Аварийные разливы СГ возможны при разрушении корпуса, грузовых емкостей или трубопроводов. При разливе аммиака опасность создается его токсичностью, а углеводородных газов – взрывоопасностью. Наиболее опасным следствием разлива СГ могут служить пожар или взрыв. Если же ни того, ни другого не произошло, то СГ растекается по корпусным конструкциям, заполняет пустое пространство внутри корпуса (вокруг грузовых емкостей в районе разрушений), стекает на водную поверхность. Поведение СГ при соприкосновении с водой различно. Например, аммиак, благодаря своей хорошей растворимости, быстро рассеивается. Необычному явлению сопутствует стекание в воду большого количества СПГ. Оно сопровождается беспламенным взрывом в виде маленьких хлопков, которые однако не приводят к воспламенению. Предполагается, что эти хлопки вызываются быстрым испарением и расширением тонкого слоя перегретого СПГ на поверхности раздела. Так как отдельные составляющие СПГ имеют каждая свою температуру кипения, хлопки из-за разной интенсивности испарения происходят не одновременно, а последовательными сериями. Лабораторные исследования показали, что при попадании СПГ в воду, загрязненную химическими продуктами, значительно возрастает вероятность возникновения настоящего взрыва. Кроме того, разлив СПГ сопровождается сильным охлаждением окружающей среды в результате испарения, что приводит к образованию ледяных глыб и тумана, простирающегося на большие площади. Облако СПГ может растянуться на 5-12 миль и примерно в середине его возможно воспламенение. Эксперименты, выполненные компанией «Шелл» с выбросом СПГ через специальные сопла, показали, что при интенсивности выброса 1200 м3/ч, ветре с курсовых углов (КУ) 30-60° со скоростью 2,5 м/с обеспечивается полная безопасность для судна.
В отличие от вытекающих нефти и других нефтепродуктов, ликвидировать разливы СГ из грузовых емкостей в большинстве случаев невозможно. Здесь необходимо принять энергичные меры для быстрейшего смыва СГ с палубы и других корпусных конструкций с помощью системы водораспыления с целью предотвращения образования хладохрупких трещин и обеспечения более равномерного прогревания паров СГ, чтобы снизить опасность возникновения пожара при перемещении испарившегося газа.
Аварийные разливы СГ наиболее вероятны при столкновении газовоза с другим судном или береговым объектом и при посадке на мель. Самым опасным является прямой удар в корпус газовоза, наиболее способствующий повреждению грузовых емкостей и разливу СГ. Менее опасен скользящий удар, так как металл грузовых емкостей способен на 20-30% гофрироваться без разрыва и нарушения герметичности. При столкновении объявляется тревога, проверяется наличие людей на борту, определяются размеры повреждения, оценивается плавучесть и остойчивость судна, организуется борьба за живучесть. Благодаря наличию межбарьерного пространства, заполненного ИГ, посадка на мель менее опасна. Однако для снятия с мели иногда принимается решение о целесообразности аварийного сброса груза или части его за борт, что способствует значительному загрязнению окружающей среды.
В «Правилах предотвращения загрязнения моря при перевозке наливом вредных жидких веществ, не являющихся нефтью» перечислено 178 вредных веществ, разделенных на четыре категории по степени опасности для морской среды: «А», «В», «С» и «D» (в порядке убывания опасности). Для каждой категории оговорены свои правила сброса. Например, аммиак относится к категории «В». Опасные вещества этой категории разрешается сбрасывать с судна при скорости хода не менее 7 уз, при этом концентрация сбрасываемого вещества в кильватерной струе не должна превышать 1 ч/млн.
