102. 運輸業與倉儲業
章節編輯:LaMont Byrd
概況
拉蒙伯德
案例研究:運輸和倉儲行業工人健康和安全面臨的挑戰
萊昂·沃肖
機場和飛行控制操作
Christine Proctor、Edward A. Olmsted 和 E. Evrard
美國和意大利空中交通管制員案例研究
保羅·A·蘭茨伯格斯
飛機維修操作
巴克卡梅倫
飛機飛行操作
南希·加西亞和 H·加特曼
航天醫學:重力、加速度和微重力對航天環境的影響
Relford Patterson 和 Russell B. Rayman
直升機
戴維·L·亨辛格
卡車和公共汽車駕駛
布魯斯·A·米利斯
公交車駕駛的人體工程學
Alfons Grösbrink 和 Andreas Mahr
機動車加油和維修業務
理查德·克勞斯
案例研究:加油站暴力
萊昂·沃肖
鐵路運營
尼爾·麥克馬納斯
案例研究:地鐵
喬治·麥克唐納
水運和海運業
Timothy J. Ungs 和 Michael Adess
原油、天然氣、液化石油產品和其他化學品的儲運
理查德·克勞斯
倉儲
約翰·隆德
單擊下面的鏈接以在文章上下文中查看表格。
1. 公交車司機座椅尺寸
2. 服務站的照明水平
3. 危險條件和管理
4. 危險情況和維護
5. 危險情況和通行權
6. 鐵路行業的危害控制
7. 商船類型
8. 船舶類型常見的健康危害
9. 特定船隻類型的顯著危害
10 船舶危險控制和風險降低
11 典型的近似燃燒特性
12 壓縮氣體與液化氣體的比較
13 涉及訂單選擇器的危險
14 工作安全分析:叉車操作員
15 工作安全分析:訂單選擇器
指向縮略圖以查看圖片標題,單擊以查看文章上下文中的圖片。
部分文字改編自 E. Evrard 撰寫的第 3 版百科全書文章“航空 - 地勤人員”。
商業航空運輸涉及多個團體的互動,包括政府、機場運營商、飛機運營商和飛機製造商。 政府通常參與全面的航空運輸監管、飛機運營商的監督(包括維護和運營)、製造認證和監督、空中交通管制、機場設施和安全。 機場運營商可以是地方政府或商業實體。 他們通常負責機場的一般運營。 飛機運營商的類型包括通用航空公司和商業運輸(私人或公有)、貨運公司、公司和個人飛機所有者。 飛機運營商一般負責飛機的操作和維護、人員培訓以及售票和登機操作。 安全責任可能會有所不同; 在一些國家,飛機運營商負責,而在另一些國家,政府或機場運營商負責。 製造商負責設計、製造和測試,以及飛機支持和改進。 還有關於國際航班的國際協議。
本文涉及涉及飛行控制各個方面的人員(即控製商用飛機從起飛到降落以及維護雷達塔和其他用於飛行控制的設施的人員)以及執行維護和裝載的機場人員飛機,處理行李和空運,並提供客運服務。 此類人員分為以下幾類:
飛行控制操作
美國聯邦航空管理局 (FAA) 等政府航空當局對商用飛機從起飛到降落進行飛行控制。 他們的主要任務涉及使用雷達和其他監視設備來處理飛機,以保持飛機分開並保持在航線上。 飛行控制人員在機場、航站樓雷達進近控制設施 (Tracons) 和區域遠程中心工作,包括空中交通管制員和航線設施維護人員。 航空公司設施維護人員維護機場控制塔、空中交通管制和區域中心、無線電信標、雷達塔和雷達設備,包括電子技術人員、工程師、電工和設施維護人員。 使用儀表的飛機引導是按照儀表飛行規則 (IFR) 完成的。 在機場控制塔、Tracons 和區域中心工作的空中交通管制員使用通用國家空域系統 (GNAS) 跟踪飛機。 空中交通管制員將飛機分開並保持在航線上。 當一架飛機從一個管轄區移動到另一個管轄區時,飛機的責任從一種類型的控制器移交給另一種類型的控制器。
區域中心、航站樓雷達進近控制和機場控制塔
區域中心在飛機到達高海拔後指揮飛機。 中心是航空當局最大的設施。 區域中心控制員負責與 Tracons 或其他區域控制中心之間的飛機交接和接收,並使用無線電和雷達與飛機保持通信。 一架飛越一個國家的飛機將始終受到區域中心的監視,並從一個區域中心傳遞到下一個區域中心。
區域中心在監視範圍內相互重疊,接收遠程雷達設施的雷達信息。 雷達信息通過微波鏈路和電話線發送到這些設施,從而提供信息冗餘,因此如果一種通信形式丟失,另一種通信形式可用。 雷達無法發現的海洋空中交通由區域中心通過無線電處理。 技術人員和工程師負責維護電子監控設備和不間斷電源系統,其中包括應急發電機和大量備用電池。
Tracons 的空中交通管制員處理在低空和機場 80 公里範圍內飛行的飛機,使用無線電和雷達與飛機保持通信。 Tracons 從機場監視雷達 (ASR) 接收雷達跟踪信息。 雷達跟踪系統識別在太空中移動的飛機,還查詢飛機信標並識別飛機及其飛行信息。 Tracons 的人員和工作任務與區域中心的類似。
區域和進近控制系統存在兩種變體:非自動或手動系統和自動系統。
與 手動空中交通管制系統,管制員和飛行員之間的無線電通信由一次或二次雷達設備的信息補充。 飛機的軌跡可以作為陰極射線管形成的顯示屏上的移動回波來跟踪(見圖 1)。 在大多數國家/地區,手動系統已被自動化系統所取代。
圖 1. 手動本地控制中心雷達屏幕上的空中交通管制員。
與 自動空中交通管制系統, 飛機信息仍然基於飛行計劃和初級和次級雷達,但計算機可以在顯示屏上以字母數字形式顯示有關每架飛機的所有數據並跟踪其航線。 計算機還用於根據飛行計劃和標準間隔來預測相同或會聚路線上的兩架或多架飛機之間的衝突。 自動化使控制者從他或她在手動系統中執行的許多活動中解脫出來,從而留出更多時間來做出決定。
手動和自動控制中心系統的工作條件不同。 在手動系統中,屏幕是水平的或傾斜的,操作員身體前傾,臉與屏幕的距離在 30 至 50 厘米之間,這是一種不舒服的姿勢。 以斑點形式出現的移動回波的感知取決於它們的亮度以及它們與屏幕照度的對比。 由於一些移動迴聲具有非常低的發光強度,因此工作環境的照明必須非常微弱,以確保最大可能的對比度視覺敏感度。
在自動化系統中,電子數據顯示屏是垂直或幾乎垂直的,操作員可以在正常坐姿下工作,閱讀距離更遠。 操作員觸手可及的水平排列的鍵盤可以調節傳達各種類型信息的字符和符號的顯示,並可以改變字符的形狀和亮度。 房間的照明可以接近日光的強度,因為在 160 lux 下對比度仍然非常令人滿意。 自動化系統的這些功能使操作員能夠更好地提高效率並減少視覺和精神疲勞。
工作是在一個巨大的、沒有窗戶的人工照明的房間裡進行的,房間里布滿了顯示屏。 這種封閉的環境,通常遠離機場,在工作期間幾乎不允許社交接觸,這需要高度集中和決策權。 比較孤立是精神上的,也是身體上的,幾乎沒有任何轉移注意力的機會。 所有這些都被認為會產生壓力。
每個機場都有一個控制塔。 機場控制塔的管制員指揮飛機進出機場,使用雷達、無線電和雙筒望遠鏡在滑行和起飛和降落時與飛機保持通信。 機場塔台管制員向 Tracons 的管制員交接或接收飛機。 大多數雷達和其他監視系統都位於機場。 這些系統由技術人員和工程師維護。
塔室的牆壁是透明的,因為必須有完美的能見度。 因此,工作環境與區域或進近控製完全不同。 空中交通管制員可以直接查看飛機的活動和其他活動。 他們遇到了一些飛行員並參與了機場的生活。 氣氛不再是封閉的環境,而是提供了更多樣的趣味。
航空設施維護人員
航空設施和雷達塔維護人員包括雷達技術員、導航和通信技術員以及環境技術員。
雷達技術人員維護和操作雷達系統,包括機場和遠程雷達系統。 工作涉及電子設備維護、校準和故障排除。
導航和通信技術人員維護和操作用於控制空中交通的無線電通信設備和其他相關導航設備。 工作涉及電子設備維護、校準和故障排除。
環境技術人員維護和操作航空管理局大樓(區域中心、Tracons 和機場設施,包括控制塔)和設備。 這項工作需要運行供暖、通風和空調設備,並維護應急發電機、機場照明系統、不間斷電源 (UPS) 設備和相關電力設備中的大型電池組。
這三項工作的職業危害包括:噪音暴露; 在帶電的電氣部件上或附近工作,包括暴露於高壓、速調管和磁控管的 X 射線暴露、在高架雷達塔上工作時的墜落危險或使用攀爬杆和梯子接近塔和無線電天線,以及在處理舊設備時可能接觸 PCB電容器和在公用事業變壓器上工作。 工人也可能接觸到微波和射頻。 根據對澳大利亞一組雷達工作者的研究(Joyner 和 Bangay 1986),人員通常不會暴露在超過 10 W/m 的微波輻射水平下2 除非他們在開放式波導(微波電纜)和使用波導槽的組件上工作,或者在發生高壓電弧時在發射機櫃內工作。 環境技術人員還處理與建築維護相關的化學品,包括鍋爐和其他相關的水處理化學品、石棉、油漆、柴油和電池酸。 機場的許多電纜和公用電纜都在地下。 這些系統的檢查和維修工作通常涉及進入密閉空間和暴露於密閉空間危險——有毒或窒息的大氣、墜落、觸電和吞沒。
機場運營區的航空公司設施維護人員和其他地勤人員經常接觸噴氣機尾氣。 對噴氣發動機尾氣進行採樣的幾項機場研究表明了類似的結果(Eisenhardt 和 Olmsted 1996 年;Miyamoto 1986 年;Decker 1994 年):存在醛類,包括丁醛、乙醛、丙烯醛、異丁烯醛、異丁醛、丙醛、巴豆醛和甲醛. 甲醛的濃度明顯高於其他醛類,其次是乙醛。 這些研究的作者得出結論,廢氣中的甲醛可能是暴露人員報告的眼睛和呼吸道刺激的主要致病因素。 根據研究,廢氣流中未檢測到氮氧化物或濃度低於百萬分之一 (ppm)。 他們得出結論,無論是氮氧化物還是其他氧化物都不會在刺激中發揮主要作用。 還發現噴射廢氣含有 1 種不同的碳氫化合物,其中多達 70 種主要由烯烴(烯烴)組成。 經證明,噴氣機尾氣中的重金屬暴露不會對機場周邊地區造成健康危害。
雷達塔應在樓梯和平台周圍配備標準欄杆以防止墜落,並配備聯鎖裝置以防止在雷達天線運行時進入。 進入塔樓和無線電天線的工作人員應使用經批准的裝置進行爬梯和個人墜落保護。
人員在斷電和通電的電氣系統和設備上工作。 防止電氣危險應包括安全工作實踐、上鎖/掛牌程序和個人防護設備 (PPE) 使用方面的培訓。
雷達微波是由使用速調管的高壓設備產生的。 速調管會產生 X 射線,並且在打開面板時可能成為曝光源,從而使人員可以靠近它進行操作。 除了維修速調管時,面板應始終保持在原位,並且工作時間應保持在最低限度。
在噴氣式飛機和應急發電機等噪聲源周圍工作時,人員應佩戴適當的聽力保護裝置(例如耳塞和/或耳罩)。
其他控制措施包括材料處理、車輛安全、應急響應設備和疏散程序以及密閉空間進入程序設備(包括直讀式空氣監測器、鼓風機和機械回收系統)方面的培訓。
空中交通管制員和飛行服務人員
空中交通管制員在區域控制中心、Tracons 和機場控制塔工作。 這項工作通常涉及在控制台工作,在雷達範圍內跟踪飛機並通過無線電與飛行員溝通。 飛行服務人員為飛行員提供天氣信息。
對空中交通管制員的危害包括可能出現的視覺問題、噪音、壓力和人體工程學問題。 曾一度有人擔心雷達屏幕會發出 X 射線。 然而,這在所使用的工作電壓下並不是問題。
國際民用航空組織 (ICAO) 推薦了空中交通管制員的健康標準,國家軍民法規中也制定了詳細的標準,其中與視力和聽力相關的標準尤為準確。
視力問題
機場空中交通管制塔寬闊、透明的表面有時會在陽光下變得刺眼,而周圍沙子或混凝土的反射會增加亮度。 這種對眼睛的壓力可能會導致頭痛,但通常是暫時性的。 可以通過在控制塔周圍種上草,避免使用混凝土、瀝青或礫石,以及給房間的透明牆壁塗上綠色來防止這種情況發生。 如果顏色不是太濃,視覺敏銳度和色覺就會保持足夠,同時會吸收導致眩目的過量輻射。
直到大約 1960 年,作者之間對於管制員因觀看雷達屏幕而眼睛疲勞的頻率存在很大分歧,但它似乎確實很高。 從那時起,在選擇雷達管制員時注意視覺屈光不正、在服務管制員中糾正視覺屈光不正以及屏幕工作條件的不斷改善都有助於大大降低它。 然而,有時視力極佳的管制員會出現眼睛疲勞。 這可能是由於房間內的照明水平太低、屏幕照明不規則、迴聲本身的亮度,尤其是圖像的閃爍。 觀看條件的進步和對新設備更高技術規格的堅持導致這種眼睛疲勞的來源顯著減少,甚至消除。 直到最近,在不間斷地靠近屏幕工作一個小時的操作員中,調節疲勞也被認為是眼睛疲勞的可能原因。 視覺問題變得越來越少,並且很可能會消失或僅在自動雷達系統中偶爾出現,例如,當示波器出現故障或圖像節奏調整不當時。
場所的合理佈置主要是便於示波器讀數器適應環境照明強度。 在非自動雷達站中,通過在另一個光線昏暗的房間里呆 15 到 20 分鐘來適應示波器房間的半黑暗。 瞄準鏡室的一般照明、瞄準鏡的發光強度和光斑的亮度都必須仔細研究。 在自動化系統中,標誌和符號在 160 到 200 lux 的環境照明下讀取,避免了非自動化系統的黑暗環境的缺點。 關於噪音,儘管採用了現代隔音技術,但安裝在跑道附近的控制塔的問題仍然很嚴重。
