關于主推進系統臨界報警功能的檢驗

李 俊，黃朝霞

(1.中國船級社武漢分社，武漢430022;2.中國船級社武漢規范研究所，武漢430022)

關于主推進系統臨界報警功能的檢驗

李 俊1，黃朝霞2

(1.中國船級社武漢分社，武漢430022;2.中國船級社武漢規范研究所，武漢430022)

針對船舶建造檢驗中發現的主推進系統臨界報警功能要求常常被忽視的問題,介紹臨界報警的設置根據,分析不同職能部門對臨界報警條款的理解,結合現場經驗分析臨界報警在CCS規范中的具體要求和實船常見的問題。

船舶檢驗;臨界報警;航行安全

“16 000 kW平臺供應船”,總噸位4 730,入CSA級,主機為瓦錫蘭芬蘭制造的W8L32型柴油機4臺(單機功率為4 000 kW),4機2軸輸出,航行于國際無限航區。建造檢驗的系泊試驗中,按照系泊與航行試驗大綱的要求進行主機動態報警點效用試驗。在驗證臨界報警功能時,采用滑油壓力過低和淡水溫度過高來報警,預報警激活后及時按下了主機“越控”按鈕,主機自動停車,多次試驗,依然如故。改變試驗方法,先按下“越控”按鈕再激活預報警,沒有發生停車現象,主機“越控”又起了作用。經分析排查,事故原因是:預報警后,延時停車時間繼電器發生故障,未起延時作用,瞬時就給出停車信號,根本來不及按“越控”按鈕就已發生停車動作。

1 “臨界報警”產生的背景

1996年12月14日,航行于美國新奧爾良的密西西比河段的某散貨船,船長224 m,載重噸為68 676 t。12時左右,船在靠港避讓時,主機突然出現故障,隨即停車,導致船舶失去動力,引水員和船長立即采取了一系列的措施,但該船還是向港口的商業中心碼頭直線快速地撞去,最終散貨船撞到商業中心的碼頭,并造成岸上60多人的傷亡、6 000多萬美元財產損失的嚴重海事事故。事后美國海岸警衛隊的報告認為:主機不恰當地停車是這次事故的“罪魁禍首”。

如果船舶主機能帶“病”工作十幾min,船舶不失去動力,此次海損事故就不會發生。因此在2002年的IMO第76界的海安會上,美國代表根據此次海損的原因提出了對主推進系統增設“臨界報警”的建議案,最后建議案通過了大會表決,形成了MSC.134(76)決議中“臨界報警”的條款［1］。該決議于2002年12月12日通過,并于2004年7月1日生效,具體內容見“Amendments to SOLAS chapter II-1,Part C,regulation 31”條款［2］。

海安會于2005年5月20日通過的MSC.194 (80)決議重新編排了SOLASⅡ-1第31條“機器的控制”的順序［3］,對臨界報警的技術要求沒有變化,只是重申了對2004年7月1日的追溯期的要求。

2 MSC.134(76)“臨界報警”條款解讀

2.1 MSC.134(76)“臨界報警”條款

MSC.134(76)條文的結構緊密、語言嚴謹,晦澀難懂,在翻譯成中文版時,以至于出現了多個不同的中文版。

1)人民交通出版社2005年4月公開出版的《國際海事組織 國際海上人命安全公約 綜合文本》(2004)第II-1章第31條“2.10自動控制系統的設計應確保及時向負責航行值班的駕駛員發出推進系統即將緊急減速或停車的臨界報警,以評估應急情況下的航行條件。尤其是該系統在提供負責航行值班的駕駛員手動干預機會的同時,應能控制、監視、報告和發出警報,并采取減速或停車的安全措施,但短時間內由于手動干預而導致機器和/或推進設備完全失靈,例如過速的情況除外。”［4］

另外中華人民共和國海事局主編的《船舶與海上設施法定檢驗規則》——國際航行海船法定檢驗技術規則修改通報(2006)首次在海事法規中納入該條款,并在《船舶與海上設施法定檢驗規則》——國際航行海船法定檢驗技術規則(2008)、(2012)第2A分冊第2-1章“第31條機器控制”［5］中也保留相同條款。

2)中國船級社(China Classification Society, CCS)于2006年4月1日將公約要求納入了《鋼質海船入級規范》(2006),第7篇自動控制與遙控第2章“2.2.1.7如推進裝置由駕駛室遙控,不論機器處所是否有人值班,自動控制系統應設計為:推進系統因即將發生減速或停車而引發的臨界報警能確保及時準確地提供給負責航行的值班駕駛員,以幫助其評估緊急情況下的航行條件。尤其是該自動控制系統在進行控制、監視、報告、報警以及采取減速或停車的安全措施的同時,還應能為負責航行的值班駕駛員提供實施手動的干預(如越控),但因手動干預而導致機器和/或推進裝置短時間內完全失效(如超速)的情況除外［6］。”CCS《鋼質海船入級規范》(2009)、(2012)都保留了上述條款。

