化学品船阻止火焰进入液货舱装置
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摘 要：化学品船的液货舱透气系统是液货船重要组成部分。本文介绍了液货舱透气系统的功能和型式，按国际公约和船级社规范对透气系统的布置、安装及检验提出了相关要求，为新造化学品船液货舱透气系统的安装和现有船液货舱透气系统阻火装置的改造提供参考。
关键词：化学品船;液货舱;阻止火焰装置;
中图分类号：U665.2 文献标识码：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 society’s 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
为落实IMO-MSC.1/Circ.1324通函要求，中国船级社于2013年3月8日签发了《关于化学品船阻止火焰进入液货舱的装置设计、试验及安装要求》（2013年）通函第23号/ 总第309号，又于2014年5月13日签发了（2013年）通函第23号/ 总第309号（Rev.1）进行进一步的明确。笔者对公约、通函内容进行了梳理，供大家参考。
1 设置阻火装置的目的
为阻止化学品液货舱外部火焰通过液货舱透气系统进入液货舱引爆其内部可燃气体，按MSC/Circ.677通函第1.2.5条应设置阻火装置提及，该装置的安装目的是：
（1）为释放因温度变化而产生的压力或真空度而设的开口;（2）为释放在装卸货或装卸压载水过程中产生的压力或真空度而设的开口。
2 颁布MSC.1/Circ.1324通函的原因
MSC.1/Circ.1324通函对MSC/Circ.677通函进行了局部修正，对货品以MESG参数划分其防爆等级，明确了装运化学品的液货舱的透气系统如何与阻火装置的阻火能力相适应。
MSC/Circ.677《阻止火焰进入油船液货舱的装置设计、试验及安装的修订标准》的主要内容，涉及阻火装置的阻火性能，包括与阻火性能相关的结构、材料、检验和试验、标识标记、制造厂需要提交的资料等。此后，IMO又出台了MSC/Circ.1009《有关阻止火焰进入油船液货舱的装置设计、试验及安装的修订标准（MSC/ Circ.677）的修正案》，该修正案将P/V阀为代表的阻火装置的阻火性能要求指向了MSC/Circ.677通函不明确的地方：
（1）原MSC/Circ.677通函在其第1.2.3条中提及：本标准适用于保护装有原油、石油制品和易燃化学品液货舱的装置。若装运化学品，可以使用参照第3节中的试验介质;但用于装运MESG小于0.9 mm 制品的专用化学品船的装置，应以适当的介质来试验。
（2）在IBC规则第17章货品表中电气设备需要的防爆等级第i栏有很多空白，给选择阻火装置带来困难，故MSC.1/Circ.1324通函对MSC/Circ.677通函进行了如下补充修改：
安装在化学品船上的该装置应和其适装的货品相匹配，阻火装置的阻火能力应该覆盖货品对应的电气设备需要的防爆等级或MESG值的要求;但对于载运 IBC 规则第 17 章中 MESG小于 0.9 mm 货品的化学品船，其装置应以下列試验介质来试验：
① “最低要求一览表”中设备分类（i”）为 IIB 货品的装置，应用乙烯（MESG=0.65 mm）进行试验;
② “最低要求一览表”中设备分类（i”）为 IIC 货品的装置，应用氢气（MESG=0.28 mm）进行试验;
③ “最低要求一览表”中设备分类（i”）为空白信息货品的装置，其应用乙烯（MESG=0.65 mm）进行试验。
同时，MSC.1/Circ.1324通函还明确：若该装置不满足本通函的要求，则应更换安装上船的产品，并应经CCS船级社现场验证合格后方可上船安装。更换产品所涉及到的相关图纸，应提交CCS船级社审图中心重新审批。
3 MESG的定义
IEC 60079-20-1-2010标准第3.4条给出了对MESG的定义：MESG为在规定试验条件下，壳内所有浓度的被测试气体或蒸汽与空气的混合物点燃后，通过25 mm长的接合面均不能点燃壳外爆炸性气体混合物的外壳空腔两部分之间的最大间隙。 4 阻火装置的型式
目前防止火焰进入液货舱的阻火装置主要有：压力阀（含高速透气阀，压力端安装阻火焰装置）;真空阀（真空端安装阻火焰装置）。
（1）高速透气阀见图1
① 作用：防止液货舱由于装货作业及温度变化等导致舱内超压，并防止外部火焰进入液货舱。
② 特点：阀在达到开启设定压力至随后关闭的整个排放气体的过程中，在阀口部位气体喷出的速度始终不小于30 m/s;阀的阻火能力主要依靠气流速度（大于火焰传播速度）。
① 作用：防止液货舱由于装货作业及温度变化等导致舱内超压，并防止外部火焰进入液货舱。
② 特点：阀在达到开启设定压力时开启阀芯，当舱内压力减小至一定值时关闭阀芯，对阀口部位气体喷出的速度没有要求;阀的阻火能力主要依靠特别设置的阻火部件（如阻火网等）。
① 作用：防止液货舱由于卸货作业及温度变化等导致舱内负压超标，并防止外部火焰进入液货舱;通常与压力阀安装在一起，简称P/V阀。
② 特点：阀在达到开启设定的真空压力时开启阀芯，当真空压力减小至一定值时关闭阀芯，对阀口部位气体吸入的速度没有要求;阀的阻火能力主要依靠特别设置的阻火部件（如阻火网等）。