雷達屏幕和電子顯示屏的讀者對環境照明的變化很敏感。 在非自動化系統中,控制人員在進入工作場所之前必須戴上能吸收 80% 光線的眼鏡 20 到 30 分鐘。 在自動化系統中,特殊的適應眼鏡不再是必需的,但對顯示屏上的符號照明與工作環境的照明之間的對比度特別敏感的人發現,中等吸收能力的眼鏡增加了他們眼睛的舒適度. 眼睛疲勞也有所減輕。 強烈建議跑道管制員在暴露於強烈陽光下時戴上能吸收 80% 光線的眼鏡。
應力
空中交通管制員最嚴重的職業危害是壓力。 管制員的主要職責是決定飛機在他或她負責的扇區內的活動:飛行高度層、航線、與另一架飛機的航線發生衝突時或當一個扇區的擁堵導致航線改變時延誤,空中交通等。 在非自動化系統中,控制者還必須準備、分類和組織其決策所依據的信息。 可用的數據比較粗糙,必須先消化。 在高度自動化的系統中,儀器可以幫助控制者做出決定,然後他或她可能只需要分析團隊合作產生的數據,並由這些儀器以合理的形式呈現。 雖然工作可能會大大方便,但批准向控制員提出的決定的責任仍然是控制員的,他或她的活動仍然會產生壓力。 工作責任、在密集或複雜交通的某些時段的工作壓力、日益擁擠的空域、持續的注意力、輪班工作以及對可能因錯誤導致的災難的意識都造成了持續緊張的情況,這可能導致應激反應。 控制器的疲勞可能呈現急性疲勞、慢性疲勞或過度勞累和神經衰竭的三種典型形式。 (另見文章 “美國和意大利空中交通管制員案例研究”。)
空中交通管制要求全年 24 小時不間斷服務。 因此,管制員的工作條件包括輪班工作、不規律的工作和休息節奏以及大多數其他人都在享受假期的工作時間。 工作時間的集中註意力和放鬆時間以及一周工作期間的休息日對於避免操作疲勞是必不可少的。 不幸的是,這一原則不能體現在一般規則中,因為輪班工作的安排受到可變因素的影響,這些變量可能是合法的(授權的最大連續工作小時數)或純粹專業的(工作量取決於一天中的時間或夜),以及基於社會或家庭考慮的許多其他因素。 關於工作中持續集中註意力的最合適時間長度,實驗表明,在半小時到一個半小時的不間斷工作後,應該有至少幾分鐘的短暫休息,但無需拘泥於嚴格的模式即可實現預期目標:保持注意力水平並防止操作疲勞。 重要的是能夠在不中斷輪班工作的連續性的情況下,用休息時間打斷屏幕前的工作時間。 有必要進一步研究確定工作中持續集中註意力和放鬆時間的最合適長度,以及每周和每年的休息時間和節假日的最佳節奏,以期制定更統一的標準。
其他危害
在類似於計算機操作員的控制台上工作時,也存在人體工程學問題,並且可能存在室內空氣質量問題。 空中交通管制員也會遇到音調事件。 音調事件是進入耳機的響亮音調。 音調持續時間很短(幾秒鐘),聲級高達 115 dBA。
在飛行服務工作中,存在與用於測量雲頂高度的雲高儀設備中使用的激光相關的危害,以及人體工程學和室內空氣質量問題。
其他飛行控制服務人員
其他飛行控制服務人員包括飛行標準、安全、機場設施改造和建設、行政支持和醫務人員。
飛行標准人員是進行航空公司維護和飛行檢查的航空檢查員。 飛行標准人員驗證商業航空公司的適航性。 他們經常檢查飛機維修機庫和其他機場設施,並乘坐商業航班的駕駛艙。 他們還調查飛機失事、事故或其他與航空有關的事故。
這項工作的危險包括在機庫和其他機場區域工作時飛機、噴氣燃料和噴氣機尾氣的噪音暴露,以及在調查飛機失事時可能接觸有害物質和血源性病原體。 飛行標准人員面臨許多與機場地勤人員相同的危險,因此適用許多相同的預防措施。
安全人員包括天空元帥。 天空警察在飛機上提供內部安全,在機場停機坪提供外部安全。 他們本質上是警察,負責調查與飛機和機場有關的犯罪活動。
機場設施改造和建設人員批准所有機場改造或新建的計劃。 人員通常是工程師,他們的工作主要涉及辦公室工作。
行政人員包括會計、管理系統和後勤人員。 飛行外科醫生辦公室的醫務人員為航空當局工作人員提供職業醫療服務。
空中交通管制員、飛行服務人員和在辦公環境中工作的人員應接受有關正確坐姿、應急響應設備和疏散程序的人體工程學培訓。
機場運營
機場地勤人員對飛機進行維護和裝載。 行李搬運工處理旅客行李和空運,而旅客服務代理人登記旅客並檢查旅客行李。
所有裝載操作(乘客、行李、貨物、燃料、供應品等)都由準備裝載計劃的主管控制和整合。 該計劃在起飛前交給飛行員。 當所有操作都已完成並且飛行員認為必要的任何檢查或檢查都已經完成後,機場管制員將授權起飛。
地勤人員
飛機維護和保養
每架飛機在每次降落時都會進行維修。 地勤人員進行例行周轉維護; 進行目視檢查,包括檢查油; 進行設備檢查、小修以及內部和外部清潔; 為飛機加油和補給。 一旦飛機降落並到達卸貨區,一組機械師就會開始進行一系列維護檢查和操作,具體操作因飛機類型而異。 這些機械師為飛機加油,檢查每次著陸後必須檢查的許多安全系統,調查飛行日誌中機組人員在飛行期間可能注意到的任何報告或缺陷,並在必要時進行維修。 (另請參閱本章中的“飛機維護操作”一文。)在寒冷的天氣中,機械師可能不得不執行額外的任務,例如機翼、起落架、襟翼等的除冰。 在炎熱氣候下,要特別注意飛機輪胎的狀況。 一旦這項工作完成,機械師就可以宣布飛機適航。
每架飛機在特定的飛行時間間隔內進行更徹底的維護檢查和飛機大修。
為飛機加油是最具潛在危險的維修操作之一。 裝載的燃油量根據飛行時間、起飛重量、飛行航跡、天氣和可能的改道等因素確定。
清潔團隊負責清潔和維修機艙,更換髒污或損壞的材料(墊子、毯子等),清空馬桶並重新註滿水箱。 該團隊還可以在公共衛生當局的監督下對飛機進行消毒或除蟲。
另一個小組為飛機儲備了乘客舒適所需的食物和飲料、應急設備和用品。 膳食是在高衛生標準下準備的,以消除食物中毒的風險,特別是在機組人員中。 某些餐點冷凍至 –40ºC,儲存在 –29ºC,並在飛行中重新加熱。
地面服務工作包括使用機動和非機動設備。
行李和空運貨物裝載
行李和貨物搬運工搬運旅客行李和空運貨物。 貨運範圍從新鮮水果和蔬菜、活體動物到放射性同位素和機械。 由於行李和貨物處理需要體力勞動和使用機械化設備,工人可能更容易受傷和出現人體工程學問題。
地勤人員以及行李和貨運處理人員面臨許多相同的危險。 這些危險包括在各種天氣下的戶外工作、暴露於噴氣燃料和噴氣發動機廢氣中的潛在空氣污染物以及暴露於螺旋槳清洗和噴射氣流中。 螺旋槳清洗和噴氣噴射可以使門砰的一聲關上,把人或不安全的設備撞倒,導致渦輪螺旋槳螺旋槳旋轉,並將碎屑吹入發動機或人身上。 地勤人員也面臨噪音危害。 中國的一項研究表明,地勤人員暴露在飛機發動機艙口超過 115 dBA 的噪音中(Wu 等人,1989 年)。 機場坡道和停機坪上的車輛流量非常大,發生事故和碰撞的風險很高。 加油操作非常危險,工人可能會面臨燃油溢出、洩漏、火災和爆炸的風險。 在起重設備、空中吊籃、平台或通道架上工作的工人有墜落的危險。 工作危險還包括在時間壓力下進行的輪班工作。
必須對車輛行駛和駕駛員培訓實施嚴格的規定。 駕駛員培訓應強調遵守速度限制、遵守禁區並確保飛機有足夠的機動空間。 應對匝道表面進行良好維護,並對地面交通進行有效控制。 所有獲准在機場運行的車輛都應有醒目的標記,以便空中交通管制員可以輕鬆識別它們。 應定期檢查和維護地勤人員使用的所有設備。 必須通過使用護欄或個人墜落保護設備來保護起重設備、空中吊籃、平台或通道架上的工人免於墜落。 必須使用聽力保護設備(耳塞和耳罩)來防止噪音危害。 其他 PPE 包括適合天氣的工作服、防滑加固腳趾保護裝置以及使用除冰液時適當的眼睛、面部、手套和身體保護裝置。 加油操作必須實施嚴格的防火和保護措施,包括接地和防止電火花、吸煙、明火和其他車輛在飛機 15 m 範圍內的存在。 應在該區域維護和放置消防設備。 應定期進行有關在發生燃油洩漏或火災時應遵循的程序的培訓。
行李和貨運搬運工應安全地存放和堆放貨物,並應接受有關正確舉重技術和背部姿勢的培訓。 使用手推車和拖拉機進出飛機貨運區時應格外小心。 應根據貨物或行李的類型穿戴適當的防護服(例如處理活體動物貨物時戴手套)。 行李和貨運傳送帶、傳送帶和分配器應有緊急關閉裝置和內置防護裝置。
旅客服務代理
旅客服務代理人簽發客票、登記和托運旅客及旅客行李。 這些代理人還可以在登機時引導乘客。 銷售機票和辦理登機手續的旅客服務代理可能會整天使用視頻顯示單元 (VDU)。 針對這些人體工程學危害的預防措施包括彈性地板墊和座椅,以緩解站立、工作休息以及 VDU 的人體工程學和防眩光措施。 此外,與乘客打交道可能會帶來壓力,尤其是在航班延誤或航班轉機出現問題等情況下。 計算機化的航空公司預訂系統的故障也可能是壓力的主要來源。
行李托運和稱重設施應盡量減少員工和乘客提起和搬運行李的需要,行李傳送帶、傳送帶和分配器應配備緊急關閉裝置和內置防護裝置。 代理人還應接受有關正確舉重技術和背部姿勢的培訓。
行李檢查系統使用熒光設備檢查行李和其他隨身攜帶的物品。 屏蔽保護工作人員和公眾免受 X 射線輻射,如果屏蔽位置不正確,聯鎖裝置會阻止系統運行。 根據美國國家職業安全與健康研究所 (NIOSH) 和航空運輸協會在美國五個機場進行的一項早期研究,記錄在案的最大全身 X 射線暴露量遠低於美國食品和藥物管理局設定的最大水平管理局 (FDA) 和職業安全與健康管理局 (OSHA)(NIOSH 1976)。 工作人員應佩戴全身監測設備以測量輻射暴露。 NIOSH 建議定期維護計劃以檢查屏蔽的有效性。
旅客服務代理人和其他機場工作人員必須完全熟悉機場緊急疏散計劃和程序。
美國
1970 年的科森報告(美國參議院 1970 年)首次廣泛報導了空中交通管制員 (ATC) 的高壓力,該報告側重於工作條件,例如加班、很少有規律的工作休息、增加的空中交通、很少的假期、惡劣的物質工作環境和勞資之間的“相互怨恨和對抗”。 這種情況促成了 1968-69 年 ATC 的工作行動。 此外,早期醫學研究,包括 1975-78 年波士頓大學的一項重要研究(Rose、Jenkins 和 Hurst,1978 年)表明,ATC 可能面臨更高的壓力相關疾病風險,包括高血壓。
在 1981 年美國 ATC 罷工之後,工作壓力成為一個主要問題,交通部再次任命了一個工作組來檢查壓力和士氣。 由此產生的 1982 年瓊斯報告表明,擔任各種職務的 FAA 員工在工作設計、工作組織、溝通系統、監督領導、社會支持和滿意度方面都報告了負面結果。 ATC 壓力的典型形式是急性突發事件(例如近半空中的碰撞)以及管理風格引起的人際關係緊張。 工作組報告說,6% 的 ATC 樣本“精疲力盡”(對完成工作的能力喪失了極大的自信)。 這個群體佔 21 歲及以上人群的 41% 和服務年限在 69 年或以上的人群的 19%。
瓊斯特別工作組 1984 年對其建議的審查得出結論認為,“情況與 1981 年一樣糟糕,或者可能更糟”。 主要問題是交通量增加、人員配備不足、士氣低落和倦怠率增加。 這種情況導緻美國空中交通管制在 1987 年重新成立工會,並選舉國家空中交通管制組織 (NATCA) 作為他們的談判代表。
在 1994 年的一項調查中,紐約市地區的 ATC 報告稱人員持續短缺,並且擔心工作壓力、輪班工作和室內空氣質量。 提高士氣和健康的建議包括調動機會、提前退休、更靈活的時間表、工作場所的鍛煉設施和增加人員配置。 1994 年,與 3 年和 5 年全國調查中的 ATC 相比,報告高度倦怠的 1981 級和 1984 級 ATC 的比例更高(1984 年在中心工作的 ATC 除外)。 5 級設施的空中交通量最高,1 級設施最低(Landsbergis 等人,1994 年)。 倦怠感與過去 3 年、年齡、ATC 工作年限、在人流量大的 5 級設施中工作、工作組織不善以及主管和同事支持不力等經歷過“險些失手”有關。
還在繼續研究適用於 ATC 的適當輪班時間表,包括 10 小時、4 天輪班時間表的可能性。 輪班和壓縮工作週相結合對健康的長期影響尚不清楚。
一項旨在減輕意大利 ATC 工作壓力的集體談判計劃
負責意大利所有民用空中交通的公司 (AAAV) 僱用了 1,536 個空中交通管制員。 AAAV 和工會代表在 1982 年至 1991 年間起草了幾項改善工作條件的協議。 這些包括:
1. 使無線電系統現代化並使航空信息、飛行數據處理和空中交通管理自動化。 這提供了更可靠的信息和更多的決策時間,消除了許多有風險的流量高峰並提供了更平衡的工作負載。
2. 減少工作時間. 現在每週的手術工作時間為 28 至 30 小時。
3. 改變輪班時間表:
4. 減少環境壓力. 已經嘗試降低噪音並提供更多的光。
5. 改善新控制台、屏幕和椅子的人體工程學.
