液化气体船安全理念

1. 气体运输规则简史

液化气体运输船以 1976 年 10 月 31 日，1986 年 7 月 1 日为界， 分别遵守 EGC Code[1]，GC Code[2] 和IGC Code[3]。IGC Code 经历了 1993，2016 两次较大的改版，成为笔者认为第一个比较系统的目标型公约[4]，每一章节都有目标、功能性要求和具体实施要求。由于其专业性，IGC  Code 的修订也更依赖于一些行业组织，而非船旗国主导，未来一次较大的修订可能在 2026 年面世。由于液化气体船的设计寿命一般很长，所以 如果有新要求（修订），GC Code 依然还跟着 IGC Code 同步更新。

2. IGC规则与其他公约规范的关系

2.1与 SOLAS 的关系：

SOLAS Ch.VII PartC 已经说明了 IGC Code 的强制性，液化气体船必须按照安放龙骨（类似建造阶段）时间遵守IGC Code的要求。需要注意部分消防方面的要求需要满足IGC规则的要求而不是SOLAS Ch. II-2的要求。可以去理解IGC Code的第11章中的11.1。

2.2 与IBC Code的关系：

笔者曾经接到过咨询，一艘化学品船的货品清单里有环氧丙烷这个货品（所谓的IBC和IGC的双货品，在IGC第19章带*的货品），环氧丙烷也在IGC Code 19章中，这艘船是否需要满足IGC Code的要求？

区分液化气体与其他液体货品的参数是37.8℃（100℉）下的绝对蒸汽压力，一个特定货品不会既是液化气体又是化学品。一艘化学品船仅运输IGC规则中列出的几个IBC货品是不需要满足IGC规则的。如果需要运输液化气体，那她就应该设计为液化气体运输船，优先满足IGC Code的要求，然后考虑货物的污染特性，采用IBC Code和MARPOL Annex II的相关要求。

IGC Code在编写时沿用了IBC Code的思路，同时也给液化气体船运输一些特定化学品的商业可能性。在1980年代还有寥寥几个个例，随着现在的船型专业化，这样的设计已经不具备经济性，可能以后很难再见到了。

2.3 与船级社规范的关系

各主流船级社都有自己的散装液化气体运输船规范，基本思路都是照抄IGC Code的要求，另加上各船级社的特殊要求和解释（一般都是来自IACS的解释 UI GC）。

2.4 行业规范

OCIMF，SIGTTO等行业组织出版了液化气体运输船相关的最佳实践，覆盖了系泊、装卸货臂、ESD、ERS等方面，是高于IGC Code与船级社规范的推荐要求，也应当予以考虑。

3.液化气体的特殊性

液化气体与其他散装液体货物不同的性质有低温、易相变、易扩散、可能具有压力、毒性、腐蚀性和可燃性等等，因此需要考虑的方面特别复杂多样。

要把一个气体保持在液体状态运输，需要加压、降温或者两者结合，对应了全压式，全冷式和半冷半压式货物围护系统。在大多数货物围护系统的设计中，液化气体是在接近沸点的状态运输的（货舱里的状态就像小火煲汤，货物始终在慢慢沸腾），目前也有深冷技术保持在液相状态运输的设计。不论如何，维持货舱的压力和温度，防止货物泄漏是液化气体船设计操作的关键点。图1简单介绍了液化气体的泄漏的三种典型模式，非燃烧泄漏、燃烧泄漏和延迟燃烧泄漏，其所造成的后果，控制手段也不相同。

图1 液化气体泄漏后果简图

4. 液化气体运输的安全理念

在液化气体船的讨论中，避不开的一个话题就是万一货物泄漏了怎么办？这是一个既简单也很复杂的问题，同时也是液化气体船安全理念有别于其他船舶的地方。

应当理解的重点是液化气体船的货物系统应该贯彻本质安全（inherent safe）的设计，在单一故障时不会导致液货大量泄漏，所有导致的泄漏都是量化且可控的。以下两个例子能够帮助更好地理解这个理念：

①笔者最常被问的问题是：LNG船被撞击/搁浅导致货舱受损货物泄漏怎么办？我的回答是：没办法。LNG船的船体结构用的D,E级钢低温脆变温度最低大约在-50℃，当遇到-160℃的LNG液体时船体会直接裂开，此时只能希望船不要马上断了有足够时间逃生。LNG大量泄漏已经超出了安全设计考虑的范围，我们要做的事情不是考虑怎么挽救这样一个破损的船，而是通过值班瞭望，配置合理的航行设备等方式防止碰撞发生[5]。

