化學品船阻止火焰進入液貨艙裝置

李家院 付濤 朱強強 袁亞文

摘? ? 要：化學品船的液貨艙透氣系統是液貨船重要組成部分。本文介紹了液貨艙透氣系統的功能和型式，按國際公約和船級社規范對透氣系統的布置、安裝及檢驗提出了相關要求，為新造化學品船液貨艙透氣系統的安裝和現有船液貨艙透氣系統阻火裝置的改造提供參考。

關鍵詞：化學品船;液貨艙;阻止火焰裝置;

中圖分類號：U665.2? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

Abstract： The chemical tanker cargo tank venting system is an important part of a chemical tanker. This paper introduces the functions and types of the cargo tank venting system， gives some suggestion for layout， installation and inspection of the venting system according to the requirement of international conventions and classification societys rules， providing technical support for the installation of the cargo tank venting system for newly built chemical tankers and? the improvement of flame arrester device of cargo tank venting systm for existing chemical tankers.

Key words：? Chemical tanker; Liquid cargo tank; Flame arrester

為落實IMO-MSC.1/Circ.1324通函要求，中國船級社于2013年3月8日簽發了《關于化學品船阻止火焰進入液貨艙的裝置設計、試驗及安裝要求》（2013年）通函第23號/ 總第309號，又于2014年5月13日簽發了（2013年）通函第23號/ 總第309號（Rev.1）進行進一步的明確。筆者對公約、通函內容進行了梳理，供大家參考。

1? ? 設置阻火裝置的目的

為阻止化學品液貨艙外部火焰通過液貨艙透氣系統進入液貨艙引爆其內部可燃氣體，按MSC/Circ.677通函第1.2.5條應設置阻火裝置提及，該裝置的安裝目的是：

（1）為釋放因溫度變化而產生的壓力或真空度而設的開口;（2）為釋放在裝卸貨或裝卸壓載水過程中產生的壓力或真空度而設的開口。

2? ?頒布MSC.1/Circ.1324通函的原因

MSC.1/Circ.1324通函對MSC/Circ.677通函進行了局部修正，對貨品以MESG參數劃分其防爆等級，明確了裝運化學品的液貨艙的透氣系統如何與阻火裝置的阻火能力相適應。

MSC/Circ.677《阻止火焰進入油船液貨艙的裝置設計、試驗及安裝的修訂標準》的主要內容，涉及阻火裝置的阻火性能，包括與阻火性能相關的結構、材料、檢驗和試驗、標識標記、制造廠需要提交的資料等。此后，IMO又出臺了MSC/Circ.1009《有關阻止火焰進入油船液貨艙的裝置設計、試驗及安裝的修訂標準（MSC/ Circ.677）的修正案》，該修正案將P/V閥為代表的阻火裝置的阻火性能要求指向了MSC/Circ.677通函不明確的地方：

（1）原MSC/Circ.677通函在其第1.2.3條中提及：本標準適用于保護裝有原油、石油制品和易燃化學品液貨艙的裝置。若裝運化學品，可以使用參照第3節中的試驗介質;但用于裝運MESG小于0.9 mm 制品的專用化學品船的裝置，應以適當的介質來試驗。

（2）在IBC規則第17章貨品表中電氣設備需要的防爆等級第i欄有很多空白，給選擇阻火裝置帶來困難，故MSC.1/Circ.1324通函對MSC/Circ.677通函進行了如下補充修改：

安裝在化學品船上的該裝置應和其適裝的貨品相匹配，阻火裝置的阻火能力應該覆蓋貨品對應的電氣設備需要的防爆等級或MESG值的要求;但對于載運 IBC 規則第 17 章中 MESG小于 0.9 mm 貨品的化學品船，其裝置應以下列試驗介質來試驗：

① “最低要求一覽表”中設備分類（i”）為 IIB 貨品的裝置，應用乙烯（MESG=0.65 mm）進行試驗;

② “最低要求一覽表”中設備分類（i”）為 IIC 貨品的裝置，應用氫氣（MESG=0.28 mm）進行試驗;