3)中華人民共和國交通部于2007年1月30日印發了2007年第1號公告,對公約的中文翻譯如下:“自動化系統的設計應確保向航行值班駕駛員發出推進系統即將或緊急減速或停車的臨界警報,以便值班駕駛員在緊急情況下及時地評估航行狀態。尤其是當該系統在為負責航行值班的駕駛員提供人工干預操作機會的同時,該系統應該能夠控制、監測、警示和采取減速或停止推進系統的安全行動,除非手動干預將使主機和/或推進設備在短時間內徹底停車,例如在超速的情況下［7］。”

3個不同的中文版基本上都體現了原文的意思,在表述上各有千秋。

2.2 對MSC.134(76)“臨界報警”的理解

船舶主機被譽為船舶的“心臟”,占去船舶建造成本較大的比重。通常,主機制造商為保護主機都設有主機安全保護裝置,在出現異常情況時對主機進行降低轉速限制主機的工況或自動停機加以保護。同時,《規范》對此也有相關的強制要求。久而久之,人們形成了慣性思維:在主機出現異常情況時主機安保裝置應自動地對主機進行降低轉速,限制主機的工況或自動停機加以保護,這是保障船舶安全的需要。但是,船舶航行安全才是第一位。主機拉缸甚至損毀的代價都是可預見的,而船舶發生碰撞等嚴重的海損事故的后果卻無法估量,特別是對環境的污染更是觸目驚心。因此,負責航行的值班駕駛員在此時應該擔負起判斷的職責。假如出現了主機停車信號的臨界報警,如果是在良好的海況下,停車拋錨檢修,幾乎沒什么影響;而如果此時正處于本文“產生背景”中所述的緊要關頭,那值班駕駛員就應做出緊急情況下的評估:主機不能熄火,主機帶“病”也要把船的轉向動作完成后才能停車。總之,把控制權交到航行值班的駕駛員手里才是合理的。

MSC.134(76)核心的內容就是在駕駛室設置“臨界報警”,即在主推進系統發生故障而致使安保裝置即將動作之前設置相應的報警,幫助負責航行的值班駕駛員結合當前的航行條件做出正確的判斷和選擇,在某些極端情況下通過實施手動的干預(如越控)以最小的損失來避免災難事故的發生,確保船舶的航行安全。

3 MSC.134(76)的“臨界報警”現場實施與問題分析

3.1 MSC.134(76)的“臨界報警”的現場實施

在緊急情況下負責航行值班的駕駛員可以通過主機遙控裝置上的,“越控”按鈕來實施手動干預,以確保船舶航行安全。在CCS規范中“越控”系指越過控制過程中的某一程序或某一安全保護功能,在短時間內強制機電設備繼續運行以保證船舶安全的特殊控制措施。在MSC.134(76)生效前,傳統理念把“越控”項目分為“可越控”和“不可越控”的項目,例如:推力軸承高溫、主機滑油失壓、超速等為“不可越控”的項目。按照對MSC.134(76)的理解,對于柴油機除“超速”外,只要不會因“越控”而導致機器和/或推進裝置短時間內完全失效的項目均為可“越控”的項目。在實船上,不同型號的主機,對不可“越控”項也不同,如:MAN-B&W、瓦錫蘭等主機,除超速外,主軸承滑油低壓也是“不可越控”項目。另外,對于電力推進船舶和其他非柴油機為主推進裝置船舶的“不可越控”的項目與柴油機主機也不同,如:電力推進系統的過頻、過壓、過流、短路,控制通訊故障等故障點,瞬時會造成推進電機失電的故障點也都不可越控。

3.2 現場檢驗具體問題分析及注意事項

MSC.134(76)從2004年7月1日生效至今已有10多年時間,絕大多數主機遙控產品均已滿足MSC.134(76)的要求,多種原因致使個別產品不能滿足要求,檢驗中遇到具體情況如下。

1)產品功能不規范。有些品牌的產品在駕駛室僅提供了“減速”及“停車”的2個報警的類別,負責航行值班的駕駛員無法得知具體的報警項目,從而無法預判由于“越控”操作可能產生的后果。CCS規范在“自動化監視項目表”中有具體規定“主推進裝置a類和b類安全保護即將動作時的預報警在駕駛室控制站應設置單項報警方式。”［8］所以,在駕駛室應提供主推進系統的a類與b類的所有單項臨界報警聲光信號。

