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關于紅土鎳礦海運安全的幾個檢測問題
  瀏覽量:6492 發布時間:2014-12-27

紅土鎳礦一般分布在赤道南北緯度30°以內的熱帶國家。鎳具有抗腐蝕、耐氧化度、高延展性好等特點,成為生產不銹鋼的重要添加劑。由于國內鎳礦資源有限,無法完全滿足要求,中國的鎳礦主要從菲律賓和印尼大量進口,年進口量近千萬噸。隨著國內進口量的逐年增加,紅土鎳礦引發的海運事故也在增多,占到所有貨物種類事故的9%(見圖1)。因此,紅土鎳礦的安全海運成為亟待解決的問題。

引發紅土鎳礦海運事故的根本性的原因在于貨物含水量超過適運水分極限值(簡稱TML)。適運水分極限是指易流態化貨物的較大含水量。通常為流動水分點(簡稱FMP)的80%~90%,若貨物的含水量超過適運水分極限值,意味著該批貨物是不允許用普通貨船常規運輸的。《水路運輸易流態化固體散裝貨物安全管理規定》中明確將紅土鎳礦納入易流態化貨物(A組)進行管理,由此可見,對鎳礦海運安全的重視程度。易流態化固體散裝貨物,是指本身含有部分細顆粒和一定水分,當其含水率超過適運水分極限時,可形成自由液面或固液兩相流動層的固體散裝貨物。紅土鎳礦是屬于粘性散裝易流態貨物。當水分含量超過其適運水分極限時,紅土鎳礦表面便會析出游離水。大量的資料與事故分析顯示:含水鎳礦粉游離水析出后,會積累在艙內貨物表面,形成粘滯性流體狀態。在船舶的顛簸中,貨物表面的游離水分帶動部分礦粉移向下風舷一側,而船舶在大風浪中橫搖到上風舷一側,這種礦粉不能完全回移,造成下風舷一側礦粉越積越多。當產生的橫向傾覆力矩超過船舶較大穩性力臂、力矩及相對應的橫傾角時,船舶會向下風舷突然傾覆沉浸,發生沉船事故。

在《國際海運固體散貨規則》(以下簡《IMSBC規則》)中,對于含水率超過適運水分極限(TML)的貨物,建議用專用貨船或裝有特殊設備的貨船進行運輸或改汽運。

紅土鎳礦適運水分檢驗有以下幾個方法:

在《IMSBC規則》中,對適運水分極限(TML)檢驗規定了三種檢驗方法:

流盤法。適用于測定較大粒度為1mm的精礦或其他顆粒物質,較大粒度達到7mm時也可使用。對于含粘土比例較高的同類物質測試結果并不理想。紅土鎳礦具有較高的粘土含量,并包含7mm以上的顆粒,在流盤測定中,搗實步驟無法達到理想狀態,而且黏模現象嚴重,脫模困難,顯然用流盤法來測定紅土鎳礦是不適用的。

葡氏/樊氏試驗。適用于細粒和相對較粗粒精礦,或較大顆粒為5mm的類似物質的試驗。本方法不適用于煤或其他多孔物質。受試驗方法對應貨物種類的限制,此方法現在并沒有被大多數檢測機構采用。

插入度法。插入度試驗一般適用于精礦、類似物質及較大顆粒為25mm的煤。

由于《IMSBC規則》中,對紅土鎳礦的檢驗方法并無具體規定,在沒有更加理想的檢驗方法發布之前,大多數檢測機構都采用插入度法對紅土鎳礦的適運水分進行檢測。但用此方法檢驗的有許多不完善的地方,導致檢測數據準確性值得商榷。此方法引起檢測結果偏移的原因有如下幾個方面:

1.搗實壓力無法實現壓力值的完全恒定。由于紅土鎳礦的粘性較高,含有一定水分后的貨物會變軟,由于人工操作搗實時每個點達到規定壓力值會存在誤差,這整個搗實過程完結后,試驗樣品的整體狀態的均勻性會存在差異,從而導致檢驗結果上的偏差。

2.顆粒分布的不均勻性引起的實驗誤差。紅土鎳礦的顆粒分布在開采、裝卸過程中,大小顆粒的分布極不均勻,粒徑大小完全不同,不同產地或相同產地不同礦層具有的物理性狀也不盡相同。在用插入度試驗的過程中,需靠振動將插入棒插入試樣中來檢測,在碰到較大顆粒時,會出現插入棒不入的情況,這是插入度法進行適運水分檢測時,常常遇到的問題,因此難免由此產生試驗誤差。

3.試驗儀器的構造引起的誤差。目前,國內市場上用于檢測的插入度試驗儀不夠精確,在試驗中,常常出現共振狀態,也會對實驗結果存在影響。

綜上所述,紅土鎳礦適運水分極限的檢驗方法仍需進一步探討和規范。

另外,檢測機構還應取得評估資質,具有對貨物適運情況相應的評估能力。在貨物僅憑適運水分極限值特別是邊緣值,難以正確判斷其危險性時,應根據所積累的貨物運輸特性和貨物的物理、化學性質及日常檢測經驗,進行有效評估。像有些細顆粒比例占的較少的貨物,完全可以不進行極限檢測,而進行合理評估其適運性能。對于顆粒大小所占比例多少為易流態化貨物的問題,《IMSBC規則》中并無具體規定,這也是國際海事組織及相關行業需進一步研究和完善的方向。

判斷貨物含水量的簡易方法。

對于易流態化散裝貨物的載運,海事監管部門會根據檢測機構提供的水分含量、適運水分極限(TML)、粒度分布、積載因數等內容的檢測報告,確定其是否適于船運。紅土鎳礦看上去極其松散的狀態,往往里面含水量很高,用眼觀的方法無法判斷,用手用力捏時就會發現礦粉有抱團現象。托運人、船方、港口經營人等還要學會對貨物采用簡易方法進行水分含量的估測。方法如下:

(一)用堅固圓筒或類似的容器(容積為0.5升~1升)裝半罐樣品,從離地面約0.2米高處猛力摔在堅硬的地面上,重復做25次,每次間隔1秒~2秒,如樣品表面游離出水分或液化時,則需要及時檢驗。

(二)樣品放入平底玻璃杯或小容器內,來回不停搖動5分鐘,如有明顯液體浮在表面,表明不適運。

(三)腳踏在樣品上,如出現松軟現象,顯流沙樣流動,表明不適運。

(四)樣品放在平盤里,堆成圓錐狀后,不斷用平盤敲擊桌面,如樣品塌成餅狀,表明不適運。如樣品呈碎塊或裂開,則適運。

(五)將樣品先充分揉捏均勻,然后在平板上用手掌慢慢搓滾成細條,用力均勻,當樣品條搓成直徑約為3cm時,如產生橫向裂縫并開始斷裂,則適運。

總之,紅土鎳礦安全運輸涉及到托運人、船方、港口經營人、船舶經營人、理貨機構、檢測機構、海事管理機構、港口行政管理部門等多部門的協調與合作,最根本的是貨物本身具有易流態化特性,在不良條件下可能導致沉船,造成重大損失。各方應在行業內外、船上與岸上形成職責明確,通力合作,齊抓共管的局面,為紅土鎳礦的安全載運保駕護航,讓海洋更清潔,航行更安全。

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