7 800載重噸瀝青船罐體建造安全風險評估

邊召才

(中船澄西船舶修造有限公司，江蘇 江陰 214400)

0 引言

7 800載重噸瀝青船的液貨系統裝備設計先進，駁運系統簡捷，方便使用和維護，不同貨品之間的管路采用雙閥隔離，安全性強，并配置2臺變頻控制500 m3/h的大容量液貨泵，同時兼作掃艙泵，極大地降低了貨品的駁運時間，同時減少了獨立掃艙泵設置，降低了設備及維護成本。

7 800載重噸瀝青船的罐體建造是整個瀝青船建造的關鍵點和難點，同時也是該瀝青船建造安全管理的重點和難點，因此，有必要開展7 800載重噸瀝青船罐體分段建造安全風險辨識評估工作。鑒于國內外對于瀝青船的罐體建造缺乏相關安全技術標準和安全管理經驗，本文研究制定罐體建造安全技術防范措施后，將進一步完善7 800載重噸瀝青船建造過程中安全風險的策劃和實施，通過加強施工前和施工過程中對作業場所危險作業的控制，從而減少安全生產事故的發生。

1 7 800載重噸瀝青船罐體簡介

7 800載重噸瀝青船罐體是貨艙區域的重要組成部分，共劃分4個分段，分段編號分別為401、402、403和404。罐體結構采用大片體制作，然后組裝成分段。

1.1 罐體基本參數

7 800載重噸瀝青船共有2個獨立液貨罐，每一個獨立貨罐有4個貨艙，共計8個貨艙。液貨罐在車間內場進行制作，到260 t中組場地進行總組。1#液貨罐尺寸：長×寬×高為33 990 mm×16 300 mm×7 950 mm，重量約339.5 t；2#液貨罐尺寸：長×寬×高為33 615 mm×16 300 mm×7 950mm，重量約：351 t。

1.2 罐體建造主要工藝流程

罐體分段分為上下兩個部分建造：上部以罐體頂部為基面采用反造法建造，下部以罐體底部為基面采用正造法進行建造，見圖1。分段從車間駁運出來后，在260 t中組場地進行分段總組，總組后還需完成強度試驗、絕緣安裝兩項重點工程。本文主要選取1#液貨罐403罐體分段的建造流程作為分析研究對象，其建造工藝流程主要有鋪板、縱橫艙壁安裝、分段舾裝、分段翻身對接、分段駁運、分段總組、強度試驗和絕緣敷設8個建造工序。

圖1 403罐體分段

2 罐體建造安全風險分析評價

2.1 作業條件危險性評價法(LEC法)內容

作業條件危險性評價法(以下簡稱LEC法)是一種簡單易行的半定量評價方法,主要針對操作人員在具有潛在危險性環境中作業時的危險性進行評價。這種評價方法操作簡便，還能起到半定量的對比效果，符合船舶行業作業風險評價的原則要求。

LEC法首先用與系統風險率有關的3種因素指標值之積來評價系統人員傷亡風險的大小，這3種因素為L(發生事故的可能性大小)、E(人體暴露在這種危險環境中的頻繁程度) 和C(一旦發生事故會造成的損失后果)，風險值D=LEC；然后結合船舶行業實際情況對評價結果進行修正。修正主要考慮兩個方面：第一，對于可能發生嚴重傷亡以上事故的危險源, 直接判定為重要危險源；第二，對于已經發生過事故的作業，如果未采取改善措施或改善措施只包括管理手段，而沒有進行硬件方面的有效改進，直接判定為重要危險源。

在船舶修造實際生產條件中,事故或危險事件發生的可能性范圍非常廣泛,因而認為完全出乎意料之外、極少可能發生的情況規定為1，能預料將來某個時候會發生事故的分值規定為10，在這兩者之間再根據可能性的大小相應地確定幾個中間值。估值劃分情況見表1。

表1 事故發生的可能性大小分值表

人員暴露于危險環境中的時間越多,受到傷害的可能性越大,相應的危險性也越大。規定人員連續出現在危險環境的情況定為10,而非常罕見地出現在危險環境中定為0.5,介于兩者之間的各種情況規定若干個中間值，估值劃分情況見表2。

表2 人體暴露在危險環境中的頻繁程度分值表

事故造成人員傷害和財產損失的范圍變化很大,故規定分數值為1～100。把需要治療的輕微傷害或較小財產損失的分數規定為1,把造成許多人死亡或重大財產損失的分數規定為100,其他情況的數值在1～100之間,根據分析得出各崗位的取值。估值劃分情況見表3。

