过境集装箱船舶无水氟化氢泄漏风险评价与应急研究

2018-03-21陈鹏鹏陈明广

福建交通科技 2018年1期

■陈鹏鹏赵敬陈明广

（1.福州新洋海事咨询服务有限公司，福州 350001）

1 引言

近年来，世界范围内发生了多起船载危险品集装箱泄漏、火灾、爆炸等重大事故，对船舶、港口的安全带来重大危害，如天津“8·12”火灾爆炸事故，影响规模之广、危害后果之严重，为世人敲响了警钟。

某国有港口公司所属码头在检查已有班轮航线业务时，发现经常有前往日本的班轮携带无水氟化氢进港过境，其频次约每周一班，每班最多携带30个标准箱的无水氟化氢。鉴于如上情况该公司生产安全部门从实际码头运作情况分析，由于在运输途中船舶颠簸，罐体安全附件受振动而产生紧固部件松动，或个别零件因腐蚀、制造缺陷或疲劳而损坏等原因会造成无水氟化氢可能的泄漏事故发生，发现确实存在一定泄漏风险。故针对此项目开展风险评价与风险防范分析，通过理论分析结果来指导企业生产，保证生产安全。

2 无水氟化氢理化性质分析

2.1 理化性质

无水氟化氢低温下为无色透明的液体，沸点19.4℃，熔点-83.37℃，密度 0.96g/cm3。气体的比重 1.27（34℃）（空气=1），液体的比重0.987，在室温和常温下极易挥发成烟雾状，水溶液在-30℃时也不冻结。它的化学性质极活泼，有很强的吸水性、强腐蚀性，能与碱、金属、氧化物以及硅酸盐（能腐蚀玻璃和破坏其他含硅物质）等反应，在一定条件下能与水自由混合成氢氟酸（溶于水时激烈放热而成氢氟酸）。

2.2 产品性状及包装形式

无水氟化氢由液体罐式集装箱装载。液体罐式集装箱是为运输食品、药品、化工品等液体货物而制造的特殊集装箱。其结构是在一个金属框架内固定上一个液罐。它由罐体和箱体框架两部分组成，装货时货物由罐顶部装货孔进入，卸货时，则由排货孔流出或从顶部装货孔吸出。罐体为圆形，采用优质Q235碳钢/345锰钢/304不锈钢/316不锈钢，高强度加强箍，安全高效。框架采用矩形结构钢材，质量轻强度大，适合于海路、公路、铁路的中转运输。

3 风险分析

3.1 过境集装箱船舶靠泊期间安全现状分析

本项目涉及的过境集装箱船舶靠泊期间不针对无水氟化氢集装箱进行装卸，只装卸普通货柜，而且船舶与码头均制定了针对性的安全措施。

（1）船舶安全措施

船级社对过境集装箱船舶签发了危险货物的适装证书，因此船上具备保证船舶安全的相关设施与设备。同时过境集装箱船舶根据船公司管理体系的要求，编制了《危险品集装箱的管理制度》，能够保证危险品集装箱在运输和靠泊过程中的安全。

（2）码头安全措施

本项目为了保证过境集装箱船舶靠泊期间的安全，制定了相关安全管理规定，具体如下：

①确定有过境集装箱船舶携带危险品箱进港时，码头调度人员需通过该船代理，在船舶进港之前拿到船舶配载图，并告知泊位桥吊工作人员，使其在装卸普通货期间，注意危险品箱所在位置，避免装卸期间发生意外，影响到危险品箱。

②靠泊期间合理调度船舶进出港，避免发生船舶碰撞事故。

③靠泊期间集控室安排专人24小时跟踪过境集装箱船舶情况，并定期与船上进行联系，实时掌握危险箱在船上的状态，一旦发现泄漏情况，及时向公司值班主任报告，报告时说明事故发生的位置、现场情况、应急方案、报告人姓名等信息。

3.2 泄漏风险分析

根据以上的分析，并结合过境集装箱船舶靠泊期间只装卸普通货柜不涉及无水氟化氢集装箱的装卸，因此装有无水氟化氢集装箱的风险主要为集装箱本身阀门损坏或者罐体破裂导致的泄漏风险。

4 源项分析

4.1 最大可信事故类型

最大可信事故是指在所有预测的概率不为零的事故中，对环境（或健康）危害最严重的重大事故。本文在此主要针对过境集装箱船舶在靠泊期间无水氟化氢泄漏的风险事故类型进行分析，确定最大可信事故为：无水氟化氢集装箱泄漏事故。

4.2 最大可信事故概率

参考《环境风险评价实用技术和方法》[1]及《建设项目环境风险评价导则》[2]，容器小孔泄漏1mm的事故概率为5.0×10-4/a，容器小孔泄漏10mm的事故概率为1.0×10-5/a，容器小孔泄漏50mm的事故概率为5.0×10-6/a，容器整体破裂的事故概率为1.0×10-6/a。

考虑到本项目事故类型为由于在运输途中船舶颠簸，罐体安全附件受振动而产生紧固部件松动，或个别零件因腐蚀、制造缺陷或疲劳而损坏等原因造成的无水氟化氢泄漏事故发生。由于储罐整体破裂的机会极少，常见泄漏事故类型为小孔泄漏事故，评估取储罐泄漏的事故概率为：容器小孔泄漏10mm的事故，概率为1.0×10-5/a。

