船体分段内部并不是一个空箱体

船舶建造过程中的分段虽然尚不是完整的船舶,但对作业人员而言,它已经是结构复杂的内部空间。舱壁、纵向构件、加强构件、双层底结构、舱柜边界、人孔和狭窄通道会分割空气流动。舾装件、临时脚手架、电缆、气体软管乃至焊机进入后,图纸上看似一个整体的空间,实际也会像多个小隔舱一样运行。如果出入口受限、自然通风条件不利,并且可能形成有害气体环境,就应首先依照法规和作业场所程序,判定其是否属于受限空间或危险气体环境管理对象。不能仅因其名为“分段”,就一概认定为安全或危险。

通风设计的目标也不只是开启风机。清洁空气必须送达作业人员,产生的烟尘、气体和蒸气则应沿着不经过作业人员呼吸区的路径被捕集或稀释,并排放至安全地点。还必须通过测量确认这条路径是否真正覆盖整个空间。OSHA的造船厂通风指南警告称,如果只把风机放在舱柜入口处,可能形成仅在入口附近小范围循环的“短路”,几乎无法保护内部作业人员。这正是需要把风管末端送到实际作业位置附近的原因。

先把空间与作业画在同一张图上

在确定通风机容量之前,应在分段的剖面图和平面图上标出空气流动路径。把室外清洁空气的取风位置、送风口、作业点、舱壁开口、预计排风口、人员通行路线和紧急逃生路线叠加在同一张图上。加强构件后方、地面积液和舱底水处、顶部凹槽、封闭端、装有临时盖板的隔舱以及风管弯折处,都应分别标为潜在滞留区。还要确认相邻分段或涂装区域的排风是否可能回流至送风侧。

然后列出各项作业的排放源。焊接和切割可根据作业条件产生金属烟尘、臭氧、氮氧化物和一氧化碳等污染物。使用惰性气体的工艺中,泄漏可能降低氧气浓度;相反,氧气软管泄漏会造成氧气富集,并加大燃烧风险。涂装、清洗、粘接和树脂作业会产生安全数据表所列的溶剂蒸气和雾滴。还应包括发动机设备的废气、加热既有涂层时产生的分解产物,以及从相邻隔舱进入的污染物。即使在同一空间内,上午的装配作业与下午的涂装作业所需通风和检测项目也不相同。

这些资料是合格人员开展风险评估的输入信息。必须审查目标物质、产生速率、分段体积与形状、开口、同时作业的人数和工序、外部空气条件、适用的接触限值、防爆要求以及风管压力损失,才能确定实际风量和设备规格。不得把本文的布置原则或一般换气次数直接当作现场设计值。实际设计和作业许可必须由熟悉相关法规及作业场所程序的合格人员或工业卫生专业人员在现场评估后确定。

送风与排风不是“入口和出口”,而是一条完整路径

送风方式通过风管把室外清洁空气送至作业区域附近,有利于稀释污染物,并在人员所在一侧形成较为清洁的气流。但如果没有确定送入的空气从何处排出,污染空气可能被推向其他隔舱或出入口。排风方式有利于在产生源附近抽走污染物,但如果没有补风路径,污染物可能从意外缝隙进入,或者无法获得足够流量。在结构宽大而复杂的分段内,可能需要同时使用送风和排风,有意识地建立气流。

基本原则是让空气从清洁侧流向污染侧。送风取风口应设在远离涂装排风、焊接烟尘和车辆废气的清洁室外空气处。送风管末端不能只搭在人孔处,而应延伸至作业人员附近或最远的隔舱。排风口应尽可能靠近产生源,同时把排出空气送到安全的室外,避免其在其他作业区、点火源、送风取风口或人员通行处积聚。OSHA 1915.51规定,污染空气应排到室外或远离送风源的地点,补充空气必须清洁且适合呼吸。不得用氧气进行通风。

如果送风口和排风口紧邻设置在同一个人孔旁,送入的空气会迅速折返排出,形成短路。应利用对面的开口,或将风管深入隔舱,使空气穿过作业区域。对于只有一个开口的隔舱,应把送风或排风管末端的位置与外部风机位置分开,并采用烟雾试验等现场程序允许的可视化方法和浓度测量来确认气流。在可能形成可燃性气体环境的场所,还应另行审查风机、电机、风管和静电控制是否适合相应作业条件。

