LNG罐箱鐵路運輸的安全論述

梁海俊　甄沛權

摘 要：LNG鐵路罐箱作為一項新的運輸工具，必須對其安全性能做全面的評估。本文主要針對鐵路特殊條件和LNG罐箱的普遍風險現象進行描述。

關鍵詞：LNG罐箱鐵路；鐵路運輸特殊情況；典型危害現象；處理措施

我國現在LNG主要的運輸方式是公路、水路、管道運輸，暫時還沒有LNG鐵路運輸的實際應用，而鐵路運輸量大和轉移難度大，鐵路經過的地區自然條件復雜，鐵路運輸的特殊工況等，必須對其所存在的安全隱患進行分析處理，提高其安全性。本問僅針對LNG罐箱的安全現象和鐵路運輸的特殊情況進行探討。

1 LNG罐箱鐵路運輸特殊情況探討

1.1 關于無損儲存時間

鐵路運輸時間普遍比公路運輸長，由于時間長其低溫液體吸熱量大升壓幅度會相對較高，安全閥排放的幾率較高。因此要從理論和實踐中確保罐箱有足夠的無損儲存時間。

1.2 關于罐箱主材

我國氣候條件相對復雜，各種自然條件下低溫最能影響設備的運作，尤其極限氣溫冬季可達到﹣40℃。每種金屬材料，都有這樣一個臨界溫度，當環境溫度低于該臨界溫度時，材料的沖擊韌性會急劇降低，降低材料強度，長期運作會引起設備失效，所以LNG集裝箱框架與內外罐等材料要滿足其低溫條件，同時設計時對材料提出低溫性能試驗要求。以下材料是常用幾種可滿足低溫條件的材料：

1.3 關于罐箱運營狀態的的監控

鐵路運輸一般路程長和運貨量大，人工監控難度大和即時性差。所以要運用LNG罐式集裝箱實時監控系統匯集智能傳感、無線通訊、數據傳輸、GPS＼GIS、數據處理分析等前沿科技，實現遠程監控和綜合應用。

1.4 關于罐箱框架強度

鐵路罐箱要要適應鐵路運輸的特殊工況，框架是承受各種外力沖擊的主要結構，必須保證其強度和使用壽命。罐箱在設計時應充分考慮了各種載荷，在結構上作局部加強，常規計算已能滿足各種工況要求；還需進行了有限元計算分析，進一步驗證的設計的可行性。

