Chief Officer Competence Assessment – Kodeks IGC #2

Witaj w kolejnym wpisie (ESD) omawiającym zasób wiedzy starszego oficera na statkach typu LNG. Wiedza ta ważna jest nie tylko dla aspirujących starszych oficerów ale także dla reszty oficerów, którzy powinni taką wiedzę posiadać również. Jeżeli nie czytałeś poprzedniego wpisu to serdecznie zapraszam tutaj. A dzisiaj poszerzymy naszą wiedzę o kolejne elementy kodeksu IGC.

Z artykułu dowiesz się o:

• Czym jest zawór ESD i czym jest typ fail-close.
• A raczej przypomnisz sobie podstawowe informacje o zbiornikach.
• Najważniejszych rozdziałach kodeksu IGC.

System awaryjnego wyłączania operacji – Emergency Shut Down System (ESD)

Kodeks IGC nie wyjaśnia metody aktywacji ESD po stronie terminala, jednak zaleca się zainstalowanie połączonego systemu, aby aktywacja ESD na statku była przesyłana na terminal i odwrotnie. I tak też w praktyce jest.

SIGGTO zdefiniowało dwa określenia ESD jako ESD-1 i ESD-2.

• ESD-1: awaryjne wyłączenie transferu ładunku.
• ESD-2: awaryjne wyłączenie operacji transferu (ESD-1) i odłączenie ramion ładunkowych po zamknięciu obu zaworów izolacyjnych ERS. Zadaniem drugiego stopnia jest ochrona ramienia transferowego i manifoldu statku.

System awaryjnego wyłączania operacji (ESD) jest wymogiem Kodeksu IMO dla przewozu gazów skroplonych luzem i jest zaleceniem SIGTTO.
Wszyscy członkowie załogi muszą znać lokalizacje oraz metody aktywacji i testowania ESD na statku. Ten Awaryjny System jest systemem szybkiego zamykania, który może być aktywowany automatycznie lub ręcznie. Zamknie on wszystkie zawory pokładowe i wyłączy wszystkie urządzenia służące do obsługi ładunku (które są określone w automatyce).

Zawór ESD to zawór wyposażony w siłownik ze sprężyną powrotną typu fail-close, umożliwiający zamknięcie zaworu przez sprężynę siłownika po zwolnieniu sygnału ciśnienia w siłowniku. Zawory ESD są to zwykle zawory kulowe, ale mogą być również przesuwne zasuwy trzpienia lub innych typów, choć są mniej powszechne.

Zadaniem systemu awaryjnego odcięcia (ESD) jest zatrzymanie przepływu cieczy i par ładunku w przypadku awarii oraz doprowadzenie systemu obsługi ładunku do bezpiecznego stanu statycznego. Gazowiec powinien być wyposażony w alarm wysokiego poziomu (LAH) i zabezpieczenie przed przepełnieniem, każdy system niezależny od drugiego.

ESD zostanie zainicjowany przez jedną z następujących czynności:

• Ręczne uruchomienie za pomocą przycisków ESD
• Wyłączenie zasilania statku
• Aktywacja z terminala ich systemu ESD
• Pożar w pobliżu zbiornika, manifoldu lub przy kompresorach (stopienie się krańcówki topikowej systemu powietrza)
• Alarm wysokiego poziomu (95% LAH) musi być niezależny dla każdego zbiornika. Alarm wysokiego poziomu jest zwykle ustawiony na poziomie, który ostrzeże operatora 15-20 minut
• przed osiągnięciem docelowego poziomu zapełnienia zbiornika. Na statku o normalnym stopniu napełnienia 98%, alarm zostanie ustawiony na poziomie około 95% objętości zbiornika.
• Niskie ciśnienie w zbiorniku (0,01)
• Ciśnienie różnicowe w przestrzeni między ładunkowej
• Niskie ciśnienie hydrauliczne zaworów ładunkowych
• Niskie ciśnienie powietrza sterującego
• Uwolnienie systemu gaśniczego

Rozpoczęcie ESD spowoduje następujące działania:

