高科 王明超 張世杰

摘 要：本文提出了港口危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)運(yùn)安全與應(yīng)急技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室方案，實(shí)驗(yàn)室將建設(shè)成適應(yīng)行業(yè)發(fā)展需求、功能齊全、配置先進(jìn)的港口行業(yè)國內(nèi)一流、國際先進(jìn)的基礎(chǔ)及技術(shù)研究專業(yè)化平臺(tái)。圍繞解決港口危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)運(yùn)過程中安全與應(yīng)急領(lǐng)域技術(shù)問題，明確了提出實(shí)驗(yàn)室的各個(gè)組成并詳細(xì)分析了各個(gè)研究方向的功能設(shè)置，開展相應(yīng)的試驗(yàn)環(huán)境、試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法等研究，同時(shí)進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的設(shè)備研發(fā)和新儀器設(shè)備的前瞻性應(yīng)用試驗(yàn)等研究，以提升我國港口危險(xiǎn)貨物在儲(chǔ)運(yùn)過程中的安全保障能力、事故預(yù)防能力和應(yīng)急處置能力。

關(guān)鍵詞：定位;功能設(shè)計(jì);安全;預(yù)防;應(yīng)急

中圖分類號(hào)：TV145 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006—7973（2020）08-0024-03

港口危險(xiǎn)貨物涉及到各類油品以及液體化工品，大多數(shù)危險(xiǎn)貨物本身具有一定的易燃、易爆、腐蝕、有毒、輻射等危險(xiǎn)特性，而且危險(xiǎn)貨物港口作業(yè)所特有的大設(shè)施、大設(shè)備等作業(yè)特點(diǎn)，導(dǎo)致港口危險(xiǎn)貨物作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)高，且發(fā)生過重特大事故。2018年福建泉州泉港“11·4”碳九泄漏事故泄漏69.1噸裂解碳九，清理打撈約40噸，剩余的泄漏碳九大部分自然揮發(fā)[1];2010年大連新港“7·16”輸油管道爆炸火災(zāi)事故導(dǎo)致1500噸原油進(jìn)入海洋[2];2009年8月三峽兩壩間水域危化品集裝箱落水事故，有62個(gè)集裝箱落入江中，其中12個(gè)屬于?；芳b箱[3];2005年英國Buncefield油庫火災(zāi)爆炸事故為損壞儲(chǔ)罐20多座，受傷43人，直接經(jīng)濟(jì)損失約2.5億英鎊[4]。2018年6月13日一艘集裝箱的公共駁船在印度海域行駛的途中，集裝箱發(fā)生爆炸并引發(fā)大火，造成近500個(gè)集裝箱被大火吞噬[5]。

頻繁發(fā)生事故給港口危險(xiǎn)貨物安全與應(yīng)急提出的新要求，尤其是危險(xiǎn)貨物在港區(qū)儲(chǔ)運(yùn)過程中面臨亟待解決的安全問題、事故預(yù)防技術(shù)問題與應(yīng)急處置技術(shù)問題。作者在文獻(xiàn)[6]中提出了建設(shè)港口危險(xiǎn)貨物安全與應(yīng)急技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室，從職責(zé)分工、安全生產(chǎn)、應(yīng)急能力建設(shè)和組織保障等方面探討了對(duì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的需求，并針對(duì)港口危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)運(yùn)過程中存在的難點(diǎn)和熱點(diǎn)問題提出了相應(yīng)的研究方向。

本文擬進(jìn)一步探討港口危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)運(yùn)安全與應(yīng)急技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室的方案研究內(nèi)容。

