汽車運輸船閉式滾裝處所危險區域劃分解析

周駿 賴祥華

摘 要：汽車運輸船危險區域，特別是閉式滾裝處所危險區域的劃分是該種船型設計中一項重要的工作，將對滾裝處所的總體布置、通風布置以及電氣設備的選型產生重大影響。針對該問題，從基本概念、設計要點以及影響危險區域劃分的兩個爭議點，對SOLAS及各船級社的相關規范要求進行剖析，總結了該種船型閉式滾裝處所危險區域劃分和電氣設備選型的基本思路和方法。為設計提供重要的參考依據。

關鍵詞：汽車運輸船；危險區域；危險源；油氣向下滲透

中圖分類號：U674.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2016）08-0027-03

汽車運輸船（PCTC）由于載運貨物的特殊性，其閉式滾裝處所危險區域的劃分會對船舶的總體布置，風道布置，電氣設備選型產生較大的影響，但由于SOLAS、IEC等規則標準中對汽車運輸船船危險區域的劃分都沒有明確和詳細的要求，這就導致各船級社在審圖過程中對汽車運輸船船危險區域劃分的理解和解釋存在不同程度的差異，有些差異會對船舶總體布置和成本造成重大影響。本文結合某船廠設計建造，RINA船級社審圖的7800PCTC汽車運輸船船，就該問題進行剖析，為同類船型閉式滾裝處所危險區域的劃分提供參考。

1 危險區域劃分的目的

危險區域劃分的目的是根據相關規范規則的要求，將船舶存在的爆炸性危險的區域定義出來，確定危險等級，從而盡量避免電氣設備安裝在這些危險區域內，如無法避免時，需根據危險區域等級和IEC60092出版物的要求，按照電氣設備的防爆型式、防爆等級、溫度級別、防護等級等因素，正確選用適合在這些危險區域安裝的電氣設備，從而減少船舶發生爆炸性危險。

2 基本概念

2.1 汽車運輸船 （PCTC）

本文討論的“汽車運輸船 （Pure Car and Truck Carrier）”為：載運油箱中有自用燃料的機動車輛的船舶，不載運人員。

2.2 危險區和擴大危險區

船舶的危險區域按IEC60092-502/ IEC60092-506標準，分為0區、1區和2區（ZONE 0， ZONE 1， ZONE 2），其定義如下：

0區（ZONE 0），系指在正常情況下爆炸性氣體混合物，連續的、短時間頻繁的出現或長時間存在的場所；

1區（ZONE 1），系指在正常運行和操作情況下可能會出現爆炸性氣體的區域；

2區（ZONE 2），系指在正常運行和操作情況不太可能會出現爆炸性氣體，即使出現，

也僅僅是偶爾并且短暫出現的區域；

其中0區和1區為危險區， 2區為擴大危險區，汽車運輸船閉式滾裝處所的危險區域僅包含1區和2區兩類處所。

3 設計要點

3.1 閉式滾裝處所危險源

該7800PCTC船既可載運油箱中有自用燃料的機動車輛，又可包裝載運《國際海運危險貨物規則》（簡稱IMDG或國際危規）中定義的危險品，但危險品與車輛不同時裝載。由于涉及的危險品種類較多，因此在設計前期須與船東協商溝通，詳細列出所需載運的危險品清單，這是危險區域劃分的首要環節，也是全船設計的基礎。

該7800PCTC船與船東確認的危險品包含以下幾類：

①2.2類：不可燃、無毒氣體；②2.3類：不可燃、有毒氣體；③3類：閃點（閉杯試驗）高于23℃的易燃液體；④4.1類：易燃固體；⑤4.2類：可自燃物質；⑥4.3類：遇水可反應的固體和閃點（閉杯試驗）高于23℃的液體；⑦5.1類：氧化劑；⑧8類：腐蝕性固體和閃點（閉杯試驗）高于23℃的液體；⑨9類：雜項物質；

另根據IEC60092-506要求，須對電氣設備采取安全措施的有包裝的危險貨物，包括《國際危規》中的以下類別貨品：

①1類：爆炸品，但在裝配組S中的1.4類爆炸品除外；②2.1類：壓縮、液化或加壓溶解的所有易燃氣體；③3.1，3.2 類：閃點（閉杯試驗）低于23℃的所有易燃液體；④6.1類：閃點（閉杯試驗）低于23℃的所有有毒物質；⑤8類：閃點（閉杯試驗）低于23℃的所有腐蝕性液體。