• Zamknięcie wszystkich zaworów ładunkowych na manifoldzie
• Wszystkie kompresory zostaną zatrzymane
• Wszystkie pompy na statku zostaną zatrzymane
• Wszystkie pompy na terminalu zostaną wyłączone
• Zamknięcie głównego zaworu dostarczania gazu do maszynowni
• Zadziała generator gazu obojętnego

System ESD minimalizuje potencjalne zagrożenia podczas transferu gazów skroplonych pomiędzy statkiem a instalacjami załadunkowymi i rozładunkowymi na lądzie. Zapewnia on szybki i bezpieczny sposób zatrzymania transferu ładunku oraz kontrolowanego odizolowania systemów ładunkowych statku i nabrzeża, ręcznie lub automatycznie, w przypadku wystąpienia warunków awarii, które wpływają na zdolność operatora do bezpiecznego sterowania transferem ładunku. Większość terminali posiada obecnie drugi poziom ochrony zapewniający szybkie odłączenie ramion ładunkowych od statku.

System ESD statku jest aktywny przez cały czas, zarówno na morzu jak i w porcie. Na morzu wszystkie zawory na manifoldzie i zawory zbiorników są utrzymywane w pozycji zamkniętej, a pompy ładunkowe są utrzymywane w pozycji wyłączonej. Sprężarki ładunkowe mogą pracować w normalny sposób, ale zostaną zatrzymane w przypadku zainicjowania ESD.

Ręczne przyciski wyłączania awaryjnego są rozmieszczone w strategiczny sposób na całym statku, w miejscach takich jak sterówka, CCR, ECR, Bridge, Fire Control Station, a także koło zbiorników.

Automatyczne wyłączenie w przypadku pożaru jest inicjowane przez korki topikowe, które są zazwyczaj umieszczone przy każdej kopule zbiornika, platformie manifoldu oraz w pomieszczeniach sprężarek ładunkowych i silników elektrycznych.

ESD2 jest zwykle inicjowane przez terminal i skutkuje wszystkimi działaniami jak w przypadku ESD1, plus zainicjowanie odłączenie ramienia przeładunkowego od statku. ESD2 może być inicjowane ręcznie, np. w przypadku awarii terminalu, lub automatycznie, np. gdy statek porusza się zbyt daleko od granicznych wartości wychyłu ramienia.

Automatyczne odłączenie ramion brzegowych może być gwałtowną i potencjalnie niebezpieczną operacją, dlatego ważne jest, aby personel znajdujący się przy manifoldzie został ostrzeżony o konieczności opuszczenia tego obszaru przed aktywacją ESD2.

Każdy statek musi posiadać procedury sprawdzania działania systemów ESD, które należy przetestować przed przybyciem do portu, a także bezpośrednio przed rozpoczęciem operacji ładunkowych.

Blokowanie i obejście awaryjnego wyłączenia (ESD)

System ESD będzie posiadał funkcję aktywacji “blokady” lub “obejścia (override)”. W ramach normalnych procedur eksploatacyjnych statku system ESD będzie w pełni aktywny.

Stan “At Sea” wybiera się przed odłączeniem połączenia z lądem po zakończeniu operacji ładunkowych. Stan “At sea” ma następujące skutki:

• Odizolowanie połączenia z lądem od logiki ESD
• Blokuje pompy ładunkowe – stan WYŁĄCZONY
• Ustawia zawory crossover w pozycji ZAMKNIĘTEJ
• Ustawia zawory zbiornika ładunkowego w pozycji ZAMKNIĘTEJ.

Przed rozpoczęciem jakichkolwiek operacji związanych z ładunkiem w porcie stan “At Sea” musi zostać przełączony do pozycji “In Port”, aby umożliwić pełną aktywność systemu ESD.

Po każdym awaryjnym wyłączeniu systemu ładunkowego może być konieczne “przesterowanie” systemu. Przed przełączeniem systemu w stan “Override/Inhibit” należy ustalić przyczynę wyłączenia. Funkcja “Override/Inhibit” powinna być używana tylko wtedy, gdy jest to absolutnie konieczne, aby umożliwić wyjście z sytuacji awaryjnej. Natychmiast po naprawieniu stanu awaryjnego należy przywrócić ESD do stanu normalnego i wyłączyć funkcję “Override/Inhibit”.