6. 增強體質. 最大的設施中提供健身房。
這一時期的研究表明該計劃是有益的。 夜班壓力不大; 在三班倒結束時,ATC 的表現沒有明顯惡化; 28 年內只有 7 個 ATC 因健康原因被解僱; 儘管空中交通量大幅增加,但“未遂事故”的發生率大幅下降。
飛機維修業務廣泛分佈在國家內部和國家之間,由軍事和民用機械師執行。 機械師在機場、維修基地、私人領域、軍事設施和航空母艦上工作。 機械師受僱於客運和貨運公司、維修承包商、私人田地經營者、農業經營者以及公共和私人車隊所有者。 小型機場可能會提供一些機械師的就業機會,而主要的樞紐機場和維修基地可能會僱用數千人。 維護工作分為維持日常運行所必需的工作(航線維護)和定期檢查、維護和翻新飛機的程序(基地維護)。 航線維護包括途中(著陸和起飛之間)和夜間維護。 航路維護包括操作檢查和飛行必要維修,以解決飛行期間發現的差異。 這些維修通常是次要的,例如更換警示燈、輪胎和航空電子部件,但也可能像更換發動機一樣廣泛。 隔夜維護的範圍更廣,包括在白天的航班期間進行任何延期維修。
飛機維修的時間、分配和性質由每家航空公司控制,並記錄在其維修手冊中,在大多數司法管轄區,該手冊必須提交給適當的航空當局批准。 維護在定期檢查期間執行,指定為維護手冊指定的 A 到 D 檢查。 這些定期維護活動確保整架飛機在適當的時間間隔內得到檢查、維護和翻新。 較低級別的維護檢查可能被納入線路維護工作,但更廣泛的工作在維護基地進行。 飛機損壞和部件故障按要求修理。
線路維護操作和危險
航路維護通常是在繁忙且擁擠的航線上進行的,時間非常有限。 機械師暴露在噪音、天氣以及車輛和飛機交通等普遍條件下,每一種條件都可能放大維護工作固有的危險。 氣候條件可能包括極端寒冷和炎熱、大風、雨、雪和冰。 閃電在某些地區是一個重大危險。
儘管當前這一代的商用飛機發動機比以前的型號安靜得多,但它們產生的噪音水平仍遠高於監管機構設定的水平,尤其是當飛機需要使用發動機動力才能離開登機口位置時。 較舊的噴氣式和渦輪螺旋槳發動機可產生超過 115 dBA 的聲級暴露。 飛機輔助動力裝置 (APU)、地面動力和空調設備、拖船、加油車和貨物裝卸設備增加了背景噪音。 停機坪或飛機停放區的噪音水平很少低於 80 dBA,因此需要仔細選擇和常規使用聽力保護器。 必須選擇能夠提供出色的噪音衰減同時相當舒適並允許必要的通信的保護器。 雙系統(耳塞加耳罩)提供增強的保護,並允許適應更高和更低的噪音水平。
除飛機外,移動設備可能包括行李車、人員巴士、餐飲車、地面支持設備和飛機道。 為了保持出發時間和客戶滿意度,即使在不利的環境條件下,該設備也必須在經常擁擠的坡道區域內快速移動。 飛機發動機造成坡道人員被吸入噴氣發動機或被螺旋槳或排氣沖擊波撞擊的危險。 夜間能見度降低和惡劣天氣增加了機械師和其他坡道人員被移動設備擊中的風險。 工作服上的反光材料有助於提高能見度,但所有匝道工作人員都必須接受匝道交通規則的良好培訓,必須嚴格執行這些規則。 跌倒是機械師嚴重受傷的最常見原因,將在本節的其他地方討論 百科全書.
斜坡區域的化學暴露包括除冰液(通常含有乙烯或丙二醇)、油和潤滑劑。 煤油是標準的商用噴氣燃料 (Jet A)。 含有磷酸三丁酯的液壓油會引起嚴重但短暫的眼睛刺激。 油箱進入雖然在坡道上相對較少,但必須包含在全面的密閉空間進入計劃中。 也可能會暴露於用於修補複合材料區域(例如貨艙鑲板)的樹脂系統。
夜間維護通常在更受控的情況下進行,無論是在線路服務機庫還是在非活動航線上。 照明、工作台和牽引力遠好於航線,但可能不如維修基地。 幾位機械師可能同時在飛機上工作,需要仔細規劃和協調以控制人員移動、飛機部件激活(驅動器、飛行控制面等)和化學品使用。 良好的內務管理對於防止空氣管路、零件和工具雜亂無章以及清潔溢出物和滴水物至關重要。 這些要求在基地維護期間更為重要。
基地維護操作和危險
維修機庫是非常大的結構,能夠容納許多飛機。 最大的機庫可以同時容納多架寬體飛機,例如波音 747。單獨的工作區或隔間分配給每架進行維修的飛機。 維修和改裝部件的專門商店與機庫相關聯。 車間區域通常包括鈑金、內飾、液壓、塑料、車輪和製動器、電氣和航空電子設備以及應急設備。 可單獨設置焊接區、塗裝車間和無損檢測區。 在整個設施中很可能會發現零件清潔操作。
如果要進行塗裝或脫漆,應提供通風率高的油漆庫,用於工作場所空氣污染物控制和環境污染保護。 脫漆劑通常含有二氯甲烷和腐蝕劑,包括氫氟酸。 飛機底漆通常含有用於防腐蝕的鉻酸鹽成分。 面漆可以是環氧樹脂或聚氨酯基的。 甲苯二異氰酸酯 (TDI) 現在很少用於這些塗料中,取而代之的是更高分子量的異氰酸酯,例如 4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯 (MDI) 或預聚物。 如果吸入,這些物質仍有患哮喘的風險。
發動機維護可在維護基地內、在專門的發動機大修設施或由分包商進行。 發動機大修需要使用金屬加工技術,包括打磨、噴砂、化學清洗、電鍍和等離子噴塗。 在大多數情況下,零件清潔劑中的二氧化矽已被危害較小的材料所取代,但基礎材料或塗層在噴砂或研磨時可能會產生有毒粉塵。 金屬清洗和電鍍中使用了許多對工人健康和環境有影響的材料。 這些包括腐蝕劑、有機溶劑和重金屬。 氰化物通常是最直接的問題,需要在應急準備計劃中特別強調。 等離子噴塗操作也值得特別注意。 細碎的金屬被送入使用高壓電源產生的等離子流中,並鍍在零件上,同時產生非常高的噪音水平和光能。 身體危害包括高處工作、舉重和以不舒服的姿勢工作。 預防措施包括局部排氣通風、個人防護裝備、墜落保護、正確起重培訓和盡可能使用機械化起重設備以及重新設計人體工程學。 例如,可以通過使用專門的工具來減少綁線等任務中涉及的重複動作。
軍事和農業應用
軍用飛機運行可能會帶來獨特的危險。 JP4,一種比 Jet A 更易揮發的噴氣燃料,可能被污染 n-己烷。 用於某些螺旋槳驅動飛機的航空汽油高度易燃。 軍用飛機發動機,包括運輸機上的發動機,可能比商用飛機上的發動機使用更少的降噪措施,並且可能會通過加力燃燒器來增強。 在航空母艦上,許多危險顯著增加。 蒸汽彈射器和加力燃燒器增加了發動機噪音,飛行甲板空間極其有限,而且甲板本身也在運動。 由於戰鬥需要,一些駕駛艙和高溫區域周圍存在石棉絕緣材料。
降低雷達能見度(隱身)的需求導致機身、機翼和飛行控制結構上複合材料的使用增加。 這些區域可能會在戰鬥中或暴露在極端氣候下而受損,需要大量修復。 在現場條件下進行的維修可能會導致大量接觸樹脂和復合粉塵。 鈹在軍事應用中也很常見。 酰肼可能作為輔助動力裝置的一部分存在,反坦克武器可能包括放射性貧鈾彈。 預防措施包括適當的 PPE,包括呼吸保護。 在可能的情況下,應使用便攜式排氣系統。
農用飛機(農用噴粉機)的維護工作可能會導致暴露於作為單一產品的殺蟲劑,或者更有可能作為污染單一或多架飛機的產品混合物。 一些農藥的降解產物比母體產品更危險。 皮膚接觸途徑可能很重要,並可能因出汗而增強。 維修前應徹底清潔農用飛機和外部零件,和/或應使用個人防護裝備,包括皮膚和呼吸防護設備。
改編自 H. Gartmann 撰寫的第 3 版百科全書文章“航空 - 飛行人員”。
本條涉及民航飛機機組人員的職業安全與健康; 另請參閱文章“機場和飛行控制操作”、“飛機維護操作”和“直升機”以獲取更多信息。
技術人員
技術人員或飛行機組成員負責飛機的操作。 根據飛機類型,技術人員包括機長 (PIC)、副駕駛(或 大副),以及飛行工程師或 二副 (一個飛行員)。
事先知情同意書(或 隊長) 對飛機、乘客和其他機組人員的安全負責。 機長是航空承運人的法定代表,並由航空承運人和國家航空當局授予為履行此職責而採取一切必要行動的權力。 機長指揮駕駛艙的所有職責,並指揮整架飛機。
副駕駛直接從機長那裡接受他或她的命令,並在機長授權或機長不在時充當機長的副手。 副駕駛是飛行機組中機長的主要助手; 在新一代雙人駕駛艙操作和老式雙引擎飛機中,他或她是唯一的助手。
許多老一代飛機搭載第三名技術機組人員。 此人可能是飛行工程師或第三名飛行員(通常稱為 二副). 飛行工程師在場時負責飛機及其設備的機械狀況。 新一代飛機已將飛行工程師的許多功能自動化; 在這些兩人操作中,飛行員履行的職責與飛行工程師在其他情況下可能履行的職責不同,這些職責並未按設計自動執行。
在某些長途飛行中,機組人員可能會增加一名具有機長資格的飛行員、一名額外的副駕駛,並在需要時增加一名飛行工程師。
國家和國際法律規定,航空器技術人員只有在持有國家當局頒發的有效執照的情況下才能操作航空器。 為了保持他們的執照,技術機組人員每年接受一次地面學校培訓; 它們還每年兩次在飛行模擬器(一種模擬真實飛行和飛行緊急情況的設備)中進行測試,並且每年至少在實際操作中進行一次測試。
獲得和更新有效執照的另一個條件是,6 歲以上的航空公司運輸和商業飛行員每 40 個月進行一次體檢,12 歲以下的商業飛行員和飛行工程師每 40 個月進行一次體檢。 這些考試的最低要求由國際民航組織和國家法規規定。 國家有關當局可授權一定數量的具有航空醫學經驗的醫師進行此類檢查。 這些人員可能包括空軍部醫師、空軍飛行外科醫生、航空公司醫務人員或國家當局指定的私人執業醫師。
機組人員
機組人員(或 空姐) 主要負責乘客的安全。 空乘人員執行日常安全職責; 此外,他們還負責監控飛機機艙的安保和安全隱患。 在緊急情況下,機組人員負責組織應急程序和安全疏散乘客。 在飛行中,機組人員可能需要應對緊急情況,例如機艙內的煙霧和火災、湍流、醫療創傷、飛機減壓和劫機或其他恐怖威脅。 除了他們的緊急職責外,乘務員還提供乘客服務。
根據飛機類型、飛機的載客量和國家法規,機組人員的最低人數從 1 人到 14 人不等。 額外的人員配置要求可由勞動協議確定。 乘務員或服務經理可能會補充客艙乘務員。 機組人員通常在首席或“主管”乘務員的監督下,乘務員反過來負責並直接向機長報告。
國家法規通常不規定客艙乘務員應與技術乘務員一樣持有執照; 但是,所有國家條例都要求機組人員接受過有關應急程序的適當指導和培訓。 法律通常不要求定期體檢,但一些航空承運人出於健康維護的目的要求進行體檢。
危害及其預防
所有空勤人員都面臨著各種各樣的生理和心理壓力因素、飛機事故或其他飛行事故的危險以及可能感染多種疾病。
身體壓力
缺氧是飛行早期航空醫學的主要關注點之一,直到最近才成為現代航空運輸中的次要考慮因素。 對於在 12,000 米高度飛行的噴氣式飛機,加壓艙內的等效高度僅為 2,300 米,因此,健康人通常不會遇到缺氧或缺氧症狀。 缺氧耐受性因人而異,但對於健康的、未受過訓練的受試者來說,最初出現缺氧症狀的假定海拔閾值為 3,000 米。
然而,隨著新一代飛機的出現,對機艙空氣質量的擔憂重新浮出水面。 飛機機艙空氣包括從發動機中的壓縮機抽取的空氣,通常還包含來自機艙內的再循環空氣。 機艙內外部空氣的流速變化小至 0.2 m3 每人每分鐘至 1.42 m3 每人每分鐘,具體取決於飛機類型和機齡,以及機艙內的位置。 與舊機型相比,新飛機在更大程度上使用機艙內的再循環空氣。 這種空氣質量問題是機艙環境特有的。 飛行甲板艙的空氣流速通常高達 4.25 m3 每名船員每分鐘。 飛行甲板上提供了這些更高的空氣流速,以滿足航空電子設備的冷卻要求。
