船舶固定式CO 2滅火系統(tǒng)事故案例分析

張興彪 黃連忠

一、引言

固定式CO2滅火系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對機(jī)艙、貨艙和油漆間等區(qū)域的保護(hù)，因此在船上的應(yīng)用十分普遍。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前70%以上的國際航行船舶采用固定式CO2滅火系統(tǒng)。但是絕大部分船員沒有該系統(tǒng)的實際操作經(jīng)驗，不熟悉操作程序，部分船員甚至不了解該系統(tǒng)[1]。船員對CO2設(shè)備和系統(tǒng)普遍存在畏懼心理，相關(guān)的培訓(xùn)往往流于形式，因此船舶固定式CO2滅火系統(tǒng)事故案例時有發(fā)生。發(fā)生該類事故時，CO2濃度會迅速升高并蔓延。當(dāng)空氣中CO2濃度超過17%時（使用CO2滅火劑時遇到的情況），人在最初吸入CO2的1 min內(nèi)就會失去控制和無法進(jìn)行有目的的活動[2]。在CO2淹沒區(qū)域內(nèi)的人員很難及時逃脫，因此船舶固定式CO2滅火系統(tǒng)事故往往會造成較大的傷亡。

根據(jù)美國環(huán)境保護(hù)署（EPA）有關(guān)CO2滅火系統(tǒng)傷亡報告，截至2000年，共計報告案例62起，造成119人死亡和152人受傷。其中與船舶有關(guān)的共計22起，造成68人死亡和39人受傷[2]。2000年以后，國內(nèi)外又發(fā)生多起CO2滅火系統(tǒng)傷亡案例。2019年5月，“金海翔”號貨船發(fā)生重大CO2窒息事故，造成10人死亡和19人受傷。因此，船舶固定式CO2滅火系統(tǒng)事故備受管理和研究人員的關(guān)注。文獻(xiàn)[3]分析了船舶固定式高壓CO2滅火系統(tǒng)安全隱患，文獻(xiàn)[4][5]對CO2滅火系統(tǒng)誤操作事故案例進(jìn)行了分析，文獻(xiàn)[6]研究了船舶CO2滅火系統(tǒng)工作原理與事故預(yù)防措施。總計有十幾篇文獻(xiàn)研究CO2滅火系統(tǒng)事故案例，均是針對個別案例展開分析，無法得出普遍性結(jié)論。本文針對大量船舶CO2滅火系統(tǒng)事故案例展開研究，從多個角度進(jìn)行統(tǒng)計分析，得出的結(jié)論更具有普遍性。

本文共研究了44起船舶固定式CO2滅火系統(tǒng)事故案例，絕大部分案例數(shù)據(jù)來源于EPA、美國交通安全委員會（NTSB）、英國海上事故調(diào)查局（MAIB）、澳大利亞交通安全局（ATSB）、中國香港海事處和中國海事局的事故案例調(diào)查報告，部分事故案例數(shù)據(jù)來源于科技論文。

二、固定式CO 2滅火系統(tǒng)簡介

圖1是典型的船舶固定式CO2滅火系統(tǒng)簡圖。在CO2間和消防控制站內(nèi)各有一個釋放箱，每個釋放箱內(nèi)裝有兩個先導(dǎo)氣瓶互為備用，提供打開氣瓶閥和主分配閥的驅(qū)動氣體（N2氣或CO2）。確認(rèn)人員已經(jīng)全部撤離且保護(hù)處所防火風(fēng)閘、防火門和艙口全部關(guān)閉之后，方可進(jìn)行CO2釋放。首先打開釋放箱門，觸發(fā)箱內(nèi)微動開關(guān)，控制系統(tǒng)輸出CO2釋放聲光報警。然后打開先導(dǎo)氣瓶的氣瓶閥，再依次打開先導(dǎo)氣體至主分配閥和氣瓶閥的選擇閥即可完成釋放操作。如果系統(tǒng)的氣瓶數(shù)量較大，先導(dǎo)氣體容量不足以打開所有氣瓶閥，則需要設(shè)置增壓閥。如果系統(tǒng)CO2總量較少則可不設(shè)增壓閥。

圖1 船舶固定式CO 2滅火系統(tǒng)簡圖

三、船舶CO 2滅火系統(tǒng)案例分析

（一）C O 2漏泄或誤釋放的原因分析

EPA有關(guān)CO2滅火系統(tǒng)的傷亡報告通常將原因簡單歸結(jié)于意外釋放，沒有給出具體原因。其他來源的案例也存在類似情況。因此，44起案例中只有25起可以確定CO2漏泄或誤釋放原因，如表1所示。