Przed wyłączeniem ESD kapitan powinien być w pełni poinformowany o sytuacji i powinien wyrazić zgodę na włączenie funkcji “Override/Inhibit”.

Należy zauważyć, że w każdym przypadku, gdy ESD nie jest w normalnym stanie operacyjnym, jakakolwiek sytuacja awaryjna związana z ładunkiem na statku lub terminalu nie spowoduje aktywacji ESD i nie nastąpi całkowite wyłączenie systemu ładunkowego.

Testy ESD

Statki LNG i LPG muszą przeprowadzać testy systemu ESD na 48 godzin przed przybyciem do dowolnego portu załadunku lub rozładunku. Dodatkowo w przypadku przedłużonego rejsu, system ESD powinien być ponownie przetestowany w odstępach nie dłuższych niż 30 dni od poprzedniego testu.

Testy te muszą obejmować, ale nie ograniczać się do:

• Test systemu awaryjnego wyłączania, w tym wszystkich przycisków i wyzwalaczy (Mogą one być testowane rotacyjnie).
• Uruchomienie wszystkich zaworów ładunkowych i balastowych.
• Sprawdzenie czasu zamknięcia zaworów na manifoldzie.
• Sprawdzenie parametrów roboczych generatorów azotu i ciśnienia w przestrzeni między-ładunkowej.
• Wykrywanie wody w przestrzeni miedzy-łądunkowej.

Pomyślne zakończenie tych testów musi być odnotowane w dzienniku pokładowym.
Przed operacjami załadunku/wyładunku w porcie, dodatkowe testy ESD typu cold-stroke zostaną przeprowadzone w ramach listy kontrolnej przed głównym transferem ze statku na brzeg. Cold-stroke wykonuje się po schłodzeniu linii LNG (-155 stopni przynajmniej)

Ship Shore Link (SSL)

Łącze statek/brzeg (Ship Shore Link) służy do bezzwłocznego przekazywania sygnału od jednej strony do drugiej, tzn. statek do brzegu lub odwrotnie w celu wyzwolenia ESD.

Istnieje kilka technologii połączeń statek/ląd:

• Elektryczne
• Światłowodowa
• Telemetria radiowa
• Pneumatyczna. Pierwsza generacja systemu SSL wykorzystywała tę technologię. W wielu terminalach jest ona wykorzystywana jako zapasowy sygnał wyłączenia.

Systemy zabezpieczające ładunek w gazowcach

Dwa artykuły temu omawiałem rodzaje zbiorników ładunkowych na statkach LNG, także zainteresowanych głębszą analizą zapraszam tam, a tutaj omówimy tylko najważniejsze elementy zbiorników.

Kodeks IGC kategoryzuje zbiorniki ładunkowe na pięć głównych typów; zbiorniki integralne, zbiorniki membranowe, zbiorniki półmembranowe, zbiorniki niezależne i zbiorniki z izolacją wewnętrzną. Ponadto zbiorniki niezależne obejmują dalsze trzy podkategorie zbiorników określane jako typ A, typ B i typ C, natomiast zbiorniki z izolacją wewnętrzną obejmują dwie podkategorie zbiorników typu 1 i typu 2.

Do przesyłu LNG jako ładunku stosuje się głównie zbiorniki IMO typu B (zbiorniki sferyczne Moss Maritime) oraz zbiorniki membranowe (Gaz Transport i Technigaz). W nowych rozwiązaniach stosuje się zbiorniki IMO typu A oraz zbiorniki IMO typu C. Do napędu LNG na statkach innych niż gazowce preferowane są zbiorniki IMO typu C z uwagi na wysoką wytrzymałość (możliwe wysokie ciśnienie).

W zależności od typu zbiornika zawiera on:

• Barierę główna (zbiornik ładunkowy):
• Barierę pierwotną (zbiornik ładunkowy),
• Barierę wtórną (jeżeli jest zainstalowana poza zbiornikiem),
• towarzyszącą jej izolację termiczną,
• wszelkie przestrzenie pośrednie, oraz
• Przyległą konstrukcję, jeżeli jest to konieczne, służącą do podtrzymywania wszystkich elementów.