對比上述兩份清單，可以看出本船不載運任何《國際危規》中要求對電氣設備采取安全措施的包裝危險品，故在載運本船危險品清單所列的危險品時，其閉式滾裝處所可視為安全區，僅需滿足SOLAS中規定的每小時6次以上通風以及相關消防等要求即可。這樣本船在進行閉式滾裝處所危險區域劃分時僅需考慮危險源為裝載有自用燃料的機動車輛這種情況。

3.2 閉式滾裝處所的通風設計

SOLAS規則對閉式滾裝處所基本通風要求是每小時換氣次數6次，閉式車輛處所內的電氣設備和電纜應為適于在易爆炸性汽油和空氣混合物中使用的型式（認可的防爆型設備），而根據SOLAS規則Ⅱ-2章 G部分 第20條 3.2.2項的要求：閉式滾裝處所在甲板和每層車輛平臺（如設有）以上高于450mm處，應允許裝設加以封閉并受到保護以防止火星外漏的電氣設備作為一種替代方式，但開口尺寸足以使汽油氣體向下滲透的平臺除外。采取上述替代方式的條件是在船上有車輛時，通風系統的設計和運轉能夠以每小時至少換氣10次的速率對貨物處所提供持續通風。

根據IACS UI SC42統一解釋，電氣設備外殼防護等級如達到IP55，就能有效阻止電火花外漏，因此，在閉式滾裝處所內，如果通風系統連續運行且每小時換氣次數不少于10次，則可在車輛甲板和每層車輛平臺（如設有）以上高于450mm處，安裝防護等級為IP55的非防爆電氣設備。

由于絕大部分電氣裝置的安裝高度是大于450mm的，所以本船閉式滾裝處所采用了每小時換氣次數不少于10次的通風設計，這樣既滿足載運危險品和車輛時對通風的要求，又大大減少防爆設備的選用，降低建造成本。

4 閉式滾裝處所危險區域劃分

根據上述分析以及相關規范規則，本船閉式滾裝處所危險區域的基本劃分如下圖所示：

但實際上船級社審圖過程中，在一些細節問題上，由于相關規范規則的不明確或者理解上的差異，往往會存在一些爭議，這些爭議對船舶的總體設計、通風布置和電氣設備的選型等都會產生較大影響，主要有以下兩點：

4.1 貨物鄰近處所危險區域的劃分

本船在貨物鄰近處所設置有理貨室、甲板梯道、應急逃生通道等甲板室，對于這些處所危險區域如何劃分，在SOLAS規則和RINA船級社規范中均沒有明確要求，但在退審意見中則要求這些區域的劃分需參考IEC60092-506的要求。

對于貨物處所甲板上設有甲板室的船舶，IEC60092-506出版物規定：

（1）甲板室內如有開口通向危險區，且無防止氣體進入甲板室的有效措施，則該甲板室亦為危險區。除非上述甲板室設有自閉式氣密門，且有自然通風，則該甲板室可定義為擴大危險區，如圖2；

（2）甲板室內如有開口通向擴大危險區，且無防止氣體進入甲板室的有效措施，則該甲板室亦為擴大危險區。除非上述甲板室設有自閉式氣密門，且有自然通風，則該甲板室可定義為非危險區，如圖3；

（3）如甲板室能提供正壓保護，且設有自閉氣密門（開口朝向正壓區域），當正壓保護失壓時，在“有人駕駛/操縱位置”如駕駛室設置視覺和聽覺報警，如正壓保護不能馬上恢復，應能切斷該處所的電氣裝置，則該甲板室可定義為非危險區，如圖4；

雖然船廠認為本船貨物鄰近處所所有甲板室的門檻高度均在450mm以上，理論上這些甲板室的開口都是通往擴大危險區的，參考上圖二的示例，這些甲板室只需要配置自閉式氣密門且提供自然通風即可認為這些甲板室是安全區。但實際上RINA船級社認為需在貨物處所及其鄰近處所設置兩道自閉式氣密門隔離的氣鎖區，或者按上圖三的示例，采用一道自閉式氣密門，并提供機械通風，形成正壓保護且設有通風故障報警，這些相鄰的甲板室才可視為安全區。