近年來,機組人員和乘客對機艙空氣質量差的投訴有所增加,促使一些國家當局展開調查。 國家法規中沒有規定飛機機艙的最低通風率。 一旦飛機投入使用,很少測量實際機艙氣流,因為沒有要求這樣做。 最小氣流和再循環空氣的使用,以及其他空氣質量問題,例如化學污染物、微生物、其他過敏原、煙草煙霧和臭氧的存在,需要進一步評估和研究。
在現代飛機中,保持機艙內舒適的空氣溫度並不是問題; 然而,由於飛機內外溫差大,這種空氣的濕度無法提高到舒適的水平。 因此,機組人員和乘客都暴露在極其乾燥的空氣中,尤其是在長途飛行中。 客艙濕度取決於客艙通風率、載客量、溫度和壓力。 今天飛機上的相對濕度從大約 25% 到不到 2% 不等。 一些乘客和機組人員在超過 3 或 4 小時的航班上會感到不適,例如眼睛、鼻子和喉嚨乾燥。 沒有確鑿證據表明低相對濕度對飛行人員的健康有廣泛或嚴重的不利影響。 但是,應採取預防措施以避免脫水; 攝入足夠的液體,如水和果汁應足以防止不適。
幾十年來,暈動病(由於飛機的異常運動和高度引起的頭暈、不適和嘔吐)是民航機組人員和乘客的一個問題; 這個問題今天在小型運動飛機、軍用飛機和空中特技飛行中仍然存在。 在現代噴氣式運輸機中,由於更高的飛機速度和起飛重量、更高的巡航高度(使飛機飛越湍流區)以及機載雷達的使用(使颮和定位並繞過風暴)。 此外,不會暈車也可能歸因於當今飛機機艙更寬敞、開放的設計,這提供了更大的安全感、穩定性和舒適感。
其他物理和化學危害
飛機噪音雖然對地勤人員來說是一個嚴重的問題,但對現代噴氣式飛機的機組人員來說並不像活塞發動機飛機那樣嚴重。 現代飛機隔音等噪聲控制措施的效率有助於消除大多數飛行環境中的這種危害。 此外,通信設備的改進已將這些來源的背景噪聲水平降至最低。
臭氧暴露對機組人員和乘客來說是一種已知但缺乏監測的危害。 臭氧存在於高層大氣中,是商用噴氣式飛機使用的高度上太陽紫外線輻射對氧氣進行光化學轉化的結果。 平均環境臭氧濃度隨著緯度的增加而增加,並且在春季最為普遍。 它也可能隨著天氣系統而變化,結果是高臭氧羽流下降到較低的高度。
接觸臭氧的症狀包括咳嗽、上呼吸道刺激、喉嚨發癢、胸部不適、劇烈疼痛或酸痛、深呼吸困難或疼痛、呼吸急促、喘息、頭痛、疲勞、鼻塞和眼睛刺激。 大多數人可以檢測到 0.02 ppm 的臭氧,研究表明,接觸 0.5 ppm 或更多的臭氧會導致肺功能顯著下降。 與休息或從事輕度活動的人相比,從事中度至重度活動的人更容易感受到臭氧污染的影響。 因此,當存在臭氧污染時,空乘人員(在飛行中身體活躍)比同一航班上的技術人員或乘客更早、更頻繁地受到臭氧的影響。
在 1970 世紀 1980 年代後期由美國航空當局進行的一項研究中(Rogers 9,150),對數次飛行(主要在 12,200 至 XNUMX 米)進行了臭氧污染監測。 XNUMX% 的受監測航班被發現超過了該當局允許的臭氧濃度限制。 盡量減少臭氧暴露的方法包括選擇路線和海拔高度以避開臭氧濃度高的區域以及使用空氣處理設備(通常是催化轉換器)。 然而,催化轉化器易受污染和效率損失。 法規(如果存在)不要求定期清除它們以進行效率測試,也不要求在實際飛行操作中監測臭氧水平。 機組人員,尤其是客艙機組人員,要求更好地監測和控制臭氧污染。
技術人員和機組人員的另一個嚴重問題是宇宙輻射,其中包括從太陽和宇宙中其他來源通過太空傳播的輻射形式。 大部分穿過太空的宇宙輻射都被地球大氣層吸收; 但是,海拔越高,保護越少。 地球磁場也提供了一些屏蔽,這種屏蔽在赤道附近最大,在高緯度地區減弱。 空勤人員在飛行中受到的宇宙輻射水平高於地面。
輻射量取決於飛行類型和飛行量; 例如,在高海拔和高緯度地區(例如極地航線)飛行數小時的機組成員將受到最大量的輻射照射。 美國民航局 (FAA) 估計,機組人員的長期平均宇宙輻射劑量為每 0.025 個輪班小時 0.93 至 100 毫西弗 (mSv)(Friedberg 等人,1992 年)。 根據美國聯邦航空局的估計,一名機組成員每年飛行 960 小時(或平均每月飛行 80 小時)的年輻射劑量估計在 0.24 至 8.928 毫希沃特之間。 這些暴露水平低於國際輻射防護委員會 (ICRP) 規定的每年 20 毫西弗(5 年平均值)的推薦職業限值。
然而,ICRP 建議在懷孕期間電離輻射的職業暴露不應超過 2 mSv。 此外,美國國家輻射防護和測量委員會 (NCRP) 建議,一旦已知懷孕,任何一個月的暴露量都不應超過 0.5 mSv。 如果一名機組人員在暴露量最高的航班上工作了整整一個月,則每月的劑量率可能會超過建議的限值。 這種超過 5 或 6 個月的飛行模式可能導致暴露也超過建議的 2 mSv 懷孕限制。
多年低水平輻射暴露對健康的影響包括癌症、遺傳缺陷和胎兒在子宮內暴露後的先天缺陷。 美國聯邦航空局估計,因暴露於飛行中的輻射而導致致命癌症的額外風險從 1 分之一到 1,500 分之一不等,具體取決於航線類型和飛行小時數; 因父母一方暴露於宇宙輻射而導致嚴重遺傳缺陷的風險增加範圍為 1 分之一到 94 分之一; 暴露在外的兒童患智力低下和兒童癌症的風險 在子宮內 宇宙輻射的範圍在 1 分之一到 20,000 分之一之間,具體取決於母親在懷孕期間進行的飛行類型和飛行次數。
美國聯邦航空局的報告得出結論,“輻射暴露不太可能成為限制未懷孕機組人員飛行的一個因素”,因為即使是每年工作 1,000 小時的機組人員每年接受的最大輻射量也是不到 ICRP 建議的年平均限值的一半。 然而,對於一名懷孕的船員來說,情況就不同了。 美國聯邦航空局計算出,在他們研究的大約三分之一的航班中,一名懷孕的機組成員每月工作 70 個輪班小時將超過建議的 5 個月限制(Friedberg 等人,1992 年)。
應該強調的是,這些暴露和風險估計並未得到普遍接受。 估計值取決於關於在海拔高度遇到的放射性粒子的類型和混合的假設,以及用於確定其中一些輻射形式的劑量估計值的權重或質量因子。 一些科學家認為,實際輻射對機組人員的危害可能比上述更大。 需要使用可靠的儀器對飛行環境進行額外監測,以更清楚地確定飛行中輻射暴露的程度。
在更多地了解暴露水平之前,機組人員應盡可能降低對所有類型輻射的暴露。 關於飛行中的輻射暴露,最大限度地減少飛行時間並最大限度地增加與輻射源的距離可以對接收到的劑量產生直接影響。 減少每月和每年的飛行時間和/或選擇在較低海拔和緯度飛行的航班將減少暴露。 有能力控制其飛行任務的空勤人員可能會選擇每月減少飛行時間,競標國內和國際混合航班或定期請假。 懷孕的空勤人員可能會選擇在懷孕期間休假。 由於孕早期是防止輻射暴露的最關鍵時期,計劃懷孕的機組人員也可能需要考慮休假,尤其是如果她定期飛行長途極地航線並且無法控制自己的飛行作業。
人體工程學問題
技術人員的主要人體工程學問題是需要在非常有限的工作區域內以坐著但不穩定的姿勢工作多個小時。 在這個位置(由腰帶和肩帶約束),需要執行各種任務,例如手臂、腿部和頭部在不同方向的運動,在上方、下方約 1 m 的距離處查閱儀器,以正面和側面,掃描遠距離,近距離(30 厘米)閱讀地圖或手冊,通過耳機收聽或通過麥克風交談。 座椅、儀表、照明、駕駛艙微氣候和無線電通信設備的舒適度一直是並且仍然是持續改進的目標。 當今的現代駕駛艙,通常被稱為“玻璃駕駛艙”,使用尖端技術和自動化帶來了另一項挑戰; 在這些條件下保持警惕和態勢感知給飛機設計者和駕駛飛機的技術人員帶來了新的擔憂。
機組人員有一套完全不同的人體工程學問題。 一個主要問題是在飛行過程中站立和四處走動。 在爬升和下降過程中,以及在湍流中,機組人員需要在傾斜的地板上行走; 在某些飛機中,客艙傾斜度在巡航期間也可能保持在大約 3%。 此外,許多機艙地板的設計方式會在行走時產生回彈效應,給在飛行過程中不斷走動的空乘人員帶來額外壓力。 空乘人員的另一個重要的人體工程學問題是移動推車的使用。 這些手推車的重量可達 100140 至 XNUMX 公斤,必須沿著機艙的長度上下推拉。 此外,許多這些手推車上的製動機構設計和維護不當導致空乘人員重複性勞損 (RSI) 增加。 航空承運人和手推車製造商現在更加認真地看待這種設備,新的設計改進了人體工學。 額外的人體工程學問題是由於需要在有限的空間內提起和攜帶沉重或笨重的物品或同時保持不舒服的身體姿勢。
工作量
空勤人員的工作量取決於任務、人體工程學佈局、工作/值班時間和許多其他因素。 影響技術人員的其他因素包括:
其中某些因素對於機組人員可能同樣重要。 此外,後者受制於以下具體因素:
航空承運人管理層和政府行政部門為將機組工作量保持在合理範圍內而採取的措施包括: 改進和擴大空中交通管制; 對工作時間的合理限制和最低休息規定的要求; 由調度員、維修、餐飲和清潔人員執行準備工作; 駕駛艙設備和任務的自動化; 服務流程標準化; 足夠的人員配備; 以及提供高效且易於操作的設備。
工作時間
影響技術人員和機組人員職業健康和安全的最重要因素之一(當然也是討論最廣泛和爭議最大的因素)是飛行疲勞和恢復問題。 本期涵蓋範圍廣泛的活動,包括機組人員排班實踐——執勤時間長短、飛行時間(每天、每月和每年)、預備役或待命執勤時間以及在執行飛行任務時和在住所時的休息時間。 晝夜節律,尤其是睡眠間隔和持續時間,及其所有生理和心理影響,對機組人員尤其重要。 由於夜間飛行或跨越多個時區的東/西或西/東旅行造成的時移造成了最大的問題。 新一代飛機能夠一次在高空停留長達 15 到 16 小時,加劇了航班時刻表與人為限制之間的衝突。
各國都有限制值勤和飛行時間以及提供最低休息限制的國家法規。 在某些情況下,這些規定沒有跟上技術或科學的步伐,也不一定能保證飛行安全。 直到最近,幾乎沒有人嘗試將這些規定標準化。 目前的協調嘗試引起了空勤人員的擔憂,即那些具有更多保護性法規的國家可能需要接受更低和不夠充分的標準。 除了國家法規外,許多空勤人員已經能夠在他們的勞動協議中協商更多的保護性服務時間要求。 雖然這些談判達成的協議很重要,但大多數機組成員認為服務時間標準對他們(以及飛行公眾)的健康和安全至關重要,因此最低標準應由國家當局充分監管。
心理壓力
近年來,飛機機組人員一直面臨著一個嚴重的精神壓力因素:飛機被劫持、炸彈和武裝襲擊的可能性。 儘管全球民用航空的安全措施已大大增加和升級,但恐怖分子的詭計也同樣增加了。 空中海盜、恐怖主義和其他犯罪行為仍然是對所有機組人員的真正威脅。 需要所有國家當局的承諾與合作以及全世界輿論的力量來防止這些行為。 此外,機組人員必須繼續接受有關安全措施的特殊培訓和信息,並且必須及時獲知空中海盜和恐怖主義的可疑威脅。
機組成員了解以足夠良好的身心狀態開始飛行任務以確保飛行本身引起的疲勞和壓力不會影響安全的重要性。 心理和生理壓力有時可能會損害飛行職責的健康狀況,機組成員有責任確認自己是否適合執行職責。 然而,有時,這些影響對於處於脅迫下的人來說可能並不明顯。 出於這個原因,大多數航空公司和空勤人員協會和工會都有專業的標準委員會來協助機組人員在這方面的工作。
事故
幸運的是,災難性的飛機事故很少見; 儘管如此,它們確實對機組人員構成了危險。 飛機事故實際上從來都不是單一的、明確的原因造成的危險; 幾乎在每一個例子中,許多技術和人為因素都在因果過程中重合。