Сброс следует производить на расстоянии не менее 12 миль от берега через отверстия ниже ва-РЭС инии и с учетом расположения мест забора забортной воды. ^Перечень веществ, вредных для здоровья людей или для живых сурсов моря, сброс которых запрещается, и нормы предельно Ропустимой концентрации этих веществ в сбрасываемых смесях» вообще исключают сброс во внутренних морских и территориальных водах России аммиака, бутадиена, бутилена, изобутилена, пропилена в чистом виде и в смесях с водой или другими веществами. В аварийных ситуациях, не позволяющих перекачать куда-либо груз из разрушившейся емкости, когда это необходимо для спасения жизни людей и судна, остаток груза из аварийной емкости сбрасывается за борт с учетом окружающей обстановки. Сброс следует производить через кормовой коллектор, а при его отсутствии – с помощью гибких шлангов, протянутых от грузового коллектора в средней части судна до кормы. Выпуск груза следует осуществлять при максимальной скорости судна и наибольшей производительности насосов с подветренной стороны. Перед этим герметизируются все судовые помещения, отключаются потенциальные источники воспламенения, приводятся в состояние готовности средства пожаротушения, а по радио оповещаются находящиеся поблизости суда и соответствующие власти.
Предупредить аварийный вылив СГ при столкновении или посадке на мель можно конструктивными мероприятиями путем удаления грузовых емкостей на некоторое расстояние от днища и бортов с учетом размеров предполагаемых пробоин. В соответствии с требованиями Правил классификации размеры элементов конструкции корпуса определяются е зависимости от принятого конструктивного типа судна-газовоза, грузовых емкостей и высоты надводного борта. Газовозы, оборудованные грузовыми емкостями со вторичным барьером и предназначенные для перевозки СГ при температуре ниже -10 °с, должны иметь по всей длине грузовой зоны двойное Дно, а газовозы, предназначенные для перевозки СГ при температуре -55 °С и ниже, следует дополнительно снабжать продольными переборками, образующими бортовые цистерны. Места прохода грузовых емкостей через открытую верхнюю палубу обеспечиваются надежными уплотнениями. Согласно Газовому Коду и Правилам Регистра глубина пробоины в борту по всей ее высоте определяется меньшей из величин: 11,5 м и В/5, где В – ширина судна, м. Соответственно длина пробоины берется как меньшая из величин: 14,5 м и L2/3/3, где L – длина судна, м. В днище пробоина рассматривается на протяжении участка, измеряемого от сечения, отстоящего на 0,3L от носового перпендикуляра, до кормовой переборки машинного помещения. Длина пробоины определяется так же, как и для борта. Ширина пробоины принимается по меньшей из величин: В/6 или 10 м. Высоту пробоины измеряют в диаметральной плоскости и определяют как меньшую из величин: В/15 или 2 м от основной плоскости. Размеры пробоины в любой другой части судна выбирают также по меньшей из величин: длину L/10 или 5 м, глубину В/6 или 5 м, высоту В/15 или 2 м.
Исходя из габаритов предполагаемых повреждений, определяются требования к отстоянию грузовых емкостей от наружной обшивки корпуса. Для всех классов газовозов отстояние грузовой емкости от основной плоскости регламентируется меньшей из величин: В/15 или 2 м. От борта в плоскости ватерлинии грузовые емкости должны находиться на расстоянии меньшем из двух величин: В/5 или 11,5 м у Газовозов-1. В любом другом районе это расстояние принимается не менее 760 мм, оно же отделяет грузовые емкости от теоретической линии борта на газовозах других классов. Сборные колодцы для стоков остатков груза на газовозах всех классов, кроме Газовозов, могут иметь заглубление в междудонное пространство на 25% высоты двойного дна, но не более 350 мм.
Проектирование конструкций креплений и опор грузовых емкостей следует выполнять так, чтобы исключалось их смещение под воздействием статических и динамических нагрузок с учетом статического угла крена судна 30° , а также наиболее вероятного максимального результирующего ускорения, определяемого из условия поступательного и вращательного движения судна. Конструкция опор грузовых емкостей должна обеспечивать их прочность при столкновении судов, а конструкции креплений вкладных, и по возможности мембранных и полумембранных грузовых емкостей, исключать воздействие сосредоточенных инерционных сил на их обшивку, возникающих при качке судна. При транспортировке СГ при температуре ниже -10 °С трюмные пространства отделяются вторым дном, а при температуре ниже -55 °С еще и вторыми бортами. Конструкция внутреннего корпуса должна иметь возможность для постоянного визуального освидетельствования хотя бы с одной стороны.
