最近幾年，廣州海事局安檢站對消防設(shè)備檢驗機構(gòu)進行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，船上二氧化碳間CO2泄漏問題嚴重，鋼瓶內(nèi)不足45公斤CO2滅火劑的案例普遍存在，更為嚴重的是不少船上二氧化碳間有不等瓶數(shù)的CO2已經(jīng)全部泄漏(10年度水壓試驗時為空瓶);

　　為消除船上二氧化碳間CO2泄漏的嚴重安全隱患，廣州海事局安檢站安檢站群策群力對現(xiàn)有防泄漏方法進行梳理，找出現(xiàn)有防CO2泄漏方法的問題所在，同時，站內(nèi)PSCO們給出了更加科學、操作更簡便、更適用的防CO2泄漏措施，以供業(yè)界參考。

　　概念

　　‌臨界溫度‌：二氧化碳的臨界溫度為31.2℃左右。當溫度高于31.2℃時，無論壓力多大，二氧化碳都不會液化;當溫度低于31.2℃時，液化壓力隨溫度降低而降低‌。壓力和溫度的關(guān)系：氣體在密閉的容器內(nèi)，當容器體積不變時，容器內(nèi)氣體的壓力隨著溫度升高而增大。

　　常見的二氧化碳有氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)等三種相態(tài)。在這三種狀態(tài)之外，二氧化碳還存在超臨界狀態(tài)。

　　超臨界狀態(tài)指物質(zhì)的溫度和壓力高于臨界點后，氣體、液體的分界面消失，呈現(xiàn)出均勻流體的狀態(tài)。

　　超臨界狀態(tài)時，物質(zhì)兼有液體和氣體的雙重特性，密度接近于液體，黏度和擴散系數(shù)接近于氣體，滲透性好，這種狀態(tài)的流體稱為超臨界流體。一般認為超臨界流體是一種特殊的稠密氣體。

　　飽和蒸氣壓：是指在一定的溫度下，若容器中只有某種液體和它的蒸氣，達到動態(tài)平衡(即液體氣化的量與蒸氣液化的量相同)時氣體的壓力。

　　二氧化碳間CO2泄漏的原因

　　1、鋼瓶的瓶頭閥問題

　　有些鋼瓶的瓶頭閥在出廠時就存在問題，其閥芯不夠氣密、閥芯不能抵御一定的壓力、瓶頭閥沒有安裝好，該類瓶頭閥絕大多數(shù)的問題在10年或20年后才被發(fā)現(xiàn)，通常是檢驗機構(gòu)做水壓試驗時發(fā)現(xiàn)鋼瓶已是空瓶;有些檢驗機構(gòu)做2年度稱重檢驗時也會發(fā)現(xiàn)部分空瓶，許多CO2重量嚴重不足的問題都是在檢驗機構(gòu)做2年度稱重檢驗時發(fā)現(xiàn)。

　　2、環(huán)境溫度問題

　　鋼瓶做水壓試驗時，一些檢驗機構(gòu)試驗場的水池溫度一般情況不會超過38度，有的試驗場的水池溫度甚至不會超過31度，也就是CO2的‌臨界溫度，充滿CO2的鋼瓶在水池里不會冒出氣泡。但充滿CO2的鋼瓶在船上CO2間受環(huán)境溫度影響較大，特別是夏季在中東和紅海區(qū)域，CO2間的溫度可達到50幾度，環(huán)境溫度嚴重超過CO2的‌臨界溫度，鋼瓶內(nèi)的壓力增大，鋼瓶內(nèi)上部出現(xiàn)高壓的CO2氣體，其壓力大大超過在試驗場水池中的壓力，瓶頭閥的閥芯稍有質(zhì)量問題，都會發(fā)生CO2泄漏情況;泄漏較嚴重時，收集管上會有水珠，甚至會結(jié)霜;少量泄漏時，瓶頭閥與軟管連接處會有溫度變化;收集管上有水珠、結(jié)霜、瓶頭閥與軟管連接處有溫度變化現(xiàn)象，為我們研究監(jiān)控CO2泄漏提供寶貴的實踐和理論依據(jù)。