設備設計缺陷或設備故障,尤其是由於維護不當造成的故障,是飛機事故的兩個機械原因。 一種重要但相對罕見的人類失敗類型是猝死,例如心肌梗塞; 其他失敗包括意識突然喪失(例如,癲癇發作、心源性暈厥和由於食物中毒或其他中毒引起的昏厥)。 人為故障也可能是由於某些功能(如聽力或視覺)的緩慢退化造成的,儘管沒有重大飛機事故歸因於此類原因。 預防醫療事故是航空醫學最重要的任務之一。 謹慎的人員選擇、定期體檢、因病和事故缺勤調查、與工作條件的持續醫療接觸和工業衛生調查可以大大降低技術人員突然喪失能力或緩慢惡化的危險。 醫務人員還應定期監測航班調度實踐,以防止與疲勞相關的事件和事故。 一家運營良好、規模龐大的現代航空公司應該為這些目的提供自己的醫療服務。
對事故和事故徵候進行仔細調查後,通常會在飛機事故預防方面取得進展。 由技術、運營、結構、醫學和其他專家組成的事故調查委員會對所有事故和事故徵候進行系統篩查,即使是輕微的事故和事故徵候對於確定事故或事故徵候的所有原因並提出預防未來發生的建議至關重要。
航空業有許多嚴格的規定,以防止因使用酒精或其他藥物引起的事故。 機組成員飲酒量不應超過符合專業要求的量,並且在飛行期間和飛行前至少 8 小時內不得飲酒。 嚴禁使用非法藥物。 嚴格控制用於醫療目的的藥物使用; 此類藥物通常不允許在飛行期間或飛行前一刻服用,但經認可的飛行醫生可能允許例外。
空運危險材料是飛機事故和事故徵候的另一個原因。 最近一項涵蓋 2 年期間(1992 年至 1993 年)的調查發現,僅在一個國家,客運和貨運航空公司就發生了 1,000 多起涉及有害物質的飛機事故。 最近,在美國發生的一起導致 110 名乘客和機組人員死亡的事故涉及危險貨物的運輸。 航空運輸中發生危險品事故的原因有很多。 托運人和乘客可能沒有意識到他們在行李中帶上飛機或提供運輸的材料所帶來的危險。 偶爾,不法分子可能會選擇非法運輸違禁危險品。 對空運危險材料的額外限制以及對空勤人員、乘客、托運人和裝卸人員的改進培訓可能有助於防止未來發生事故。 其他事故預防規定涉及氧氣供應、船員膳食和生病時的程序。
疾病
船員的特定職業病未知或無記錄。 然而,某些疾病在船員中可能比在其他職業中更普遍。 常見感冒和上呼吸道感染; 這可能部分是由於飛行過程中濕度低、時間表不規律、在密閉空間內接觸大量人員等。 普通感冒,尤其是伴有上呼吸道充血的感冒,對辦公室工作人員來說並不嚴重,但如果它在上升過程中,尤其是在下降過程中阻止了中耳壓力的清除,可能會使船員喪失工作能力。 此外,需要某種形式的藥物治療的疾病也可能使機組成員在一段時間內無法從事工作。 經常去熱帶地區旅行也可能增加接觸傳染病的機會,最重要的是瘧疾和消化系統感染。
如果乘客或機組人員在傳染階段患有肺結核等空氣傳播傳染病,那麼長時間的飛機密閉空間也會增加患肺結核等空氣傳播傳染病的風險。
自 1903 年在北卡羅來納州(美國)基蒂霍克首次有動力飛機持續飛行以來,航空業已成為一項主要的國際活動。 據估計,從 1960 年到 1989 年,每年定期航班的航空旅客人數從 20 萬人次增加到 900 億多人次(Poitrast 和 deTreville 1994)。 軍用飛機已成為許多國家武裝部隊不可或缺的武器系統。 航空技術的進步,尤其是生命支持系統的設計,促進了載人太空計劃的快速發展。 軌道太空飛行相對頻繁,宇航員和宇航員長時間在太空飛行器和空間站工作。
在航空航天環境中,可能在一定程度上影響機組人員、乘客和宇航員健康的物理壓力因素包括空氣中氧氣濃度降低、氣壓降低、熱應力、加速度、失重和各種其他潛在危害(DeHart 1992 ). 本文描述了在大氣中飛行期間暴露於重力和加速度的航空醫學影響以及在太空中經歷的微重力的影響。
重力和加速度
在大氣中飛行期間遇到的重力和加速度的組合產生了機組人員和乘客經歷的各種生理效應。 在地球表面,重力幾乎影響所有形式的人類身體活動。 人的重量對應於地球引力場對人體質量施加的力。 用來表示自由落體物體落在地球表面附近時加速度大小的符號稱為 g, 相當於大約 9.8 m/s 的加速度2 (Glaister 1988a;Leverett 和 Whinnery 1985)。
加速 每當運動中的物體增加其速度時就會發生。 速度 描述物體運動的速率(速度)和運動方向。 減速 指的是涉及降低既定速度的加速度。 加速度(以及減速度)是一個矢量(它有大小和方向)。 加速度分為三種:直線加速度,不改變方向的速度變化; 徑向加速度,方向改變而不改變速度; 和角加速度,速度和方向的變化。 在飛行過程中,飛機能夠在所有三個方向上機動,機組人員和乘客可能會經歷線性、徑向和角加速度。 在航空領域,施加的加速度通常表示為重力加速度的倍數。 按照慣例, G 是表示施加的加速度與重力常數之比的單位(Glaister 1988a;Leverett 和 Whinnery 1985)。
生物動力學
生物動力學是一門研究生命物質的力或能量的科學,是航空航天醫學領域的一個主要研究領域。 現代飛機具有高度機動性,能夠以非常高的速度飛行,從而對乘員產生加速力。 加速度對人體的影響取決於加速度的強度、加速度和方向。 加速度的方向一般用三軸坐標係來描述(x,y,z) 其中垂直 (z) 軸平行於身體的長軸,則 x 軸從前到後定向,並且 y 軸方向並排(Glaister 1988a)。 這些加速可分為兩大類:持續的和短暫的。
持續加速
飛行器(以及在發射和重返大氣層期間在重力影響下在大氣層中運行的航天器)的乘員通常會體驗到響應飛行空氣動力的加速度。 包括持續時間超過 2 秒的加速度的長時間速度變化可能是由於飛機速度或飛行方向的變化造成的。 持續加速的生理效應源於身體組織和器官的持續變形以及血液流動和體液分佈的變化 (Glaister 1988a)。
沿正向或向前加速 z 軸(+Gz) 代表主要的生理問題。 在民用航空運輸中, Gz 加速很少見,但在某些起飛和著陸期間以及在空氣湍流條件下飛行時偶爾會出現輕微的加速。 乘客在突然墜落時可能會經歷短暫的失重感(負 Gz 加速度),如果不受限制地坐在座位上。 意外的突然加速可能導致不受約束的機組人員或乘客被拋向飛機機艙的內表面,從而導致受傷。
與民用運輸航空相比,高性能軍用飛機以及特技和空中噴灑飛機的運行可能會產生明顯更高的線性、徑向和角加速度。 當高性能飛機在轉彎或從陡峭的俯衝拉起機動期間改變其飛行路徑時,可能會產生大量的正加速度。 +Gz 當前作戰飛機的性能特徵可能會使乘員承受 5 至 7 的正加速度 G 10 到 40 秒 (Glaister 1988a)。 在相對較低的加速度水平下,機組人員的組織和四肢的重量可能會增加,僅為 +2 Gz. 例如,一名體重 70 公斤的飛行員進行了一次飛機機動,產生了 +2 Gz 體重會從 70 公斤增加到 140 公斤。
心血管系統是決定對+的整體耐受性和反應的最重要的器官系統Gz 壓力 (Glaister 1988a)。 積極加速對視力和心理表現的影響是由於血流量減少以及向眼睛和大腦輸送氧氣。 心臟將血液泵送到眼睛和大腦的能力取決於其在循環系統中任何一點超過血液靜水壓的能力以及正向心臟產生的慣性力 Gz 加速度。 這種情況可以比作向上拉一個部分裝滿水的氣球,並觀察由於慣性力作用在水團上而使氣球向下膨脹。 暴露於正加速度可能會導致周邊視力暫時喪失或完全喪失意識。 高性能飛機的軍事飛行員可能會面臨發展的風險 G- 當暴露於 + 中的快速啟動或長時間的正加速時引起的停電Gz 軸。 暴露於高持續水平的 + 後經常發生良性心律失常Gz 加速,但通常臨床意義很小,除非存在預先存在的疾病; –Gz 由於飛機設計和性能的限制,加速很少發生,但可能發生在倒飛、外圈和自旋以及其他類似的機動動作中。 與接觸相關的生理效應 –Gz 加速主要涉及上半身、頭部和頸部的血管壓力增加 (Glaister 1988a)。
垂直於身體長軸的持續加速度稱為 橫向加速度 並且在大多數航空情況下相對不常見,除了彈射器和噴氣式或火箭輔助從航空母艦起飛,以及在航天飛機等火箭系統發射期間。 在此類軍事行動中遇到的加速度相對較小,通常不會對身體產生重大影響,因為慣性力與身體的長軸成直角。 一般來說,效果不如在 Gz 加速度。 橫向加速度±Gy 軸是不常見的,除了實驗飛機。
瞬態加速度
個體對短時加速的生理反應是飛機事故預防和機組人員及乘客保護科學中的主要考慮因素。 瞬時加速的持續時間非常短(不到 1 秒),以至於身體無法達到穩態。 飛機事故中最常見的受傷原因是飛機撞擊地面或水面時發生的突然減速 (Anton 1988)。
當飛機撞擊地面時,巨大的動能會對飛機及其乘員施加破壞力。 人體通過加速度和應變的組合來響應這些施加的力。 損傷是由於組織和器官的變形以及與飛機駕駛艙和/或機艙的結構部件碰撞造成的解剖部位的創傷造成的。
人類對突然減速的容忍度是可變的。 傷害的性質將取決於施加力的性質(主要是穿透性衝擊還是鈍性衝擊)。 碰撞時,產生的力取決於通常施加於乘員的縱向和水平減速度。 突然的減速力通常分為可容忍的、有害的和致命的。 可以忍受 外力造成擦傷和瘀傷等外傷; 傷害性的 力會產生中度至嚴重的創傷,但可能不會使人喪失能力。 據估計,大約 25 的加速脈衝 G 維持0.1秒是沿+的耐受極限Gz 軸,那大約 15 G 0.1 秒是 – 的極限Gz 軸(安東 1988)。
多種因素會影響人類對短時加速的耐受性。 這些因素包括施加力的大小和持續時間、施加力的開始速度、施加力的方向和施加位置。 需要注意的是,人能承受的垂直於身體長軸的力要大得多。
保護對策
對機組人員進行身體檢查以確定可能使他們在航空航天環境中面臨更大風險的嚴重既往疾病是航空醫學計劃的一項關鍵功能。 此外,高性能飛機的機組人員可以採取對策,以防止飛行期間極端加速的不利影響。 船員必須接受培訓,以認識到多種生理因素可能會降低他們對 G 壓力。 這些危險因素包括疲勞、脫水、熱應激、低血糖和缺氧 (Glaister 1988b)。
高性能飛機的機組人員採用三種類型的機動動作來最大程度地減少飛行過程中持續加速的不利影響,這些動作是肌肉緊張、對著閉合或部分閉合的聲門(舌頭後部)用力呼氣和正壓呼吸(Glaister 1988b;德哈特 1992)。 強制性肌肉收縮對血管施加增加的壓力以減少靜脈池並增加靜脈回流和心輸出量,從而導致流向心臟和上半身的血流量增加。 雖然有效,但該過程需要極端、積極的努力,並可能很快導致疲勞。 針對閉合的聲門呼氣,稱為 瓦爾薩爾瓦動作 M-1程序) 可以增加上半身的壓力並提高胸內壓(胸腔內); 然而,結果是短暫的,如果延長可能是有害的,因為它會減少靜脈血回流和心輸出量。 對著部分閉合的聲門用力呼氣是一種更有效的抗G 緊張的動作。 在正壓下呼吸是另一種增加胸腔內壓力的方法。 正壓傳輸到小動脈系統,導致流向眼睛和大腦的血液增加。 正壓呼吸必須結合使用抗G 套裝可防止下半身和四肢過度積水。
軍用空勤人員練習多種訓練方法提升 G 寬容。 機組人員經常在離心機中訓練,該離心機由連接到旋轉臂的吊籃組成,旋轉臂旋轉並產生 +Gz 加速度。 機組人員熟悉可能出現的一系列生理症狀,並學習控制這些症狀的正確程序。 體能訓練,尤其是全身力量訓練,也被發現是有效的。 最常用的機械設備之一,用作保護設備以減少 + 的影響G 暴露由氣動充氣反G 西裝(格萊斯特 1988b)。 典型的褲狀服裝由腹部、大腿和小腿上的氣囊組成,這些氣囊通過反G 飛機上的閥門。 抗G 閥門膨脹以響應施加在飛機上的加速度。 在通貨膨脹時,反G 套裝會導致下肢組織壓力升高。 這可以維持外周血管阻力,減少腹部和下肢的血液積聚,並最大限度地減少隔膜的向下位移,以防止可能由正向加速引起的心臟和大腦之間的垂直距離增加 (Glaister 1988b)。