筆者也就此問題咨詢了其他船級社，得到的答復也不盡相同，現將主要船級社的答復歸納如下，供參考：

CCS船級社：由于沒有明確規范要求，相鄰區域無需采用任何保護措施，都可視為安全區域；

GL船級社：規范沒有明確要求，但一般不會視作危險區或擴大危險區；

DNV船級社：相鄰區域的門檻高度大于450mm，設有自閉氣密門（開口朝向正壓區域），且處所內有正壓通風，并提供通風故障報警，則可視為安全區域；

4.2 車輛甲板或平臺上的開口尺寸的問題

SOLAS規則和RINA規范都有“開口尺寸足以使油氣向下滲透的平臺”的描述，汽車運輸船通常會在非氣密甲板上設置大量的綁扎孔以方便汽車的綁扎和固定，此外為方便不同高度車輛的運輸，通常還會設置若干層可升降的車輛平臺，對于上述兩種設置了大量綁扎孔的固定甲板和可升降平臺危險區域的劃分，由于各船級社規范規則中并沒有對開口尺寸予以明確，導致對此問題的界定也不一致。

相對來講，GL規范雖沒有明確開口尺寸，但對布置有綁扎孔的固定甲板和可升降平臺都被認為是格柵甲板，足以使油氣向下滲透，并有示意圖予以明確，如下圖5所示，因此對這種類型的甲板450mm以內的區域可以定義為ZONE 2區。

DNV規范以及新的DNV-GL規范均沒有詳細描述，但在審圖過程中會明確細節要求，一般會認為布置有綁扎孔的可升降平臺450mm以內的區域可以定義為ZONE 2區，但對設置大量綁扎孔的固定甲板則沒有統一的標準，需根據提交的甲板開孔布置來定。

CCS船級社對設置了綁扎孔的固定甲板和可升降平臺均認為是足以使油氣向下滲透，因此對這些甲板和平臺450mm以內的區域都可定義為ZONE 2區。

RINA船級社則認為布置有綁扎孔的可升降平臺450mm以內的區域可以定義為ZONE 2區，但對布置有綁扎孔的固定甲板以上450mm以內的區域則需按ZONE 1區劃分，原因很簡單，因為規范只提到了平臺而沒有提及甲板。

5 閉式滾裝處所電氣設備選型考慮

對于裝載《國際危規》中定義的危險品的滾裝船，其閉式滾裝處所以及鄰近區域應按危險品的種類來確定電氣設備的防爆型式、防爆等級及溫度級別，而本船由于所載運的包裝危險品類別無需對電氣設備采取安全措施，故只需按RINA規范要求選型即可，如表1所示。

對于在危險區域1區內選用的電氣設備的防爆要求沒有爭議，但對于危險區域2區所選用的電氣設備，各船級社的看法和要求也有差異。在IACS統一解釋中明確外殼防護等級如達到IP55以上，就能有效阻止火花的外泄，因此大部分船級社都認可在危險區域2區內采用防護等級為IP55以上的電氣設備，但有些船級社會要求設備廠家提供聲明，確保該設備在正常工作時表面溫度不超過200℃，且不會產生火花。

另外值得注意的是，上述電氣設備的選型是基于船舶主電源正常，貨物處所通風正常的情況下的，而一旦船舶電源故障造成貨物處所通風失去的話，如何保證貨物處所的安全，這在SOLAS及各規范規則中都沒有明確要求，需在設計階段與船東和船級社協商溝通后確認。

6 結語

在7800PCTC船設計過程中，針對閉式滾裝處所危險區域劃分的幾個關鍵點作了簡單的剖析，這幾點問題各船級社甚至各審圖人員的觀點原則都不一致，在同類型船舶的設計過程中會對設計人員帶來很大困擾，因此，在設計之初就應該就總體布置、危險品載運類別，通風設計、電氣設備選型等問題與船級社進行充分溝通，達成一致，以便后續設計能順利進行，希望本文能對類似船型的設計提供幫助。

參考文獻：

[1] 國際海事組織. 國際海運危險貨物規則（IMDG）2008.

[2] 國際海事組織. 國際海上人命安全公約（SOLAS） 2009.

[3] RINA船級社. RINA Rules 2015.

[4] GL船級社. GL Rules 2011.

[5] IEC 60092-506， Electrical installations in ships - Part 506： Special features - Ships carrying specific dangerous goods and materials hazardous only in bulk 2003.

[6] IACS UI SC79. Certified Safe Type Electrical Equipment for Ships Carrying Dangerous Goods 2006.