Утечки СГ могут иметь место при небрежном соединении фланцев грузового коллектора и гибких шлангов, использовании некачественных прокладок в соединениях, обрывах и разрывах трубопроводов и гибких шлангов, причиной которых могут быть гидравлический удар, возникающий из-за несогласованности действий операторов на берегу и на судне при пуске перегрузочных насосов и компрессоров, подвижка судна у причала и др. В этом случае необходимо прекратить ведение грузовых операций, объявить тревогу, отсечь источник утечки с помощью запорной арматуры, герметизировать двери и воздухозаборные отверстия в судовых помещениях и отключить внешнюю вентиляцию. Аварийная партия в защитных костюмах приступает к ликвидации аварии и ее последствий. Разлившийся СГ смывается с корпусных конструкций за борт с помощью системы водяного распыления и пожарных стволов системы водяного пожаротушения. Когда весь разлившийся СГ удален с палубы, приступают к ремонту мест утечки.
Рис. 1. Констуктивные мероприятия по предотвращению разливов СГ:
а – Газовоз-1; б – Газовозы-ll и III
При эксплуатации судов-газовозов возможны утечки и из грузовых емкостей через микротрещины. Для предупреждения последствий от таких утечек используется вторичный барьер, служащий временной емкостью для сбора и хранения утечек в течение не менее 15 сут с тем, чтобы не понизить температуру корпусных конструкций под действием СГ. Вторичный барьер должен надежно отвечать своему назначению при углах крена судна-газовоза до 30°. Если температура перевозимого СГ при атмосферном давлении не ниже -10 °С, то вторичный барьер можно не устанавливать.
Последствия аварий газовозов для людей и окружающей среды в десятки раз выше, чем последствия аварии любого другого судна. Даже сравнительно неболышй выброс паров СНГ может оказать удушающее или сильное наркотическое воздействие на людей. В целях безопасности уровень риска при повреждении грузосодержащих конструкций и систем должен быть ниже уровня риска всего судна в целом и составлять, по данным В.В.Зайцева и Ю.Н.Коробанова, 5% от последней. Уровень риска определяют условия транспортировки, уровень безопасности мореплавания, статистические данные о столкновениях судов и посадке на мель, требования классификационных обществ к обеспечению безотказности судовых систем. Согласно зарубежным источникам, вероятность разлива СГ в порту Нью-Йорк за один рейс составляет 1,5 -10 7, а при 50 рейсах в год – 7,5-10’4. Вероятность посадки газовоза на мель в течение одного рейса составляет 2,0-10 7, а смертельные случаи на газовозах происходят с вероятностью 1,0 -10«3 в год.
Транспортировка СГ морем, ведение грузовых операций могут сопровождаться загазованностью судовых помещений, верхней палубы и других конструкций газовоза. Неблагоприятными для загазованности районами на газовозах являются верхняя палуба, купо-лы грузовых емкостей, газоотводные мачты и колонны, выпускные отверстия вытяжной вентиляции компрессорных и насосных отде-ений балластные танки и коффердамы (см.рис. 83). Наиболее опасны аварийные прорывы газов, при которых за относительно малые
межутки вреМени концентрация газа может превысить ПДК или ости гнуть взрывопожароопасных пределов, что имело место при эксплуатации газовозов. Например, в одном из портов Кубы по причине интенсивной утечки аммиака при выгрузке концентрация газа в воздухе достигла столь высоких пределов, что для предупреждения взрывоопасной обстановки вынуждены были обесточить газовоз и остановить работу городской электростанции.
