從一起典型事故看吊裝作業(yè)風(fēng)險
因為國家的碳中和、碳達峰的策略,使得清潔能源備受關(guān)注,海上風(fēng)電屬于可再生的清潔能源,近年投資比較熱門(mén),海上風(fēng)電保險也成為了近幾年財產(chǎn)保險中非車(chē)險的一個(gè)增長(cháng)熱點(diǎn),但是海上風(fēng)險保險風(fēng)險較大,一般需要第三方獨立機構的一些評估,本系列文章特別邀請了具有多年海事檢驗經(jīng)驗的周濤濤老師為我們揭開(kāi)海事保險檢驗的面紗,本期為此系列的第三篇文章,重點(diǎn)講一下在工程中經(jīng)常會(huì )出現且風(fēng)險較高的吊裝作業(yè)。
前面兩篇文章主要講解了海事保險檢驗的一些基本知識和通用做法,從本篇開(kāi)始筆者將介紹常見(jiàn)的海事操作的安全管理,本篇針對吊裝作業(yè)(lifting)進(jìn)行介紹。
當地時(shí)間2023年1月17日上午,件雜貨船CHANG CHANG NAN HAI, IMO:9535864在巴西南圣弗蘭西斯克港,港口方在采用吊裝方式卸貨一臺汽車(chē)吊時(shí)發(fā)生意外事故,兩個(gè)前吊索斷裂,導致貨物汽車(chē)吊從半空墜落掉落到船舶左舷主甲板上,造成船舶損壞,同時(shí)這臺貨物汽車(chē)吊駕駛室損壞,所幸無(wú)人員傷亡。據當地媒體稱(chēng)損壞的這臺汽車(chē)吊為徐工集團生產(chǎn)的全地形汽車(chē)吊,型號為XCA450-BR,主要用于安裝風(fēng)力發(fā)電機等重型設備,價(jià)值約為2000萬(wàn)雷亞爾(約合2600萬(wàn)人民幣)。該汽車(chē)吊在工作狀態(tài)下的總質(zhì)量為84 ton,但在起吊時(shí)重量?jì)H為55ton。
具體事故的照片如下圖:
本起事故中所使用的吊具等設備均為港口方提供,卸貨方也為港口方,也未使用船吊。涉事港口方——巴西南圣弗蘭西斯克港卻在官方發(fā)布聲明稱(chēng),“其操作是在使用足夠和必要的材料的情況下進(jìn)行的,并且在操作參數范圍內。在開(kāi)始操作之前,采取了預防和安全措施?!?/span>
吊裝作業(yè)作為最為常見(jiàn)的一種海事操作為大家所熟知,廣泛應用于各種海上平臺、風(fēng)電基礎、上部模塊或是一般貨物的裝卸或安裝。
(一)吊裝設備的種類(lèi)
吊裝作業(yè)按照起重設備的數量,可以分為單臺/艘起重設備吊裝和2臺/艘或多臺/艘起重設備聯(lián)合吊裝作業(yè);按照作業(yè)位置又可分為海上吊裝作業(yè)和近岸浮式或陸上吊裝作業(yè)。
(二)吊裝設備的起重設備與吊索
吊裝作業(yè)涉及到的起重設備不僅僅包括常見(jiàn)的各種陸基起重設備(門(mén)吊,汽車(chē)吊,桁架吊、塔吊等),也包括了起重駁,起重船,半潛式起重船和自升式起重船等浮式起重設備。由于起重設備能力的限制,絕大部分吊裝的貨物重量在幾十噸至1-2千噸這個(gè)范圍,當然也不乏一些大國重器的出現,大大提升了可起吊貨物的重量,如起重船“振華30”,最大起吊重量達12000噸;煙臺來(lái)福士的泰山吊,起吊重量達到20000噸以上。
吊裝作業(yè)涉及到的吊索具按照材質(zhì)可分為金屬材質(zhì)和合成纖維材質(zhì)。較為常見(jiàn)的金屬材質(zhì)吊索具主要有:鋼絲繩、鏈條、卸扣、吊鉤、吊(夾)鉗,也包括滑輪組,平衡梁等。合成纖維吊索具主要有:以錦綸、丙綸、滌綸、高強高模聚乙烯纖維為材料生產(chǎn)的繩類(lèi)和帶類(lèi)吊索具。
無(wú)論起吊的貨物重量如何,用何種起重設備,采用何種吊裝布置,從海事保險檢驗的角度來(lái)說(shuō),其涉及到的主要風(fēng)險點(diǎn)是相通的。
(一)需要考慮的四個(gè)重點(diǎn)
以一個(gè)通用的表述為例:用起重設備A,通過(guò)連接件B(如鋼絲繩,吊帶),起吊貨物C,將其放置到安置點(diǎn)D上。各個(gè)構件的主要的風(fēng)險點(diǎn)包括:
1. 起重設備A的起重能力是否滿(mǎn)足要求,其可靠性如何?
