崔宇濤 陳曉華 戴 菁

（中國船舶及海洋工程設(shè)計研究院 上海200011）

引 言

PMA為Permanent Means of Access的英文縮寫，譯為永久性檢驗通道，根據(jù)SOLAS（2009）（International Convention for the Safety of Life at Sea）中的定義［1］，該通道是供主管機關(guān)、船舶公司以及船上人員和其他人員必要時對船舶結(jié)構(gòu)進行全面檢查、近視檢查和厚度測量而設(shè)置的通道。1993年11月4日，國際海事大會通過了對油船和散貨船加強檢驗計劃的決議案A.744（18）［2］。該計劃特別強調(diào)對不同船齡的油船和散貨船船體結(jié)構(gòu)進行全面檢查、近觀檢查和厚度測量的規(guī)定。2002年12月12日，海安會通過了對于SOLAS 74修正案 MSC.134（76）［3］。該修正案增加了 SOLAS 74第Ⅱ-1章第3-6條“進入油船和散貨船貨物區(qū)域處所的通道和該區(qū)域處所內(nèi)的通道”，并于2004年5月21日通過對MSC.134（76）的修正案 MSC.151（78）［4］，此修正案提出了對永久性檢驗通道以及安全通道的設(shè)計要求。而兩次會議提出的 MSC.133（76）［5］及其修正案 MSC.158（78）［6］則是對PMA的具體技術(shù)規(guī)定，目前PMA的布置和設(shè)計以MSC.158（78）的條文為指導(dǎo)。

MSC.158（78）只針對油船和散貨船，對于FPSO（浮式生產(chǎn)儲油船）并沒有明確要求。而隨著近年來FPSO數(shù)量的增加，F(xiàn)PSO結(jié)構(gòu)狀況的維護和保障也逐漸受到船東和船級社的關(guān)注，是否需要設(shè)置PMA以及如何設(shè)計PMA已經(jīng)成為FPSO設(shè)計和建造前必須明確的內(nèi)容。

1 恩平FPSO概況

恩平24-2 FPSO是中海油新建項目，其作業(yè)于南海珠江口盆地恩平凹陷，可抵御500年一遇臺風環(huán)境條件，設(shè)計水深90 m，設(shè)計壽命30年，設(shè)5對貨油艙、1對污油艙、1對工藝水艙、一個燃料油（原油）艙和6對專用壓載水艙，首尖艙后設(shè)置安裝APL轉(zhuǎn)塔系泊系統(tǒng)的轉(zhuǎn)塔艙。貨油泵和專用壓載泵均采用浸沒式深井泵，全船沒有泵艙，貨油艙與艉機艙間設(shè)隔離空艙，生活樓位于船尾。業(yè)主根據(jù)恩平油田日產(chǎn)量，穿梭油輪噸位、卸油周期和緩沖天數(shù)等因素確定FPSO載重量為15萬噸。本文將以恩平FPSO布局為依托，詳盡闡述15萬噸級FPSO永久性檢驗通道的設(shè)計思路。

圖1 恩平FPSO總布置圖

2 PMA在FPSO上應(yīng)用的規(guī)范研究

恩平FPSO入BV和CCS雙船級，掛旗國為中國，適用的規(guī)范規(guī)則包括中國法律法規(guī)，IMO規(guī)范（如海上移動鉆井平臺規(guī)范MODU、載重線公約LOAD LINES、完整穩(wěn)性規(guī)則IS CODE等），船級社規(guī)范，OCIMF、美國石油協(xié)會API、國際勞工組織ILO、國際電氣協(xié)會IEC和美國消防協(xié)會NFPA標準等。從理論上講，F(xiàn)PSO是海洋工程，不屬于船的范疇，所以一般的船規(guī)如SOLAS、MARPOL等對FPSO沒有約束力，且FPSO又不具備鉆井功能，MODU規(guī)范又不完全適用，但FPSO設(shè)計往往直接借鑒船規(guī)和MODU的內(nèi)容，并且業(yè)主一般都將上述規(guī)范寫入技術(shù)規(guī)格書。因此，上述規(guī)范在設(shè)計中必須予以考慮并滿足要求。

