永久性检验通道在15万吨级FPSO上的应用

崔宇涛 陈晓华 戴 菁

（中国船舶及海洋工程设计研究院 上海200011）

引 言

PMA为Permanent Means of Access的英文缩写，译为永久性检验通道，根据SOLAS（2009）（International Convention for the Safety of Life at Sea）中的定义［1］，该通道是供主管机关、船舶公司以及船上人员和其他人员必要时对船舶结构进行全面检查、近视检查和厚度测量而设置的通道。1993年11月4日，国际海事大会通过了对油船和散货船加强检验计划的决议案A.744（18）［2］。该计划特别强调对不同船龄的油船和散货船船体结构进行全面检查、近观检查和厚度测量的规定。2002年12月12日，海安会通过了对于SOLAS 74修正案 MSC.134（76）［3］。该修正案增加了 SOLAS 74第Ⅱ-1章第3-6条“进入油船和散货船货物区域处所的通道和该区域处所内的通道”，并于2004年5月21日通过对MSC.134（76）的修正案 MSC.151（78）［4］，此修正案提出了对永久性检验通道以及安全通道的设计要求。而两次会议提出的 MSC.133（76）［5］及其修正案 MSC.158（78）［6］则是对PMA的具体技术规定，目前PMA的布置和设计以MSC.158（78）的条文为指导。

MSC.158（78）只针对油船和散货船，对于FPSO（浮式生产储油船）并没有明确要求。而随着近年来FPSO数量的增加，FPSO结构状况的维护和保障也逐渐受到船东和船级社的关注，是否需要设置PMA以及如何设计PMA已经成为FPSO设计和建造前必须明确的内容。

1 恩平FPSO概况

恩平24-2 FPSO是中海油新建项目，其作业于南海珠江口盆地恩平凹陷，可抵御500年一遇台风环境条件，设计水深90 m，设计寿命30年，设5对货油舱、1对污油舱、1对工艺水舱、一个燃料油（原油）舱和6对专用压载水舱，首尖舱后设置安装APL转塔系泊系统的转塔舱。货油泵和专用压载泵均采用浸没式深井泵，全船没有泵舱，货油舱与艉机舱间设隔离空舱，生活楼位于船尾。业主根据恩平油田日产量，穿梭油轮吨位、卸油周期和缓冲天数等因素确定FPSO载重量为15万吨。本文将以恩平FPSO布局为依托，详尽阐述15万吨级FPSO永久性检验通道的设计思路。

图1 恩平FPSO总布置图

2 PMA在FPSO上应用的规范研究

恩平FPSO入BV和CCS双船级，挂旗国为中国，适用的规范规则包括中国法律法规，IMO规范（如海上移动钻井平台规范MODU、载重线公约LOAD LINES、完整稳性规则IS CODE等），船级社规范，OCIMF、美国石油协会API、国际劳工组织ILO、国际电气协会IEC和美国消防协会NFPA标准等。从理论上讲，FPSO是海洋工程，不属于船的范畴，所以一般的船规如SOLAS、MARPOL等对FPSO没有约束力，且FPSO又不具备钻井功能，MODU规范又不完全适用，但FPSO设计往往直接借鉴船规和MODU的内容，并且业主一般都将上述规范写入技术规格书。因此，上述规范在设计中必须予以考虑并满足要求。

目前国内建造较早的几条FPSO都未曾系统地考虑过PMA通道，或者根本没有这方面的概念，其根本原因就是之前没有相关规范对FPSO的检验通道进行要求，所谓的PMA技术规定只是针对油船和散货船；对于热度逐渐升温的海洋工程项目来说，密切关注规范的完善和更新变得尤为重要。

以本船入BV船级社为例（目前国内大部分FPSO均入BV级），在2010年版BV船级社规范“NR 445 Rules for the Classification of Offshore Units” 中“PartD Vol01_SI_ FPSO rules”对海工项目的通道提出“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”（船体中通道的布置可参考SOLAS第II-1章第3-6条的规定）。从而说明BV对于船体通道的要求认可且遵循了SOLAS的规定。