5 阻火能力及其验证
只有对阻火装置按照MSC.1/Circ.1324通函的要求进行阻火性能试验验证，才能知道该阻火装置具有的阻火能力（防爆组别或MESG）。
（1）表征参数
在MSC.1/Circ.1324通函对第1.2.3条的修正中明确：IIA货品、IIB货品和空白信息货品、IIC货品对应的MESG值，分别为0.9 mm、0.65 mm、0.28 mm。
（2）装置设计
按IBC CODE的第8章8.3.6条：“透气系统中应设有防止火焰进入液货舱的装置。对该装置的设计、试验和安装应符合主管机关的要求，该要求至少应包括由IMO通过的标准”。这里的“IMO通过的标准”，包括MSC/Circ.677通函、MSC/Circ.1009通函、MSC/Circ.731和MSC.1/Circ.1324通函等。
（3）试验
阻火装置的阻火性能试验，应按MSC/Circ.677通函第3条规定进行试验验证;此外还应满足：
① MSC/Circ.677通函第2.3.2条“性能特性如正压和负压下的流速、动作灵敏度、流动阻力和流速，应经适当的试验加以证明”;
② MSC/Circ.677通函第3.1.1条“试验应在主管机关认可的实验室进行”;
③ MSC/Circ.677通函第3.1.2条“每种型号的每种尺寸都应进行型式试验。但阻火器的试验可仅限于最小和最大尺寸以及主管机关任选的一个中间尺寸。装置应具有相同的尺寸和该型产品中最不利的间隙。如果受试装置在试验程序执行期间经过修改，则应重新进行试验”。
6 阻火装置安装要求
（1） 所有透气管的开口处都应安装便于更换的金属防火网或认可的阻焰装置;
（2） 闭式液位测量孔不得用于平衡压力，应装有能自行关闭并密封的盖，在这些开口上不允许设置阻焰器和防火网;
（3） 液货舱阻火装置（如P/V阀）透气系统透气出口位置应布置成：
① 在露天甲板上的高度应不小于6 m;如设在升高步桥的4 m范围内，则在升高步桥以上的高度应不小于6 m;
② 离开起居处所、服务处所和机器处所的空气进口或开口及点火源的最近水平距离，至少应为10 m。
③ 若只设有一个高速透气阀，能将蒸气/空气混合物以至少 30 m/s 的出口速度向上自由喷射，则对所述的透气口在甲板或升高步桥以上的高度可减至3 m。
7 对现有船阻火装置阻火能力的判断及处理
（1）对现有船落实MSC.1/Circ.1324通函涉及的船舶范围
涉及船舶主要包括：在适装货品中其电气设备防爆等级为IIB（MESG=0.65 mm）及IIC（MESG=0.28 mm）的化学品船舶。而对运输货品中的电气设备防爆等级为IIA（对应MESG不小于0.9 mm）的原油、石油制品及化学品船不包括在内。
（2）对现有船已安装的阻火装置，如何判定其是否满足MSC.1/Circ.1324通函要求
①如果该装置产品证书、型式认可证书或业经CCS船级社确认的其它文件中已注明适用的介质、MESG 或防爆等级，则验船师应对已安装上船的装置进行验证;
《CCS钢质海船入级规范》第1篇第3章附录2第2.14条“高速透气阀”及第2.15条“阻火焰装置”均要求经过CCS船级社型式认可并持有船用产品证书或等效证明文件。目前装置有关的产品厂尚无以 IIC 标准向CCS船级社申请进行认可的情况，故在CCS船级社尚未有认可产品以前，可以接受 IACS 成员已认可并持有其签发的型式认可证书和产品证书的产品安装上船使用。
② 如果该装置产品证书、型式认可证书没有注明适用的介质、MESG 或防爆等级，则船东应联系产品厂提供该装置的型式试验报告供CCS船级社现场验船师审核、验证。
（3）处理方法
如发现现有阻火装置的阻火能力无法满足预定运输货品对阻火能力的要求，则可以采取如下处理方法：
① 换新
新阻火装置的阻火能力，满足预定运输货品对阻火能力的要求;新阻火装置的材料应与预定运输货品相容，而对这个材料与介质相容性的判定，根据CCS船级社规范要求应由船东及货主负责;新阻火装置的流量值应不小于原阻火装置的流量值，若小于原阻火装置的流量值，应按CCS船级社309号通函第2.2条要求获得船舶审图部门的确认/批准，防止由于流量不够造成货舱超压。
② 局部升级改装
改装升级的前提条件除需要满足上述换新要求外，还需注意：
仅限于局部升级改装。改装方案及图纸应经过CCS船级社批准，其改装原型应经过包括阻火能力试验及相关的性能试验验证;升级改装必须由制造厂或其授权的人员实施，持有CCS船级社认可的型式认可证书及产品证书;升级改装应按照CCS船级社批准的安装说明书进行操作;更换阻火网的要求：需持有CCS船级社认可的型式认可及产品证书，从中获得MESG值或防爆组别，以及流量-压力特性信息，并应适用于阻火装置的改装;
参考文献
[1] 中国船级社（2010年）通函. 关于压力真空阀与阻火焰装置认可与持证要求的通函. 2013.
[2] 李 磊. 液货舱透气系统性能分析及安装和檢验要求[J]. 中国水运，2013.
[3] 刘志勇.高速透气阀性能分析及测试系统设计[D]. 江苏大学，2011.
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