③ “最低要求一覽表”中設備分類（i”）為空白信息貨品的裝置，其應用乙烯（MESG=0.65 mm）進行試驗。

同時，MSC.1/Circ.1324通函還明確：若該裝置不滿足本通函的要求，則應更換安裝上船的產品，并應經CCS船級社現場驗證合格后方可上船安裝。更換產品所涉及到的相關圖紙，應提交CCS船級社審圖中心重新審批。

3? ?MESG的定義

IEC 60079-20-1-2010標準第3.4條給出了對MESG的定義：MESG為在規定試驗條件下，殼內所有濃度的被測試氣體或蒸汽與空氣的混合物點燃后，通過25 mm長的接合面均不能點燃殼外爆炸性氣體混合物的外殼空腔兩部分之間的最大間隙。

4? ? 阻火裝置的型式

目前防止火焰進入液貨艙的阻火裝置主要有：壓力閥（含高速透氣閥，壓力端安裝阻火焰裝置）;真空閥（真空端安裝阻火焰裝置）。

（1）高速透氣閥見圖1

① 作用：防止液貨艙由于裝貨作業及溫度變化等導致艙內超壓，并防止外部火焰進入液貨艙。

② 特點：閥在達到開啟設定壓力至隨后關閉的整個排放氣體的過程中，在閥口部位氣體噴出的速度始終不小于30 m/s;閥的阻火能力主要依靠氣流速度（大于火焰傳播速度）。

① 作用：防止液貨艙由于裝貨作業及溫度變化等導致艙內超壓，并防止外部火焰進入液貨艙。

② 特點：閥在達到開啟設定壓力時開啟閥芯，當艙內壓力減小至一定值時關閉閥芯，對閥口部位氣體噴出的速度沒有要求;閥的阻火能力主要依靠特別設置的阻火部件（如阻火網等）。

① 作用：防止液貨艙由于卸貨作業及溫度變化等導致艙內負壓超標，并防止外部火焰進入液貨艙;通常與壓力閥安裝在一起，簡稱P/V閥。

② 特點：閥在達到開啟設定的真空壓力時開啟閥芯，當真空壓力減小至一定值時關閉閥芯，對閥口部位氣體吸入的速度沒有要求;閥的阻火能力主要依靠特別設置的阻火部件（如阻火網等）。

5? ?阻火能力及其驗證

只有對阻火裝置按照MSC.1/Circ.1324通函的要求進行阻火性能試驗驗證，才能知道該阻火裝置具有的阻火能力（防爆組別或MESG）。

（1）表征參數

在MSC.1/Circ.1324通函對第1.2.3條的修正中明確：IIA貨品、IIB貨品和空白信息貨品、IIC貨品對應的MESG值，分別為0.9 mm、0.65 mm、0.28 mm。

（2）裝置設計

按IBC CODE的第8章8.3.6條：“透氣系統中應設有防止火焰進入液貨艙的裝置。對該裝置的設計、試驗和安裝應符合主管機關的要求，該要求至少應包括由IMO通過的標準”。這里的“IMO通過的標準”，包括MSC/Circ.677通函、MSC/Circ.1009通函、MSC/Circ.731和MSC.1/Circ.1324通函等。

（3）試驗

阻火裝置的阻火性能試驗，應按MSC/Circ.677通函第3條規定進行試驗驗證;此外還應滿足：

① MSC/Circ.677通函第2.3.2條“性能特性如正壓和負壓下的流速、動作靈敏度、流動阻力和流速，應經適當的試驗加以證明”;

② MSC/Circ.677通函第3.1.1條“試驗應在主管機關認可的實驗室進行”;

③ MSC/Circ.677通函第3.1.2條“每種型號的每種尺寸都應進行型式試驗。但阻火器的試驗可僅限于最小和最大尺寸以及主管機關任選的一個中間尺寸。裝置應具有相同的尺寸和該型產品中最不利的間隙。如果受試裝置在試驗程序執行期間經過修改，則應重新進行試驗”。

