構件，組成完整的“液貨艙+船體”的艙段模型。既可考察支承構件，也可得出液貨艙結構和支承構件兩者的實際受力情況。

貨艙甲板開口為大開口時，還應按“鋼規”第2篇第7章第2節的要求校核彎扭組合的總縱強度，其中的貨物轉矩一般可取為零。

一般情況下，2PG型、C型獨立液貨艙的液化氣體船開口邊線外的強力甲板和底部結構宜采用縱骨架式。

當兩個C型獨立液貨艙之間的強力甲板橫向甲板條構成橫艙壁的頂板時，其寬度、厚度應符合規定;在橫向甲板條上應設有足夠的橫向扶強構件。

C型獨立液貨艙支座上垂直開口(人孔)的最小凈開口尺寸應不小于600 mm×800 mm，其下緣距艙底板的高度應不大于600 m，否則應設有格柵或其它踏步。

應特別注意，液貨艙內的吸口阱可以延伸至規定的船底垂向破損范圍內，且這種阱應盡可能小，伸入內底板以下部分應不超過雙層底深度的25%或350 mm，取小者。若無雙層底時，吸口阱伸入船底破損上限以下的部分不應超過350 mm。

3 艙口蓋板結構

C型獨立液貨艙與艙口圍板間的艙口蓋板結構形式較其它船舶的艙口蓋板有所不同。通常艙口蓋板與液化氣罐為焊接連接，與艙口圍板面板采用螺栓彈性連接。設計單位往往關注彈性連接形式，易忽略蓋板的強度。這將使船舶存在一定的缺陷，因此，應按以下要求對該處結構進行計算。

1)C型獨立液貨艙艙口蓋板計算與普通干貨船貨艙艙口蓋的計算相同。

2)艙口蓋板厚度、扶強材剖面模數、慣性矩應滿足普通干貨船貨艙艙口蓋的要求，并應作直接計算以校核強度。

3)艙口蓋上按不載貨處理。

4)有限元直接計算時，取艙口蓋板與液化氣罐焊接處為剛性固定。

5)其它如計算工況、載荷與許用應力與普通干貨船貨艙艙口蓋的計算相同。

4 破損穩性

液化氣體船破損穩性計算采用確定性破損穩性計算方法進行，其破損假定、浸水假定、破損標準、殘存要求按《散液規》第2章進行。

對于2PG型船舶，應假定在其船長范圍內的任何部位均能經受破損，但不包括間距超過《散液規》第2章規定的縱向破損范圍的橫向艙壁。若橫艙壁上有長度超過3 m 的臺階或壁龕位于被假定的破損穿透范圍內，則該橫艙壁亦應被假定破損。在貨物區域內任何部位的局部舷側破損延伸到舷內從外板垂直量起達760 mm，則應考慮此類破損。

5 消防

2PG型液化氣體船，應滿足《散液規》第11章的防火和滅火的要求。“法規”中對液貨船的要求應適用于任何噸位的液化氣體船，但應注意《散液規》中的替代要求。為了滅火，應將在最后面的貨艙處所后端或在最前面的貨艙處所前端處的隔離艙、壓載艙或留空處所上方的任何開敞甲板區域都包括在貨物區域內，此處貨物區域的范圍與其它章節所涉及的貨物區域定義是不同。此外，專用失火控制設備可布置在貨物區域，如干粉室。

應特別注意： 總噸位500 t及以上的船舶應配備緊急逃生呼吸裝置；貨艙總容積5 000 m3以上需配消防員裝備5套、其余配4套。

6 結論

對于液化氣體船舶的設計、建造、檢驗應格外慎重，應盡可能全面且仔細，因為它包含的內容非常的豐富，涉及面很廣，除了涉及到《SOLAS》公約、載重線公約、完整穩性規則、“法規”以外，還包含了《IGC 規則》、《散液規》的許多規定和要求。若有些問題沒有考慮周全，往往會引起許多地方的修改，甚至使設計方案作重大修改。

[1] 國際海事組織.國際海上人命安全公約綜合文本(2009)[S].北京:人民交通出版社,2010.

[2] 國際海事組織.國際散裝運輸液化氣體船舶構造和設備規則及修正案[S].北京:人民交通出版社,2006.

[3] 中華人民共和國海事局.國際航行海船法定檢驗技術規則(2008)及修改通報[S].北京:人民交通出版社,2007.

[4] 中華人民共和國海事局.國內航行海船法定檢驗技術規則(2011)[S].北京:人民交通出版社,2011.

[5] 中國船級社.散裝運輸液化氣體船舶構造和設備規范(2006)及2008年修改通報[S].北京:人民交通出版社,2007.