表1 CO 2漏泄或誤釋放原因

CO2漏泄或誤釋放原因可以分為意外觸碰釋放機(jī)構(gòu)（1~11）、操作失誤（12~18）、元件或系統(tǒng)缺陷（19~25）三類。根據(jù)表1，意外觸碰釋放機(jī)構(gòu)共計引起11起事故，造成傷亡人數(shù)最多，其中死亡36人，受傷47人。操作失誤共計引起7起事故，造成13人死亡和13人受傷。系統(tǒng)缺陷共計引起7起事故，未造成人員傷亡。意外觸碰釋放機(jī)構(gòu)造成事故案例所占比例為44%，其他兩類所占比例均為28%。意外觸碰釋放機(jī)構(gòu)和操作失誤均屬于人為因素，因此可理解為人為因素造成事故的比例為72%。表1中意外觸碰釋放機(jī)構(gòu)和操作失誤兩種原因?qū)е碌拿恳淮蜟O2滅火系統(tǒng)事故均有不同程度的人員傷亡，這種情況不能理解為兩種原因?qū)е碌腃O2漏泄或誤釋放事故必然會發(fā)生傷亡，因為沒有傷亡的船舶CO2滅火系統(tǒng)漏泄或釋放事件很多，只是官方?jīng)]有進(jìn)行調(diào)查。同樣，7起系統(tǒng)缺陷均未造成人員傷亡，不能理解為該種原因是安全的。因為沒有人員傷亡的原因可能是發(fā)生該類型事故時所涉及的處所內(nèi)通常人員很少進(jìn)入。表1的意義在于明確了船舶固定式CO2滅火系統(tǒng)事故的多種原因，可為相關(guān)人員和部門提供借鑒。

（二）C O 2滅火系統(tǒng)事故發(fā)生時的船舶動態(tài)

為了便于分析船舶滅火系統(tǒng)事故案例，可將船舶動態(tài)劃分為船廠修船、海上航行、錨地錨泊和港內(nèi)停泊四種。船舶所處的動態(tài)不同，機(jī)電設(shè)備的運行和操作均會有所不同，船舶發(fā)生火災(zāi)的風(fēng)險也不一樣。因此，船舶動態(tài)對CO2滅火系統(tǒng)事故案例的發(fā)生會有一定影響。表2是不同船舶動態(tài)下發(fā)生CO2滅火系統(tǒng)事故情況統(tǒng)計。可看出當(dāng)船舶處于船廠修船和港內(nèi)停泊狀態(tài)時，CO2滅火系統(tǒng)事故數(shù)量較多，原因可能是船舶處于停航狀態(tài)，各項操作和維修作業(yè)比較頻繁，其中可能包括對滅火系統(tǒng)進(jìn)行的測試、檢驗和維護(hù)等。這些活動有可能對CO2滅火系統(tǒng)造成影響，最終導(dǎo)致相關(guān)事故發(fā)生。船舶航行時，船上人員人數(shù)較少，因此每次事故造成的傷亡人數(shù)相對較少；船舶進(jìn)廠修理時，船上人員數(shù)量和作業(yè)量顯著增加，因此每次事故造成的傷亡人數(shù)最多。

表2 不同船舶動態(tài)CO 2滅火系統(tǒng)事故統(tǒng)計

（三）固定式C O 2滅火系統(tǒng)事故的行為主體

本文中的行為主體是指直接或間接引發(fā)船舶固定式CO2滅火系統(tǒng)事故的行為實施者。本文確定行為主體的目的是提醒相關(guān)人員提高防范船舶固定式CO2滅火系統(tǒng)事故的安全意識，有利于管理者加強(qiáng)對相關(guān)人員的管理和專項培訓(xùn)。表3為不同行為主體引發(fā)本文研究事故案例的情況。

表3 CO 2滅火系統(tǒng)事故的行為主體統(tǒng)計

根據(jù)表3，船員、工人和服務(wù)工程師共計引起31起事故，占總案例數(shù)量的70%。31起事故造成的死亡和傷亡人數(shù)的總比分別為76%和86%。這也充分說明大多數(shù)該類事故是人為失誤所致。其中船員引發(fā)的事故數(shù)量最多，因此，要加強(qiáng)對船員進(jìn)行關(guān)于船舶固定式CO2滅火系統(tǒng)的培訓(xùn)和演練。服務(wù)工程師是對船舶消防系統(tǒng)開展測試和檢驗的專業(yè)人員，同樣引發(fā)了7起事故，這說明船舶固定式CO2滅火系統(tǒng)存在較高的復(fù)雜性和危險性。工人引起事故的原因可能是對CO2滅火系統(tǒng)不了解。

