Gas Tanker Familiarisation – kurs #8 | Charakterystyka i toksyczność ładunków

Witajcie w kolejnym wpisie, tym razem z lekkim opóźnieniem. Ostatnio dużo się dzieje, od portu do portu jest bardzo mało czasu, a koniec miesiąca jak wiecie to zamykanie robót, które w ciągu tych krótkich podróży nie udało się wykonać. Ale nie przedłużając, zapraszam was do lektury kolejnego odcinka.

W swojej pracy bardzo często spotykam się z załogami, które zachowują się bardzo chaotycznie w sprawach podstawowej wiedzy o ładunku na burcie. Skutki tej niewiedzy mogą być opłakane. Dlatego staram się zawsze uświadamiać naszych kolegów na burcie, że wiedza o charakterystyce i toksyczności ładunku jest niezmiernie ważna, gdyż decyduje w głównej mierze o naszym podejściu i kolejnych krokach podczas transferu lub co odpukać w celu opanowania sytuacji kryzysowych związanych z potencjalnymi rozlewami, tak więc sprawa ta jest niezmiernie ważna, bo niesie ze sobą bardzo poważne konsekwencje dla naszego zdrowia. I właśnie te sprawy chciałbym dziś krótko omówić.

Gazy w głównej mierze składają się węglowodorów i je można podzielić na dwie grupy. Oddzielną kategorią są gazy chemiczne.

Węglowodory nasycone

Do tej grupy zaliczamy metan, etan, propan i butan, które są w normalnych warunkach przewozu są cieczami bezbarwnymi i bezwonnymi. Wszystkie są łatwopalne i spalają się w powietrzu (lub tlenie), tworząc dwutlenek węgla i parę wodną. Ponieważ są niereaktywne chemicznie nie stwarzają problemów związanych z kompatybilnością chemiczną. Jednak w obecności wilgoci węglowodory nasycone mogą tworzyć tak zwane hydraty. Związki siarki, takie jak tiole, są często dodawane jako środki zapachowe, aby pomóc w wykrywaniu tych oparów. Ten proces jest określany jako „stenching”.

Węglowodory nienasycone

Do tej grupy zaliczamy etylen, propylen, butylen, butadien i izopren. Są one bezbarwnymi cieczami o słabym, słodkawym charakterystycznym zapachu. Podobnie jak węglowodory nasycone, wszystkie są palne w powietrzu (lub tlenie), wytwarzając dwutlenek węgla i parę wodną. Są bardziej reaktywne chemicznie niż węglowodory nasycone i mogą niebezpiecznie reagować z chlorem. Etylen, propylen i butylen nie stwarzają problemów z kompatybilnością chemiczną z materiałami konstrukcyjnymi, podczas gdy butadien i izopren, z których każdy ma dwie pary podwójnych wiązań, są zdecydowanie najbardziej reaktywne chemicznej. Mogą one reagować z powietrzem tworząc nadtlenki, które są nietrwałe i mają tendencję do wywoływania groźnego procesu polimeryzacji. Butadien jest niekompatybilny chemicznie z miedzią, srebrem, rtęcią, magnezem i aluminium. Butadien często zawiera śladowe ilości acetylenu, który może reagować tworząc wybuchowe acetylenki z mosiądzem i miedzią.

Co ciekawe woda rozpuszcza się w butadienie, szczególnie w wyższych temperaturach. Podczas chłodzenia butadienu nasyconego wodą rozpuszczalność wody spada i woda będzie się wydzielać w postaci kropelek, które osadzą się jako warstwa na dnie zbiornika. Na przykład podczas chłodzenia butadienu nasyconego wodą od + 15C do + 5C wydzieliłoby się około 100 ppm wolnej wody. Na tej podstawie, dla zbiornika o pojemności 1000m3, wymagane będzie oczyszczenie ze zbiornika 100 dm3 wody, która osadzi się na dnie . Przy dalszym schłodzeniu do temperatury poniżej 0C oczywiście woda ta by zwiększyła swoją objętość i zamarzła.

