油輪裝卸貨操作是航運業(yè)高風(fēng)險環(huán)節(jié),因涉及易燃易爆貨物存儲與轉(zhuǎn)運,存在爆炸性氣體如揮發(fā)性有機(jī)化合物及壓載水管理系統(tǒng)釋放氣體的潛在聚集風(fēng)險。便攜式甚高頻(VHF)和超高頻(UHF)無線電設(shè)備作為油輪與碼頭通信主力,其安全性關(guān)乎作業(yè)人員及船舶整體安全。本文依循國際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范,深入探討油輪裝卸貨時便攜式VHF設(shè)備配置、使用要求以及危險區(qū)域管理策略,力求為實際操作呈上理論指導(dǎo)與實踐參考。
?背景
油輪裝卸貨操作過程中,貨物本身的物理化學(xué)特性以及操作環(huán)境的復(fù)雜性,共同導(dǎo)致了潛在的爆炸性氣體聚集風(fēng)險。具體而言,原油、成品油、燃油等液貨在裝卸時會揮發(fā)可燃?xì)怏w,這些氣體與空氣混合后形成具有爆炸性的混合物。此外,壓載水管理系統(tǒng)(BWMS),尤其是電解式BWMS在處理壓載水時可能釋放氫氣等可燃?xì)怏w,進(jìn)一步增加了爆炸性氣體的來源。而在壓載艙、泵浦間等封閉場所,由于通風(fēng)不足,這些氣體的濃度極易達(dá)到爆炸極限,從而形成嚴(yán)重的安全隱患。
在此背景下,通信設(shè)備的使用必須嚴(yán)格遵守防爆安全規(guī)范。便攜式甚高頻(VHF)和超高頻(UHF)無線電設(shè)備作為油輪與碼頭間的關(guān)鍵通信工具,其安全性直接關(guān)系到作業(yè)人員和船舶的整體安全。一旦這些通信設(shè)備產(chǎn)生電路火花或表面高溫,就可能引燃爆炸性氣體,引發(fā)災(zāi)難性后果。因此,深入研究液貨船上VHF/UHF設(shè)備的配置與使用安全,對于降低油輪裝卸貨期間的事故風(fēng)險具有至關(guān)重要的意義。
?關(guān)于VHF/UHF設(shè)備的風(fēng)險識別與國際規(guī)范要求
1、油輪裝卸貨期間爆炸性氣體來源及設(shè)備使用風(fēng)險
油輪裝卸貨期間,爆炸性氣體主要來源于以下幾個方面:一是貨物揮發(fā),如原油、成品油、燃油等液貨在裝卸過程中易揮發(fā)可燃?xì)怏w,形成爆炸性混合物;二是壓載水管理系統(tǒng)(BWMS)釋放氣體,電解式BWMS在處理壓載水時釋放氫氣或其他可燃?xì)怏w;三是封閉空間氣體聚集,壓載艙、泵浦間等封閉場所因通風(fēng)不足,氣體濃度易達(dá)到爆炸極限。
便攜式VHF設(shè)備若未通過防爆認(rèn)證或功率超標(biāo),其電路火花或表面高溫可能引燃爆炸性氣體,造成災(zāi)難性后果。因此,便攜式設(shè)備必須通過本質(zhì)安全(Intrinsically Safe)認(rèn)證,并且在條件允許的情況下應(yīng)定期檢測防爆性能,以確保其在潛在爆炸性氣體環(huán)境中的使用安全性。
2、國際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范
(1)OCIMF/ICS《油輪和碼頭國際安全指南》:該指南指出,當(dāng)油輪在終端時,永久的以及正確安裝的VHF和UHF設(shè)備可以安全使用,但建議將發(fā)射功率設(shè)置為低功率(一瓦或以下,某些較早期的型號設(shè)計時其設(shè)置的低功率為2瓦,也是許可的),以減少電磁能量釋放。對于在碼頭或船上使用的便攜式VHF/UHF,如果設(shè)備經(jīng)過認(rèn)證并保持本質(zhì)安全,并且功率輸出為一瓦或更小,則不會造成任何危險。
(2)《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范2023》:除了SOLAS要求的用于消防目的的設(shè)備外,還應(yīng)提供專用于BWMS檢修、維護(hù)和修理的雙向便攜式無線電話。該雙向無線電話機(jī)應(yīng)適當(dāng)標(biāo)識,以避免與用于消防行動的無線電話機(jī)混淆。
(3)SOLAS公約及其相關(guān)規(guī)則:根據(jù)SOLAS(2024)/Chapter II-2:Construction/Reg 10/10.4 10.4消防員通信設(shè)備對于2014年7月1日及以后建造的船舶,每艘船的每個消防小組應(yīng)配備至少兩部雙向便攜式無線電電話設(shè)備用于消防員之間的通信。這些雙向便攜式無線電電話設(shè)備應(yīng)為防爆型或本質(zhì)安全型。對于2014年7月1日之前建造的船舶,應(yīng)在 2018年7月1日之后的首次檢驗前滿足本段要求。另外,《消防安全系統(tǒng)規(guī)則》(FSS Code)要求船舶設(shè)計時結(jié)合IEC標(biāo)準(zhǔn)劃分危險區(qū)域,并確保設(shè)備選型符合區(qū)域風(fēng)險等級。例如,泵浦間和壓載艙通常劃為Zone1,需強(qiáng)制使用防爆設(shè)備。