目前國內(nèi)建造較早的幾條FPSO都未曾系統(tǒng)地考慮過PMA通道，或者根本沒有這方面的概念，其根本原因就是之前沒有相關(guān)規(guī)范對FPSO的檢驗通道進行要求，所謂的PMA技術(shù)規(guī)定只是針對油船和散貨船；對于熱度逐漸升溫的海洋工程項目來說，密切關(guān)注規(guī)范的完善和更新變得尤為重要。

以本船入BV船級社為例（目前國內(nèi)大部分FPSO均入BV級），在2010年版BV船級社規(guī)范“NR 445 Rules for the Classification of Offshore Units” 中“PartD Vol01_SI_ FPSO rules”對海工項目的通道提出“The Regulation II-1/3-6 of the SOLAS Convention can be used as reference for the arrangement of the means of access in the hull”（船體中通道的布置可參考SOLAS第II-1章第3-6條的規(guī)定）。從而說明BV對于船體通道的要求認可且遵循了SOLAS的規(guī)定。

SOLAS（2009）對通道設(shè)置和布置的要求是我們設(shè)計的主要依據(jù)之一，而SOLAS在第II-1/3-6條（MSC.134（76））中針對梯道設(shè)計提出兩項規(guī)定：“在船舶整個壽命期，每一處所均應(yīng)設(shè)置通道，以供主管機關(guān)、第IX/1條定義的船舶公司以及船上人員和其他人員必要時對船舶結(jié)構(gòu)進行全面檢查、近觀檢查和厚度測量。通道應(yīng)符合本條5的要求和海上安全委員會MSC.133（76）決議通過的《檢查通道技術(shù)規(guī)定》”。我們所參照的MSC.158（78）即為MSC.133（76）的修正案。國際船級社協(xié)會為了輔助MSC.158（78）和MSC.151（78）的執(zhí)行還作出統(tǒng)一解釋，即（UI）SC191號文［7］。

MODU是目前海工項目主要參考的規(guī)范之一，其在2.2.1.1章節(jié)提到“平臺內(nèi)的每一處所都應(yīng)設(shè)置至少一個永久性出入通道，以便在平臺整個壽命期間，主管機關(guān)、公司和平臺上人員及其他有關(guān)人員能夠?qū)ζ脚_結(jié)構(gòu)進行必要的總體檢查、近觀檢查和厚度測量。此種出入通道應(yīng)符合第2.2.4段的規(guī)定和海安會以第MSC.133（76）號決議通過的并可由本組織修訂的《檢驗通道技術(shù)規(guī)定》”，由此可知，MODU對于檢驗通道的設(shè)置更重視，要求也更嚴格。

CCS船級社在FPSO規(guī)范方面尚未完善，作為掛旗國，F(xiàn)PSO只能參考安監(jiān)總局“FPSO安全規(guī)則”，但此規(guī)則內(nèi)容并不是很全面，在檢驗通道方面沒有任何文字描述，但基于油船的經(jīng)驗，CCS還是建議設(shè)置PMA。

綜上所述，雖然很少有專門的FPSO規(guī)范明確要求設(shè)置PMA，但通過類似規(guī)范的比較，了解業(yè)主的使用需求、結(jié)合FPSO的特點以及聽取船級社的意見，我們得出結(jié)論：對于FPSO設(shè)置PMA既合情合理，又非常必要。