SOLAS（2009）对通道设置和布置的要求是我们设计的主要依据之一，而SOLAS在第II-1/3-6条（MSC.134（76））中针对梯道设计提出两项规定：“在船舶整个寿命期，每一处所均应设置通道，以供主管机关、第IX/1条定义的船舶公司以及船上人员和其他人员必要时对船舶结构进行全面检查、近观检查和厚度测量。通道应符合本条5的要求和海上安全委员会MSC.133（76）决议通过的《检查通道技术规定》”。我们所参照的MSC.158（78）即为MSC.133（76）的修正案。国际船级社协会为了辅助MSC.158（78）和MSC.151（78）的执行还作出统一解释，即（UI）SC191号文［7］。

MODU是目前海工项目主要参考的规范之一，其在2.2.1.1章节提到“平台内的每一处所都应设置至少一个永久性出入通道，以便在平台整个寿命期间，主管机关、公司和平台上人员及其他有关人员能够对平台结构进行必要的总体检查、近观检查和厚度测量。此种出入通道应符合第2.2.4段的规定和海安会以第MSC.133（76）号决议通过的并可由本组织修订的《检验通道技术规定》”，由此可知，MODU对于检验通道的设置更重视，要求也更严格。

CCS船级社在FPSO规范方面尚未完善，作为挂旗国，FPSO只能参考安监总局“FPSO安全规则”，但此规则内容并不是很全面，在检验通道方面没有任何文字描述，但基于油船的经验，CCS还是建议设置PMA。

综上所述，虽然很少有专门的FPSO规范明确要求设置PMA，但通过类似规范的比较，了解业主的使用需求、结合FPSO的特点以及听取船级社的意见，我们得出结论：对于FPSO设置PMA既合情合理，又非常必要。

3 PMA布置处所

FPSO对PMA的设计理念主要参考油船，这是因为油船和FPSO有相似的液舱划分，仅根据MSC.158（78）中对油船的文字描述，设置PMA的处所应为货油舱、压载舱及首尖舱，但SOLAS第 II-1/3-6条（MSC.151（78））却将 MSC.158（78）引入到“油船和散货船装货区域及其前方处所的出入通道及内部通道”，MODU更是要求平台每一处所均设置永久性检验通道，按此条件，全船除了货油舱、压载水舱和首尖舱以外，其余的空舱、工艺水舱、燃油舱以及污油舱均需设置PMA。但与油船相比，FPSO上的部分液舱环境更为恶劣，船上货油舱和污油舱的温度都能达到80°，工艺水舱更是达到95°，结合锌块的保护寿命和FPSO在海上不解脱的使用要求，从安全性角度考虑，检验全船关键结构节点的疲劳、腐蚀和应力集中变得尤为重要。对于上述液舱或空舱，由于大部分位于货舱区，且需要和模块设备配合使用，大多存在结构构件较大以及舱内管路较多的特点，所有舱完全满足PMA要求存在难度。在实际设计中，通过与船级社沟通，最终达成共识，货油舱、压载舱、首尖舱严格按规范执行，其余舱PMA设置尽量满足规范要求，但如确实存在布置困难的处所可考虑用其他可移动设备替代。

4 PMA在货油舱的应用

恩平货油舱的宽度21.45 m，高约为25.17 m，舱内水平桁间高度一般控制在5.1 m、4.25 m不等，对于15万吨级FPSO，此种设计尺度是按常规做法且十分合理。货油舱的PMA布置如图2和图3所示，前后横舱壁存在差异（主要为设备引起）。

图2 货油舱前舱壁

图3 货油舱后舱壁

4.1 布置原则

4.1.1 横向通道

规范要求高为6 m及以上包含内部构件的货油舱应在扶强材表面距甲板下面1.6～3 m 的每一横舱壁处，设置连续横向永久通道。例如图4所示，横向走道平台设置在甲板面以下2.3 m处，由于3号和4号货油舱为共用横舱壁，所以只在有骨材一侧的4号货油舱设置横向PMA通道，按照规范要求此通道应与纵向通道连通。根据设计习惯，另一侧横舱壁一般不设骨材，且如果是采用深井泵的FPSO在此舱壁处一般设有直通货舱顶部和底部的泵头和管路，因此在此舱壁处可只设置如图3所示的进出货舱的安全通道即可。对于扶强材表面超过3 m 的横向通道，通常采用借用结构水平桁的方法，那就需在初期规划的结构设计时将通道考虑进去。