1 定位

港口危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)運(yùn)安全與應(yīng)急技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室定位如圖1所示，圍繞港口和水路運(yùn)輸?shù)奈ｋU(xiǎn)貨物，針對(duì)儲(chǔ)運(yùn)過程中的安全與應(yīng)急問題，主要開展危險(xiǎn)貨物事故預(yù)防技術(shù)與事故應(yīng)急處置技術(shù)、危險(xiǎn)貨物常壓儲(chǔ)罐檢測(cè)和監(jiān)測(cè)技術(shù)、危險(xiǎn)貨物集裝箱儲(chǔ)運(yùn)過程對(duì)箱內(nèi)危險(xiǎn)貨物安全性影響及防護(hù)、危險(xiǎn)貨物集中區(qū)域的電氣防爆檢測(cè)技術(shù)等方面的試驗(yàn)環(huán)境、試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法等研究，同時(shí)，開展相關(guān)技術(shù)的設(shè)備研發(fā)和新儀器設(shè)備的前瞻性應(yīng)用試驗(yàn)等研究，以提升我國港口危險(xiǎn)貨物在儲(chǔ)運(yùn)過程中的安全保障能力、事故預(yù)防能力和應(yīng)急處置能力。

港口危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)運(yùn)安全與應(yīng)急技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室堅(jiān)持以需求為導(dǎo)向，立足于服務(wù)行業(yè)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合。建成后， 實(shí)驗(yàn)室將成為一個(gè)適應(yīng)行業(yè)發(fā)展需求、功能齊全、配置先進(jìn)的水路運(yùn)輸和港口領(lǐng)域國內(nèi)一流、國際先進(jìn)的基礎(chǔ)及技術(shù)研究專業(yè)化實(shí)驗(yàn)室，將形成一流的港口危險(xiǎn)貨物安全與應(yīng)急專業(yè)的試驗(yàn)?zāi)芰Γ?成為完整的港口危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)科學(xué)研究和試驗(yàn)技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)。

2 建設(shè)目標(biāo)

在國家大力建設(shè)“交通強(qiáng)國”、“平安港口”之際，圍繞交通運(yùn)輸部提升港口危險(xiǎn)貨物作業(yè)安全生產(chǎn)水平的總目標(biāo)，將港口危險(xiǎn)貨物安全及應(yīng)急技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成適應(yīng)行業(yè)發(fā)展需求、功能齊全、配置先進(jìn)的港口行業(yè)國內(nèi)一流、國際先進(jìn)的基礎(chǔ)及技術(shù)研究專業(yè)化平臺(tái)。

通過開展港口危險(xiǎn)貨物事故預(yù)防及應(yīng)急技術(shù)研究、港口危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)罐檢測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究、危險(xiǎn)貨物集裝箱儲(chǔ)運(yùn)安全研究和危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)存區(qū)域電氣防爆技術(shù)研究，填補(bǔ)港口行業(yè)安全基礎(chǔ)及技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)建設(shè)空白，解決港口行業(yè)危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)運(yùn)安全問題，培養(yǎng)港口危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)運(yùn)安全相關(guān)專業(yè)型技術(shù)人才，為港口行業(yè)安全新技術(shù)和新裝備研發(fā)提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及軟、硬件條件，同時(shí)為政府、港口行業(yè)監(jiān)管部門以及港口企業(yè)制定安全生產(chǎn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及應(yīng)急教育培訓(xùn)等提供技術(shù)支撐和決策支持，切實(shí)提升港口危險(xiǎn)貨物安全和應(yīng)急技術(shù)水平。

3 實(shí)驗(yàn)室組成及功能設(shè)計(jì)

港口危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)運(yùn)安全與應(yīng)急技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室主要為解決港口危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)運(yùn)過程中安全與應(yīng)急領(lǐng)域技術(shù)問題，包括港口危險(xiǎn)貨物事故機(jī)理研究不足、預(yù)防技術(shù)和應(yīng)急技術(shù)及裝備亟待研發(fā)，港口常壓儲(chǔ)罐和危險(xiǎn)貨物集裝箱的安全問題，港口危險(xiǎn)貨物集中區(qū)域電氣設(shè)備可靠性等問題（如圖2所示）。