2. 連接件B的承載力是否滿(mǎn)足要求,其吊裝布置是否滿(mǎn)足作業(yè)需求?
3. 貨物C自身能否承擔起吊的這個(gè)工況,強度是否滿(mǎn)足要求,是否會(huì )產(chǎn)生超過(guò)允許的變形?
4. 最終的安置點(diǎn)D是否能夠承載貨物?
針對上述主要風(fēng)險點(diǎn),海事保險檢驗分別對涉及到的各個(gè)構件分別進(jìn)行不同的查驗:
1. 對于起重設備A主要是檢查其適用性和可靠性,主要包括通過(guò)查驗吊重曲線(xiàn),檢查起重設備在特定的起吊半徑和起吊高度上是否滿(mǎn)足作業(yè)要求;起吊設備本身能力是否得到認證,是否進(jìn)行了定期的檢修查驗;起重設備操作人員是否為有資質(zhì)的合格人員;
2. 對于連接件B主要通過(guò)查驗證書(shū)上的安全工作負荷(SWL=Safety Working Load)(或是工作極限載荷WLL=Working Load Limited,兩者含義相同)、材質(zhì)和長(cháng)度。這里需要特別提醒一下,對于鋼絲繩、卸扣這類(lèi)吊索具,通常在證書(shū)上僅會(huì )標識最小破斷載荷(MBL=Minimum Breaking Load)。其對應的安全工作負荷SWL需通過(guò)計算得出,其等于最小破斷載荷MBL除以特定的安全系數(SF=Safety Factor,需根據不同的材質(zhì)和工作條件選取,數值一般大于2.5)。
3. 對于貨物C的查驗,主要從貨物自身的強度、剛度和完整性三方面考慮。其中強度可以分為貨物整體的強度和吊點(diǎn)附件的局部強度,完整性主要考慮貨物自身構件是否會(huì )有松散脫落的可能性,剛度主要是檢驗在吊裝過(guò)程中是否會(huì )產(chǎn)生不可逆的變形而對貨物產(chǎn)生破壞。
4. 對于安置點(diǎn)D的檢查主要考慮其承載力是否可以承擔貨物重量(如地基或是基座的承載力,船舶的壓排水響應能力),周邊環(huán)境是否有足夠的間隙滿(mǎn)足起吊下放,是否設置有滿(mǎn)足條件的防撞墊或是引導裝置。
(二)其他環(huán)境及流程考慮點(diǎn)
除了針對上述主要吊裝作業(yè)中的構件A,B,C,D的查驗外,另需考慮以下幾個(gè)方面:
1. 起吊作業(yè)環(huán)境的限制:通常吊裝作業(yè)應在5級風(fēng)以下的環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)(需通過(guò)天氣預報和實(shí)時(shí)的環(huán)境監控確保作業(yè)環(huán)境條件);除非有良好的照明條件下,一般建議在視線(xiàn)良好的晴朗白天進(jìn)行吊裝作業(yè);
2. 作業(yè)流程的可靠性:作業(yè)組織架構是否完備,各人員職責是否清晰,人員是否齊備(如需要在不同位置安排監督人員),現場(chǎng)溝通或通訊是否順暢。
(三)吊裝作業(yè)現場(chǎng)檢驗批準具體內容