图4 FPSO货油舱横向检验通道布置

4.1.2 纵向通道

根据货油舱的双壳结构特点，货油舱纵向舱壁只有在船中纵舱壁处一侧存在骨材，其余均为光壁，因此通常只需按照规范最低要求在货油舱两侧各设一道连续纵向永久通道即可，其中一道设在距甲板下1.6～6 m 处，另一道设在距甲板下1.6～3 m 处。其主要作用就是检验甲板面反向加强构件的腐蚀或应力集中问题。根据规范要求“连续纵向永久通道应与纵舱壁扶强材表面的结构成为整体”，如图5所示为货油舱典型的和结构合为一体的纵向检验通道。

图5 FPSO货油舱典型纵向检验通道

对于中纵舱壁有骨材一侧，除最上层外的纵向通道外，其余通道可按两种思路考虑，第一就是在不超过6 m的位置设置纵向连续通道，第二是根据规范的解释“如果在最上面的平台处设有固定附件，则可采用技术规定3.9中定义的其它可用通道设备对中间高度处进行检查”。在恩平上，采用的是第二种方法。因为如果采用第一种方法，整个中纵舱壁大的扶强材均要开孔保证通道连通，对于需要承受将近2万吨模块质量的甲板支撑极为不利。图6为纵向通道在甲板面下的布置示意图。

图6 FPSO纵向检验通道在甲板面下布置

4.2 遇到问题

在货油舱PMA设计过程中，遇到很多不可预期的问题，现列举两个典型问题：

（1）模块支墩下方重要加强处不允许开孔，阻挡PMA的连续。

解决方案：如图2所示，在大骨材且不允许开孔处，采用局部下沉的处理方法。优点是满足规范要求和通道的连续性，缺点是减小了通道的便利性。

（2）总图中表示的货舱区3台克令吊筒体是插入甲板的，由于其筒体巨大，阻挡PMA的连续，并且吊机在吊物过程中可能存在弹性变形，因此不建议在筒体上搭建平台绕行，更不建议在筒体处开洞通行，因为可能形成局部油气浓度过高。

解决方案：甲板面单独增设人孔，通到被阻区域，以保证此通道无检验死角。优点：满足规范且不需要修改筒体加强或设置复杂的平台，使设计简化。缺点：甲板开孔增加，且便利性略差。

5 PMA在边压载水舱的应用

货油舱旁边的压载舱一般以折角点为界分为两部分考虑，恩平FPSO折角点以上压载舱宽度为3 m，高度约为20 m，平台高度除第一层5.7 m外，其余均为5.1～4.25 m不等，折角点以下压载舱区域如图7所示。

5.1 布置原则

5.1.1 舭部折角点以上的双壳处所（宽度小于5 m）

（1）当最上面的水平平台与甲板间的垂向距离为6 m 或以上时，在全舱长范围内设置连续纵向永久通道，该通道允许通过横框架，位于甲板下1.6～ 3 m处，此通道在该舱两端处设有垂直梯；

（2）应在不超过6 m 的垂直距离处设置形成结构整体的连续纵向永久通道；

（3）平台应尽可能与横舱壁水平桁连接。

因为边压载舱横向的空间十分有限，所以建议在船舶结构设计初期就应考虑到规范要求而将每层甲板或平台间的垂向距离设计为小于6 m，尽量避免单独去设置纵向永久通道，这样会影响到吊人直通孔的布置、压载水舱安全通道中间平台的设置以及部分轮机管线的布置等，并且很容易在后期产生干涉问题。

5.1.2 折角点以下的处所

对于此处的检验通道设置，包括船底至上部折角点的垂直距离超过6 m和小于6 m两种情况。超过6 m时，规范要求：

（1）纵向连续永久通道设置在距底边舱顶以下1.6～3 m 处。在这种情况下，设置在纵向永久通道上的强框架处的扩展平台可用作通往结构临界区域的通道。

（2）另外，在环肋净开口顶部以下至少1.2 m处设置纵向连续永久通道，可允许使用移动通道设备来到达结构临界区域。

对于15万吨级双壳双底FPSO来说，折角点以下高度一般都会超过6 m（如图7所示），在折角点以下设置纵向连续通道，并且需要结构在横框架环肋处开至少600 mm×800 mm人孔以保证人员通行（也可采用规范允许的高度高于850 mm的不规则椭圆开孔代替）。对于环肋净开口的顶部以下至少1.2 m 处，不建议设置连续通道，通过生产过程中的调研发现，压载舱的压载管线基本都从环肋开孔处穿过，给PMA设置带来很大的问题，平台和支撑都难以找到合适支点，并且会增加很多重量，因此建议使用可移动通道设备代替。