分別對(duì)應(yīng)前文所列的四個(gè)研究方向，擬設(shè)置港口危險(xiǎn)貨物事故預(yù)防及應(yīng)急技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室、港口危險(xiǎn)貨物集裝箱運(yùn)輸安全條件研究實(shí)驗(yàn)室、港口危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)罐檢測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室、港口危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)存區(qū)域電氣防爆技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室等四個(gè)技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室。

3.1港口危險(xiǎn)貨物事故預(yù)防與應(yīng)急技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室

港口危險(xiǎn)貨物事故預(yù)防與應(yīng)急技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室主要開展危險(xiǎn)貨物事故機(jī)理研究、事故應(yīng)急桌面推演技術(shù)研究、事故預(yù)防和應(yīng)急技術(shù)與裝備研究。具體功能包括：

將開展港口危險(xiǎn)貨物理化性質(zhì)及事故特性研究，其中事故特性研究包括港口危險(xiǎn)貨物火災(zāi)、爆炸特性和機(jī)理研究工作，為港口危險(xiǎn)貨物事故預(yù)防和應(yīng)急處置提供支撐。

將開展港口危險(xiǎn)貨物事故與應(yīng)急物理模型實(shí)驗(yàn)研究，主要包括危險(xiǎn)貨物港口主要作業(yè)流程模擬、危險(xiǎn)貨物事故模擬、預(yù)防技術(shù)與應(yīng)用研究、應(yīng)急技術(shù)與應(yīng)用研究、新技術(shù)應(yīng)用測(cè)試等工作。

將開展事故數(shù)值模擬與三維仿真重現(xiàn)技術(shù)研究和事故應(yīng)急桌面推演技術(shù)研究，并研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的港口危險(xiǎn)貨物事故模擬軟件。其中，事故數(shù)值模擬與三維仿真重現(xiàn)技術(shù)研究主要開展港口危險(xiǎn)貨物事故發(fā)生、發(fā)展過程數(shù)值模擬以及事故三維仿真重現(xiàn)技術(shù)研究。在事故數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，事故應(yīng)急桌面推演技術(shù)研究開展不同應(yīng)急狀況下對(duì)事故演化過程影響研究，為應(yīng)急技術(shù)研究、決策制定及事故原因調(diào)查等提供支撐。

將開展應(yīng)急技術(shù)與應(yīng)急方法實(shí)驗(yàn)研究、應(yīng)急裝備研發(fā)、應(yīng)急救援演練與行業(yè)人員實(shí)踐教學(xué)培訓(xùn)工作。

3.2港口危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)罐檢測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室

港口危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)罐檢測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室具體功能包括：

以模擬儲(chǔ)罐作為研究對(duì)象，開展無損檢測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究?；谀M儲(chǔ)罐規(guī)模較小，易于控制溫度、更換介質(zhì)等優(yōu)勢(shì)，針對(duì)儲(chǔ)罐不同儲(chǔ)存介質(zhì)、不同溫度等腐蝕影響因素，應(yīng)用無損檢測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)，開展儲(chǔ)罐罐體腐蝕機(jī)理、全生命周期剩余壽命預(yù)測(cè)、各類無損檢測(cè)技術(shù)選取和檢測(cè)方案優(yōu)化、監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用與方案制訂等研究工作，進(jìn)行長期、系統(tǒng)、深入的實(shí)驗(yàn)研究，建立儲(chǔ)罐檢測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建剩余壽命預(yù)測(cè)模型，并為研究成果驗(yàn)證、新型檢測(cè)和監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備研發(fā)和測(cè)試提供平臺(tái)。