2)延時時間短。有的產品延時只有3～4 s,而負責航行值班的駕駛員從收到報警,做出判斷,到按下“越控”按鈕通常需要4～5 s。參照建造入級處CMC(2008)224［9］號傳真的要求,建議把臨界報警的延時時間設置在6 s左右。一方面要給值班駕駛員足夠的時間,另一方面盡可能地減小對主機可能帶來的危害。

3)防誤觸動保護未設置保護罩。CCS“規范”(2012)第7篇第3章2.3.2.3條要求“應有措施防止越控按鈕被誤觸動。”許多廠家往往忽視了“越控”按鈕的保護罩子。所以在產品設計制造時,主機遙控產品就應充分考慮規范和法規要求,不能生產出缺陷產品。

4)報警發出的聽覺和視覺信號不全。CCS“規范”(2012)第7篇 第1章 “1.1.2.1(6)報警:系指當被監控的機電設備或系統超出預定參數范圍時所發出的聽覺和視覺信號,并能識別機器處所內的具體情況和位置。”部分產品只有閃光視覺信號,而無聲音的聽覺信號,或者只有聽覺信號而無視覺信號,達不到規范和法規要求。另外,還有的產品的聽覺信號非常微弱,在正常航行狀態被其他噪聲所掩蓋,幾乎聽不到聽覺信號,也是不能接受的。

產品檢驗是船舶建造檢驗的一個重要組成部分,高質量的船用產品是建造優質船舶的先決條件,產品對公約的符合性應該在產品檢驗的過程中完善,避免問題產品上船安裝。令人欣慰的是,通過海事局、CCS等船檢部門的大力宣貫和組織產品廠家召開研討會,MSC.134(76)決議的“臨界報警”要求,在產品的設計和檢驗中得到基本的貫徹和實施。

3.3 船舶系泊試驗檢驗時的注意要點

1)一定要實船測試主機安保裝置動作之前是否有足夠的“延時”時間來按下“越控”按鈕。

2)先按下“越控”按鈕,再模擬一個不可越控報警點(如“超速”)信號來驗證主機能否自動停車。通過上述試驗來檢查控制線路的正確性,功能正常與否。

3)對減速或降負荷點要進行“越控”試驗,以檢查是否能進行越控。

4 結束語

主推進系統臨界報警的產生是建立在慘痛的海事事故基礎上的,船舶產品設計和船舶檢驗工作者都應熟練掌握主推進系統臨界報警的內容和充分理解其內涵,以便在產品設計和現場檢驗中正確貫徹和執行法規、規范技術要求,讓“臨界報警”能夠發揮其應有的作用。隨著船舶智能化程度的提高,在主推進系統臨界報警激活時,完全可以通過AIS設備、電子海圖、VHF、航行信號燈等設備自動向附近的船舶發出警告信號來提醒在附近水域的船舶主動提前避讓,以確保船舶的航行安全。

［1］國際海事組織.海安會MSC.134(76)決議［S］.2002.

［2］國際海事組織.MSC/Circ.2592“Amendments to SOLAS chapter II-1,Part C,regulation 31”［S］.2002.

［3］國際海事組織.海安會MSC.194(80)決議［S］.2005.

［4］中華人民共和國交通部.國際海上人命安全公約 綜合文本(2004)［S］.北京:人民交通出版社,2005.

［5］中華人民共和國海事局.船舶與海上設施法定檢驗規則國際航行海船法定檢驗技術規則第2A分冊［S］.北京:人民交通出版社,2008.

［6］中國船級社.鋼質海船入級規范(2006)［S］.北京:人民交通出版社,2006.

［7］中華人民共和國交通部.中華人民共和國交通部2007年第1號公告［Z］.北京:中華人民共和國交通部,2007.

［8］中國船級社.鋼質海船入級規范(2012)［S］.北京:人民交通出版社,2012.

［9］中國船級社.技術信息通告(2005014(IM031))［Z］.北京:人民交通出版社,2005.

On Inspection of Threshold Warning Function for Main Propulsion System

LI Jun1,HUANG Zhao-xia2
(1Wuhan Branch of China Classification Society,Wuhan 430022,China; 2Wuhan Rules and Research Institute of China Classification Society,Wuhan 430022,China)

In shipbuilding survey,the demand of threshold warning for themain propulsion system is often overlooked.the reasons of setting threshold warning for the propulsion system is introduced,and the different interpretation of threshold warning from different functional departments is discussed.Combining with field experience,the specific requirements of threshold warning in terms of CCS rules and the common problems are analyzed.

ship survey;threshold warning;navigation safety

10.3963/j.issn.1671-7953.2015.03.033

U698

A

1671-7953(2015)03-0139-04

2015-03-01

修回日期:2015-03-15

李 俊(1978-),男,碩士,工程師

研究方向:船舶建造檢驗及營運檢驗

E-m ail:jun-li@ccs.org.cn