瀝青運輸船液貨系統安全管理

鄧忠誠

摘 要：瀝青運輸船屬于油品運輸船的一種，因載運的是高溫液態瀝青，故其液貨系統與油品運輸船有不同之處。全面了解瀝青運輸船舶特點及高溫液態瀝青貨品特性，從安全管理和安全技術等方面，研究分析液貨系統常見設備故障及可能引發安全事故的原因，和應采取的防范措施，避免造成人員傷害、設備損壞及環境污染。

關鍵詞：石油瀝青 瀝青貨品特性 瀝青運輸船 液貨系統 安全管理

石油瀝青在二十世紀三十年代后，逐漸成為公路路面主要材料。早期的瀝青海上運輸是采用桶裝固態件雜貨運輸方式。隨著世界各國高速公路及城鄉道路建設的迅猛發展，瀝青的需求量也快速增長，液態瀝青專業運輸船也應運而生。

瀝青運輸船是油品運輸船的一個分支，必須滿足SOLAS及MARPOL等國際公約及行業組織OCIMF等對油品運輸船的要求。在安全管理上與油輪有許多相似之處，其主要不同之處在于高溫液態瀝青對液貨系統及液態瀝青裝卸操作等的特殊要求。

海上瀝青運輸船特點

由于瀝青貿易批量較小，所以瀝青船的噸位相當較小，一般為4000-7000噸級，也有少量12000噸級。

規范要求，瀝青船應符合載運閃點大于60℃（閉杯實驗）石油產品的液貨船的的要求。瀝青船首先滿足相關油船的要求，同時滿足瀝青載運的相關要求。一般瀝青船船級證書被授予油船符號：Oil Tanker，并且帶有附加標志：Asphalt Carrier。

瀝青船的液貨艙分為獨立液貨艙和整體液貨艙。獨立液貨艙不與船體結構相連或不是船體結構的組成部分，整體液貨艙構成船體結構的一部分，且以相同方式與鄰近的船體結構一起承受相同的負荷，它通常是船體的結構完整性所必需的。

瀝青船加熱保溫系統。瀝青在船岸之間的裝卸、裝船后海上運輸及船對船的轉駁過程中，必須控制在一定的溫度和粘度范圍內。瀝青的粘度隨溫度而變化，粘度一般要求在100-200cst，對應的適宜溫度為160℃左右。因此瀝青船與一般油船不同，除貨油管系外，還必須設有加熱保溫系統。

瀝青船液貨監測控制報警系統。瀝青船設有固定的液貨測深設備、液貨高溫報警裝置、高液位報警裝置及在獨立液貨艙絕熱層外設置溫度檢測報警裝置，在貨艙處所污水阱設高液位報警裝置。

瀝青的貨品特性

瀝青主要可以分為煤焦瀝青、石油瀝青和天然瀝青三種，用于道路建設主要的是石油瀝青。

石油瀝青（英文名稱：Asphalt或Bitumen），是原油蒸餾后的殘渣。石油瀝青不屬于《IBC規則》所規定的X、Y、Z一類具有污染危害性的物質的范圍，但應滿足《MARPOL公約》對于油類貨種防污染方面的要求。石油瀝青的主要組分是油分、樹脂和地瀝青質。還含2%-3%的瀝青碳和似碳物，還含有蠟。瀝青中的油分和樹脂能浸潤瀝青質。瀝青的結構以地瀝青質為核心，吸附部分樹脂和油分，構成膠團。