以儲(chǔ)罐檢測(cè)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)場真實(shí)體現(xiàn)港口儲(chǔ)罐儲(chǔ)存狀態(tài)，結(jié)合模擬儲(chǔ)罐研究成果，應(yīng)用無損檢測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)，針對(duì)儲(chǔ)罐液面變化、不同儲(chǔ)存介質(zhì)、罐體外保溫層、裝卸作業(yè)以及外部環(huán)境等因素，實(shí)施并完善無損檢測(cè)方案和監(jiān)測(cè)技術(shù)方案;為儀器設(shè)備研發(fā)提供測(cè)試載體，為儲(chǔ)罐事故應(yīng)急處置技術(shù)提供檢驗(yàn)平臺(tái)和應(yīng)急演練培訓(xùn)基地;形成港口儲(chǔ)罐及管線長期監(jiān)測(cè)和健康評(píng)估的方法，長期應(yīng)用檢驗(yàn)并完善方案，確保儲(chǔ)罐和管線的健康問題得到及時(shí)處理，使儲(chǔ)罐和管線處于健康運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)港口儲(chǔ)罐及管線全面的安全保障。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)場可積極引進(jìn)并開展儲(chǔ)罐監(jiān)測(cè)的新技術(shù)、新儀器、新設(shè)備在小型模擬儲(chǔ)罐以及大中型儲(chǔ)罐的測(cè)試、檢測(cè)、實(shí)驗(yàn)等前期研究，為其廣泛推廣應(yīng)用提供基礎(chǔ)參數(shù)和成果，提升我國港口儲(chǔ)罐檢測(cè)監(jiān)測(cè)能力。

3.3港口危險(xiǎn)貨物集裝箱安全研究實(shí)驗(yàn)室

將針對(duì)港口作業(yè)特點(diǎn)，以集裝箱和箱內(nèi)危險(xiǎn)貨物為研究對(duì)象，將二者有機(jī)結(jié)合，利用現(xiàn)有成熟技術(shù)及相關(guān)設(shè)備，開展集裝箱儲(chǔ)運(yùn)條件、撞擊、跌落等實(shí)驗(yàn)，研究集裝箱作業(yè)對(duì)箱內(nèi)危險(xiǎn)貨物的影響。具體功能包括：

針對(duì)集裝箱在港口內(nèi)的儲(chǔ)存及運(yùn)輸過程開展研究。集裝箱在儲(chǔ)存過程中，外部環(huán)境變化（主要指溫度、濕度、太陽輻射）會(huì)對(duì)箱內(nèi)危險(xiǎn)貨物包裝產(chǎn)生的影響，不同危險(xiǎn)貨物在不同氣候條件下的儲(chǔ)存時(shí)間，目前國內(nèi)外尚未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。我國幅員遼闊，南北方氣候差異很大，室外實(shí)驗(yàn)難以反映各個(gè)地區(qū)實(shí)際情況，因此通過開展集裝箱儲(chǔ)運(yùn)安全實(shí)驗(yàn)，探究解決該問題。實(shí)驗(yàn)將采集不同氣候條件（溫度、濕度、太陽輻射）下集裝箱內(nèi)溫濕度分布，分析研究氣候條件對(duì)箱內(nèi)危險(xiǎn)貨物包裝件的影響，從而制訂危險(xiǎn)貨物集裝箱裝載、堆碼等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。通過將數(shù)據(jù)采集設(shè)備提前預(yù)置在集裝箱內(nèi)，采集運(yùn)輸過程中各個(gè)方向上的振動(dòng)幅度和頻率，然后將數(shù)據(jù)導(dǎo)入振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成模擬振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，觀察振動(dòng)因素對(duì)危險(xiǎn)貨物包裝的影響，從而制訂不同危險(xiǎn)貨物集裝箱在港口運(yùn)輸過程中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

集裝箱作為一種運(yùn)輸裝置，理論上可以對(duì)危險(xiǎn)貨物包裝件起到一定的防護(hù)作用，但是在裝載不同危險(xiǎn)貨物、不同配載方式下，集裝箱的安全防護(hù)能力需要進(jìn)一步地實(shí)驗(yàn)研究。本實(shí)驗(yàn)室擬建設(shè)危險(xiǎn)貨物集裝箱撞擊實(shí)驗(yàn)裝置，模擬不同外部作用力、不同角度的撞擊對(duì)集裝箱對(duì)箱內(nèi)危險(xiǎn)貨物包裝件的影響，分析集裝箱對(duì)箱內(nèi)危險(xiǎn)貨物的安全防護(hù)作用，制訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。此外，集裝箱在港口運(yùn)輸、儲(chǔ)存時(shí)有可能遭到港內(nèi)車輛撞擊，不同類型的車輛、不同車速下會(huì)產(chǎn)生不同撞擊力，從不同角度作用于集裝箱，對(duì)箱內(nèi)危險(xiǎn)貨物產(chǎn)生的影響，可以通過實(shí)驗(yàn)研究予以分析。

