装卸臂紧急脱离装置的必要性及技术要求

装卸臂紧急脱离装置的必要性及技术要求【摘要】本文简要介绍装卸臂及紧急脱离装置的结构和工作原理，分别从安全需要、实例说明、规范引文等方面阐述了装卸臂使用紧急脱离装置的必要性，并对紧急脱离装置的通用技术及改善方向与使用前景进行了叙述。【关键词】装卸臂 紧急脱离装置 必要性 技术要求装有液化气、油品以及有毒有害的化工品介质的货轮在装卸时通常使用船用装卸臂来完成。紧急脱离装置是装卸臂上的安全装置，它的现代化程度及安全性对于码头、船舶和作业人员的安全事关重大。紧急脱离装置具有手动自动等操作功能，结构精巧，可靠性高，制造成本低等优点。1 装卸臂的结构与工作原理船用装卸臂的结构如下图1所示：船用装卸臂通过快速连接器、岸端连接法兰分别于货轮和储罐工艺管线连接实现介质传输的目的。为了满足货轮在水中升沉、漂移的不固定状态，整台装卸臂合理的运用了六个旋转结构，使装卸臂自身的工艺管线可以与货轮随动。从而满足船岸连接使达到介质装卸的任务。2 紧急脱离装置的结构与工作原理当达到脱离条件，控制系统自动或手动触发脱离信号，控制电磁换向阀实现液压驱动装置的油路通断、换向，从而驱动上下两个工艺阀门的关闭，以及驱动夹紧机构的打开，使上下阀体分开，货轮与装卸臂快速分离。复位时，将上下阀体正确对接，还原夹紧机构，打开两个工艺阀门，复原相应连锁机制。3 装卸臂使用紧急脱离装置的必要性3.1 危险环境中必备的安全措施（1）介质储运管道发生介质泄露，需要立即中断船岸管线连接；（2）靠泊货轮发生失火、泄露等危险时需要立即中断船岸管线连接；（3）码头泊位发生失火、泄露等危险时需要立即中断船岸管线连接；（4）因风浪或是缆绳断裂等不可测原因造成货轮飘移出装卸臂的设计包络范围时需要立即中断船岸管线连接。为了能及时切断危险的蔓延，缩小损失，或是保护装卸臂本身的需要，应在装卸臂上安装紧急脱离装置。以实现靠泊货轮与码头泊位的迅速脱离。2005年7月20日靠泊xx港62#泊位的“普罗旺斯”号油轮是由于缆绳的断裂造成油轮漂移出作业区，将与其对接的27Z2、27Z3、 27Z4三台装卸臂拉坏，造成直接经济损失约五千多万元人民币。如果这三台装卸臂安装了紧急脱离装置就可以完全避免如此恶劣的安全事故。3.2 国内与装卸臂相关的规范中也对紧急脱离装置的使用做出了规定说明（1）GB/T 15626-1999散装液体化工产品港口装卸技术要求中明确规定，输油臂宜具备与船舶的紧急脱离装置，以备异常情况时船舶尽快逃离码头。（2）HG/T 21608-2012装卸臂规范中的第4.7.1条，明确规定输送原油、轻油、液化烃、可燃液体、腐蚀性液体介质、有毒液体介质或低温液体介质的液体装卸臂，应配备液压操纵的紧急脱离系统。（3）JTS165-8-2007石油化工码头装卸工艺设计规范中的第6.1.6条，明确规定装卸甲A类和极度危害物料装卸臂前应设置紧急脱离装置。（4）SYT5298-2002港口装卸用输油臂中的第4.1.2条，明确规定输油臂接船端应具有快速连接和快速脱离装置4 紧急脱离装置的通用技术要求在对设计制造积累的经验和长时间使用过程中反馈问题的研究，以及对国内外相关规范的学习，总结出紧急脱离系统的一些通用技术要求如下4.1 结构要求（2）紧急脱离系统的强度应根据内部设计压力和由最苛刻的装卸臂姿态及外部轴向载荷、弯曲扭矩和剪切载荷在紧急脱离接头处的组合载荷确定的最大设计载荷决定。紧急脱离系统在两倍的设计载荷下不应产生泄漏、变形及失效。