倖存與飛機失事相關的短暫加速取決於有效的約束系統和駕駛艙/機艙完整性的維護,以最大限度地減少損壞的飛機部件對生活空間的侵入(Anton 1988)。 腰帶、安全帶和其他類型的約束系統的功能是限制機組人員或乘客的移動,並減弱撞擊過程中突然減速的影響。 約束系統的有效性取決於它在身體和座椅或車輛結構之間傳遞載荷的能力。 能量衰減座椅和後向座椅是飛機設計中限制傷害的其他特徵。 其他事故保護技術包括吸收能量的機身部件設計和改進座椅結構以減少機械故障(DeHart 1992;DeHart 和 Beers 1985)。
微重力
自 1960 年代以來,宇航員和宇航員執行了無數次太空飛行任務,其中包括美國人 6 次登月。 任務持續時間從幾天到幾個月不等,一些俄羅斯宇航員記錄了大約 1 年的飛行時間。 在這些太空飛行之後,醫生和科學家撰寫了大量文獻來描述飛行中和飛行後的生理異常。 在大多數情況下,這些像差歸因於失重或微重力。 儘管這些變化是短暫的,在返回地球後的幾天到幾個月內會完全恢復,但沒有人能完全肯定地說宇航員在執行持續 2 到 3 年的任務後是否會如設想的火星往返那樣幸運。 主要的生理異常(和對策)可分為心血管、肌肉骨骼、神經前庭、血液和內分泌(Nicogossian、Huntoon 和 Pool 1994)。
心血管危害
到目前為止,太空中沒有出現嚴重的心臟問題,例如心髒病發作或心力衰竭,儘管有幾名宇航員出現了短暫的異常心律,尤其是在艙外活動 (EVA) 期間。 在一個案例中,作為預防措施,一名俄羅斯宇航員不得不比計劃提前返回地球。
另一方面,微重力似乎會導致血壓和脈搏不穩定。 雖然這不會導致飛行期間的健康或機組人員表現受損,但大約一半的宇航員在飛行後會立即變得極度頭暈和頭暈,一些人會出現暈厥(暈厥)或接近暈厥(暈厥前)。 人們認為這種不能垂直站立的原因是重新進入地球引力場後血壓下降,再加上身體補償機制的功能障礙。 因此,身體對這種生理失常的正常反應不受反對的低血壓和減少的脈搏導致這些症狀。
儘管這些先兆暈厥和暈厥發作是短暫的並且沒有後遺症,但由於多種原因仍然引起人們的極大關注。 首先,如果返回的航天器在著陸時出現火災等緊急情況,宇航員想要快速逃生將非常困難。 其次,即使月球的引力場是地球的六分之一,宇航員在太空停留一段時間後登陸月球也會有一定程度的預暈和昏厥。 最後,這些心血管症狀在長時間任務後可能會更嚴重甚至致命。
正是出於這些原因,人們一直在積極尋找對策,以防止或至少改善微重力對心血管系統的影響。 儘管目前正在研究的一些反制措施顯示出一定的希望,但到目前為止還沒有一種被證明是真正有效的。 研究主要集中在使用跑步機、自行車測力計和划船機的飛行鍛煉上。 此外,還對下半身負壓 (LBNP) 進行了研究。 有一些證據表明,降低下半身周圍的壓力(使用緊湊的特殊設備)會增強身體的補償能力(即,當血壓和脈搏降得太低時,會升高血壓和脈搏)。 如果宇航員同時飲用適量的特製鹽水,LBNP 對策可能會更加有效。
如果要解決心血管問題,不僅需要在這些對策上做更多的工作,還必須找到新的對策。
肌肉骨骼危害
無論任務持續時間長短,所有從太空返回的宇航員都有一定程度的肌肉萎縮或萎縮。 尤其危險的肌肉是手臂和腿部的肌肉,會導致體型、力量、耐力和工作能力下降。 儘管這些肌肉變化的機制仍不明確,但部分解釋是長時間不使用; 微重力下的工作、活動和運動幾乎毫不費力,因為沒有任何重量。 這對於在太空中工作的宇航員來說可能是一個福音,但在返回引力場時顯然是一種負擔,無論是月球還是地球。 減弱的條件不僅會阻礙飛行後的活動(包括在月球表面的工作),如果著陸時需要的話,它還會影響快速地面緊急逃生。 另一個因素是在 EVA 期間可能需要進行太空飛行器維修,這可能非常費力。 正在研究的對策包括飛行中的鍛煉、電刺激和合成代謝藥物(睾酮或類睾酮類固醇)。 不幸的是,這些方式充其量只能延緩肌肉功能障礙。
除了肌肉萎縮外,所有宇航員都會經歷太空中緩慢但不可避免的骨質流失(每天約 300 毫克,或每月骨鈣總量的 0.5%)。 這已通過骨骼的飛行後 X 射線記錄,特別是那些承受重量的骨骼(即中軸骨骼)。 這是由於鈣質緩慢但持續地流失到尿液和糞便中。 非常令人擔憂的是鈣的持續流失,無論飛行時間長短。 因此,除非找到有效的對策,否則這種鈣流失和骨質侵蝕可能是飛行的限制因素。 雖然這種非常顯著的生理異常的確切機制尚不完全清楚,但毫無疑問,部分原因是骨骼上沒有重力,以及類似於肌肉萎縮的廢用。 如果骨質流失無限期地持續下去,特別是在執行長期任務後,骨骼會變得非常脆弱,最終即使在很小的壓力下也會有骨折的風險。 此外,隨著鈣不斷通過腎臟流入尿液,可能會形成腎結石,並伴有劇烈疼痛、出血和感染。 顯然,如果這些並發症發生在太空中,它們將是一個非常嚴重的問題。
不幸的是,沒有已知的對策可以有效防止太空飛行期間鈣質流失。 正在測試多種方式,包括運動(跑步機、自行車測力計和划船機),理論是這種自願的身體壓力會使骨代謝正常化,從而防止或至少改善骨質流失。 正在研究的其他對策包括鈣補充劑、維生素和各種藥物(例如二膦酸鹽——一類已被證明可以防止骨質疏鬆症患者骨質流失的藥物)。 如果這些更簡單的對策都沒有被證明是有效的,那麼解決方案可能在於通過航天器的連續或間歇旋轉產生的人造重力。 儘管這種運動會產生類似於地球的引力,但除了主要的附加成本外,這將是一場工程“噩夢”。
神經前庭危害
超過一半的宇航員和宇航員患有太空運動病(SMS)。 儘管症狀因人而異,但大多數人會感到胃部不適、噁心、嘔吐、頭痛和嗜睡。 通常頭部快速運動會加重症狀。 如果宇航員出現 SMS,通常會在發射後幾分鐘到幾小時內發生,並在 72 小時內完全緩解。 有趣的是,返回地球後症狀有時會復發。
短信,尤其是嘔吐,不僅會讓機組人員感到不安,還可能導致生病的宇航員表現下降。 此外,穿著壓力服進行 EVA 時嘔吐的風險也不容忽視,因為嘔吐物可能導致生命維持系統發生故障。 正是出於這些原因,在太空任務的前 3 天,從未安排任何 EVA 活動。 如果需要 EVA,例如,對航天器進行緊急維修,機組人員將不得不承擔該風險。
許多神經前庭研究都致力於尋找一種預防和治療 SMS 的方法。 已經嘗試了各種方式,包括抗暈車藥和貼片,以及使用飛行前適應訓練器(例如旋轉椅子)來使宇航員習慣,但收效甚微。 然而,近年來發現通過注射給予的抗組胺藥非那根是一種極其有效的治療方法。 因此,它會在所有航班上攜帶並根據需要提供。 其作為預防劑的功效尚未得到證實。
宇航員報告的其他神經前庭症狀包括頭暈、眩暈、平衡失調以及自我運動和周圍環境運動的錯覺,有時在飛行後短時間內行走困難。 這些現象的機制非常複雜,尚未完全了解。 它們可能會有問題,特別是在太空中幾天或幾週後登月之後。 截至目前,還沒有已知的有效對策。
由於微重力,神經前庭現像很可能是由內耳(半規管和橢圓囊)功能障礙引起的。 要么錯誤的信號被發送到中樞神經系統,要么信號被誤解。 無論如何,結果就是上述症狀。 一旦更好地理解了該機制,就可以確定有效的對策。
血液學危害
微重力對身體的紅細胞和白細胞有影響。 前者充當向組織輸送氧氣的通道,後者充當保護身體免受入侵生物體侵害的免疫系統。 因此,任何功能障礙都可能導致有害影響。 由於不明原因,宇航員在飛行初期損失了大約 7% 到 17% 的紅細胞。 這種損失似乎在幾個月內趨於穩定,在飛行後 4 至 8 週恢復正常。
到目前為止,這種現像沒有臨床意義,而是一種奇怪的實驗室發現。 然而,這种红細胞量的減少顯然有可能成為一種非常嚴重的異常。 令人擔憂的是,在為 XNUMX 世紀設想的非常長的任務中,紅細胞可能會以更快的速度丟失,並且丟失的數量要大得多。 如果發生這種情況,貧血可能會發展到宇航員可能患重病的程度。 希望情況不會如此,無論任務持續時間如何,紅細胞損失都將保持非常小。
此外,白細胞系統的幾個組成部分也會受到微重力的影響。 例如,白細胞總體增加,主要是中性粒細胞,但淋巴細胞減少。 還有證據表明,一些白細胞無法正常發揮作用。
截至目前,儘管發生了這些變化,但尚未將疾病歸因於這些白細胞變化。 未知長期任務是否會導致數量進一步減少以及進一步功能障礙。 如果發生這種情況,身體的免疫系統將受到損害,使宇航員非常容易感染傳染病,甚至可能因輕微疾病而喪失能力,否則正常運作的免疫系統很容易抵禦這種疾病。
與紅細胞變化一樣,白細胞變化至少在大約一年的任務中沒有臨床意義。 由於在飛行中或飛行後存在嚴重疾病的潛在風險,因此繼續研究微重力對血液系統的影響至關重要。
內分泌危害
在太空飛行期間,人們注意到體內有許多液體和礦物質的變化,部分原因是內分泌系統的變化。 一般來說,體液總量會丟失,鈣、鉀和鈣也會丟失。 儘管各種荷爾蒙水平的變化提供了部分解釋,但這些現象的精確機制尚未得到定義。 更令人困惑的是,所研究的宇航員的實驗室結果往往不一致,因此無法就這些生理異常的原因辨別出統一的假設。 儘管存在這種混淆,但這些變化並沒有對宇航員的健康造成已知的損害,也沒有導致飛行中的性能下降。 這些內分泌變化對長途飛行的意義是什麼,以及它們可能預示著非常嚴重的後遺症的可能性是未知的。
致謝: 作者想認可航空航天醫學協會在這一領域的工作。
直升機是一種非常特殊的飛行器。 它用於世界各地,服務於各種用途和行業。 直升機的尺寸各不相同,從最小的單座直升機到總重量超過 100,000 千克(與波音 757 大致相同)的巨型重型起重機器。本文的目的是討論一些安全和機器本身的健康挑戰,它用於民用和軍用的不同任務,以及直升機的操作環境。
直升飛機本身提出了一些非常獨特的安全和健康挑戰。 所有直升機都使用主旋翼系統。 這是機器的升力體,其作用與傳統飛機的機翼相同。 轉子葉片因其尺寸、質量和轉速而對人員和財產構成重大危害,這也使得它們很難從特定角度和不同光照條件下看到。
尾槳也是一個危險。 它通常比主旋翼小得多,並且轉動速度非常快,因此也很難看到。 與位於直升機桅杆頂部的主旋翼系統不同,尾槳通常接近地面。 人們應該在飛行員的視線範圍內從前方接近直升機,以避免接觸到尾槳。 應格外小心地識別或清除臨時或未改進的直升機著陸區中的障礙物(例如灌木叢或圍欄)。 接觸尾槳可能會導致人身傷害或死亡,還會對財產或直升機造成嚴重損壞。
許多人都知道直升機旋翼系統特有的拍擊聲。 這種噪音僅在直升機向前飛行時才會出現,不被視為健康問題。 發動機的壓縮機部分會產生非常大的噪音,通常超過 140 dBA,必須避免無保護的暴露。 聽力保護(耳塞 在直升機內和周圍工作時,應佩戴降噪耳機或頭盔。
使用直升機工作時,還需要考慮其他幾種危險。 一種是易燃或可燃液體。 所有直升機都需要燃料來運行發動機。 發動機和主旋翼和尾旋翼傳動裝置使用油進行潤滑和冷卻。 一些直升機具有一套或多套液壓系統並使用液壓油。
當旋翼系統轉動和/或直升機飛行時,直升機會產生靜電。 當直升機接觸地面時,靜電會消散。 如果有人需要從懸停的直升機上抓住繩索,例如在伐木、外部升降機或救援工作中,該人應該讓負載或繩索在抓住之前接觸地面,以避免觸電。
救援/空中救護車。 直升機最初是為救援而設計的,其最廣泛的用途之一是作為救護車。 這些通常是在事故或災難現場發現的(見圖 2)。 他們可以降落在密閉區域,機上有合格的醫療隊,他們在前往醫療機構的途中在現場照顧傷者。 當需要運輸速度或患者舒適度時,直升機也可用於非緊急飛行。