（四）C O 2滅火系統(tǒng)事故發(fā)生情境分析

本文中的事故發(fā)生情境是指與事故發(fā)生直接相關(guān)的船舶狀態(tài)情況。在44起船舶固定式CO2滅火系統(tǒng)事故中，有41起事故可以確認(rèn)具體的事故發(fā)生情境，如表4所示。確認(rèn)事故發(fā)生的情境有助于提高相關(guān)人員的風(fēng)險意識和避免事故發(fā)生。

表4 CO 2滅火系統(tǒng)事故的情境統(tǒng)計

根據(jù)表4，50%的事故發(fā)生于對固定式CO2滅火系統(tǒng)進(jìn)行檢查、維護(hù)、測試和檢驗期間，另外有7起事故發(fā)生于在CO2滅火系統(tǒng)附近進(jìn)行其他維修期間。以上兩種情境引起的事故數(shù)量占總數(shù)量的66%，造成死亡和受傷人數(shù)分別占總?cè)藬?shù)的71%和83%。這充分說明在這兩種情境下，船員、修理工人和服務(wù)工程師的工作容易引發(fā)傷亡事故。因此，當(dāng)船舶處于這兩種情境時，船舶管理者應(yīng)提醒處于CO2保護(hù)處所內(nèi)的人員提高警惕，如有可能，人員應(yīng)盡量不要進(jìn)入CO2保護(hù)處所。機(jī)艙發(fā)生火災(zāi)釋放CO2期間發(fā)生4起事故，其中2起事故是CO2漏入CO2間，但是未造成人員傷亡；另外2起造成傷亡的原因是人員沒有及時撤離機(jī)艙。滅火系統(tǒng)缺陷導(dǎo)致CO2漏泄期間共發(fā)生7起事故，其中6起事故是CO2漏入CO2間，雖未造成人員傷亡，但也說明進(jìn)入CO2間之前應(yīng)該采取必要的安全措施。

四、CO 2滅火系統(tǒng)事故防范措施

（一）提高安全防范意識

為了提高對船舶固定式CO2滅火系統(tǒng)的安全防范意識，管理部門應(yīng)加強(qiáng)對船員、工人和服務(wù)工程師的安全教育，通過各種手段和方式宣傳該系統(tǒng)對人員生命安全的高危害性，提升船員的風(fēng)險意識和風(fēng)險識別能力。實踐證明，傷亡案例宣傳是培養(yǎng)風(fēng)險意識和風(fēng)險識別能力的一種有效方式。案例宣傳中應(yīng)注重運用傷亡數(shù)據(jù)，并結(jié)合適當(dāng)?shù)膱D片和視頻資料，以達(dá)到最佳的效果。案例宣傳要注意防止宣傳對象對船舶CO2滅火系統(tǒng)形成恐懼心理，避免他們平時不作為或遇緊急情況不能夠沉著應(yīng)對。

（二）加強(qiáng)業(yè)務(wù)培訓(xùn)和操作訓(xùn)練

培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、船舶管理者應(yīng)重視船員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容至少應(yīng)包括高濃度CO2對人身安全的嚴(yán)重影響，船舶CO2滅火系統(tǒng)的組成和工作原理、主要元件的結(jié)構(gòu)和原理，CO2壓力和溫度的關(guān)系，CO2釋放的操作程序、公約和規(guī)范的要求等內(nèi)容。針對船上難以實現(xiàn)實際操作訓(xùn)練的現(xiàn)實，可以采取制作系統(tǒng)操作視頻和設(shè)置模擬釋放裝置兩種方式。操作視頻應(yīng)該由專業(yè)人員制作，包括原理講解、系統(tǒng)維護(hù)、釋放程序等內(nèi)容，還要符合船舶實際情況。為了提高實際操作能力，可嘗試在船上安裝一套獨立的模擬釋放裝置。為了提高訓(xùn)練效果，該裝置可以與船舶壓縮空氣系統(tǒng)相連。