3 PMA布置處所

FPSO對PMA的設(shè)計理念主要參考油船，這是因為油船和FPSO有相似的液艙劃分，僅根據(jù)MSC.158（78）中對油船的文字描述，設(shè)置PMA的處所應(yīng)為貨油艙、壓載艙及首尖艙，但SOLAS第 II-1/3-6條（MSC.151（78））卻將 MSC.158（78）引入到“油船和散貨船裝貨區(qū)域及其前方處所的出入通道及內(nèi)部通道”，MODU更是要求平臺每一處所均設(shè)置永久性檢驗通道，按此條件，全船除了貨油艙、壓載水艙和首尖艙以外，其余的空艙、工藝水艙、燃油艙以及污油艙均需設(shè)置PMA。但與油船相比，F(xiàn)PSO上的部分液艙環(huán)境更為惡劣，船上貨油艙和污油艙的溫度都能達到80°，工藝水艙更是達到95°，結(jié)合鋅塊的保護壽命和FPSO在海上不解脫的使用要求，從安全性角度考慮，檢驗全船關(guān)鍵結(jié)構(gòu)節(jié)點的疲勞、腐蝕和應(yīng)力集中變得尤為重要。對于上述液艙或空艙，由于大部分位于貨艙區(qū)，且需要和模塊設(shè)備配合使用，大多存在結(jié)構(gòu)構(gòu)件較大以及艙內(nèi)管路較多的特點，所有艙完全滿足PMA要求存在難度。在實際設(shè)計中，通過與船級社溝通，最終達成共識，貨油艙、壓載艙、首尖艙嚴格按規(guī)范執(zhí)行，其余艙PMA設(shè)置盡量滿足規(guī)范要求，但如確實存在布置困難的處所可考慮用其他可移動設(shè)備替代。

4 PMA在貨油艙的應(yīng)用

恩平貨油艙的寬度21.45 m，高約為25.17 m，艙內(nèi)水平桁間高度一般控制在5.1 m、4.25 m不等，對于15萬噸級FPSO，此種設(shè)計尺度是按常規(guī)做法且十分合理。貨油艙的PMA布置如圖2和圖3所示，前后橫艙壁存在差異（主要為設(shè)備引起）。

圖2 貨油艙前艙壁

圖3 貨油艙后艙壁

4.1 布置原則

4.1.1 橫向通道

規(guī)范要求高為6 m及以上包含內(nèi)部構(gòu)件的貨油艙應(yīng)在扶強材表面距甲板下面1.6～3 m 的每一橫艙壁處，設(shè)置連續(xù)橫向永久通道。例如圖4所示，橫向走道平臺設(shè)置在甲板面以下2.3 m處，由于3號和4號貨油艙為共用橫艙壁，所以只在有骨材一側(cè)的4號貨油艙設(shè)置橫向PMA通道，按照規(guī)范要求此通道應(yīng)與縱向通道連通。根據(jù)設(shè)計習慣，另一側(cè)橫艙壁一般不設(shè)骨材，且如果是采用深井泵的FPSO在此艙壁處一般設(shè)有直通貨艙頂部和底部的泵頭和管路，因此在此艙壁處可只設(shè)置如圖3所示的進出貨艙的安全通道即可。對于扶強材表面超過3 m 的橫向通道，通常采用借用結(jié)構(gòu)水平桁的方法，那就需在初期規(guī)劃的結(jié)構(gòu)設(shè)計時將通道考慮進去。

圖4 FPSO貨油艙橫向檢驗通道布置

4.1.2 縱向通道

根據(jù)貨油艙的雙殼結(jié)構(gòu)特點，貨油艙縱向艙壁只有在船中縱艙壁處一側(cè)存在骨材，其余均為光壁，因此通常只需按照規(guī)范最低要求在貨油艙兩側(cè)各設(shè)一道連續(xù)縱向永久通道即可，其中一道設(shè)在距甲板下1.6～6 m 處，另一道設(shè)在距甲板下1.6～3 m 處。其主要作用就是檢驗甲板面反向加強構(gòu)件的腐蝕或應(yīng)力集中問題。根據(jù)規(guī)范要求“連續(xù)縱向永久通道應(yīng)與縱艙壁扶強材表面的結(jié)構(gòu)成為整體”，如圖5所示為貨油艙典型的和結(jié)構(gòu)合為一體的縱向檢驗通道。