表3 發生事故產生的后果分值表

根據船舶行業的安全現狀,危險性分值在160以下為可接受危險性；如果危險性分值大于等于160,屬于高危險性。危險性等級的劃分是憑經驗判斷,難免帶有局限性,不能認為是普遍適用的,應用時需要根據實際情況予以調整。在安全生產技術防范體系中，如果危險源評價分值大于等于160，可以認為是重要危險源，需要采用安全技術措施進行改進。

2.2 罐體建造安全風險評估

以罐體建造工藝流程為基礎，對鋪板、縱橫艙壁安裝、分段舾裝、分段翻身對接、分段駁運、分段總組、強度試驗、絕緣敷設8個主要作業工序，從人、機、料、法、環等生產要素對作業風險進行系統性辨識，同時以LEC法判斷風險的大小，詳見表4。

表4 罐體建造工序安全風險評價表

通過LEC法對罐體建造的各個工序進行分析評價，從表4可以看出縱橫艙壁安裝、分段總組、強度試驗和絕緣敷設4個作業工序的風險值D超過160，存在嚴重安全風險，因此，本文將重點對這4個建造工序的安全技術防范措施進行分析。

3 縱橫艙壁安裝

縱橫艙壁安裝時為防止艙壁傾倒需要設置支撐，分段支撐設置應嚴格按照工藝要求執行。本文主要分析大型片體的支撐約束焊及松鉤條件。

本文選取罐體403分段典型的艙壁舉例分析，見圖2。

3.1 片體支撐工裝選取

上述分段最大艙壁的外形尺寸為5 030 mm×8 570 mm,片體尺寸高度約5.3 m，選擇長度為3 m,型號為Φ48 mm×4 mm的支撐。斜撐上端選擇在肋板、圍壁板、框架等成型件或片體的重心以上，一般為裝配肋板、圍壁板、框架等成型件或片體的2/3高度以上。然后在保證斜撐與肋板、圍壁板、框架等成型件的夾角30°～35°前提下，選擇斜撐下端連接的支撐點。下支撐點必須要有足夠的抗拉強度和擠壓強度。

3.2 耳板電焊和定位焊要求及松鉤條件

肋板、圍壁板、框架等成型件或片體上耳板或下支撐點耳板的焊接為滿焊接，焊腳不小于8 mm。耳板兩側需包角良好[1]。

定位焊長度應不少于50 mm，間距300～500 mm，端部留空500 mm；焊腳高度應小于正常焊腳高度，按最小焊高為6 mm。

在肋板、圍壁板、框架等成型件或片體一側設置2根支撐，另一側設置1根支撐。肋板、圍壁板、框架等成型件或片體按線進行裝配，不再作調整。相應的支撐、定位焊到位后方可松鉤。

4 分段總組

為了提高船臺搭載效率，船臺搭載前罐體分段在260 t場地進行分段總組。分段總組的需要完成鋪墩、分段翻身和分段組裝這3個主要工序，作業過程中存在的主要風險是罐體傾倒、坍塌。

4.1 鋪墩要求

鋪墩工藝設計時,首先總重量應考慮強度試驗時水的重量、罐體外表的絕緣及罐體自身的重量，其次還應考慮罐體擱凳自身強度承重和總組場地地面承重。作業部門在實施鋪墩作業時應嚴格按照鋪墩工藝進行施工。

4.2 總裝吊耳

根據罐體分段重量，1#液貨罐共設置8個總裝吊耳。所有吊耳要按照相關標準進行設計計算，確保有足夠的吊耳強度和焊縫強度。總裝吊耳安裝應充分考慮構件的重心位置。考慮到罐體的局部剛度和強度，焊接位置選擇在罐體止浮裝置上方,不直接與罐體接觸，以避免罐體在起吊時產生局部變形。吊耳的焊縫要嚴格按照坡口的焊接方式焊接，焊縫需采用磁粉探傷檢驗焊縫質量。

4.3 分段翻身和吊裝

以1#液貨罐為例，總組前分為403上下、404上下四部分，分別由車間內場駁運至總組場地。首先完成403分段中組和404分段中組，然后完成1#液貨罐總組。具體組裝流程見圖3。

圖3 1#液貨罐總組流程圖

分段吊運翻身過程中，主要考慮以下幾個問題：分段的加強措施；分段的重量及重心；吊環的數量、類型、規格、安裝位置及補強；鋼絲繩吊索的規格、數量、鋼絲繩吊索間的夾角；翻身的方式等。分段翻身主要存在的安全風險見表5。

表5 分段翻身安全風險分析表

(1)分段的加強措施

1#液貨罐分段近似正方形分段，應選擇分段的主向構件方向翻身。縱骨式分段宜采取縱向翻身，如果橫向剛性較差，可考慮橫向加強；橫骨式分段采取橫向翻身，但要考慮縱向加強。