液體高溫瀝青如接觸人體可導致燙傷、灼傷等后果。因此在操作過程中一定要做好防護工作，并嚴格按操作程序進行，避免對人體造成傷害。

瀝青對環境的危害：液體瀝青產生的蒸汽對環境有危害，對大氣可造成污染。

危險特性：遇明火、高溫可燃，燃燒時放出有毒的刺激性煙霧；當溫度超過127℃的瀝青與水接觸瞬間，會使水急劇餾成蒸汽，并迅速膨脹，導致瀝青發泡，甚至產生爆炸。

瀝青船液貨系統安全管理

瀝青船的液貨系統與普通油品運輸船有所不同，除貨油艙及貨油管系外，還有保溫加熱系統、伴熱管系、特殊的掃線系統和液貨監控系統等。

瀝青船的液貨系統較為復雜，如果船上人員對設備技術特性不熟悉、日常對設備維護保養不善、操作人員操作失誤等就可能釀成瀝青泄露、人員受傷及設備損壞等事故。

下面就瀝青船液貨系統常見安全管理問題發生的原因及應采取的安全防范措施進行探討。

1、液貨管系

瀝青船液貨管系較復雜、工作環境較惡劣。如果維護保養不善，使用操作不當，日常檢查不細可能導致設備故障而發生滲漏。

貨油管系主要包括：貨油管道、膨脹補償接頭、各艙進出控制艙閥、甲板上匯集管控制閥、穿插在其間的空氣吹通管路以及用于加熱管道的伴熱管道等，管系用絕熱保溫材料包敷外層用不銹鋼鐵皮固定。

管系的滲漏有兩種形式：一種是外漏，也是通常意義的滲漏，如管道法蘭連接處的滲漏；第二種是內漏，如閥門關閉不緊而生產的滲漏。

管系常見發生滲漏的部位、滲漏的原因及安全管理上的措施：

管道的連接法蘭處。瀝青裝卸過程中管道受冷熱伸縮交變以及船舶在大風浪中劇烈顛簸振動等，導致連接螺栓松動；法蘭之間密封墊片材料老化失效；法蘭密封工作面銹蝕以及在裝卸貨及掃線時壓力過大等是造成滲漏的主要原因。管系滲漏貴在早發現早處理。因管道法蘭被保溫材料所包裹，初期的微小滲漏不易發現。在對管系充氣保壓測漏時，法蘭處是檢查重點之一，細心探聽是否有漏氣響聲。在裝卸貨時巡視法蘭處附近保溫材料外是否有細小的瀝青滲出。

壓力表支管、掃線空氣管道等與裝卸貨主管道連接處。該處應力集中加上支管細小焊接工藝處理不當等原因，連接焊縫處銹蝕加快極易產生裂縫或洞穿而造成泄漏。這些細微處平常作為維護檢查的重點，不要遺漏和疏忽，經常性的檢查除銹涂漆。

閥門本體故障而產生內漏。瀝青船普遍采用油輪閘閥作為管系控制閥。相對其它形式而言，油輪閘閥具有結構簡單、工作可靠、維護方便等優點。液體瀝青所含成分復雜，實踐中發現其對金屬材料有一定的腐蝕性，油輪閘閥的閘板下端在啟閉的瞬間受到橫斷面減小局部壓力增大的流體的沖擊等原因，導致閘閥閘板密封工作面材料磨損或剝蝕導致工作中密封失效而發生滲漏。一般在裝貨前要做密性試驗。啟動熱油鍋爐，將貨艙及貨油管路加熱至100℃以上，使殘留其間的瀝青融化。充入壓縮空氣，啟閉艙閥檢查其工作狀況，如發現滲漏及時解體修復或換新。endprint

2、裝卸貨軟管

從岸上煉油廠把瀝青輸送到船上或從船上將瀝青泵送到岸上，瀝青存儲設備以及船到船之間的過駁，都需要船岸或船船之間的貨油管道的連接。連接方式有兩種，一種是用輸油臂管頭連接，另一種是用金屬波紋軟管兩端法蘭連接。輸油臂是煉油廠碼頭設備，而金屬波紋軟管是船上備存設備。

瀝青船上使用的裝卸貨軟管一般由不銹鋼波紋管外包不銹鋼編制網，兩頭用氬弧焊結連接法蘭盤。導致破裂的主要原因：使用及搬用過程中的過度曲折，裝卸貨及空氣吹通掃線過程中壓力過大，生產制造時在波紋管與法蘭連接焊縫以及波紋管彎曲部位存在工藝缺陷等。

在使用及搬運存放時避免過度彎曲，避免管系中流體超壓。裝卸時定期巡視檢查，發現軟管外金屬網有瀝青滲出或發現有突出鼓包應立即停止使用，以免產生嚴重的瀝青泄露事故。

3、液貨監測報警系統

瀝青船液貨監測報警系統有：液貨測深裝置、液貨溫度監測裝置、高液位報警裝置、貨艙艙壓報警裝置等。這些設備發生故障一般分兩部分，即設備的電氣和機械。這里主要討論發生在液貨艙內高溫液態瀝青環境下傳感器部分的常見問題。