圖5 FPSO貨油艙典型縱向檢驗通道

對于中縱艙壁有骨材一側(cè)，除最上層外的縱向通道外，其余通道可按兩種思路考慮，第一就是在不超過6 m的位置設(shè)置縱向連續(xù)通道，第二是根據(jù)規(guī)范的解釋“如果在最上面的平臺處設(shè)有固定附件，則可采用技術(shù)規(guī)定3.9中定義的其它可用通道設(shè)備對中間高度處進行檢查”。在恩平上，采用的是第二種方法。因為如果采用第一種方法，整個中縱艙壁大的扶強材均要開孔保證通道連通，對于需要承受將近2萬噸模塊質(zhì)量的甲板支撐極為不利。圖6為縱向通道在甲板面下的布置示意圖。

圖6 FPSO縱向檢驗通道在甲板面下布置

4.2 遇到問題

在貨油艙PMA設(shè)計過程中，遇到很多不可預(yù)期的問題，現(xiàn)列舉兩個典型問題：

（1）模塊支墩下方重要加強處不允許開孔，阻擋PMA的連續(xù)。

解決方案：如圖2所示，在大骨材且不允許開孔處，采用局部下沉的處理方法。優(yōu)點是滿足規(guī)范要求和通道的連續(xù)性，缺點是減小了通道的便利性。

（2）總圖中表示的貨艙區(qū)3臺克令吊筒體是插入甲板的，由于其筒體巨大，阻擋PMA的連續(xù)，并且吊機在吊物過程中可能存在彈性變形，因此不建議在筒體上搭建平臺繞行，更不建議在筒體處開洞通行，因為可能形成局部油氣濃度過高。

解決方案：甲板面單獨增設(shè)人孔，通到被阻區(qū)域，以保證此通道無檢驗死角。優(yōu)點：滿足規(guī)范且不需要修改筒體加強或設(shè)置復(fù)雜的平臺，使設(shè)計簡化。缺點：甲板開孔增加，且便利性略差。

5 PMA在邊壓載水艙的應(yīng)用

貨油艙旁邊的壓載艙一般以折角點為界分為兩部分考慮，恩平FPSO折角點以上壓載艙寬度為3 m，高度約為20 m，平臺高度除第一層5.7 m外，其余均為5.1～4.25 m不等，折角點以下壓載艙區(qū)域如圖7所示。

5.1 布置原則

5.1.1 舭部折角點以上的雙殼處所（寬度小于5 m）

（1）當最上面的水平平臺與甲板間的垂向距離為6 m 或以上時，在全艙長范圍內(nèi)設(shè)置連續(xù)縱向永久通道，該通道允許通過橫框架，位于甲板下1.6～ 3 m處，此通道在該艙兩端處設(shè)有垂直梯；

（2）應(yīng)在不超過6 m 的垂直距離處設(shè)置形成結(jié)構(gòu)整體的連續(xù)縱向永久通道；

（3）平臺應(yīng)盡可能與橫艙壁水平桁連接。

因為邊壓載艙橫向的空間十分有限，所以建議在船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計初期就應(yīng)考慮到規(guī)范要求而將每層甲板或平臺間的垂向距離設(shè)計為小于6 m，盡量避免單獨去設(shè)置縱向永久通道，這樣會影響到吊人直通孔的布置、壓載水艙安全通道中間平臺的設(shè)置以及部分輪機管線的布置等，并且很容易在后期產(chǎn)生干涉問題。

5.1.2 折角點以下的處所

對于此處的檢驗通道設(shè)置，包括船底至上部折角點的垂直距離超過6 m和小于6 m兩種情況。超過6 m時，規(guī)范要求：

（1）縱向連續(xù)永久通道設(shè)置在距底邊艙頂以下1.6～3 m 處。在這種情況下，設(shè)置在縱向永久通道上的強框架處的擴展平臺可用作通往結(jié)構(gòu)臨界區(qū)域的通道。