（3）紧急脱离装置宜安装在三维接头的垂直管段。减少脱离后装卸臂外臂与货轮上设备钩挂的可能。（4）紧急脱离接头应有正确对接的机械确认标识。（5）紧急脱离接头应含有一根或多根机械安全销钉以提供意外启动时的防护。（6）紧急脱离系统与油轮联接的部件在紧急脱离后在集油管旋转接头处应设有一个挡块以防止因过度旋转而引起与甲板的碰撞。4.2 控制要求（1）紧急脱离装置应由下列途径启动：当装卸臂到达规定的报警位置时自动启动。即在装卸臂包络范围的脱离区域。在中央控制台由手动按钮操作启动。按钮应设有误操作防护功能。在供电中断的情况下，中央控制台具有UPS系统可以满足手动按钮操作启；或是可以手动直接操作电磁换向阀以启动紧急脱离装置但应设有防意外手动操作电磁换向阀以启动紧急脱离系统的防护措施。按业主的要求在其它地点设置手动按钮操作启动，按钮具备误操作防护功能。第三方报警信号触发启动，例如火灾二级报警信号；但必须设定触发延迟时间或设定确认按钮。（2）紧急脱离装置应不能在装卸臂的收拢状态或对位操作过程中启动。同样不能在日常维护的维修放置位置启动。然而应能够定期在维修位置对紧急脱离系统进行试验。（3）在工艺阀门完全关闭以前不能进行紧急脱离接头动作；紧急脱离接头脱离后不能进行工艺阀门打开动作。（4）在紧急脱离接头分离时，装卸臂外臂应抬起约2米的位置并制动，平均速度为0.15m/s；随后系统处于驱动状态。（5）紧急脱离接头应尽可能快速开启。在正常情况下夹紧式接头可瞬间开启。建议的开启时间为1秒钟，并且所有部件应在2秒钟内完全释放并远离连接的管端。上述时间要求主要根据货轮漂移的速度和装卸臂包络范围中规定的脱离距离决定的。（6）液压系统需需设置双机双泵系统，一用一备（在线备用）。（7）在发生紧急情况时，液压泵站应能自动启动，且应在第一级预警时启动；在液压泵站失效不能启动的情况下，蓄能器应能够作为后备能源。（8）当多台装卸臂同时作业时，应为每台装卸臂的紧急脱离系统提供一个专用的蓄能器，它将提供存贮的液压能量允许在液压泵无法正常工作的情况下由仍可以启动紧急脱离系统。蓄能器应提供压力值检测和低压声光报警功能。（9）紧急脱离装置的液压驱动装置具有独立的液压控制回路。4.3 性能要求（1）在任何作业条件下紧急脱离系统应允许在装卸臂设计的脱离位置确实、安全地依次完成关闭紧急脱离系统的两个工艺阀门和打开并释放紧急脱离接头，最终将装卸臂与油轮分离。（2）在液压系统渗漏，失效以及断电的情况下，无脱离触发依然保持机械连接状态。（3）在两个工艺阀门之间的容积应最小以限制脱离后的泄漏量。（4）在任何作业条件下紧急脱离系统的连接处均应保持密封。（5）设计压力应与相配套的装卸臂的设计压力相同。（6）在任何作业条件下紧急脱离接头应能够被从船上或是装卸臂上拆下或装上。4.4 技术参数紧急脱离装置的技术参数与相配套的装卸臂技术参数基本相同见表1：5 结束语国内有一部分装卸臂的厂家具备了紧急脱离装置的设计制造的能力，但是还有很多方面还有待改善，紧急脱离装置的可靠性、稳定性；紧急脱离装置系统与装卸臂控制系统的连锁；脱离后工艺管线的综合保护措施；卸料泵的同步切断；装卸臂的复位；物料的及时排空等各个方面。希望上述通过使用实践得出的一些通用技术要求可以对推动紧急脱离装置改善起到一定积极作用。我国的经济日益发展，对液化气、油品、化工品的消费急剧增长，各类储运码头也相应增多，进一步提高码头技术安全的需求增大，这也为紧急脱离装置提供了广阔的用武之地。