平均通风量不能消除滞留区

用分段体积除以风机额定风量得出的理论换气次数只是起点。长软风管、直径过小、急弯、挤压、破损、过滤器以及连接处泄漏都会降低实际风量。空气也会选择阻力最小的路径,因此可能只在大开口之间快速通过,而加强构件后方或底部凹处仍然没有得到换气。韩国职业安全卫生研究院关于受限空间形状的研究也表明,即使是简单模型,置换所需的通风量也会因形状和内部气体组成而不同。因此,不应只凭“已经通风若干次”的时间计算批准进入,而必须用实际测量值加以确认。

查找滞留区时,要同时改变看图方式和观察高度。上层甲板下方的凹槽、中间作业层、双层底及地面低点、垂直梯通道、舱壁另一侧、封闭端和大型设备后方,都应视作独立检测点。不仅要检查远离风管末端的位置,也要检查送风射流撞上加强构件后回流的地方。如果人员趴卧或蹲下焊接,该姿势下的呼吸区可能与“中部高度”不同。即使整个分段的平均浓度较低,某个人脸部周围也可能出现很高的峰值。

KOSHA关于造船业焊接通风的研究指出,由于作业移动性大和船体结构复杂,移动式局部排风装置不易应用;分段内的软风管也可能因妨碍通行和容易破损而被排斥。这并不是说可以省去风管,而是要求风管布置与作业流程相协调。应保护具备阻燃性和耐久性的风管、减少弯折,并在作业位置移动时同步移动风管末端和检测点。还应考虑采用通风鞍座、独立开口或其他布置,避免风管缩窄紧急逃生路线或堵塞梯子和人孔。

区分产生源控制与全面通风

如果能够在焊接烟尘或溶剂蒸气的产生源附近进行捕集,局部排风应作为优先控制措施。OSHA 1915.51要求把可移动式集气罩尽可能靠近作业点,在产生源处清除烟尘和烟气,并将呼吸区浓度维持在安全范围。集气罩离得过远,或强劲送风把烟尘吹向人员面部,都会削弱捕集效果。另一方面,为避免产生足以影响焊接质量的横向气流,工艺负责人和通风负责人应共同调整位置与流量。

全面通风可稀释局部排风未能捕集的污染物,并将其输送出隔舱。但不能假定仅靠全面通风就能解决高毒性或大量产生的物质、持续从表面蒸发的溶剂,以及可能造成缺氧的气体泄漏。可能还需要隔离工艺或替换物质、切断泄漏源,并结合使用局部排风和呼吸防护具。在通风不足的IDLH气体环境中佩戴普通防尘或防毒面具继续作业,并不是可接受的替代方案。

涂装作业尤其需要同时重视作业期间的产生速率与作业后的脱气。OSHA 1915.35要求,在使用含高挥发性、有毒或易燃溶剂的涂料时,提供足够的排风,将溶剂蒸气维持在LEL的10%以下,并由合格人员频繁检测。如果通风失效或浓度达到该水平,必须停止涂装并撤离隔舱;涂装结束后,也要持续通风直至达到无气体状态。这个数值来自美国造船厂标准的特定条款,不能机械地套用于韩国作业,而应同时适用韩国法规、涂料SDS、接触限值和作业场所标准。

检测布点应连接上、中、下部与实际作业位置

进入前的远程检测应从外部进行,避免作业人员首先暴露于危险气体环境。应按氧气、可燃气体或蒸气、预计有毒物质的顺序检测,同时考虑所选传感器是否对实际物质有响应,以及泵和软管的输送时间。不能认为一次采样可以代表整个空间。应分别检测上部、中部和下部,并在每个高度检测远端、封闭隔舱、管道与软管周边、有残留物的低点以及与相邻空间连通的缝隙。对于垂直方向很深的隔舱,应沿移动路径逐段检测。

气体的相对密度是确定检测位置的线索,但不是唯一答案。热气体和焊接烟尘可能因浮力上升,冷蒸气或部分溶剂则可能滞留在低处。然而,送风射流、热源、人员活动、舱壁和温差会搅混不同气层,或形成意料之外的气体滞留区。不能依照“轻气体在上、重气体在下”这一条规则,只检测一个高度。应考虑预期密度,同时检查上、中、下部及实际滞留区;采用多层检测更为安全。