Gazy chemiczne

Gazy chemiczne, które zwykle transportowane są na gazowcu w formie skroplonej to amoniak, monomer chlorku winylu (Cinyl Chloride Monomer), tlenek etylenu (ethylene oxide), tlenek propylenu (propylene oxide) i chlor. Ponieważ gazy te nie należą do jednej konkretnej rodziny, a więc ich właściwości chemiczne są różne.

Płynny amoniak jest bezbarwną, zasadową cieczą o ostrym zapachu. Opary amoniaku są palne i palą się żółtym płomieniem, tworząc parę wodną i azot, jednak para w powietrzu wymaga wysokiego stężenia (16-25%), aby była łatwopalna ma duże zapotrzebowanie na energię zapłonu (600 razy więcej niż w przypadku propanu) i spala się z niską energią spalania. Z tych właśnie powodów Kodeks IMO, wymaga skupienie uwagi na unikanie źródeł zapłonu, nie wymaga wykrywania gazów palnych w ładowniach lub przestrzeniach między przestrzeniami ładunkowymi. Niemniej jednak amoniak należy zawsze traktować jako ładunek łatwopalny.

Amoniak jest również toksyczny i wysoce reaktywny. Może tworzyć wybuchowe związki z rtęcią, chlorem, jodem, bromem, wapniem, tlenkiem srebra i podchlorynem srebra. Opary amoniaku są wyjątkowo łatwo rozpuszczalne w wodzie i szybko je absorbują tworząc silnie zasadowy roztwór wodorotlenku amonu. Jedna objętość wody pochłonie około 200 objętości oparów amoniaku. Z tego powodu wprowadzanie wody do zbiornika zawierającego opary amoniaku jest wyjątkowo niebezpieczne, ponieważ może to spowodować bardzo szybkie wystąpienie próżni w zbiorniku. Ponieważ amoniak jest alkaliczny, tak więc mieszanina amoniaku z powietrzem może spowodować korozję zbiornika. Ze względu na swoją wysoce reaktywną naturę stopy miedzi, aluminium, powierzchnie ocynkowane, polichlorek winylu i poliestry nie nadają się do kontaktu z amoniakiem. Odpowiednia jest stal miękka, stal nierdzewna, kauczuk neoprenowy i polietylen.

Monomer chlorku winylu (VCM) jest bezbarwną cieczą o charakterystycznym słodkim zapachu. Jest wysoce reaktywny, ale nie z wodą, będzie polimeryzować w obecności tlenu, ciepła i światła. Jego opary są toksyczne i łatwopalne. Stopy aluminium, miedź, srebro, rtęć i magnez nie nadają się do kontaktu z chlorkiem winylu. Stale są kompatybilne chemicznie.

Tlenek etylenu i tlenek propylenu to bezbarwne ciecze o zapachu przypominającym zapach eteru. Są łatwopalne, toksyczne i wysoce reaktywne. Oba gazy polimeryzują się, jednak tlenek etylenu łatwiej niż tlenek propylenu, szczególnie w obecności powietrza. Oba gazy mogą również niebezpiecznie reagować z amoniakiem. Żeliwo, rtęć, stopy aluminium, miedź i stopy miedzi, srebra i jego stopów, magnez i niektóre stale nierdzewne nie nadają się do kontaktu z tlenkiem etylenu. Stal miękka i niektóre inne stale nierdzewne są odpowiednie jako materiały konstrukcyjne dla zbiorników przewożących tlenki etylenu i propylenu.

Chlor to żółta ciecz, która wydziela zieloną parę. Ma ostry i drażniący zapach. Jest wysoce toksyczny, ale jest niepalny, chociaż należy zauważyć, że chlor może wspomagać spalanie innych materiałów palnych w taki sam sposób jak tlen. Jest rozpuszczalny w wodzie, tworząc silnie żrący roztwór kwasu i może tworzyć niebezpieczne reakcje ze wszystkimi innymi skroplonymi gazami. W stanie mokrym jest wysoce korozyjny. Chlor jest bardzo dobrze rozpuszczalny w roztworze sody kaustycznej, który można wykorzystać do pochłaniania oparów chloru.