（三）加強(qiáng)船舶維修期間C O 2滅火系統(tǒng)管理

根據(jù)以上統(tǒng)計分析，大多數(shù)船舶固定式CO2滅火系統(tǒng)事故發(fā)生于船舶在船廠和港口進(jìn)行各種維修工作期間。因此船舶維修期間應(yīng)加強(qiáng)CO2滅火系統(tǒng)的管理。船方與維修方簽訂消防安全協(xié)議時，應(yīng)強(qiáng)調(diào)CO2間為控制區(qū)域，未經(jīng)船長批準(zhǔn)禁止進(jìn)入，并提醒維修方在固定滅火系統(tǒng)附近施工時避免觸碰釋放控制系統(tǒng)的任何設(shè)備。維修方應(yīng)該對施工人員進(jìn)行消防安全教育和培訓(xùn)，內(nèi)容應(yīng)包括CO2保護(hù)處所位置、CO2釋放聲光警報、機(jī)艙應(yīng)急逃生通道、緊急逃生呼吸裝置的位置和使用方法等。維修CO2系統(tǒng)時應(yīng)提前通知船上所有人員，如非必要應(yīng)避免進(jìn)入機(jī)艙或其他保護(hù)處所。如果船舶消防安全許可，可臨時隔離CO2間至機(jī)艙和其他保護(hù)處所的管路，徹底避免誤釋放。

（四）按照IM O 指南要求進(jìn)行固定式C O 2滅火系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)和檢驗

船舶應(yīng)根據(jù)IMO通函 MSC.1-Circ.1318 /Rev.1《固定式CO2滅火系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)和檢查指南》對固定式CO2滅火系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)和檢驗。除了某些可由適任船員進(jìn)行的維護(hù)保養(yǎng)程序和檢驗之外，其他應(yīng)由受過系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)專門培訓(xùn)的人員進(jìn)行。船上維護(hù)保養(yǎng)計劃應(yīng)指出哪些建議的檢驗和維護(hù)保養(yǎng)應(yīng)由經(jīng)過培訓(xùn)的人員完成。

當(dāng)進(jìn)行CO2滅火系統(tǒng)檢驗或維護(hù)保養(yǎng)時，應(yīng)采取嚴(yán)格的安全防護(hù)措施，以防止執(zhí)行或見證作業(yè)的人員處于危險中。開始工作前，應(yīng)制訂一個考慮到所有人員的安全作業(yè)計劃并在檢驗人員和值班船員之間建立有效的通信系統(tǒng)。應(yīng)采取措施以避免意外排放，例如，鎖住氣瓶閥或移走操作桿，關(guān)閉和鎖住系統(tǒng)截止閥，這應(yīng)作為保護(hù)維護(hù)保養(yǎng)或檢驗人員的初始程序。工作開始前應(yīng)通知所有人員即將采取的行動。應(yīng)按照船舶維護(hù)保養(yǎng)計劃進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)和檢驗，并充分考慮到系統(tǒng)的可靠性。船上維護(hù)保養(yǎng)計劃應(yīng)基于系統(tǒng)制造商的建議，納入船舶安全管理系統(tǒng)。

五、結(jié)論

船舶固定式CO2滅火系統(tǒng)事故的主要原因包括意外觸碰釋放機(jī)構(gòu)、操作失誤、元件或系統(tǒng)缺陷三類。當(dāng)船舶處于船廠修船或港內(nèi)停泊狀態(tài)時，特別是對固定式CO2滅火系統(tǒng)進(jìn)行檢查、維護(hù)、測試和檢驗期間，發(fā)生CO2滅火系統(tǒng)事故最多。大多數(shù)該類事故是由船員、工人和服務(wù)工程師人為失誤所致。船舶CO2滅火系統(tǒng)事故時有發(fā)生并且造成較大的人員傷亡，因此防范CO2漏泄和誤釋放事故是一項系統(tǒng)性綜合工作。船方要把船員相關(guān)的培訓(xùn)和演練落到實處，切忌流于形式。制造商、主管機(jī)關(guān)和船級社等各方要在設(shè)計、生產(chǎn)監(jiān)督和檢驗方面嚴(yán)格把關(guān)，把事故發(fā)生的可能性降到最低。本文研究的部分案例缺乏詳細(xì)資料，無法確定必要的信息。另外，由于船舶CO2滅火系統(tǒng)事故總體數(shù)量不多，并且其中部分未經(jīng)調(diào)查和報道，因此本文的案例分析樣本偏少。今后將收集更多相關(guān)案例并進(jìn)行分析研究，進(jìn)一步提高研究結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。