　　操作問題

　　CO2鋼瓶要做2年度的稱重試驗和10年度的水壓試驗，一般情況，CO2鋼瓶有130公斤左右，將CO2鋼瓶拆卸和復位工作，既是體力活，也是技術(shù)活，CO2鋼瓶做完稱重和水壓試驗后，技術(shù)人員的責任心和業(yè)務(wù)水平也是導致CO2泄漏的一個重要因素。技術(shù)人員在拆卸和復位CO2鋼瓶時，肯定要用工具觸碰鋼瓶的瓶頭閥，觸碰瓶頭閥的力度太大，肯定會影響瓶頭閥氣密性和抗壓性，CO2鋼瓶稱重2年后做水壓試驗或再做稱重試驗，發(fā)現(xiàn)鋼瓶已是空瓶，進一步說明，拆卸和復位CO2鋼瓶操作，也是CO2泄漏的一個重要因素。

　　對現(xiàn)有監(jiān)控CO2泄漏方法的研究

　　1、稱重法

　　(1)稱重步驟

　?、訇P(guān)閉釋放總閥。

　?、诓鸪邏很浌芎鸵龑繗夤?，拆除固定卡環(huán)。

　?、鄯Q出CO2鋼瓶的總重，減去CO2瓶體的重量，就可以得出 CO2的重量。

　?、苡涗洈?shù)據(jù)，做出報告。

　　(2)船員實施稱重操作需貼近實際

　?、貱O2鋼瓶稱重法需要多名專業(yè)人員協(xié)助操作，船員沒有經(jīng)過專業(yè)培訓就實施稱重CO2鋼瓶，不符合公約和法規(guī)要求。

　?、跒閼?yīng)付檢查，船上CO2間配備的稱重設(shè)備五花八門，有些稱重設(shè)備船員不會使用，有些稱重設(shè)備沒有檢驗合格證書，有些稱重設(shè)備已銹漬斑斑誤差極大，有些稱重設(shè)備配件丟失等等。

　　③根據(jù)最近幾年調(diào)研1002艘船舶發(fā)現(xiàn)，幾乎沒有船東和船長讓船員拆除CO2間的高壓軟管、引導瓶氣管、固定卡環(huán)進行稱重操作，不少船東和船長對稱重要求甚至有抗拒情緒，有些船東還強烈建議廣州海事局安檢站立項刪除法規(guī)內(nèi)的稱重條款。

　　(3)船員防稱重造假才是重點

　　鋼瓶稱重每2年一次，有些船舶的CO2鋼瓶在前8年的4次稱重均無問題，在第10年的水壓試驗就發(fā)現(xiàn)了問題，有些CO2鋼瓶已變成了空瓶，這種情況不排除第4次稱重時的操作失誤，更有可能情況就是，有些CO2鋼瓶在前4次稱重時都被漏稱重了，深究這種漏稱重的原因，應(yīng)該與航運業(yè)低迷、船東不愿意花高價檢驗、檢驗市場競爭激烈，還有就是船期緊、檢驗機構(gòu)偷工減料現(xiàn)在也存在可能性。為消除固定CO2滅火系統(tǒng)的安全隱患，杜絕漏稱重的方法如下：

　?、贆z驗機構(gòu)技術(shù)人員在船稱重時，船長要安排船員全程“觀摩”，讓檢驗人員無法漏稱重。

　?、谝郧暗姆Q重報告不應(yīng)交給檢驗人員，防止檢驗人員漏稱重時“抄襲”原來的檢驗結(jié)果。

　?、勖看畏Q重由不同的檢驗機構(gòu)進行，因為檢驗機構(gòu)對CO2鋼瓶稱重報告有存檔，防止漏稱重時復制原來的報告。

　?、茏钪匾囊稽c，每次稱重后，涂掉鋼瓶原來的編號，用馬克筆或油漆將所有鋼瓶從新編號。

　　

　　圖1 將CO2鋼瓶編號，稱重試驗后從新編號，也可以避免稱重作假

　　

　　圖2 以前的稱重報告和水壓試驗報告絕對不能給檢驗機構(gòu)，避免抄襲數(shù)據(jù)

　　2、液位探測法

　　(1)公約和法規(guī)對液位探測法還沒有強制要求，船員對該方法還停留在“概念”階段，當鋼瓶內(nèi)CO2處在超臨界狀態(tài)時，為稠密氣體狀態(tài)，液位探測法無法判斷正確液位。

　　(2)技術(shù)要求較高‌：操作和維護需要一定的專業(yè)知識，不適合非專業(yè)人員使用，在沒有公約和法規(guī)的要求下，而且非常昂貴，一些船東不愿配備。