（2）另外，在環(huán)肋凈開口頂部以下至少1.2 m處設(shè)置縱向連續(xù)永久通道，可允許使用移動通道設(shè)備來到達結(jié)構(gòu)臨界區(qū)域。

對于15萬噸級雙殼雙底FPSO來說，折角點以下高度一般都會超過6 m（如圖7所示），在折角點以下設(shè)置縱向連續(xù)通道，并且需要結(jié)構(gòu)在橫框架環(huán)肋處開至少600 mm×800 mm人孔以保證人員通行（也可采用規(guī)范允許的高度高于850 mm的不規(guī)則橢圓開孔代替）。對于環(huán)肋凈開口的頂部以下至少1.2 m 處，不建議設(shè)置連續(xù)通道，通過生產(chǎn)過程中的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，壓載艙的壓載管線基本都從環(huán)肋開孔處穿過，給PMA設(shè)置帶來很大的問題，平臺和支撐都難以找到合適支點，并且會增加很多重量，因此建議使用可移動通道設(shè)備代替。

圖7 舭部折角點以下縱向檢驗通道布置

如果船底至上部折角點的垂直距離小于6 m，一般考慮采取其他可用通道設(shè)備或可移動通道設(shè)備代替永久通道。

5.2 遇到問題

因本船的壓載泵是放在邊壓載艙的，因此就涉及到壓載泵的整體吊裝及維修，在如此狹小空間考慮吊裝壓載泵勢必會影響PMA通道的連續(xù)性，最終的解決方案是在局部開掉的通道處設(shè)置可移動格柵，從而保證通道的完整性。

6 PMA在首尖艙的應(yīng)用

PMA在首尖艙的要求并沒有像油艙和邊壓載艙要求的那么嚴格，布置基本與油船首尖艙類似，具有靈活性較大、允許使用工具多等特點，較易滿足設(shè)計要求。根據(jù)規(guī)范描述，其只是提出防撞艙壁中心線處深為6 m或以上的首尖艙，需設(shè)置合適的通道，以通往諸如甲板下結(jié)構(gòu)、平臺、防撞艙壁和邊殼結(jié)構(gòu)等臨界區(qū)域。所謂的合適通道包括其他通道設(shè)備和可移動通道設(shè)備，其他可用設(shè)備包括：

（1）安裝在穩(wěn)定基座上的液壓力臂；

（2）鋼纜升降平臺；

（3）腳手架；

（4）筏；

（5）遙控力臂或遙控運載工具（ROV）；

（6）如果要使用長度超過5 m的移動梯子，則必須設(shè)有能固定梯子上端的機械裝置；

（7）主管機關(guān)批準和接受的其它通道設(shè)備。

7 PMA在其他液艙的應(yīng)用

對于貨艙區(qū)特殊液艙“污油艙”、“燃油艙”和“工藝水艙”以及貨油艙與艉機艙之間的隔離空艙等，規(guī)范并沒有明確的布置要求。理論上，“工藝水艙”、“燃油艙”和空艙只需設(shè)置不大于6 m的平臺即可，“污油艙”需要參考貨油艙來考慮，但客觀存在的因素如艙容較小、結(jié)構(gòu)龐大且加強結(jié)構(gòu)較多、深井泵及其管線較多、管線維修平臺的設(shè)置、洗艙口的設(shè)置以及吊人直通孔的設(shè)置等，卻嚴重制約PMA在“污油艙”的設(shè)置。對于15萬噸級FPSO，只要采用深井泵一般都會遇到上述情況（泵艙泵情況相對好點），因此這就需要和船級社溝通，在設(shè)計方案上取得一致。對于“污油艙”這類液艙，如果硬套規(guī)范反而會使設(shè)計顯得笨重，最終確定的方案是“污油艙”也參照“工藝水艙”、“燃油艙”和空艙的設(shè)計，將檢驗通道、安全通道以及設(shè)備維修通道合并處理，在不大于6 m處設(shè)置平臺、平臺的尺寸根據(jù)布置空間確定，盡量保證各通道的功能。