對于吊裝作業(yè)的現場(chǎng)檢驗批準一般具體包括:
1. 查看吊索和卸扣的檢驗或實(shí)驗證書(shū)和外觀(guān);
2. 查看吊點(diǎn)及附近附屬物的檢驗或實(shí)驗證書(shū);
3. 檢查索具的布置;
4. 檢查貨物內部是否有易活動(dòng)的散雜件并檢查其綁扎系固;
5. 起重設備的適用性檢查;
6. 起重船的系泊狀況(如有);
7. 檢查周邊環(huán)境和行進(jìn)路線(xiàn)是否有干擾碰撞;
8. 檢查起吊作業(yè)的準備工作并簽發(fā)作業(yè)許可證書(shū)COA。
在現場(chǎng)查驗的過(guò)程中,應確保整個(gè)的這條作業(yè)鏈上的最弱環(huán)節滿(mǎn)足吊裝作業(yè)的最低要求。
如果在吊裝作業(yè)中忽略了對涉及到的不同構件的查驗,極有可能產(chǎn)生重大的安全隱患?;氐轿恼碌谝徊糠值牡跹b事故,筆者試圖根據吊裝作業(yè)中的重點(diǎn)因素做一些分析。
通過(guò)對不同構件的查驗分析方法可知:此次事故中起吊設備A和貨物C本身在起吊過(guò)程中未發(fā)生破壞,且貨物未安放到安置點(diǎn)D上,很明顯是連接件B的破壞直接導致了事故發(fā)生。因此初步判斷是連接件B吊帶的實(shí)際工作荷載遠超了其安全工作負荷SWL。僅從網(wǎng)絡(luò )上流傳的圖片來(lái)看,無(wú)法對吊帶本身的外觀(guān)進(jìn)行評判,在此就不考慮吊帶自身的質(zhì)量問(wèn)題,筆者認為事故最大的原因是未進(jìn)行完備的吊裝計算或是進(jìn)行相關(guān)查驗,關(guān)鍵點(diǎn)可能如下:
1. 未考慮吊裝計算中的各種參數,比如動(dòng)力放大系數(DAF=Dynamic Amplification Factors,用以考慮吊裝作業(yè)期間的加速度和沖擊影響),不匹配荷載系數(SKL=Skew Load Factor,依據吊索長(cháng)度制造公差、索具布置和幾何形態(tài)、起吊點(diǎn)的裝配公差、吊索伸長(cháng)率等需考慮的一種載荷分配系數)等,導致其計算出的吊帶工作載荷小于實(shí)際工作載荷;
2. 吊帶選型中未考慮安全系數或是安全系數考慮的過(guò)小,比如直接將吊帶的最小破斷載荷MBL當做安全工作負荷SWL使用;
3. 吊帶長(cháng)度不合適或是吊點(diǎn)選取不合理,導致本該由4根吊帶承載的荷載全部由前面兩根吊帶承受,致使前部吊帶的實(shí)際工作荷載超過(guò)了安全工作負荷SWL。
無(wú)論具體是哪種原因,很明顯操作方未能完全將海事保險檢驗對于吊裝作業(yè)查驗(尤其是對吊裝計算的查驗)融入到其日常作業(yè),導致了事故的發(fā)生。由于吊裝計算中涉及到的要素很多,通常至少包括貨物的起吊重量選取,吊點(diǎn)的設計,貨物自身的吊裝分析,吊索的設計和布置,起重設備的能力校核以及承載物的能力校核。