2 LNG罐箱的典型危害現象以及處理措施

2.1 LNG罐箱的典型危害現象

（1）泄漏現象：

a. 閥門是本設備的易泄露的部位，閥門的法蘭（密封墊片）因熱脹冷縮、老化、開裂、螺栓緊固不均勻等現象損壞而泄漏。

b. 環境開裂 ：本設備主要是低溫環境下一些材料會變脆、易碎使設備產生損壞引起泄漏。

c. 裝卸介質時，溫度與壓力變化頻率過高，產生的循環失效，例如：密封接口螺栓和絲扣接口疲勞，造成的泄漏現象。

d. 不可預見外來能量的破壞，造成設備損害，造成的泄漏現象

（2）爆炸現象；

a. 由于泄漏造成局部環境液化天然氣氣體與空氣混合的濃度達到5%～15%，可能造成爆炸現象。

b. 超壓、超量儲存、裝卸介質，可能造成爆炸現象。

c. 檢修時未對儲罐內殘余介質進行清除和對罐內空間氮氣進行置換，罐內液化天然氣濃度達到爆炸極限5%～15%，動用明火和機械撞擊產生火花，可能造成爆炸現象。

d. 外來高溫（明火）和不可預見外來能量撞擊，造成變形和損傷，可能造成爆炸現象。

e.當泄漏的液化天然氣遇到水，會發生強烈的沸騰并伴隨大的響聲、噴出水霧，會導致液化天然氣蒸氣爆炸。

（3）破損現象；

a. 超期服役，且缺陷超過按GB/T19624-2004《在用含缺陷壓力容器安全評定》安全性評定范圍，存在無法在設計工況工作破損現象。

b. 設備連接的安全附件不能正常工作。存在安全隱患破損現象。

（4）變形現象：

a.設計、施工存在的缺陷，使用工況下的載荷下產生的變形現象。

b. 超壓、超量儲存、裝卸介質，產生的變形現象。

c. 外來高溫（明火）和不可預見外來能量撞擊，造成變形現象。

（5）真空破損現象：

a.內容器或夾層管線泄漏，導致夾層真空破壞。

b.真空防護裝置密封失效，導致罐外氣體進入夾層破壞真空。

c.5.3與5.4、5.5描述現象導致外罐破損。

（6）側翻現象；

a. 轉彎時，速度越快，離心力越大，同時罐內介質產生巨大慣性力，可能造成罐箱側翻。

b. 轉彎時，轉彎半徑越小，離心力越大，可能造成罐箱側翻。

（7）次生危害現象：人員接觸低溫介質危害。

a.人員接觸：人在-10℃的環境下待久后，會有低溫麻醉現象，生理功能會下降。

b.窒息影響：短時間呼吸低溫蒸氣會造成呼吸困難，長時間呼吸會對身體造成永久傷害。同時當環境液化天然氣蒸氣濃度過高時，會造成人員缺氧窒息。

c.環境危害：因介質溫度很低，所以對接觸到的動植物會造成低溫凍傷。

2.2 LNG罐箱危害現象處理措施

2.2.1 泄漏處理措施

2.2.1.1 少量泄漏措施

（1）盡可能切斷泄漏源，迅速將罐箱停留至盡可能安全的區域，并迅速撤離泄漏污染區。人員撤至上風處，并進行隔離，嚴格限制出入污染區，切斷火源。

（2）急應處理人員現場防護如下：

a. 呼吸系統防護：高濃度環境中，佩戴防護面罩，戴自給正壓式呼吸器。

b. 眼睛防護： 防護面罩或眼罩。

c. 身體防護：穿防靜電低溫防護服。

d. 手防護：佩戴皮制式棉布防護手套。

e. 其它：避免高濃度吸入和低溫凍傷。進入罐區限制性空間或其它高濃度區作業人員，須有人監護。

（3）有要直接接觸泄漏物，用工業覆蓋層或吸附/吸收劑蓋住泄漏點附近的下水道等地方，防止氣體進入。合理通風，加速擴散。

（4）觀察白霧噴出位置，確定泄露狀況（檢查人員檢查時，應裝備必要的防護裝備，可按急應處理人員現場防護規定執行）。

（5）可能時，應利用泵將罐內液化天然氣轉入另一設備罐內存放。對殘余罐內液化天然氣進行清洗和排放，在用惰性氣體對罐吹掃（置換方法應制定工藝，并按工藝操作執行），保證置換后罐內含氧量≤0.3%。

（6）制定維修方案，必要時應將儲罐送交有資格制造廠進行維修施工。

2.2.1.2 大量泄漏措施

（1）當發現大量泄漏時，除應按少量泄漏措施做應急處理外，還應采取措施止漏，切斷一切火源，設立警界區，斷絕交通，立即與有關部門聯系防火。并迅速組織人員向逆風方向疏散，不得起動車輛，等待液化氣體的安全蒸發，如因漏造成火災時，首先應緊急止漏和滅火。同時應盡快向當地公安消防部門報警，并將車輛轉移到安全的地方，與此同時設法控制火勢蔓延和加強對罐體的冷卻降溫。

（2）要噴霧狀水，以抑制蒸氣或改變蒸氣云的流向，但禁止用水直接沖擊泄漏液化天然氣的或泄漏源。防止泄漏物進入水體、下水道、地下室或密閉性空間。禁止進入液化天然氣可能匯集的受限空間。

（3）清理以后，在儲存和再使用前要將所有的保護性服裝和設備洗消。

（4）下一步操作可按少量泄漏措施中第五、六條操作來完成。

3 燃燒爆炸處置

（1）燃燒爆炸特性：見液化天然氣介質的物理性質。

（2）發生爆炸后，應轉移遇險人員到安全區域，并報警求助和報告企業相關負責人。

4 火災處理措施

（1）報警：迅速向當地119消防、政府報警。報警內容應包括：事故車輛；事故發生的時間、地點、化學品名稱、危險程度；有無人員傷亡以及報警人姓名、電話。

（2）隔離、疏散、轉移遇險人員到安全區域，按消防專業的要求警戒區，并在通往事故現場的主要干道上實行交通管制，除消防及應急處理人員外，其他人員禁止進入警戒區，并迅速撤離無關人員。

（3）消防人員進入火場前，應穿著防護服，佩戴正壓式呼吸器。

（4）小火災時用干粉或CO2滅火器，大火災時用水幕、霧狀水或常規泡沫條規定執行。

（5）火災時，盡可能遠距離滅火或使用遙控水槍或水炮撲救。

（6）切勿直接對泄漏口或安全閥門噴水，防止產生凍結這增加LNG氣化速率加大火勢。

（7）安全閥發出聲響時應盡快撤離，切勿在車輛兩端停留。

（8）同時組織專業人員制定搶救和修理方案。并將事故及時上報有關部門。

5 受傷人員處理措施

（1）皮膚接觸：若有凍傷和燒傷，就醫治療。

（2）吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫。

6 結語

保證LNG鐵路運輸的安全性是發展LNG鐵路運輸的前提條件。使其作為管道輸送天然氣的重要補充，充分發揮鐵路運輸半徑大、運輸網絡較完善的優勢，形成鐵路運輸LNG網絡，解決LNG外運難的瓶頸，有利于在全國范圍內充分調配LNG，促進LNG發展，將資源優勢轉化為經濟優勢。

參考文獻：

[1] GB150.1～4-2011，《壓力容器》.

[2] TSGR0005-2011，《移動式壓力容器安全技術監察規程》.

[3]《低溫液體罐式集裝箱》JB/T4784-2007.

[4]《液化天然氣技術》顧安忠等著.