　　(3)操作不便捷。

　　(4)精度受環(huán)境溫度影響較大。

　　(5)精度受環(huán)境的磁場影響較大。

　　3、敲擊法

　　敲擊法就是用榔頭敲擊CO2鋼瓶的不同位置，根據(jù)敲擊不同位置發(fā)出的聲音來判別CO2在鋼瓶內(nèi)的位置，敲擊法是實踐經(jīng)驗，沒有理論依據(jù)，該方法要經(jīng)過“千錘百煉”才能入門，目前業(yè)界能掌握此方法的人鳳毛麟角，況且，該方法也不是萬能的，當鋼瓶內(nèi)CO2為稠密氣體狀態(tài)時，或CO2間環(huán)境溫度超過32度時，敲擊法誤差極大。

　　4、現(xiàn)有監(jiān)控CO2泄漏方法的共同缺點

　　現(xiàn)有監(jiān)控CO2泄漏方法(稱重法、液位探測法、敲擊法)都有一個共同的缺點就是滯后性，鋼瓶內(nèi)CO2泄漏完或部分泄漏后才能發(fā)現(xiàn)，實踐證明，二氧化碳間鋼瓶內(nèi)CO2快速泄漏的現(xiàn)象極少，慢速泄漏的情況普遍存在，現(xiàn)有監(jiān)控CO2泄漏方法不能對鋼瓶內(nèi)的CO2泄漏過程進行實時監(jiān)控。

　　已研究出新的監(jiān)控泄漏方法

　　1、目測法

　　(1)收集管上結(jié)霜

　　假如發(fā)現(xiàn)CO2間某收集管上結(jié)霜，說明該組CO2鋼瓶有嚴重泄漏問題。

　　(2)收集管上有水珠

　　假如發(fā)現(xiàn)CO2間某收集管上有水珠，說明該組CO2鋼瓶有少量泄漏問題。

　　2、溫度差別法

　　(1)監(jiān)控目標

　　溫度差別法監(jiān)控目標為CO2鋼瓶極少量泄漏情況。

　　(2)原理

　　CO2鋼瓶極少量泄漏時，低溫的CO2氣體由瓶頭閥通過軟管去到收集管，由于是極少量CO2，它吸收的熱量不至于讓收集管急劇降溫到0度以下，所以收集管上不會結(jié)霜，也不會有水珠，但是，瓶頭閥與軟管的連接處會有溫度的變化，該處的溫度變化至少2度以上。

　　(3)試驗船舶數(shù)量和準確率

　　溫度差別法試驗船舶數(shù)量已經(jīng)達到350艘次，測量鋼瓶數(shù)量超過45000瓶，準確率高達100%。

　　(4)使用方法

　　使用紅外線測溫儀測溫，溫度量程(-30度-300度)，量程可以選擇，該測溫儀與醫(yī)用電子槍測溫儀一樣，快捷簡單，具體操作如下：

　?、賹y溫儀對準并接觸瓶頭閥與軟管的連接處進行測溫，讀取溫度;

　　②將測溫儀對準并接觸附近的收集管或鋼結(jié)構(gòu)測溫，讀取溫度;

　?、垡陨蟽商幍臏囟炔钤?.5度之內(nèi)，都是正常，說明沒有CO2泄漏，假如，在極短的時間內(nèi)，以上兩處的溫度差超過2度，瓶頭閥與軟管連接處的溫度比附近收集管或鋼結(jié)構(gòu)的溫度低2度以上，說明該瓶頭閥有極少量的漏氣現(xiàn)象;在極短的時間內(nèi)，相鄰瓶頭閥之間的溫度差超過2度或2度以上，說明溫度較低的瓶頭閥有漏氣的可能性。

　　

　　圖3 測量瓶頭閥與軟管連接處的溫度

　　

　　圖4 測鋼瓶外殼的溫度

　　(5)不需要考慮設(shè)備和環(huán)境誤差

　　在極短的時間內(nèi)，短距離的兩處之間，環(huán)境溫度影響一樣，可以不計;同理，測量設(shè)備對兩處都是同樣的誤差，不影響兩處的溫度差;