Поступление газа в судовые помещения возможно при срабатывании предохранительных клапанов на куполах грузовых емкостей и газовых трубопроводов, через неплотности соединений и от других источников. В помещения надстроек и рубок газ может поступать через заборные отверстия системы вентиляции при неудачном их расположении. Так, на газовозах типа «Кегумс» наличие повышенной загазованности в штурманской рубке по сравнению с нижерасположенными помещениями обусловлено расположением на одном уровне с выпускным отверстием вентиляционной колонны, что при малых КУ действующего ветра (КУ = 0 – 60°) создает благоприятные условия для проникновения газа в рубку. Вообще направление и скорость набегающего потока воздуха в значительной степени влияют на загазованность поверхности корпуса судна-газовоза и создание так называемых застойных зон, что воздействует на эффективность работы судовой вентиляции и взрывопожаробезопасность.
Подробный анализ влияния различных факторов на загазованность судов типа «Кегумс» выполнен В.К.Коэыревым. В случае применения принудительной вентиляции воздухообмен в судовых помещениях газовоза не зависит от аэродинамики его надводной части, однако расположение заборных отверстий системы вентиляции определяет качество подаваемого в помещения воздуха и взрывопо-жаробезопасную его концентрацию. На газовозах этого типа принудительной вытяжной вентиляцией оборудованы трюмы грузовых цистерн, отделение механизмов, обслуживающих грузовую систему. Отделение приводов грузовых насосов и компрессоров, ПУГО обслуживаются принудительной приточной вентиляцией, создающей подпор воздуха и препятствующей проникновению газов в эти помещения. Забор воздуха для помещений кормовой надстройки осуществляется на шлюпочной палубе в районе рубки, а для помещений носовой части судна – над верхней палубой на баке. Так как при погрузо-разгрузочных операциях двери и иллюминаторы жилых и служебных помещений задраены, их вентиляция осуществляется только принудительным (механическим) путем.
При встречном ветре (КУ = 0°) в носовой части палубы за баком, непосредственно за грузовыми цистернами, за кормовой надстройкой и за кормой газовоза создаются зоны разрежения, а перед фузовыми цистернами в верхней их части и перед кормовой надстройкой образуются области ветрового подпора, что способствует появлению наибольших концентраций газов в помещениях кормовой надстройки при работе системы вентиляции, при попутном направлении ветра (КУ = 180°) картина меняется: разрежение создается перед кормовой надстройкой и перед грузовыми цистернами в нижней их части, а зоны ветрового подпора – за кормовой надстройкой, перед грузовыми цистернами и баком и у носового фальшборта. В этих условиях работа системы вентиляции меньшает загазов&нность кормовых помещений. В обоих случаях направление ветра на загазованность носовых подпалубных помещений сказывается незначительно. Определенное соотношение скоростей газовоза и попутного ветра может создать опасные условия, при которых газовое облако будет длительное время зависать над судном, а концентрация газа возрастать. Боковой ветер (КУ = 90°) создает зоны разрежения с подветренной стороны надстройки и грузовых цистерн и области ветрового подпора с наветренной стороны. В этом случае система вентиляции обеспечивает меньшую загазованность судовых помещений, чем при встречном ветре. Опыт эксплуатации газовозов типа «Кегумс» показал, что минимальная загазованность судовых помещений имеет место при КУ действующего ветра, равных 90-130°. Воздухозаборники систем вентиляции и места выброса отработанного воздуха следует располагать с учетом аэродинамических особенностей судов-газовозов, чтобы обеспечить минимальную возможность проникновения газов с подаваемым по вентиляции воздухом в судовые помещения.