海洋石油支持。 直升機用於幫助供應海上石油作業。 他們在陸地和平台之間以及平台之間運送人員和物資。
行政/個人交通工具。 直升飛機用於點對點運輸。 這通常是在地理或交通不暢的情況下阻止快速地面運輸的短距離內完成的。 公司在公司財產上建造直升機停機坪,以便輕鬆進入機場或促進設施之間的交通。
觀光。 直升機在旅遊業中的使用持續增長。 直升飛機的絕佳視野加上它可以進入偏遠地區的能力使其成為一個受歡迎的景點。
執法。 許多警察部門和政府機構使用直升機執行此類工作。 直升機在擁擠的城市地區和偏遠農村地區的機動性使其具有無可估量的價值。 世界上最大的屋頂直升機停機坪位於洛杉磯警察局。
電影運營。 直升機是動作片中的主要鏡頭。 其他類型的電影和以電影為基礎的娛樂活動是從直升機上拍攝的。
新聞採集。 電視台和廣播電台使用直升機進行交通觀察和新聞採集。 他們能夠降落在新聞發生的地方,這使他們成為寶貴的資產。 他們中的許多人還配備了微波收發器,這樣他們就可以在途中通過相當長的距離直播他們的故事。
舉重物。 一些直升機設計用於在外部線路末端承載重物。 航空測井是這一概念的一個應用。 建築和石油勘探人員廣泛利用直升機的能力將大型或笨重的物體提升到位。
空中應用。 直升機可以安裝噴桿並裝載以分配除草劑、殺蟲劑和化肥。 可以添加其他設備,使直升機能夠滅火。 它們可以掉落水或化學阻燃劑。
軍工
救援/空中救護車。 直升機廣泛用於人道主義工作。 世界上許多國家都有從事海上救援工作的海岸警衛隊。 直升機用於從戰區運送傷病員。 還有一些人被派去從敵後營救或救回人員。
攻擊。 直升機可以武裝並用作陸地或海上的攻擊平台。 武器系統包括機槍、火箭和魚雷。 先進的瞄準和製導系統用於鎖定和摧毀遠距離目標。
運輸。 各種規模的直升機用於在陸地或海上運輸人員和物資。 許多船隻都配備了直升機停機坪,以方便海上作業。
直升機運行環境
直升飛機在世界各地以多種方式使用(例如,參見圖 1 和圖 2)。 此外,它經常在非常靠近地面和其他障礙物的地方工作。 這需要飛行員和那些在飛機上工作或乘坐飛機的人時刻保持警惕。 相比之下,固定翼飛機的環境更容易預測,因為它們(尤其是商用飛機)主要從領空受到嚴格控制的機場起飛。
圖 1. H-46 直升機降落在美國亞利桑那州的沙漠中。
戰鬥環境存在特殊的危險。 軍用直升機也在低空環境中運行,面臨同樣的危險。 廉價、手持、熱尋的導彈的擴散對旋翼飛機來說是另一種危險。 軍用直升機可以利用地形來隱藏自己或掩蓋其明顯特徵,但在開闊地帶時,它很容易受到輕武器火力和導彈的攻擊。
軍隊還使用夜視鏡 (NVG) 來增強飛行員在弱光條件下對該區域的視野。 雖然 NVG 確實增加了飛行員的視野,但它們有嚴重的操作限制。 一個主要缺點是缺乏周邊視覺,這導致了空中碰撞。
事故預防措施
預防措施可以分為幾類。 任何一種預防類別或項目本身都不能預防事故。 所有這些都必須協同使用,以最大限度地發揮其效力。
經營方針
運營政策是在任何運營之前製定的。 他們通常由公司提供經營證書。 它們是根據政府法規、製造商推薦的指南、行業標準、最佳實踐和常識制定的。 總的來說,它們已被證明可有效預防事故和事故,包括:
船員實踐
支援行動
以下是安全使用直升機的關鍵支持操作:
公路運輸包括人員、牲畜和各種貨物的流動。 貨物和牲畜通常以某種形式的卡車運輸,儘管公共汽車通常運載包裹和乘客行李,並可能運輸家禽和小動物。 人們通常乘坐公共汽車在路上移動,儘管在許多地區,各種卡車都具有這種功能。
卡車(貨車)司機可能會操作幾種不同類型的車輛,例如包括半掛車、油罐車、自卸車、雙拖車和三拖車組合、移動式起重機、送貨卡車和平板或皮卡車輛。 法定車輛總重量(因管轄區而異)從 2,000 公斤到超過 80,000 公斤不等。 卡車貨物可能包括任何可以想像到的物品——例如,小型和大型包裹、機械、岩石和沙子、鋼鐵、木材、易燃液體、壓縮氣體、爆炸物、放射性物質、腐蝕性或反應性化學品、低溫液體、食品、冷凍食品、散糧、羊和牛。
除了駕駛車輛外,卡車司機還負責在使用前檢查車輛、檢查運輸文件、核實正確的標牌和標記是否到位並保存日誌。 司機還可能負責維修和修理車輛、裝卸貨物(手動或使用叉車、起重機或其他設備)以及收取交付貨物的款項。 發生事故時,司機負責固定貨物並尋求幫助。 如果事故涉及危險材料,即使沒有經過適當的培訓或沒有必要的設備,司機也可能會嘗試控制洩漏、停止洩漏或滅火。
公交車司機可以用小型貨車載幾個人,也可以經營載有 100 名或更多乘客的中型和大型公交車。 他們負責安全上下乘客、提供信息並可能收取票價和維持秩序。 公交車司機還可能負責維修和修理公交車以及裝卸貨物和行李。
機動車事故是卡車和公共汽車司機面臨的最嚴重的危險之一。 如果車輛保養不當,尤其是輪胎磨損或製動系統出現故障,這種危險會加劇。 長時間或不規律的作息時間或其他壓力導致的駕駛員疲勞會增加發生事故的可能性。 超速和牽引超重會增加風險,交通繁忙和惡劣的天氣條件也會影響牽引力或能見度。 涉及危險材料的事故可能會對駕駛員或乘客造成額外的傷害(接觸有毒物質、燒傷等),並可能影響事故周圍的廣大區域。
駕駛員面臨各種人體工程學危害。 最明顯的是因舉起過大的重量或使用不當的舉重技術造成的背部和其他傷害。 背帶的使用非常普遍,儘管它們的功效受到質疑,而且使用它們可能會產生一種虛假的安全感。 必須在叉車、起重機甚至手推車不可用的地點裝卸貨物,而且包裝重量和配置的多樣性增加了搬運受傷的風險。
駕駛員座椅通常設計不當,無法調整以提供適當的支撐和長期的舒適感,從而導致背部問題或其他肌肉骨骼損傷。 駕駛員可能會因振動而對肩膀造成傷害,因為手臂可能會長時間停留在車窗開口處略微升高的位置。 全身振動會對腎臟和背部造成傷害。 重複使用放置不當的車輛控制裝置或收費箱鍵盤也可能造成人體工學傷害。
司機有因長期暴露在巨大的發動機噪音中而導致工業聽力損失的風險。 維護不善、消聲器故障和駕駛室隔熱不足加劇了這種危險。 駕駛員車窗附近的耳朵聽力損失可能更明顯。
司機,尤其是長途卡車司機,經常工作時間過長而得不到足夠的休息。 國際勞工組織 (ILO) 1979 年《工作時間和休息時間(道路運輸)公約》(第 153 號)要求在駕駛 4 小時後休息,將總駕駛時間限制為每天 9 小時和每週 48 小時,並且每 10 小時內至少需要休息 24 小時。 大多數國家也有管理駕駛時間和休息時間的法律,並要求司機保留記錄工作時間和休息時間的日誌。 然而,管理層的期望和經濟上的必要性,以及某些報酬條款,例如按負載付費或空載回程無報酬,給司機帶來了強大的壓力,迫使他們超時工作並偽造日誌條目。 長時間工作會導致心理壓力,加劇人體工程學問題,導致事故(包括在方向盤上睡著造成的事故),並可能導致駕駛員使用人工的、令人上癮的興奮劑。
除了符合人體工學的條件、長時間的工作、噪音和經濟焦慮之外,司機還會經歷由不利的交通條件、惡劣的路面、惡劣的天氣、夜間駕駛、對襲擊和搶劫的恐懼、對故障設備的擔憂造成的心理和生理壓力和疲勞和持續的高度集中。
卡車司機可能會暴露於與其負載相關的任何化學、放射性或生物危害。 容器洩漏、儲罐閥門故障以及裝卸過程中的排放可能導致工人接觸有毒化學品。 放射性貨物包裝不當、屏蔽不充分或放置不當可能導致輻射暴露。 運輸牲畜的工人可能會感染動物傳播的疾病,例如布魯氏菌病。 公交車司機會接觸到乘客的傳染病。 司機還會暴露在燃油蒸汽和發動機廢氣中,尤其是當燃油管路或排氣系統洩漏,或者司機在發動機運轉時進行維修或搬運貨物時。
如果發生涉及危險物質的事故,駕駛員可能會遭受急性化學或輻射暴露,或者可能因火災、爆炸或化學反應而受傷。 司機通常缺乏處理危險材料事故的培訓或設備。 他們的責任應僅限於保護自己和召集緊急救援人員。 駕駛員在嘗試緊急響應行動時面臨額外的風險,而他或她沒有接受過適當的培訓和裝備。
駕駛員在對車輛進行機械修理的過程中可能會受傷。 司機在路邊的卡車或公共汽車上工作時可能會被另一輛車撞到。 帶分體輪輞的車輪會造成特殊的傷害危險。 臨時或不適當的千斤頂可能會導致擠壓傷。
卡車司機面臨襲擊和搶劫的風險,尤其是當車輛運載貴重貨物或司機負責為交付的貨物收款時。 公交車司機有被不耐煩或醉酒的乘客搶劫收費箱和辱罵或毆打的風險。
駕駛員生活的許多方面都可能導致健康狀況不佳。 由於工作時間長,需要在路上吃飯,司機經常營養不良。 壓力和同伴壓力可能導致吸毒和酗酒。 使用妓女的服務會增加患艾滋病和其他性傳播疾病的風險。 在一些國家,司機似乎是攜帶艾滋病的主要媒介之一。
上述風險都是可以預防的,至少是可控的。 與大多數安全和健康問題一樣,需要的是適當的報酬、工人培訓、強有力的工會合同和管理層嚴格遵守適用標準的結合。 如果司機根據適當的工作時間表獲得足夠的工作報酬,就會減少超速、超時工作、駕駛不安全的車輛、超重、吸毒或偽造日誌條目的動機。 管理層必須要求司機遵守所有安全法,包括誠實記錄日誌。
如果管理層投資於製造精良的車輛並確保其定期檢查、維護和保養,則可以大大減少故障和事故。 如果管理層願意為現在可用的設計精良的駕駛室、完全可調的駕駛員座椅和良好的車輛控制裝置支付費用,則可以減少人體工程學的傷害。 適當的維護,尤其是排氣系統,將減少噪音暴露。
如果管理層確保遵守危險材料的包裝、標籤、裝載和標牌標準,則可以減少有毒接觸。 減少車輛事故的措施也降低了危險材料事故的風險。
必須給司機時間在使用前徹底檢查車輛,不得因拒絕駕駛功能不正常的車輛而受到任何處罰或懲罰。 駕駛員還必須接受充分的駕駛員培訓、車輛檢查培訓、危險識別培訓和急救人員培訓。
如果司機負責裝卸,他們必須接受適當起重技術的培訓,並配備手推車、叉車、起重機或其他必要的設備,以便在不過度勞累的情況下搬運貨物。 如果希望司機修理車輛,則必須為他們提供正確的工具和適當的培訓。 必須採取適當的安全措施來保護運輸貴重物品或處理乘客票價或交付貨物所收到的錢款的司機。 公交車司機應該有適當的用品來處理生病或受傷乘客的體液。
司機必須接受醫療服務,以確保他們適合工作並保持健康。 必須為處理危險材料或涉及接觸血源性病原體或危險材料的事故的司機提供醫療監督。 管理人員和司機都必須遵守管理健康評估的標準。
公交車駕駛的特點是心理和生理壓力。 最嚴重的是大城市的交通壓力,因為交通繁忙且停車頻繁。 在大多數公交公司中,司機除了承擔駕駛職責外,還必須處理售票、觀察乘客上下車和向乘客提供信息等任務。
心理壓力源於對乘客安全運輸的責任,與同事溝通的機會很少以及堅持固定時間表的時間壓力。 輪班工作在心理和身體上也會帶來壓力。 駕駛員工作站的人體工程學缺陷增加了身體壓力。
對公交車司機活動的大量研究表明,個人壓力不足以造成直接的健康危害。 但是壓力的總和以及由此產生的壓力導致公交車司機比其他工人更容易出現健康問題。 特別重要的是胃和消化道、運動系統(尤其是脊柱)和心血管系統的疾病。 這導致司機往往沒有達到退休年齡,而是出於健康原因不得不提前退出駕駛(Beiler 和 Tränkle 1993 年;Giesser-Weigt 和 Schmidt 1989 年;Haas、Petry 和 Schühlein 1989 年;Meifort、Reiners 和 Schuh 1983 年;Reimann 1981 年) .