3、便攜式VHF/UHF設(shè)備的技術(shù)要求
手持式VHF頻段對講機(jī)的發(fā)射功率通常不超過5瓦,而手持式HF頻段的對講機(jī)的發(fā)射功率通常不超過4瓦。當(dāng)其發(fā)射功率≤1瓦時,可降低電路火花能量,確保即使發(fā)生故障也不會引燃?xì)怏w。通過ATEX或IECEx本質(zhì)安全認(rèn)證的設(shè)備,其內(nèi)部電路采用限制電路能量的設(shè)計,使電氣設(shè)備中的電能產(chǎn)生的火花或熱表面不足以引爆爆炸環(huán)境中的物質(zhì)。這些技術(shù)要求為液貨船上VHF/UHF設(shè)備的安全選型和使用提供了明確的技術(shù)依據(jù)。
?VHF/UHF設(shè)備的選型、使用與維護(hù)管理策略
1、船上VHF/UHF設(shè)備的選型
根據(jù)IEC 60092-502標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn),油輪危險區(qū)域分為三種,與之相對應(yīng)的防爆等級的VHF/UHF選配如下:
(1)Zone0:包括液貨艙、污油水艙以及含貨物管系等釋放源的內(nèi)部空間。特點:由于運輸閃點不超過60°C的可燃液體,整個艙段被視為危險區(qū)域,需Exia級設(shè)備。這種區(qū)域的危險程度最高,因此需要最高級別的防爆設(shè)備來確保安全。
(2)Zone1:緊鄰液貨艙的封閉處所、存放貨物軟管的艙室以及裝有貨物管路的封閉和半封閉處所。特點:這些區(qū)域在正常運行時可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境,如BWMS電解間、泵房等,需Exd/ib設(shè)備。在此類區(qū)域,雖然危險氣體的存在時間相對較短,但仍存在較高的爆炸風(fēng)險,因此需要適當(dāng)級別的防爆設(shè)備。
(3)Zone2(極少危險)定義:1區(qū)處所的出入口、通風(fēng)和透氣口,以及1區(qū)在開敞甲板區(qū)域邊界的向外延伸。特點:在正常運行時,不可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境,即使出現(xiàn),也是偶爾發(fā)生并且僅是短時間存在,如通風(fēng)良好的甲板區(qū)域,可選用Exn設(shè)備。盡管此類區(qū)域的危險程度較低,但仍需選擇合適的設(shè)備以滿足安全要求。
說明:在所有貨油艙(包括貨油艙區(qū)域內(nèi)所有的壓載艙)的甲板上劃分出區(qū)域(包括甲板區(qū)域內(nèi)的所有壓載艙),延伸至整個船體的寬度,再加上船首至船尾各3米,高度可達(dá)甲板以上2.4米,這些區(qū)域為封閉或半封閉空間,且與上述任何區(qū)域有直接開口相連。
圖1 危險區(qū)域圖
特別需要注意的是,對于裝有電解式壓載水處理裝置的船舶,由于電解過程會產(chǎn)生氫氣(H2)和氯氣(Cl2)等可燃?xì)怏w,因此在檢修、維護(hù)和修理時以及尾甲板在H2氣體排放口附近區(qū)域也應(yīng)視為危險區(qū)域,應(yīng)配備Exd/ib等級的防爆VHF/UHF設(shè)備,以應(yīng)對可能的爆炸性氣體環(huán)境。
圖2 壓載水處理裝置間以及H2排放
2、船上VHF/UHF設(shè)備的使用注意事項
(1)設(shè)備檢查與確認(rèn):在使用船上VHF/UHF設(shè)備之前,必須查看設(shè)備證書或本體標(biāo)識,確認(rèn)其防爆等級。對于具有防爆等級的VHF/UHF設(shè)備,操作面板通常會有“H/L”功率切換選項。一般情況下,L表示其發(fā)射功率小于1W,但有的型號VHF設(shè)備在L模式下的發(fā)射功率可能為2W。而對于操作面板無“H/L”功率切換的設(shè)備,其發(fā)射功率可能小于1W,也可能大于1W。對于非防爆型VHF/UHF設(shè)備,必須在油輪上進(jìn)行嚴(yán)格管理,嚴(yán)禁在危險區(qū)域使用,以防止可能的爆炸事故。
圖3 帶“高低功率轉(zhuǎn)換” 圖4 無“高低功率轉(zhuǎn)換”