作业期间的检测与进入前许可检测的目的不同。作业人员呼吸区的便携式检测仪用于跟踪人员实际吸入空气的变化。区域检测仪应布置在产生源附近、最不利的滞留区,以及排风失效时浓度最先上升的位置。如果可能迅速形成缺氧或可燃性气体环境,应考虑连续监测。焊接位置、涂装表面或送排风管移动后,监测仪也必须重新布置。应避免固定检测仪仍在监测昨天的作业点,而今天的人员已在另一个隔舱作业。

验证通风性能时,应同时查看四类位置:第一,理应清洁的送风取风口;第二,作业人员的呼吸区;第三,预计最不利的滞留区;第四,排风口及其周边。取风口检测用于发现污染物回流,呼吸区检测用于确认个人暴露,滞留区检测则用于找出被平均值掩盖的高浓度。排风口周边检测用于确认排到室外的蒸气是否会重新积聚在其他作业区、船坞底部或相邻分段。OSHA 1915.35也要求定期检测,确认排放蒸气不会积聚在船舶或船坞周围的其他区域。

检测仪的能力与其布置位置同样重要

复合气体检测仪配有O2、%LEL、CO和H2S传感器,并不意味着它也能检测涂料中的二甲苯或特定金属烟尘。作业前应根据SDS和工艺信息确定目标物质,并按目的选择直读式传感器、PID、检测管、颗粒物测量或个人采样等方法。直读式仪器擅长捕捉快速变化和发出报警,个人采样则可能是评估时间加权暴露所必需的手段。两者不能相互替代。

使用泵吸式检测时,应考虑软管长度和内径、吸附性、冷凝、泄漏以及各传感器的响应时间。将长软管依次放到多个高度后立即读数,传感器中可能还残留上一个位置的空气,从而造成误判。应在每个检测点留出足够时间,让样气到达传感器且示值稳定,并遵循制造商说明。使用前还需要进行通气功能测试(bump test)或校准确认,检查电池、泵流量和过滤器状态。报警设定值和单位(ppm、%vol、%LEL)应与作业许可证一致,并同时记录结果对应的时间、地点、高度、作业状态和通风状态。

作业发生变化时,应重新设计通风和检测方案

分段内部的气体环境并非固定不变。开始涂装、焊接人数增加、风管受到挤压、风机断电、人孔盖关闭或有新隔舱连通,都会改变空气流动路径。OSHA 1915.15规定,出现可能改变已检测空间条件的变化时,应停止作业并重新检查、重新检测;还应按需要频繁检测,以维持安全条件。ILO造船与修船安全卫生实践守则也建议:如果自然通风无法保证安全气体环境,就应采用机械通风;必要时在产生点设置局部排风;若可能积聚危险气体,则应在进入前检测氧气以及易燃、易爆和有毒物质。

作业前会议不能只核对风机编号和额定参数,还应明确送排风方向、风管末端位置、最不利点、检测负责人、重新检测条件、报警时的撤离措施、断电应对和救援计划。风机故障、检测仪报警、风向骤变、新增作业工序以及长时间休息后的再次进入,都是需要重新评估的信号。不得假定通风中断后仍然安全;对于涂装等可能持续释放残余蒸气的作业,可在设备停止后经过规定的稳定时间再重新检测。

好的布置方案会依据测量值不断调整

分段内部通风的成败,取决于空气的实际流动路径,而不是风机数量。必须把清洁空气送到作业点,在产生源处捕集污染物,或使气流穿过滞留区后排至安全的室外,同时防止出入口短路和污染物回流。检测点应覆盖上、中、下部、人员呼吸区、产生源、最远隔舱及排风口周边,用于证明这条气流路径确实有效。

因此,将同一份标准布置图套用到所有分段并不充分。合格人员应评估空间形状和作业产生的物质,制定临时通风方案,再依据进入前多点检测与作业期间监测的结果,调整风管和检测仪位置。目标不是在检查表上勾选“风机运行”,而是保持一种可验证的状态:在整个作业期间,每名人员都在呼吸安全的空气。

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