危險(xiǎn)貨物集裝箱在港口內(nèi)的堆存高度是影響集裝箱堆存安全的一個(gè)重要因素。目前國內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)集裝箱堆存高度的規(guī)定比較概化且缺少實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐，可通過本實(shí)驗(yàn)室開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)予以分析研究。本實(shí)驗(yàn)室擬建集裝箱跌落實(shí)驗(yàn)裝置，將不同危險(xiǎn)貨物集裝箱從不同高度跌落，研究箱內(nèi)危險(xiǎn)貨物包裝件的受力情況、位移及變形情況，分析研究不同配載方式下，不同跌落高度對(duì)箱內(nèi)危險(xiǎn)貨物包裝件的影響，為港口危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制訂提供技術(shù)支撐。

3.4港口危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)存區(qū)域電氣防爆技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室

針對(duì)港口危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)存區(qū)域防爆電氣設(shè)備的安全問題，基于港口所獨(dú)有環(huán)境條件和貨種特點(diǎn)，從防爆電氣設(shè)備選型、安裝、使用不當(dāng)或防爆電氣設(shè)備超期服役后防爆性能降低等方面和角度，積極應(yīng)用現(xiàn)有防爆技術(shù)，開展防爆電氣設(shè)備安全檢測(cè)技術(shù)研究：明確港口危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)存區(qū)域防爆電氣設(shè)備選型，并為編制相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提供基礎(chǔ)支撐;應(yīng)用現(xiàn)有防爆技術(shù)和最新防爆儀器設(shè)備，形成安全檢測(cè)方案并不斷開展科學(xué)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn);開展防爆電氣安全檢測(cè)，確保港口危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)存區(qū)域防爆電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、防爆性能的安全可靠性，發(fā)現(xiàn)、檢查、預(yù)測(cè)、排除和防止各類防爆電氣設(shè)備的安全隱患，為港口的安全運(yùn)行提供技術(shù)支撐;以爆技術(shù)研究基礎(chǔ)，結(jié)合港口電氣防爆安全檢測(cè)需求，研發(fā)電氣防爆檢測(cè)裝備。

4 結(jié)論

本文圍繞港口危險(xiǎn)貨物安全與應(yīng)急的難點(diǎn)和熱點(diǎn)問題，詳細(xì)闡述了實(shí)驗(yàn)室定位、建設(shè)目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)室組成和功能設(shè)置等內(nèi)容。通過開展港口危險(xiǎn)貨物事故預(yù)防及應(yīng)急技術(shù)研究、港口危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)罐檢測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究、危險(xiǎn)貨物集裝箱儲(chǔ)運(yùn)安全研究和危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)存區(qū)域電氣防爆技術(shù)研究，填補(bǔ)港口行業(yè)安全基礎(chǔ)及技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)建設(shè)空白，解決港口行業(yè)危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)運(yùn)安全問題，培養(yǎng)港口危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)運(yùn)安全相關(guān)專業(yè)型技術(shù)人才，為港口行業(yè)安全新技術(shù)和新裝備研發(fā)提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及軟、硬件條件，同時(shí)，為政府、港口行業(yè)監(jiān)管部門以及港口企業(yè)制訂安全生產(chǎn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及應(yīng)急教育培訓(xùn)等提供技術(shù)支撐和決策支持，切實(shí)提升港口危險(xiǎn)貨物安全和應(yīng)急技術(shù)水平。

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