Toksyczność

Toksyczność to zdolność substancji do spowodowania uszkodzenia żywej tkanki, upośledzenia ośrodkowego układu nerwowego, choroby lub, w skrajnych przypadkach śmierci po spożyciu, wdychaniu lub wchłonięciu przez skórę. Narażenie na substancje toksyczne może wywołać jeden lub więcej z następujących efektów:

• Podrażnienie płuc, gardła i oczu, a czasami skóry. Jeżeli podrażnienie występuje przy stosunkowo niskim poziomie kontakty, może służyć jako ostrzeżenie, którego należy zawsze przestrzegać. Jednak nie można polegać wyłącznie na tym, ponieważ niektóre substancje mają inne niepożądane działania toksyczne, zanim spowodują znaczne podrażnienie tkanki.
• Odurzenie może spowodować przytępinie, ruchy stają się niezdarne, a rozumowanie chaotyczne. Długotrwała i głęboka ekspozycja na narkotyk może spowodować znieczulenie lub utratę przytomności. Jeżeli usuniemy osobę z ekspozycji na narkotyk to na ogół wyzdrowieje ona w pełni, ale głównym niebezpieczeństwem jest to iż osoba pod wpływem nie zareaguje odpowiednio i będąc nieświadoma niebezpieczeństwa pozostanie w miejscu gdzie może stracić życie.
• Krótkotrwałe lub długotrwałe uszkodzenie tkanki ciała lub układu nerwowego.

Threshold Limit Values (TLV)

Istnieją wymogi dotyczące dopuszczalnych stężeń oparów w przypadku długotrwałej ekspozycji. Tym zajmują się różne organy rządowe, które publikują wartości TLV dla substancji toksycznych najczęściej używanych w przemyśle. Najbardziej wszechstronnym systemem jest opublikowany przez American Conference of Governmental and Industrial Hygienists (ACGIH).

Zalecane wartości TLV są corocznie aktualizowane. System ACGIH zawiera następujące trzy kategorie wartości najwyższych dopuszczalnych poziomów ekspozycji, które uważa się, iż personel może być narażony w ciągu swojego życia zawodowego bez nabywania negatywnych skutków. System TLV ogłaszany przez organy doradcze w innych krajach mają ogólnie podobną strukturę.

• TLV-TWA (Threshold Limit Value – Time Weighted Average) – Jest to stężenie toksycznych oparów, na które człowiek może być narażony w sposób ciągły przez 8 godzin dziennie bez negatywnego wpływu na zdrowie. TLV-TWA uwzględnia normalny harmonogram pracy 8 godzin dziennie i 40 godzin tygodniowo.
• TLV-STEL (Threshold Limit Value-Short-Term Exposure Limit) – Jest to maksymalne stężenie toksycznych oparów, na które osoba może być narażona przez krótki okres 15 minut bez jakiegokolwiek zagrożenia dla zdrowia. Ponieważ STEL jest krótszy niż TWA, zawsze będzie większy niż wartość TWA.
• TLV-C. Stężenie graniczne, którego nie należy przekraczać nawet krótkotrwale. Podczas gdy dla większości substancji przypisuje się wartości TLV-TWA i TLV-STEL, ale tylko te, które działają bardzo szybko podaje się wartość TLV-C.

Wartości TLV zwykle podaje się w ppm (części oparów na milion części objętości powietrza), ale można je podawać również jako mg/m³ (miligramy substancji na metr sześcienny powietrza). W przypadku odniesienia do TLV, ale bez podawania konkretnego oznaczenia TWA (STEL lub C), domyślnie chodzi o TLV-TWA. Jednak należy pamiętać, że powinno się traktować tych wartości jako podziału pomiędzy bezpiecznymi i niebezpiecznymi stężeniami, a najlepszą praktyką jaką powinno się zastosować to utrzymywać jakiekolwiek stężenie na minimalnym poziomie. Jak wspominałem wartości TLV nie są stałe i ulegają zmianom także zawsze należy zapoznać się z najnowszymi informacjami o tych wartościach.

---

Jeżeli jeszcze nie czytałeś poniższego wpisu to serdecznie zapraszam

---

Zagrożenia związane z płynnymi gazami – podsumowanie

Jako podsumowanie tego wpisu przedstawiam główne zagrożenia związane z gazami. Są one wspólne dla większości ładunków skroplonego gazu. Ładunki te są zwykle przewożone w postaci wrzących płynów i w konsekwencji łatwo wydzielają opary.