图7 舭部折角点以下纵向检验通道布置

如果船底至上部折角点的垂直距离小于6 m，一般考虑采取其他可用通道设备或可移动通道设备代替永久通道。

5.2 遇到问题

因本船的压载泵是放在边压载舱的，因此就涉及到压载泵的整体吊装及维修，在如此狭小空间考虑吊装压载泵势必会影响PMA通道的连续性，最终的解决方案是在局部开掉的通道处设置可移动格栅，从而保证通道的完整性。

6 PMA在首尖舱的应用

PMA在首尖舱的要求并没有像油舱和边压载舱要求的那么严格，布置基本与油船首尖舱类似，具有灵活性较大、允许使用工具多等特点，较易满足设计要求。根据规范描述，其只是提出防撞舱壁中心线处深为6 m或以上的首尖舱，需设置合适的通道，以通往诸如甲板下结构、平台、防撞舱壁和边壳结构等临界区域。所谓的合适通道包括其他通道设备和可移动通道设备，其他可用设备包括：

（1）安装在稳定基座上的液压力臂；

（2）钢缆升降平台；

（3）脚手架；

（4）筏；

（5）遥控力臂或遥控运载工具（ROV）；

（6）如果要使用长度超过5 m的移动梯子，则必须设有能固定梯子上端的机械装置；

（7）主管机关批准和接受的其它通道设备。

7 PMA在其他液舱的应用

对于货舱区特殊液舱“污油舱”、“燃油舱”和“工艺水舱”以及货油舱与艉机舱之间的隔离空舱等，规范并没有明确的布置要求。理论上，“工艺水舱”、“燃油舱”和空舱只需设置不大于6 m的平台即可，“污油舱”需要参考货油舱来考虑，但客观存在的因素如舱容较小、结构庞大且加强结构较多、深井泵及其管线较多、管线维修平台的设置、洗舱口的设置以及吊人直通孔的设置等，却严重制约PMA在“污油舱”的设置。对于15万吨级FPSO，只要采用深井泵一般都会遇到上述情况（泵舱泵情况相对好点），因此这就需要和船级社沟通，在设计方案上取得一致。对于“污油舱”这类液舱，如果硬套规范反而会使设计显得笨重，最终确定的方案是“污油舱”也参照“工艺水舱”、“燃油舱”和空舱的设计，将检验通道、安全通道以及设备维修通道合并处理，在不大于6 m处设置平台、平台的尺寸根据布置空间确定，尽量保证各通道的功能。

8 PMA在设计过程中的优化

PMA的设计不是单独存在的，需要将其与安全通道综合考虑，以此来简化设计并消除相互的影响。除安全通道以外，直通孔和部分舱内设备的维修通道也应综合起来进行设计，从而在方便人员检修和操作、成本控制、重量控制等方面起到积极作用；同时也会避免因干涉造成的反复修改，提高工作效率。综上所述，我们认为通道的统一化、简洁化是评判其设计是否成功的重要标准。

9 结 论

本文通过结合恩平24-2油田FPSO的设计，对FPSO的PMA的布置和优化进行分析，得出以下结论：

（1）根据不同的船级社，对是否设置PMA的解释存在差异，但从满足检验要求角度来讲，设置PMA是十分必要的。

（2）PMA为供人检验和测量舱内结构的通道，在满足其使用目的和规范的基础上，可以具体问题具体分析。

（3）FPSO设置PMA总的思路和油船类似，但不同之处是FPSO货舱区甲板面和舱内的设备较多，结构加强复杂且庞大；因此，在设计初期就将PMA理念融入到所有相关专业的设计规划中，能在很大程度上对PMA的布置起到优化效果。

（4）根据实船经验，如果将PMA设计为结构的一部分，不仅可以在减少结构重量方面起到积极作用，更可避免很多不必要开孔，从而在保证通道便利性的同时也增加船体结构的安全性。

（5）综合考虑液舱内安全通道、设备检修通道与PMA的布置，在满足通道功能的基础上，尽量采用合并或兼顾的方法，使整体布局简洁化。

［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.大灵便型散货船永久性检验通道的布置优化［J］.船舶，2012（3）：6-14.