(2)設(shè)備維護(hù)與操作規(guī)范:天線或本體部分破損或被雨水浸濕的VHF/UHF設(shè)備,其性能可能受到影響,應(yīng)及時進(jìn)行維護(hù)或更換,以確保通信的可靠性和安全性。同時,應(yīng)制定詳細(xì)的VHF/UHF使用和操作程序,并加強(qiáng)對相關(guān)人員的培訓(xùn),避免在危險區(qū)域使用發(fā)射功率超過1W的頻段。根據(jù)《油船在港作業(yè)安全要求(GB18434-2022)》4.4.10的規(guī)定,在港作業(yè)期間,中、高頻發(fā)射天線應(yīng)接地;VHF/UHF、船舶自動識別系統(tǒng)(AIS)(如無自動功率選擇功能時)應(yīng)設(shè)置為低功率模式,以減少對周圍環(huán)境的電磁干擾和潛在的爆炸風(fēng)險。此外,還應(yīng)預(yù)先約定非無線電通信方式,如氣動警報器或防爆聲光信號,以防VHF/UHF設(shè)備失效時能夠及時進(jìn)行通信和預(yù)警。
3、VHF/UHF維護(hù)與保養(yǎng)
(1)定期檢查與維護(hù):應(yīng)根據(jù)設(shè)備說明書的要求,對VHF/UHF設(shè)備進(jìn)行定期檢查,重點檢查天線、電池狀態(tài)及外殼完整性等。天線的損壞可能會影響信號的傳輸質(zhì)量,電池狀態(tài)不佳可能導(dǎo)致設(shè)備無法正常工作,而外殼的破損則可能使設(shè)備失去防爆性能,因此及時發(fā)現(xiàn)并處理這些問題對于確保設(shè)備的安全運行至關(guān)重要。
(2)專業(yè)性能復(fù)核:必要時,應(yīng)委托具有資質(zhì)的第三方機(jī)構(gòu)對防爆設(shè)備進(jìn)行性能復(fù)核,確保其符合IEC60079等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。通過專業(yè)的檢測和評估,可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備在長期使用過程中可能出現(xiàn)的潛在問題,并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行修復(fù)或更換,從而保證設(shè)備的防爆性能和可靠性,為液貨船的安全生產(chǎn)提供有力保障。
?結(jié)論與展望
綜上所述,本質(zhì)安全型且發(fā)射功率小于1W的VHF/UHF設(shè)備適用于Zone1、Zone2以及非危險區(qū)域,而本質(zhì)安全型但發(fā)射功率不小于1W的VHF/UHF設(shè)備則不得在終端作業(yè)時危險區(qū)域使用。油輪裝卸貨期間便攜式VHF設(shè)備的安全使用是防止爆炸事故的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過嚴(yán)格遵循國際標(biāo)準(zhǔn)(如IEC60079、OCIMF指南)、準(zhǔn)確劃分危險區(qū)域,并實施動態(tài)風(fēng)險管理,可以顯著降低油輪裝卸貨作業(yè)中的風(fēng)險,保障人員和船舶的安全。
展望未來,隨著智能防爆設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和普及,船舶通信安全將邁向更高水平的自動化與可靠性。智能防爆設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)測和預(yù)警,及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患并采取相應(yīng)的措施,而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則可以實現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通,提高通信效率和管理水平。然而,技術(shù)手段的進(jìn)步仍然需要以人員培訓(xùn)與規(guī)范操作為基礎(chǔ)。只有通過全方位落實“預(yù)防為主”的理念,不斷加強(qiáng)人員的安全意識和操作技能,確保各項安全措施的有效執(zhí)行,才能真正實現(xiàn)航運業(yè)的安全可持續(xù)發(fā)展,在保障液貨船裝卸貨作業(yè)安全的同時,也為整個航運業(yè)的繁榮穩(wěn)定提供堅實的支持。
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