W przypadku ładunków przewożonych w temperaturze od -10 stopni C do -55 stopni Celsjusza, kadłub statku może pełnić rolę bariery wtórnej i w takich przypadkach może stanowić granicę przestrzeni ładunkowej.

Zbiorniki niezależne

Zbiorniki niezależne są całkowicie samonośne i nie stanowią części konstrukcyjnej kadłuba statku. Ponadto nie przyczyniają się one do zwiększenia wytrzymałości kadłuba statku. Zgodnie z definicją zawartą w Kodeksie IGC i w zależności głównie od ciśnienia roboczego, istnieją trzy różne typy niezależnych zbiorników dla gazowców: są one znane jako typ “A”, “B” i “C”.

Zbiorniki typu “A

Zbiorniki typu “A” są zbudowane głównie z płaskich powierzchni. Maksymalne dopuszczalne ciśnienie projektowe dla tego typu systemu wynosi 0,7 bara; oznacza to, że ładunki muszą być przewożone w stanie całkowicie schłodzonym przy ciśnieniu atmosferycznym lub zbliżonym do atmosferycznego (zwykle poniżej 0,25 bara).

Materiał stosowany w zbiornikach typu “A” nie jest odporny na propagację pęknięć. Dlatego w celu zapewnienia bezpieczeństwa w mało prawdopodobnym przypadku wycieku ze zbiornika ładunkowego wymagany jest wtórny system uszczelniający. Ten system znany jest jako bariera wtórna i stanowi element wyposażenia wszystkich statków ze zbiornikami typu “A” zdolnymi do przewożenia ładunków o temperaturze poniżej -10 stopni C.

W przypadku gazowca LPG (który nie będzie przewoził ładunków o temperaturze poniżej -55 stopni C) bariera wtórna musi być kompletną barierą zdolną pomieścić całą objętość zbiornika przy określonym kącie przechyłu i może stanowić część kadłuba statku.

W ten sposób odpowiednie części kadłuba statku są konstruowane ze specjalnej stali zdolnej do wytrzymania niskich temperatur. Alternatywą jest zbudowanie oddzielnej bariery wtórnej wokół każdego zbiornika ładunkowego.

Kodeks IGC stanowi, że bariera wtórna musi być w stanie powstrzymać wyciek ze zbiornika przez okres 15 dni.

Na takich statkach przestrzeń pomiędzy zbiornikiem ładunkowym (czasami określanym jako bariera pierwotna) a barierą wtórną jest znana jako przestrzeń ładowni. W przypadku przewożenia ładunków łatwopalnych przestrzenie te muszą być wypełnione gazem obojętnym, aby zapobiec powstaniu atmosfery łatwopalnej w przypadku wycieku z bariery podstawowej.

Zbiorniki typu “B

Zbiorniki typu “B” mogą być zbudowane z płaskich powierzchni lub mogą być typu kulistego. Ten typ systemu jest przedmiotem znacznie bardziej szczegółowej analizy naprężeń w porównaniu z systemami typu “A”. Kontrole te muszą obejmować badanie trwałości zmęczeniowej i analizę propagacji pęknięć. Najczęściej spotykanym układem zbiornika typu “B” jest zbiornik sferyczny. Zbiornik ten jest konstrukcji Kvaerner Moss.

Ze względu na podwyższone współczynniki projektowe zbiornik typu “B” wymaga jedynie częściowej bariery wtórnej. Zbiornik kulisty typu “B” jest stosowany prawie wyłącznie na statkach LNG; rzadko pojawia się na statkach LPG. Zbiornik typu “B” nie musi być jednak kulisty.

Na statkach LNG występują zbiorniki typu “B” o kształcie pryzmatycznym. Zaletą pryzmatycznego zbiornika typu “B” jest maksymalne wykorzystanie pokładu statku. Maksymalne projektowe ciśnienie w zbiorniku jest, podobnie jak w przypadku zbiorników typu “A”, ograniczone do 0,7 bar.

Większość statków typu Moss posiada 4 lub 5 zbiorników. Izolacja w tych zbiornikach jest zapewniona przez grubą warstwę izolacji piankowej wokół zbiornika. Zbiorniki są sprawdzane pod kątem ewentualnych wycieków za pomocą atmosfery azotu w specjalnej cienkiej warstwie izolacyjnej.