6? ?阻火裝置安裝要求

（1） 所有透氣管的開口處都應安裝便于更換的金屬防火網或認可的阻焰裝置;

（2） 閉式液位測量孔不得用于平衡壓力，應裝有能自行關閉并密封的蓋，在這些開口上不允許設置阻焰器和防火網;

（3） 液貨艙阻火裝置（如P/V閥）透氣系統透氣出口位置應布置成：

① 在露天甲板上的高度應不小于6 m;如設在升高步橋的4 m范圍內，則在升高步橋以上的高度應不小于6 m;

② 離開起居處所、服務處所和機器處所的空氣進口或開口及點火源的最近水平距離，至少應為10 m。

③ 若只設有一個高速透氣閥，能將蒸氣/空氣混合物以至少 30 m/s 的出口速度向上自由噴射，則對所述的透氣口在甲板或升高步橋以上的高度可減至3 m。

7? ? 對現有船阻火裝置阻火能力的判斷及處理

（1）對現有船落實MSC.1/Circ.1324通函涉及的船舶范圍

涉及船舶主要包括：在適裝貨品中其電氣設備防爆等級為IIB（MESG=0.65 mm）及IIC（MESG=0.28 mm）的化學品船舶。而對運輸貨品中的電氣設備防爆等級為IIA（對應MESG不小于0.9 mm）的原油、石油制品及化學品船不包括在內。

（2）對現有船已安裝的阻火裝置，如何判定其是否滿足MSC.1/Circ.1324通函要求

①如果該裝置產品證書、型式認可證書或業經CCS船級社確認的其它文件中已注明適用的介質、MESG 或防爆等級，則驗船師應對已安裝上船的裝置進行驗證;

《CCS鋼質海船入級規范》第1篇第3章附錄2第2.14條“高速透氣閥”及第2.15條“阻火焰裝置”均要求經過CCS船級社型式認可并持有船用產品證書或等效證明文件。目前裝置有關的產品廠尚無以 IIC 標準向CCS船級社申請進行認可的情況，故在CCS船級社尚未有認可產品以前，可以接受 IACS 成員已認可并持有其簽發的型式認可證書和產品證書的產品安裝上船使用。

② 如果該裝置產品證書、型式認可證書沒有注明適用的介質、MESG 或防爆等級，則船東應聯系產品廠提供該裝置的型式試驗報告供CCS船級社現場驗船師審核、驗證。

（3）處理方法

如發現現有阻火裝置的阻火能力無法滿足預定運輸貨品對阻火能力的要求，則可以采取如下處理方法：

① 換新

新阻火裝置的阻火能力，滿足預定運輸貨品對阻火能力的要求;新阻火裝置的材料應與預定運輸貨品相容，而對這個材料與介質相容性的判定，根據CCS船級社規范要求應由船東及貨主負責;新阻火裝置的流量值應不小于原阻火裝置的流量值，若小于原阻火裝置的流量值，應按CCS船級社309號通函第2.2條要求獲得船舶審圖部門的確認/批準，防止由于流量不夠造成貨艙超壓。

② 局部升級改裝

改裝升級的前提條件除需要滿足上述換新要求外，還需注意：

僅限于局部升級改裝。改裝方案及圖紙應經過CCS船級社批準，其改裝原型應經過包括阻火能力試驗及相關的性能試驗驗證;升級改裝必須由制造廠或其授權的人員實施，持有CCS船級社認可的型式認可證書及產品證書;升級改裝應按照CCS船級社批準的安裝說明書進行操作;更換阻火網的要求：需持有CCS船級社認可的型式認可及產品證書，從中獲得MESG值或防爆組別，以及流量-壓力特性信息，并應適用于阻火裝置的改裝;

參考文獻

[1] 中國船級社（2010年）通函. 關于壓力真空閥與阻火焰裝置認可與持證要求的通函. 2013.

[2] 李 磊. 液貨艙透氣系統性能分析及安裝和檢驗要求[J]. 中國水運，2013.

[3] 劉志勇.高速透氣閥性能分析及測試系統設計[D]. 江蘇大學，2011.