Palność

Prawie wszystkie opary ładunków gazu są łatwopalne. Kiedy następuje zapłon, pali się nie ciecz, ale wydzielająca się para. Różne ładunki wydzielają różne ilości oparów, w zależności od ich składu i temperatury. Łatwopalne opary mogą ulec zapłonowi i będą się palić po zmieszaniu z powietrzem w określonych proporcjach. Jeśli stosunek oparów do powietrza jest poniżej lub powyżej określonych limitów, mieszanina nie zapali się. Limity są znane jako dolna i górna granica palności i są różne dla każdego ładunku. Spalanie mieszanki powoduje bardzo znaczną ekspansję gazów, które w przypadku zwężenia w zamkniętej przestrzeni mogą gwałtownie podnieść ciśnienie i spowodować eksplozję.

Toksyczność

Niektóre ładunki są toksyczne i mogą powodować tymczasowe lub trwałe zagrożenie dla zdrowia, takie jak podrażnienie, uszkodzenie tkanki lub upośledzenie zdolności percepcji. Takie zagrożenia mogą wynikać z kontaktu przez skórę lub otwartą ranę, wdychanie lub spożycie. Należy unikać kontaktu z cieczami lub oparami ładunku. W razie potrzeby należy nosić odzież ochronną i aparat oddechowy, jeśli istnieje niebezpieczeństwo wdychania toksycznych oparów. Sprzęt do wykrywania gazów toksycznych powinien być używany w razie potrzeby i odpowiednio konserwowany.

Asfiksja

Asfiksja występuje, gdy krew nie może dostarczyć dostatecznej ilości tlenu do mózgu. Osoba dotknięta tą chorobą może odczuwać ból głowy, zawroty i niezdolność do koncentracji, a następnie w konsekwencji utratę przytomności. W niektórych stężeniach opary mogą spowodować uduszenie.

Utrata przytomności

Wdychanie niektórych oparów (np. Tlenku etylenu) może spowodować utratę przytomności z powodu wpływu oparów na układ nerwowy. Osoba nieprzytomna może reagować na bodźce czuciowe, ale jej obudzenie będzie bardzo trudne. Można uniknąć, stosując w razie potrzeby sprzęt do wykrywania oparów ładunku i aparaty oddechowe.

Odmrożenia

Wiele ładunków jest transportowanych w niskich temperaturach. Bezpośredni kontakt z zimną cieczą lub parą lub nieizolowanymi rurami może spowodować oparzenia zimnem lub odmrożenia. Wdychanie zimnych oparów może trwale uszkodzić niektóre narządy (np. Płuca). Należy zawsze nosić odpowiednią odzież ochronną, aby uniknąć odmrożeń.

Jeżeli mielibyśmy porównać zagrożenia w transporcie skroplonego gazu i transportu ropy naftowej to przewóz ładunków gazowych wiąże się ze szczególnymi zagrożeniami, a niektóre ich cechy są dużo bardziej niebezpieczne niż przy transporcie ropy naftowej.

• Niska temperatura rozlewów może wpłynąć na wytrzymałość i plastyczność stali konstrukcyjnej statku.
• Kontakt personelu ze schłodzonymi cieczami lub ulatniającymi się gazami, czy zimnymi rurowymi może spowodować oparzenia od zimna.
• Uszkodzenie układu zawierającego LPG może spowodować uwolnienie masywnych oparów.

I tym oto akcentem kończymy temat charakterystyki ładunków oraz zagrożeń związanych z tymi ładunkami. Mam nadzieję, że nie znudziliście się tak bardzo czytając całą teorię ale jest ona naprawdę ważna i uwierzcie, że prędzej czy później przyda wam się w waszej karierze. Kolejne wpisy będą już dotyczyły procesów, które zachodzą na gazowcu każdego dnia i w kolejnych wpisach przejdziemy już do urządzeń, które spotkamy na statku. To dosyć długi materiał i mam nadzieję, że w przyszłości wyjdzie z tego książka. Jak myślicie czy warto wydać cały ten kurs w formie książki? Czy bylibyście zainteresowani zakupem takiego tytułu?

Pozdrawiam was wszystkich serdecznie i do usłyszenia w kolejnym wpisie.