　　(6)時間引起的誤差

　　所謂時間引起的誤差就是在剛開始測的時候與中期和后期測量的時候，測量同樣的部位會出現(xiàn)溫度差超過2度的現(xiàn)象，時間引起的誤差在極端天氣下容易出現(xiàn)，比如，對某輪CO2間所有鋼瓶的瓶頭閥和附近的收集管進行測量，耗時要1個小時，1個小時內(nèi)，CO2間環(huán)境溫度變化較大是正常現(xiàn)象，溫度差法是在極短的時間內(nèi)，在極短的距離內(nèi)進行測量和比較，不需要考慮時間引起的誤差;舉例說明，測量第一個瓶頭閥的溫度為24.5度，測量該瓶頭閥附近收集管的溫度為24.8度，正常;測量第201個瓶頭閥的溫度為26.6度，測量該瓶頭閥附近收集管的溫度為26.9度，同樣為正常。

　　(7)試驗數(shù)據(jù)有待完善

　　環(huán)境溫度在零下30度以下的試驗數(shù)據(jù)還沒有還沒有采集，在零下30度以下的港口，測量時最好讓CO2間的溫度保持在零下30度以上。

　　(8)測量周期

　　測量周期最好每周一次，每次測量做好記錄，對溫度變化異常的瓶頭閥要倍加關(guān)注，并及時申請專業(yè)人員稱重檢驗;所謂溫度變化異常，就是環(huán)境溫度變化較大，大多數(shù)瓶頭閥的溫度隨著環(huán)境溫度變化而變化，某個瓶頭閥的溫度變化不明顯的情況，舉例說明，環(huán)境溫度由25度變成32度，大多數(shù)瓶頭閥的溫度24.6度左右變成29.5度左右，而某瓶頭閥的溫度還是在25度左右徘徊，或者某瓶頭閥的溫度低于27.5度。

　　2年一次的稱重法，船員在日常檢查中無法實時發(fā)現(xiàn)其中的安全隱患，溫度差法每周都測量和關(guān)注，相當于對CO2進行實時監(jiān)控，稍有溫度變化不正常的蛛絲馬跡都能發(fā)現(xiàn)其中的奧秘，及時消除安全隱患。

　　(9)瓶頭閥溫度比環(huán)境溫度低的原因

　　通常情況，瓶頭閥的溫度比環(huán)境溫度低零點幾度是正?，F(xiàn)象，鋼瓶內(nèi)CO2溫度極低，當環(huán)境溫度超過32度時，鋼瓶內(nèi)上部是低溫高壓的CO2氣體，由于瓶頭閥的傳導作用，導致瓶頭閥的溫度比環(huán)境溫度低，當然，在北極和南極零下30度以下的環(huán)境情況，就另當別論了。

　　(10)設(shè)備為紅外線測溫儀，價格極其便宜，單價100元人民幣以內(nèi)，操作及其簡單。

　　(11)已經(jīng)推廣

　　該方法已經(jīng)被相關(guān)航運公司認可，并在船上推廣，建議更多的船舶嘗試。

　　探究更新防泄漏措施

　　1、溫度傳感監(jiān)控法

　　溫度傳感監(jiān)控法就是在每個瓶頭閥與軟管連接處加裝一個溫度感應(yīng)器，每一組收集管也安裝一個溫度感應(yīng)器，在CO2間也加裝一個溫度感應(yīng)器，溫度顯示終端設(shè)置在駕駛臺和餐廳，當瓶頭閥與軟管連接處的溫度比該組收集管或環(huán)境的溫度低2度或2度以上就發(fā)出視覺和聽覺報警;

　　優(yōu)點：實時準確監(jiān)控，減少人為操作。

　　缺點：配件較多，會增加一定的成本。

　　2、CO2濃度傳感監(jiān)控法

　　CO2濃度傳感監(jiān)控法就是在每一組CO2的收集管末端(靠近CO2總管端)內(nèi)安裝一個CO2濃度感應(yīng)器，顯示終端設(shè)置在駕駛臺和船員餐廳，當收集管內(nèi)CO2濃度達到一定值時(比如5%)，顯示終端會發(fā)出聲光報警。

　　優(yōu)點：更直觀，更準確，能及時消除CO2泄漏的安全隱患。

　　缺點：價格昂貴。

　　建議

　　1、重新評估稱重法，是否可以用更先進、更準確、更快捷的測量方法取代稱重法。

　　2、群策群力探究防CO2泄漏措施，CO2濃度傳感監(jiān)控法不失為一個先進防CO2泄漏方法。

　　3、國內(nèi)有實力的航運企業(yè)在新造船時，可以配備CO2濃度傳感監(jiān)控設(shè)備，以增加實證數(shù)據(jù)，增強我國在IMO的影響力。