Zbiorniki te są podatne na kurczenie się i rozszerzanie podczas schładzania i rozgrzewania, (różnica to nawet 61 cm). Z tego powodu wszystkie rurociągi wchodzą do zbiorników przez górną część i są połączone za pomocą elastycznych mieszków. Skit jest również skonstruowany tak, aby wytrzymać zmiany średnicy zbiornika, jak również jest w stanie skutecznie przenieść ciężar zbiornika na kadłub statku. Ciśnienie w zbiornikach zazwyczaj nie przekracza 55kPa (0,55bar), ale w sytuacjach awaryjnych może osiągnąć ciśnienie 1 bar (gdyż są to zbiorniki kuliste).

Zbiorniki typu “C

Zbiorniki typu “C” są zazwyczaj kulistymi lub cylindrycznymi zbiornikami o ciśnieniu wyższym niż 2 bar. Zbiorniki cylindryczne mogą być montowane pionowo lub poziomo. W przypadku statków półciśnieniowych może być również stosowany do przewozu w pełni chłodzonego ładunku, pod warunkiem zastosowania w konstrukcji zbiorników odpowiednich stali niskotemperaturowych. W przypadku zbiorników typu “C” nie jest wymagana bariera wtórna, a przestrzeń ładunkowa może być wypełniona gazem obojętnym lub suchym powietrzem.

W przypadku typowego statku o pełnym ciśnieniu (gdzie ładunek przewożony jest w temperaturze otoczenia), zbiorniki mogą być zaprojektowane na maksymalne ciśnienie robocze wynoszące około 18 bar. W przypadku statku częściowo ciśnieniowego zbiorniki ładunkowe i związane z nimi wyposażenie projektuje się dla ciśnienia roboczego około 5 do 7 barów. Zazwyczaj stal zbiorników dla statków półciśnieniowych jest w stanie wytrzymać temperatury wynoszące -48 stopni C dla LPG lub -104 stopni C dla etylenu.

Zbiorniki membranowe (membrana – grubość 0,7 do 1,5 mm)

Koncepcja membranowego systemu hermetyzacji opiera się na bardzo cienkiej barierze pierwotnej (membrana – grubość 0,7 do 1,5 mm), która jest podtrzymywana przez izolację. Zbiorniki takie nie są samonośne jak zbiorniki niezależne. Wewnętrzny kadłub stanowi konstrukcję nośną. Membranowe systemy uszczelniające muszą być zawsze wyposażone w barierę wtórną, aby zapewnić integralność całego systemu w przypadku przecieku z bariery pierwotnej.

Membrana jest zaprojektowana w taki sposób, aby kompensować rozszerzalność cieplną lub kurczenie się bez nadmiernego obciążania samej membrany. Istnieją dwa główne typy systemów membranowych w powszechnym użyciu – oba nazwane od firm, które je opracowały i oba zaprojektowane głównie do transportu LNG. Obecnie te dwie firmy połączyły się w jedną.

Zbiorniki półmembranowe

Koncepcja półmembranowa jest odmianą systemu zbiorników membranowych. Podstawowa bariera jest znacznie grubsza niż w systemie membranowym, ma płaskie boki i duże zaokrąglone narożniki. Zbiornik jest samonośny. W tym stanie ciśnienia cieczy i pary działające na barierę podstawową są przenoszone przez izolację na kadłub wewnętrzny, tak jak w przypadku systemu membranowego. Narożniki i krawędzie są zaprojektowane tak, aby uwzględnić rozszerzanie się i kurczenie.

Mimo że zbiorniki półmembranowe zostały pierwotnie opracowane do przewozu LNG, nie zbudowano jeszcze żadnego statku do przewozu LNG według tej konstrukcji. System ten został jednak przyjęty do stosowania na statkach przewożących LPG i kilka zbudowanych w Japonii w pełni chłodzonych gazowców zostało dostarczonych według tej konstrukcji.