(2)分段的重量及重心

分段重量應包括分段本身重量、加強材和焊條重量、起吊工具(鋼絲繩吊索、吊環、卸扣)的重量。分段的重心是布置吊環位置的依據。具體根據設計部門繪制分段圖時標明該分段的重量和重心的三維坐標。

(3)吊環的數量、類型、規格及安裝位置

吊環的數量應根據分段的形狀、載荷分布均勻性、所選用鋼絲繩吊索是否可行及吊運、翻身的方式綜合因素而定。吊環的類型、規格、安裝位置及補強要求按設計工藝文件執行。

(4)鋼絲繩吊索的規格、數量、鋼絲繩吊索間的夾角

鋼絲繩吊索的規格和數量應根據分段的重量、起升高度、鋼絲繩吊索間的夾角、安全系數等綜合因素考慮并進行相應計算。鋼絲繩吊索間夾角應小于90°，特殊情況下如由于橋門式起重機起升高度不夠等因素鋼絲繩吊索間夾角最大不能超過120°。

(5)翻身的方式

翻身前應檢查準備工作的落實情況，并進行試吊。指揮起重機吊鉤垂直對準受力點位置，由指揮人員先指揮起重機緩慢升起約200 mm，仔細檢查確信一切無誤時放下；再指揮起重機緩慢勻速升到一定高度，將其吊到選定的回旋余地較大的地方，準備騰空翻身。

分段運至翻身地點后，由專人負責指揮，其余人員分布在翻身區域周圍，觀察翻身過程中的情況，并禁止無關人員進入場地[1]。

5 強度試驗

7 800載重噸瀝青船罐體總段在260 t中組場地上進行強度試驗。1#液貨罐強度試驗時1號右液貨艙和2號左液貨艙采用對角壓水試驗，試驗的水柱壓頭高度為2.4 m。強度試驗時主要存在的安全風險見表6。

表6 強度試驗安全風險分析表

(1)關艙窒息

關閉道門前應入艙檢查，確認無人滯留及確認無人后關艙，作業過程巡回檢查。

(2)罐體傾倒、坍塌

擱墩應進行日常檢查、維護和保養。當發現擱墩老化、變形、裂紋等不良情形時，應給予限載或報廢處理。

罐體強度試驗時，地面與擱凳的總承重必須大于或等于罐體強度試驗的總重量。鋪墩作業時應嚴格執行技術工藝。鋪墩前必須檢查周圍環境，確保地表地形堅實、平穩、安全可靠，并根據實際負荷合理配置。

(3)罐體強度試驗采取的安全措施

作業前檢查確認強度試驗罐體應滿足試驗條件，罐體內清潔干凈，艙蓋(道門)、管系等安裝交驗結束。提前把罐體強度試驗信息通知相關人員，并在項目安全告示牌上公示。

強度試驗時罐體入口處應懸掛“艙室試驗，禁止進入”警示牌，并安排專人對強度試驗罐體進行檢查；確認罐體內無人后，對每個出入口實行專人全程監護。

試驗罐體時應安裝兩個檢驗合格的壓力表和一個安全閥，試驗壓力不得超過0.03 MPa。試壓5 min后，再次檢查確認罐體無人后關閉最后一處出入口。

試驗時禁止在強度試驗的罐體艙壁上動火。補焊作業應在罐體泄壓的情況下進行，并落實有效的通風措施。

強度試驗結束后，應緩慢泄壓后方可開啟道門，及時撤下警示牌，并通知相關方。

6 絕緣敷設

絕緣敷設在強度試驗后、總吊前完成。罐體絕緣使用的材料為A60防火巖棉，耐火60 min，不易燃。施工部門應根據工藝圖紙要求敷設好絕緣材料，固定絕緣所用的碰釘要牢固地焊接于鋼圍壁扶強材上。碰釘的數量為每平米不少于12～16個，碰釘與絕緣材料邊緣的距離約為100 mm。

敷設罐體絕緣時，每塊絕緣材料之間要緊密結合，絕緣材料的切割處要用玻璃絲布粘貼，雙層陶瓷棉板的接縫要錯開150 mm排列。絕緣敷設時人員在腳手架上高處作業時確保腳手架完好性。

7 結語

通過對7 800載重噸瀝青船罐體建造工序的研究分析，辨識出縱橫艙壁安裝、分段總組、強度試驗和絕緣敷設4個作業工序存在嚴重安全風險，并且對每個工序的安全風險的管控要點進行了詳細分析。施工部門根據研究分析的安全管控要點，能夠準確地把握7 800載重噸瀝青船罐體建造安全管理的重點及相關的安全技術防范措施，為瀝青船罐體的建造提供了安全技術保障。