根据本项目过境集装箱船舶约每周一班，每班最多携带30个无水氟化氢集装箱进港，故针对过境集装箱船舶无水氟化氢泄漏的事故概率为：52周×30个×1.0×10-5/a=1.56×10-2/a，即 50～100 年发生一次概率。

4.3 源项分析

由于多个罐体同时泄漏的几率很小，本项目仅考虑一个无水氟化氢集装箱罐体泄漏事故，无水氟化氢集装箱罐体典型泄漏事件为阀门及零件接头的松动与损坏。按照泄漏孔径10mm计算泄漏速率。

闪蒸所需的能量来自于过热液体中储存的能量，由于无水氟化氢闪蒸所需的能量远小于液体的蒸发热，可认为泄漏的液体不会发生闪蒸，此时的瞬时泄漏量可按液体泄漏公式可以按照如下的柏努利方程计算，一旦泄漏至大气中迅速由液态转化为气态。

液体泄漏速度QL用柏努利方程[2]计算：

式中，QL——液体泄漏速度，kg/s；

Cd——液体泄漏系数，此值常用0.6～0.64；

A——裂口面积，m2；

P——容器内介质压力，Pa；

P0——环境压力，Pa；

g——重力加速度；

h——裂口之上液位高度，m。

根据《液氯泄漏的环境风险评价——以自来水厂为例》[3]通常发生钢瓶泄漏事故后，通过报警、喷淋等措施，10分钟后即可控制泄漏。源强参数和预测源强计算结果详见表1所示。

表1 无水氟化氢（氢氟酸）泄漏计算参数及计算结果

5 风险评价

根据《船舶污染海洋环境风险评价技术规范》（试行）[4]中操作性事故的风险可接受水平分析方法，确定本项目风险可接受水平。事故危害分类标准本文根据国家安全生产监督管理总局制定的《危险化学品事故灾难应急预案》[5]与天津市制定的《天津海上危险化学品事故应急预案》[7]中危害的程度来确定。

根据风险源项分析内容，本项目泄漏事故的风险概率为50～100年发生一次概率，即风险概率为“小”；危害后果的泄漏量为0.6吨，即危害后果为“较小”。因此风险可接受水平为“低风险”，在按照相关要求配备相应的应急设备，采取相对应的应急措施情况下，本项目泄漏事故的环境风险是可以接受的。

6 风险防范措施

6.1 危险品集装箱运输的基本要求

（1）装运危险货物的基本要求

载运工具既要符合运输安全的基础条件，又必须满足装载危险货物的特殊要求。例如，船舶要符合建造，稳性和抗沉规范等。按照船级社要求的相关规范建造的船舶，能够满足装运货物的基本要求。

（2）危险货物的承运及其装运与积载要求

①装运危险货物的运输工具条件

装运危险货物应采用优质运输工具：应有可靠的电器连接装置或避雷装置；同时应具备相应的设备条件，如防火、救灾的设备。装运爆炸品、易燃气体、易燃液体、易燃固体及遇湿危险物质的运输工具都应符合相应的运输要求。

②危险货物的承运要求

a.具备合格的包装：危险货物的包装应符合相关要求，并得到主管部门的确认，获得“包装适用证书”方可使用。装有危险货物的包装应接受有关检验机关检验合格后，并取得“包装检验证明书”。

b.具有正确的标记、标志及标牌：每个装有危险货物的包件都应标有其内装物的正确运输名称的耐久标记。

c.具有正常完备的托运单：托运人提交的危险货物申报单内必须填写危险货物的正确运输名称、数量、货物的类别及细分类（对第1～4物质和物品还应说明配装类及积载需求）、联合国编号（托运“限量内危险货物”无此要求）以及“国际危规”页码。

6.2 过境集装箱船舶靠泊期间的操作注意事项

（1）码头业主得知过境集装箱船舶靠泊计划时，应第一时间拿到船上无水氟化氢集装箱在船舶上配载图以及数量，并及时给现场装卸人员，让装卸人员在装卸普通货柜时，注意危险箱的位置，避免意外事故的发生。

（2）靠泊期间集控室人员需安排专人24小时跟踪过境集装箱船舶情况，并定期与船上进行联系，事实掌握危险品集装箱在船上的状态，一旦发现泄漏情况，及时向公司值班主任报告，报告时说明事故发生的区域、现场情况、应急措施、报告人姓名等信息。

（3）发生泄漏事故时，应根据实际情况及时疏散厂内员工和厂外人群。紧急撤离建议参考《北美应急响应手册》[6]，撤离距离如表2所示。

表2 无水氟化氢（氢氟酸）泄漏事故疏散距离

6.3 减轻事故后果的对策

为确保应急反应的有序、高效，需制定针对无水氟化氢泄漏的专项应急预案，建立健全应急反应的组织指挥系统。

应急设备和器材是抗御泄漏事故发生后的物质基础，是实施应急预案的基础手段之一，本项目应配备与该项目船舶污染风险相适应的防污应急设备和器材，提高污染防备应急能力。根据本项目特点，主要为应对过境集装箱船舶上无水氟化氢泄漏事故应急，可参考《船舶污染海洋环境风险评价技术规范》（试行）及《危险化学品单位应急救援物资配备要求危化品应急物资配备标准》[7]（GB 30077-2013）来配备应急设备。