8 PMA在設(shè)計過程中的優(yōu)化

PMA的設(shè)計不是單獨存在的，需要將其與安全通道綜合考慮，以此來簡化設(shè)計并消除相互的影響。除安全通道以外，直通孔和部分艙內(nèi)設(shè)備的維修通道也應(yīng)綜合起來進行設(shè)計，從而在方便人員檢修和操作、成本控制、重量控制等方面起到積極作用；同時也會避免因干涉造成的反復(fù)修改，提高工作效率。綜上所述，我們認為通道的統(tǒng)一化、簡潔化是評判其設(shè)計是否成功的重要標準。

9 結(jié) 論

本文通過結(jié)合恩平24-2油田FPSO的設(shè)計，對FPSO的PMA的布置和優(yōu)化進行分析，得出以下結(jié)論：

（1）根據(jù)不同的船級社，對是否設(shè)置PMA的解釋存在差異，但從滿足檢驗要求角度來講，設(shè)置PMA是十分必要的。

（2）PMA為供人檢驗和測量艙內(nèi)結(jié)構(gòu)的通道，在滿足其使用目的和規(guī)范的基礎(chǔ)上，可以具體問題具體分析。

（3）FPSO設(shè)置PMA總的思路和油船類似，但不同之處是FPSO貨艙區(qū)甲板面和艙內(nèi)的設(shè)備較多，結(jié)構(gòu)加強復(fù)雜且龐大；因此，在設(shè)計初期就將PMA理念融入到所有相關(guān)專業(yè)的設(shè)計規(guī)劃中，能在很大程度上對PMA的布置起到優(yōu)化效果。

（4）根據(jù)實船經(jīng)驗，如果將PMA設(shè)計為結(jié)構(gòu)的一部分，不僅可以在減少結(jié)構(gòu)重量方面起到積極作用，更可避免很多不必要開孔，從而在保證通道便利性的同時也增加船體結(jié)構(gòu)的安全性。

（5）綜合考慮液艙內(nèi)安全通道、設(shè)備檢修通道與PMA的布置，在滿足通道功能的基礎(chǔ)上，盡量采用合并或兼顧的方法，使整體布局簡潔化。

［1］ International Convention for the Safety of Life at Sea（2009）［S］.London：International Maritime Organization，2009：9.

［2］ IMO.A.744（18），Guidelines on the enhanced Programme of Inspectations during Surveys of Bulk Carrier and Oil Tankers ［S］.London：International Maritime Organization，1993.

［3］ MSC.134（76），Adoption of Amendments to the International Convention for the Safety of Life at Sea ［S］.London ：Maritime Safety Committee，2003.

［4］ MSC.151（78），Adoption of Amendments to the International Convention for the Safety of Life at Sea ［S］.London ：Maritime Safety Committee，2003.

［5］ MSC.133（76），Adoption of Technical Provisions for Means of Access for Inspections ［S］.London：Maritime Safety Committee，2003.

［6］ MSC.158（78），Adoption of Amendments to the Technical Provisions for Means of Access for Inspections ［S］.London ：Maritime Safety Committee，2003.

［7］ IACS Unified Interpretations （UI）SC 191，for the Application of Amended SOLAS Regulation II-1/3-6（Resolution MSC.1551（78）and Revised Technical Provisions for Means of Access for Inspections （Resolution MSC.158（78））［S］.London：International Association of Classification Societies，2006.

［8］ 李克杰.大靈便型散貨船永久性檢驗通道的布置優(yōu)化［J］.船舶，2012（3）：6-14.