Zbiorniki integralne

Zbiorniki integralne stanowią część konstrukcyjną kadłuba statku i podlegają tym samym obciążeniom, które wpływają na konstrukcję kadłuba. Zbiorniki integralne nie są zwykle dopuszczane do przewozu gazu płynnego, jeśli temperatura ładunku jest niższa niż -10 stopni C. Niektóre zbiorniki na ograniczonej liczbie zbudowanych w Japonii gazowców LPG są typu integralnego, przeznaczone do przewozu butanu.

Zbiorniki z izolacją wewnętrzną

Izolowane wewnętrznie zbiorniki ładunkowe są podobne do zbiorników integralnych. Wykorzystują one materiały izolacyjne do przechowywania ładunku. Izolacja jest mocowana wewnątrz kadłuba statku lub do niezależnej powierzchni nośnej. Ten niesamonośny system eliminuje konieczność stosowania niezależnego zbiornika i pozwala na przewożenie w pełni schłodzonych ładunków w temperaturach do -55 stopni C.
Systemy izolacji wewnętrznej zastosowano w bardzo ograniczonej liczbie w pełni chłodzonych statków do przewozu LPG, ale jak dotąd koncepcja ta nie sprawdziła się w eksploatacji.

Rozdziały Kodeksu IGC

Rozdział 2: Ship Survival Capability: Wymagania konstrukcyjne oraz uszkodzeniowe (w jakich miejscach) oraz informacja o tym jakie dane statecznościowe (stability information booklet) powinien posiadać Kapitan na statku do swojej informacji. Pokazuje różnicę w budowie statku i ochronie zbiorników ładunkowych za pomocą kadłuba.

Rozdział 3: Safety arrangement requirements: Ważny dział dotyczący wymogów bezpieczeństwa statku i załogi. Dowiemy się np. tego jakiej klasy szyb na mostku należy używać (nie niższa niż A-0. Po tym można poznać czy w statek zainwestowano czy też nie 😉 Klasa A-60 to najwyższa klasa).

Rozdział 4: Cargo containment and cargo handling procedures: Tu znajdziemy definicje oraz podział zbiorników i dokładne opisy barier wykorzystywanych w konkretnych typach projektów. Tu spojrzymy podczas inspekcji wewnętrznej i zewnętrznej zbiornika.

Rozdział 11: Ochrona przeciwpożarowa: Omawia szczegółowo wymogi SOLAS i podnosi poziom bezpieczeństwa poprzez zastosowanie dodatkowych rozwiązań.

Rozdział 14: Ochrona osobista (PPE): Ważny element. Często zaglądamy aby dowiedzieć się jakie PPE możemy zamówić aby spełniało normy.

Rozdział 15: Filling limits for cargo tanks: Określenie tak zwanego Reference Temperature, który wymagany jest do określenia limitów załadunku zbiornika. Znajdziemy tam wzór, który wykorzystywany jest w kalkulacjach ładunkowych.

Rozdział 17: Special Requirements: Informacje o wymaganiach określonych ładunków (np. Amoniaku). Zawiera informację o przewozie na statkach typu 1G (np. ethylene oxide, kóry przewozimy w temperaturze poniżej 30C) , a także inhibitorach i wymogach. Kiedy używa się flame screen na vent masts, a także maksymalna ilość ładunku na jeden zbiornik (3000m3).

Rozdział 18: Operating Requirements: Informacje co powinien zawierać Cargo operations manual oraz Cargo information data sheets. Znajdziemy tam również informacje o Cargo Samplingu oraz ESD.

Rozdział 19: Summary of minimum requirements: Najważniejszy z tego kodeksu. Mówi o tym co i jak można przewozić oraz jakie są specjalne wymagania związane z ładunkiem. Przedstawione jest w formie tabelki i podane są konkretne rozdziały.

To by było już wszystko z kodeksu IGC. W kolejnym odcinku omówimy wymogi konstrukcyjne manifoldu według SIGTTO. Czyli tak naprawdę pokażę wam jak wygląda manifold i co tam dokładnie się znajduje. A teraz zapraszam Cię na mój profil Instagramowy. Ta znajdziesz udostępniane wyłącznie na mediach społecznościowych posty o wymaganej wiedzy na statku LNG. Oprócz tego są tam codzienne quizy i generalnie życie statkowe. Zapraszam gorąco.