图2 少量LNG泄漏导致甲板开裂

②液化气体船的货物围护系统根据其设计原理会布置全或者部分次屏蔽，来作为主屏蔽失效后的第二道保护，防止船舶结构温度过低和气体扩散。C型独立液罐则是按照压力容器理念设计，不考虑失效。液货管的法兰接头应尽可能减少，并采用合适的焊接方式减少渗漏可能，管系也一般不作为大量货物泄漏的源头。系统中经常操作开关的部分，如装卸站，则有耐低温的承滴盘，其容量能接受ERS启动后，从装卸臂顶点以下体积的液货泄漏……种种设计使液化气体船在日常操作下，都有合适的屏障确保大量液货泄漏的可能性降到了最低。

在液化气体船的本质安全设计理念下，液货的大量泄漏不作为credible scenario来讨论，而是需要极力避免的。因此，所有分析的顶层事件是loss of containment（LoC），要防止LoC发生,以及降低LoC的升级造成严重后果。图3为液化气体船货物系统通用的bowtie模型，能帮助理解危险源、顶层事件、风险事件及其潜在结果，以及为尽量减少风险而建立的风险控制手段。需要注意的是，在顶层事件左手边，防止LoC发生的手段是更值得关注的地方，通常需要至少两个防止手段（barrier），而在顶层事件右手边需要有若干的减缓手段（mitigation）。

5. 有多安全？

由于液化气体运输的复杂与危险性，船舶的设计会经过非常严格与保守的安全考量，船舶操作者格外谨慎，船公司也因为这船型的特点与经济价值愿意投入更多的安全成本。在50年的运输史上，液化气体船从未发生过灾难性事故，同时这也给行业带来了不小压力，一旦发生重大事故则会对整个行业的信誉带来挑战。

曾几何时，一艘LPG运输船被三枚导弹击中，甲板管系设备损毁并引发火灾，船员在启动ESD系统后弃船。在甲板火灾熄灭后，该船经过8个星期的救捞，93%的货物被安全转移。有评估表示如果不进行救捞货物会燃烧殆尽，但不会发生爆炸。

又曾几何时，一艘LPG运输船又被导弹击中，导弹贯穿船体结构进入了货舱，所幸没有爆炸。在最初导弹击中时舷侧有火焰冒出，但随即就熄灭了，猜想可能是绝缘层的惰性气体或者大量货物蒸汽逸出（可燃气体太多氧气太少）阻断了燃烧。后来货物被安全地弃置，没有发生燃烧和爆炸。事故发生后最危险的情况反而是在驱气时（Purging），媒体的直升机靠近船舶，很可能把她点燃。

实践证明，通过良好的设计、建造和操作，液化气体船能够保持一个很高的安全水平，她不是一个漂浮的炸弹。

6.一些挑战

液化气体运输平稳运行了50多年，如今也面临一些新的挑战。

部分液化气体是地层开采的原材料（如LNG，LPG），或者是废料（碳捕捉的液化二氧化碳），即使运输名相同，不同的货源导致成分也有不同，给船舶运输带来一些麻烦。比较广为人知的有LPG中的水合物堵塞管路，LNG中的氮气导致货物易蒸发。从法规上讲，因为液化气体种类非常有限，因此没有类似IBC规则一样的评估制度[6]。这对LNG与LPG运输来说不是一个大问题，人们已经有很多相关经验，但是对于接下来所说的LCO2运输则是一个根本性的挑战。

液氢的运输是全球脱碳的另一个话题，对于液氢我们知道的很少，应用得更少，可能只有NASA有很多经验，第一艘液氢运输船的试验也并不成功，这给液氢运输带来许多不确定性。不过笔者不认为液氢运输有很强的商业需求，所以并不是很着急：）

液氨的安全运输已经持续了40年，氨是一种剧毒化学品，如今为了脱碳而开发的氨燃料技术是热点中的热点。但是IGC Code Ch.16在编写时并没有考虑，并且禁止有毒货品用作燃料，对这方面的风险必须持谨慎态度。

[1] Code for Existing Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk

[2] Code for the Construction Equipment of Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk

[3] The International Code of the Construction and Equipment of Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk

[4] IMO – MSC.1/Circ.1394/Rev.2 – Generic Guidelines for Developing IMO Goal-Based Standards

[5] 参见MSC 83/21/1 FSA . Liquefied Natural Gas (LNG) carriers

[6] MEPC.1/Circular.512 – Guidelines for the Provisional Assessment of Liquid Substances Transported in Bulk