3.1高液位報警裝置

一般瀝青船貨艙內高液位報警裝置傳感器原理：不銹鋼浮球上部裝連接桿，當液位上漲到一定高度時，浮球帶動上部的連接滑桿在浮力作用下上升，連接桿頂部觸發報警開關，裝置發出聲燈光警報信號。

可能發生的問題：較薄的不銹鋼浮球在貨艙內因高溫瀝青的裝卸過程而產生較大溫差，交變的熱脹冷縮可導致浮球破損失去浮力或浮球與連接滑桿脫落而不能上浮，報警失效。船在大風浪中航行因較大幅度的顛簸搖晃使貨艙瀝青液體飛濺附著到位于艙頂的連接滑桿上，造成連接滑桿阻滯不能自由在導孔中上下滑動同樣使報警失效。

3.2固定液位測深裝置

瀝青船固定安裝的液貨測深設備多采用雷達型，也有用磁致伸縮液位測量計的。

這里主要介紹雷達型固定測深裝置。其工作原理：在貨艙艙頂裝設雷達天線，通過雷達天線發出微波脈沖，在液位表面產生反射并被雷達系統接收，經數據處理顯示液位高度。

雷達型測深裝置在貨艙內天線有兩種型式：一種是喇叭口式，另一種是導波管式。貨艙內瀝青也可能飛濺并附著在喇叭口內表面或導波管內壁及導波鋼纜上，導致產生假回波影響測深效果。

安全管理措施：每航次擬裝貨的預加熱前對高液位報警裝置的浮球、連接滑桿狀態進行檢查測試，對固定測深系統進行效能測試。發現問題及時處理，對船上現有技術條件處理不了的，報請公司技術指導或派專業人員上船修復。

4、瀝青貨油泵

瀝青船貨油泵布置在泵艙，與布置在機艙的貨油泵驅動柴油機通過穿艙軸連接。瀝青船普遍采用雙螺桿泵作為輸送瀝青的貨油泵，卸貨時將瀝青從貨艙泵送至岸上儲存設備。相對其他形式的泵而言，雙螺桿泵流量范圍大，流量均勻，工作平穩，噪音和振動相對較小，適用的粘度范圍較廣，有較強的自吸能力。

瀝青貨油泵常見故障及措施：①船體局部變形使泵、中間軸及貨泵柴油機三者不對線，致使貨油泵運行不良甚至聯軸節損壞。應定期檢查，發現問題及時調整對線。②人員操作失誤。在未開啟旁通回流閥或停泵時，關閉出口閥，負荷急劇加大，管系壓力升高，振動劇烈甚至產生貨油泵損壞。應加強操作人員技術業務培訓，嚴格執行“先開后關”原則，防止誤操作發生。③瀝青貨油泵進口處金屬過濾網被瀝青中的蠟質及纖維狀物質附著，瀝青流通過不暢，卸貨速率降低。應定期檢查瀝青泵濾網，清除上面的附著物。

5、伴熱管系

瀝青船普遍采用熱油加熱系統。加熱系統有燃油熱油鍋爐、熱油循環泵、注油泵、膨脹槽及伴熱管路等。熱油管路在貨艙內設置蛇形盤管為貨艙內盛裝的瀝青供熱保溫。為了保證貨油管系的暢通，一般要求裝卸貨作業前將貨油管系加熱至100℃以上，使殘留在其間的瀝青融化到具一定的流動性，故在貨油泵、貨油管路及管路上的各閥門設有伴熱管路。

伴熱管與貨油泵、閥門及貨油管路之間填充具有粘合性、高導熱性并有一定機械強度的導熱膠泥。伴熱管系常見安全管理問題及對策：

瀝青船普遍噸位較小，大風浪中甲板易上浪。受海浪沖擊及船舶顛簸振動等原因，貨油管與伴熱管之間填充的導熱膠泥可能出現脫落松動等現象。導致加溫不良，相應的貨油管路或控制閥門內殘留的瀝青沒能被融化，造成管路不暢通或閥門不能啟閉，影響裝卸貨作業。