Рис. 2. Обтекание корпуса газовоза воздухом при различных КУ
Возможная загазованность сказывается на здоровье членов экипажа, поэтому срок непрерывного плавания на судах-газовозах ограничен 3,0-3,5 месяцами в год. Например, на газовозах типа «Моссовет» в производственных помещениях концентрация аммиака в течение рейса превышала ПДК в 17,7% замеров, в жилых и служебных помещениях – в 7,3% замеров, в 40% замеров отмечалась нулевая концентрация аммиака, а в остальных случаях выявленные концентрации аммиака находились в границах ПДК. При отравлениях аммиаком рассматривают легкую, среднюю и тяжелую степень. Симптомами отравления являются раздражение глаз и слизистой носа, тошнота, головная боль, удушье, покраснение лица, боль в груди. Большие концентрации паров аммиака вызывают слезотечение, боль в глазах и желудке, рвоту, буйный бред, в первые минуты или часы после отравления аммиаком возможен смертельный исход от сердечной недостаточности, отека легких или гортани. Воздействие паров аммиака приводит иногда к химическому ожогу глаз и верхних дыхательных путей, потере голоса, параличу и глухоте. Непосредственное попадание аммиака на кожу сопровождается ожогами с образованием пузырей. Последствия отравления аммиаком связаны с его концентрацией: например, концентрация аммиака 1 мг/л вызывает лишь легкое раздражение глаз, 0,12 мг/л – кашель, а 0,35-0,70 мг/л может оказаться опасной для жизни.
Как уже указывалось, углеводороды, входящие в состав СГ, при своей малой химической активности проявляют сильное наркотическое действие на человека. Из-за малой растворимости углеводородов в крови они являются опасными лишь при значительных концентрациях в воздушной смеси.
Длительное воздействие углеводородных газов вызывает покраснение, зуд, пятнистую пигменти-зацию кожи, а высокие концентрации газа – удушье.
Отравление углеводородными газами имеет следующие симптомы:
— метаном – учащение пульса, увеличение объема дыхания, ослабление внимания и координации движений, головная боль;
— пропан-бутаном – сужение зрачков, глухота, рвота, замедление пульса до 40-50 ударов в минуту;
— этиленовыми углеводородами – боль и ломота, побледнение пальцев, снижение чувствительности, кратковременная слепота, нарушение памяти и потеря сознания, изменения сосудистой и нервной системы;
— диеновыми углеводородами – шум в ушах, боли в горле и голове, сладкий привкус во рту, рвота, состояние опьянения, учащение пульса, потеря сознания, а при хроническом отравлении – головная боль, головокружение, апатия и бессоница, неврастения, ослабление памяти, сердцебиение, воспаление носоглотки, понижение кровяного давления и др.
Токсичное воздействие СГ резко усиливается, если в качестве примесей в них присутствуют сероводород или другие сернистые соединения, являющиеся сильными нервными ядами, а также окись углерода (кровяной яд).
После отравления пострадавшего следует удалить из вредной атмосферы, освободить от стесняющей одежды, при необходимости сделать искусственное дыхание, дать кислород, при отравлении аммиаком – промыть глаза и пораженные участки кожи водой, а при резких болях – ввести 1-2 капли новокаина. Для оказания первой помощи пострадавшим на борту газовоза необходимо иметь запас следующих медикаментозных средств: кодеин, кофеин, кордиамин, дионин, 1%-ный раствор новокаина, 30%-ный раствор альбуцида, 5%-ный раствор уксусной или соляной кислоты, 0,5-1,0%-ный оа-створ квасцов, вазелиновое или оливковое масло, глютаминовую кислоту или глютамат натрия в таблетках. Запас медикаментов комплектуется исходя из расчета одновременной санитарной обработки не менее 1/3 личного состава газовоза. В грузовом насосном отделении, на ходовом мостике, в машинном помещении и у входа в надстройку необходимо размещать аптечки первой помоги Тв специальных местах – баллоны с запасом медицинского кис-
Л0РпД лностью исключить возможность загазованности судовых по-ий и тем более предусмотреть аварийные ситуации невозмож-Мв пнако знание основных причин газопроявлений, соблюдение Н° °ажем правил перевозки СГ и техники безопасности, инструкций ^технической эксплуатации специальных систем и устройств газовоза умение своевременно и грамотно устранить неисправности позволяет свести к минимуму их вероятность.