在裝卸貨前，啟動加熱系統后，定時檢查貨油泵、貨油管路及控制閥門的溫升情況，并做好記錄。對無溫升的部位要檢查，排除故障。

在船舶塢修時，應拆開貨油管系外的保溫材料，對貨油管系及伴熱管系檢查除銹涂耐高溫油漆，重新填充導熱膠泥。

還有一種內插管形式的伴熱管，即在貨油管內插熱油管熱油管靠近貨油管底部。這種形式伴熱管系發生破損，可能有導熱油漏到貨油里，影響貨物質量。并且瀝青可能進入熱油管系，當停止加熱后，瀝青在管系內凝固，導致再次啟動熱油系統時，流動受阻發生故障。

6、獨立液貨艙的支承

因瀝青船獨立液貨艙比整體液貨艙在日常檢查及維護保養方面有更突出的優點，故被船東廣泛采用。

獨立液貨艙在貨艙處所以適當的支承裝置支持，其不與船體結構直接相連。支承裝置采用具良好絕熱性能的材料。這些材料一般在高溫條件下會改變其機械性能和物理性能，在設計和建造上采取有效措施保證其機械性能和物理性能不至有明顯下降。

獨立液貨艙底部采用多支點支承，以便使獨立液貨艙及貨物重量均勻傳遞到船底結構。支承設置在獨立液貨艙和船體的主要構件上。在獨立液貨艙上一般設有縱、橫向限制裝置，使獨立液貨艙在高溫下膨脹朝預定方向伸展。還設置有阻止獨立液貨艙橫向滑移和翻轉及防浮裝置。

安全管理上的問題：①獨立液貨艙的支承裝置、限制裝置、防移動裝置及防浮裝置等，會因船舶在海上搖晃顛簸及熱脹冷縮交變和材料老化等，易造成支承松動貨艙滑移，造成貨艙及船體構件受損及與液貨艙相連的貨油管受損泄露等。②因這些裝置設置在貨艙處所狹窄空間內不易檢查，不少船長及高級船員對這些裝置不完全熟悉。endprint

應采取的安全措施：船公司應將獨立液貨艙的日常檢查維護保養程序詳細編入安全管理體系中。船長及高級船員應查閱了解船上技術圖紙《液貨艙布置圖及支承裝置計算書》等，了解獨立液貨艙支承結構、工作原理及技術細節，編制船上液貨艙支承裝置的檢查維護保養細節，做好日常檢查維護保養。

7、防止液貨艙進水

當溫度超過127℃的瀝青與水接觸瞬間，會使水急劇餾成蒸汽，并迅速膨脹，導致瀝青發泡，甚至產生爆炸。

瀝青船因噸位小致干舷低甲板上的液貨艙艙蓋易上浪受海水沖擊，或因暴雨艙蓋密閉不嚴等原因可能導致貨艙進水。

在液貨艙擬裝貨的預熱前，對液貨艙進行仔細檢查，如發現有水及時清除。裝完貨后擰緊艙蓋及觀察孔蓋上的每個壓緊螺母，不要遺漏。日常維護保養時，定期對艙蓋上的水密膠條進行檢查，發現老化及時更換。

8、防止人員燙傷

在瀝青裝卸作業時，易造成人員燙傷的有下列幾種常見情況：①在裝卸貨結束對貨油管系掃線，當管線中壓縮空氣未泄放干凈，管線中存在殘壓時盲目拆卸連接管，致使殘留的壓縮空氣攜高溫瀝青噴出，燙傷附近作業人員。②在貨物的取樣，將瀝青從貨艙舀起灌裝至樣品罐時，因操作不當瀝青灑落到操作人員身體。③掃線時，對應的液貨艙艙蓋或觀察口關閉不牢，瀝青從開口縫中噴出，飛濺到人員身體。④在瀝青裝至貨艙高位時，開啟觀察孔或艙蓋，高溫瀝青蒸汽沖出燙傷人員。⑤偶發管路泄漏燙傷附近的作業人員。

安全管理上的防燙傷措施：①辨識瀝青裝卸操作過程中的燙傷危險環節，制定正確操作方案。教育全體作業人員嚴格執行操作程序，防止誤操作造成人員燙傷。②作業人員穿戴好個人防護裝備，如安全帽、連體工作服、呼吸器、防護面罩、皮圍裙及皮手套等。

結束語

瀝青運輸船舶在安全管理上，應根據液體瀝青貨物特性、瀝青運輸船液貨系統及本船特點，改進完善液貨系統設備維護及安全操作程序，避免造成人員傷害、設備損壞及環境污染。

參考文獻：

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（作者單位：華中航運集團有限公司）endprint