為了在商業駕駛領域實現更有效的職業安全,技術和組織措施是必要的。 一個重要的工作實踐是安排輪班時間表,以便最大限度地減少司機的壓力,並儘可能考慮他們的個人需求。 告知員工並激勵他們採取有健康意識的行為(例如,適當的飲食、工作站內外的適當活動)可以在促進健康方面發揮重要作用。 一項特別必要的技術措施是駕駛員工作站的人體工程學優化設計。 過去,駕駛員工作站的要求僅在其他要求(例如乘客區設計)之後才被考慮。 駕駛員工作站的人體工程學設計是保護駕駛員安全和健康的必要組成部分。 近年來,加拿大、瑞典、德國和荷蘭開展了關於人體工程學最佳駕駛員工作站的研究項目(加拿大城市交通協會 1992 年;Peters 等人 1992 年;Wallentowitz 等人 1996 年;Streekvervoer Nederland 1991 年) ). 德國跨學科項目的結果產生了一個新的標準化駕駛員工作站(Verband Deutscher Verkehrsunternehmen 1996)。
公交車上的司機工作站通常設計成半敞開的車廂形式。 駕駛室的尺寸以及座椅和方向盤的可調節範圍必須在適用於所有駕駛員的範圍內。 對於中歐,這意味著體型範圍為 1.58 至 2.00 m。 設計中還應考慮特殊比例,例如超重和四肢長或短。
駕駛員座椅和方向盤的可調性和調節方式應協調,使設計範圍內的所有駕駛員都能找到舒適且符合人體工程學健康的手臂和腿部位置。 為此,最佳座椅位置的靠背傾斜度約為 20°,這比商用車以前的標準更偏離垂直方向。 此外,儀表板也應該是可調節的,以便最佳地接近調節桿和儀表的良好可見性。 這可以與方向盤調整相協調。 使用較小的方向盤也可以改善空間關係。 現在普遍使用的方向盤直徑顯然來自動力轉向在公共汽車上並不常見的時代。 見圖 1。
圖 1. 德國公交車經過人體工程學優化和統一的駕駛員工作站。
由德國曼海姆的 Erobus GmbH 提供
帶有控件的儀表板可以與方向盤協調調整。
由於絆倒和跌倒是司機工作場所事故的最常見原因,因此應特別注意司機工作站入口的設計。 任何可能被絆倒的東西都應該避免。 入口區域的台階必須等高,並有足夠的台階深度。
駕駛座一共有五項調節:座椅長度和高度設置、座椅靠背角度、座椅底部角度和座椅深度。 強烈建議使用可調節的腰部支撐。 在法律尚未要求的範圍內,建議為駕駛員座椅配備三點式安全帶和頭枕。 由於經驗表明,手動調整到符合人體工程學的正確位置非常耗時,未來應該使用某種電子存儲表 1 中列出的調整功能的方式,以便快速輕鬆地重新找到個人座椅調整(例如,通過輸入到電子卡上)。
表 1. 公交車司機座椅尺寸和座椅調節範圍。
元件 |
測量/ |
標準值 |
調整範圍 |
背誦 |
整個座位 |
橫式 |
- |
≥200 |
可以 |
直式 |
- |
≥100 |
可以 |
|
座面 |
座面深度 |
- |
390-450 |
可以 |
座面寬度(總計) |
Min。495 |
- |
- |
|
座面寬度(平坦部分,在骨盆區域) |
430 |
- |
- |
|
骨盆區域的側面裝飾(橫向) |
40-70 |
- |
- |
|
座椅凹陷深度 |
10-20 |
- |
- |
|
座面坡度 |
- |
0–10°(朝前上升) |
可以 |
|
靠背 |
椅背高度 |
|||
分鐘高度 |
495 |
- |
- |
|
最高 高度 |
640 |
- |
- |
|
椅背寬度(總計)* |
Min。475 |
- |
- |
|
椅背寬度(平坦部分) |
||||
—腰部區域(下部) |
340 |
- |
- |
|
— 肩部區域(上) |
385 |
- |
- |
|
靠背 |
側面裝飾*(側面深度) |
|||
—腰部區域(下部) |
50 |
- |
- |
|
— 肩部區域(上) |
25 |
- |
- |
|
椅背傾斜度(垂直) |
- |
0°–25° |
可以 |
|
頭靠 |
頭枕上邊緣高於座椅表面的高度 |
- |
Min。840 |
- |
頭枕本身的高度 |
Min。120 |
- |
- |
|
頭枕寬度 |
Min。250 |
- |
- |
|
腰墊 |
腰椎面向前拱起腰椎支撐 |
- |
10-50 |
- |
腰部支撐下邊緣超過座椅表面的高度 |
- |
180-250 |
- |
- 不適用
* 靠背下部的寬度應與座椅表面的寬度大致對應,並隨著高度的增加而變窄。
** 座椅表面的側面裝飾僅適用於凹陷區域。
與其他商用車輛相比,現代公交車駕駛員工作站因全身振動而產生的壓力較低,遠低於國際標準。 經驗表明,公共汽車中的駕駛員座椅通常無法根據車輛的實際振動進行最佳調整。 建議進行最佳調整,以避免某些頻率範圍導致駕駛員全身振動增加,這會影響生產率。
公交車司機的工作站預計不會出現危害聽力的噪音水平。 高頻噪聲可能會令人惱火,應該予以消除,因為它會干擾駕駛員的注意力。
駕駛員工作站中的所有調整和維修部件都應佈置成方便使用。 由於車輛增加的設備數量,往往需要大量的調節部件。 因此,應根據用途對開關進行分組和合併。 經常使用的服務部件,如開門器、公交車站制動器和擋風玻璃刮水器應放置在主要通道區域。 不太常用的開關可以位於主要訪問區域之外(例如,在側控制台上)。
視覺運動分析表明,在交通中駕駛車輛並觀察停靠站的乘客裝卸情況對駕駛員的注意力造成了嚴重的負擔。 因此,車輛儀表和指示燈傳達的信息應限於絕對必要的信息。 車輛計算機化電子設備提供了消除眾多儀表和指示燈的可能性,取而代之的是在中央位置安裝液晶顯示器 (LCD) 來傳達信息,如圖 2 和圖 3 中的儀表板所示。
圖 2. 儀表板視圖。
由德國曼海姆的 Erobus GmbH 提供
除了車速表和一些法律要求的指示燈外,中央 LCD 顯示屏承擔了儀表和指示器顯示的功能。
使用適當的計算機軟件,顯示屏將僅顯示特定情況所需的部分信息。 在出現故障的情況下,以明文而非難以理解的象形圖形式對問題進行描述和簡要說明,可以為駕駛員提供重要幫助。 還可以建立故障通知的層次結構(例如,對於不太重要的故障,“建議”,當車輛必須立即停止時,“警報”)。
公交車的供暖系統通常只用暖空氣加熱車內。 然而,為了真正的舒適,需要更高比例的輻射熱(例如,通過加熱側壁,其表面溫度通常明顯低於內部空氣溫度)。 例如,這可以通過穿孔牆面循環暖空氣來實現,因此牆面也將具有合適的溫度。 公共汽車的駕駛員區域使用大窗戶表面以提高能見度和外觀。 這些會導致太陽光線使內部顯著變暖。 因此建議使用空調。
駕駛室的空氣質量在很大程度上取決於外界空氣的質量。 根據交通情況,可能會短暫出現高濃度有害物質,例如一氧化碳和柴油發動機排放物。 從較少使用的區域(例如車頂而不是車輛前部)提供新鮮空氣可以顯著減輕問題。 還應使用細顆粒過濾器。
在大多數公交公司中,司機活動的一個重要部分包括售票、操作設備向乘客提供信息以及與公司溝通。 到目前為止,這些活動一直使用位於可用工作空間中且駕駛員通常難以夠到的單獨設備。 從一開始就應該尋求一種集成設計,以符合人體工程學的方便方式在駕駛員區域佈置設備,尤其是輸入鍵和顯示面板。
最後,駕駛員對駕駛員區域的評估非常重要,應考慮其個人利益。 據推測,一些次要的細節,例如司機包的放置或個人物品的儲物櫃,對司機的滿意度很重要。
石油基燃料和潤滑油在全方位服務和自助服務(有或沒有維修站)服務站、洗車場、汽車服務中心、機動車代理商、卡車停靠站、修理廠、汽車配件店和便利店。 加油站服務員、機械師和其他為機動車輛加油、潤滑和維修的員工應了解他們接觸到的石油燃料、潤滑劑、添加劑和廢品的物理和化學危害,並遵循適當的安全工作程序和個人防護措施。 商業設施也存在相同的物理和化學危害和暴露,例如機動卡車車隊、汽車租賃公司和公共汽車公司為自己的車輛加油和維修的設施。
因為它們是將汽車燃料直接輸送到用戶車輛的設施,服務站,特別是那些司機為自己的車輛加油的地方,是員工和公眾最有可能直接接觸危險石油產品的地方。 除了那些自己換油和自己潤滑車輛的司機外,駕駛者接觸潤滑油或用過的機油的可能性非常小,除了檢查液位時偶然接觸。
服務站運營
燃料島區域和分配系統
員工應了解在加油站分配的汽油、煤油、柴油和其他燃料的潛在火災、安全和健康危害。 他們還應該了解適當的預防措施。 其中包括:將燃料安全分配到車輛和容器中、清理和處理洩漏物、撲滅初起的火災和安全排放燃料。 服務站應提供燃油加油泵,只有當燃油軟管噴嘴從加油機支架上拆下且開關手動或自動啟動時,加油泵才能運行。 加油裝置應安裝在島上或通過障礙物或路緣石防止碰撞損壞。 應定期檢查點膠設備、軟管和噴嘴是否有洩漏、損壞和故障。 安全功能可以安裝在燃油加油機上,例如軟管上的緊急斷開裝置,它在斷點的每一側保留液體,以及加油機底部帶有熔斷鍊的衝擊閥,在發生嚴重衝擊或火災時自動關閉。
政府法規和公司政策可能要求在美國要求在配藥區張貼類似於以下標誌的標誌:
給車輛加油
加油站員工應該知道燃油加油泵緊急關閉開關的位置以及如何啟動它們,並且應該了解潛在的危險和安全地將燃油分配到車輛中的程序,例如:
填充便攜式燃料容器
加油站應建立如下程序,以安全地將燃油分配到便攜式容器中:
儲罐、填充管、填充蓋和通風孔
加油站地下和地上儲罐計量器和加註蓋應保持關閉,加註和計量時除外,以盡量減少燃料蒸汽的釋放。 當儲罐壓力表開口位於建築物內時,應提供彈簧止回閥或類似裝置以防止每個開口出現液體溢出和可能的蒸汽釋放。 儲罐通風口的位置應符合政府法規和公司政策。 在允許向室外通風的地方,地下和地上儲罐的通風管開口應位於較高位置,以便將易燃蒸氣引離潛在火源,不會進入窗戶或進氣口或門或成為被困在屋簷下或懸垂物下。
運輸過程中不同產品的不當混合可能是由於缺乏標識或儲罐上的顏色編碼或標記不當造成的。 儲罐蓋、加註管、蓋子和加註盒邊緣或襯墊應根據產品和等級正確識別,以減少交付到錯誤儲罐的可能性。 識別符號和顏色編碼應符合政府法規、公司政策或行業標準,例如美國石油協會 (API) 的 Recommended Practice 1637, 使用 API 顏色符號系統標記設備和車輛,以便在服務站和配送終端進行產品識別。 在交付期間,服務站應提供指示所用符號或顏色代碼的圖表。
向服務站運送燃料
加油站應建立並實施如下程序,以將燃料安全輸送到地上和地下加油站儲罐:
交貨前
交貨期間
發貨後
其他服務站功能
易燃易燃液體的儲存
政府法規和公司政策可能會控制易燃和可燃液體以及汽車化學品(例如油漆、啟動液、防凍劑、電池酸液、窗戶清洗液、溶劑和潤滑劑)在服務站的存儲、處理和分配。 服務站應將氣溶膠和易燃液體存放在經批准的通風良好區域的密閉容器中,遠離熱源或火源,適當的易燃液體室、儲物櫃或櫃子,或單獨的室外建築物。
電氣安全和照明
服務站員工應熟悉適用於服務站的電氣安全基礎知識,例如:
應在服務站的適當位置提供充足的照明,以減少發生事故和傷害的可能性。 可以使用政府法規、公司政策或自願性標準來確定適當的照明水平。 見表 1。
表 1. 服務站區域的照明水平。
服務站區 |
建議的燭光 |
活躍的交通區域 |
20 |
儲藏區和儲藏室 |
10-20 |
洗手間和等候區 |
30 |
分配器島、工作台和收銀區 |
50 |
服務、維修、潤滑和清洗區域 |
100 |
全球營業據點 |
100-150 |
資料來源:ANSI 1967。
上鎖/掛牌
服務站應建立並實施上鎖/掛牌程序,以防止在對電氣、機械、液壓和氣動工具、設備、機械和系統(例如昇降機、起重機和千斤頂)進行維護、修理和維修工作時釋放潛在的危險能量,潤滑設備、燃油分配泵和壓縮機。 在維修或修理期間防止車輛發動機意外啟動的安全工作程序應包括斷開電池或從點火裝置上拔下鑰匙。
服務站流體
液體和冷卻液液位
在引擎蓋(引擎蓋)下工作之前,員工應通過測試張力或使用桿或支架確保它保持打開狀態。 員工在檢查車輛發動機液體時應小心謹慎,以免被排氣歧管灼傷,並防止量油尺與電氣端子或電線接觸; 檢查變速箱液位時也必須小心(因為發動機必須運轉)。 員工在打開散熱器時應遵循安全工作程序,例如讓加壓散熱器冷卻並在打開時用厚布蓋住散熱器蓋,使用 PPE 並背對散熱器站立,以免吸入任何逸出的蒸汽或蒸汽。
防凍液和窗戶清洗液
維修車輛的員工應了解乙二醇和酒精防凍劑以及窗戶清洗液濃縮物的危害以及如何安全處理它們。 這包括預防措施,例如將酒精類產品存放在密閉的桶或包裝容器中、單獨的房間或儲物櫃中,遠離所有加熱設備,並提供密封裝置以防止在乙二醇溢出或洩漏時污染排水管和地面型防凍液。 防凍劑或清洗液應使用配備滴水回流裝置的緊密連接的手動泵從直立桶中分配,而不是使用水平桶上的水龍頭或閥門,因為水平桶可能會洩漏或被撞開或折斷,從而導致溢出。 不應使用氣壓從桶中泵送防凍液或濃縮洗滌液。 空的便攜式防凍劑和清洗液濃縮容器在處理前應完全排空,並應遵守有關處理乙二醇防凍液的適用法規。
潤滑
服務站應確保員工了解設施中可用的不同燃料、機油、潤滑劑、油脂、汽車液體和化學品的特性和用途,並正確選擇和使用它們。 應使用適當的工具拆卸曲軸箱、變速箱和差速器排放口、測試塞和機油濾清器,以免損壞車輛或設備。 管鉗、延長器和鑿子只能由知道如何安全移除凍結或生鏽塞子的員工使用。 由於涉及潛在的危險,高壓潤滑設備不應在噴嘴牢固地靠在黃油嘴上之前啟動。 如果要在使用前進行測試,則應將噴嘴對準空鼓或類似容器,而不是對準手持抹布或布。
電梯操作
在車輛服務區內和周圍工作的員工應了解不安全的情況並遵循安全的工作慣例,例如在車輛駛入服務區、經過潤滑坑或登上升降機時,或當車輛被提升時,不要站在車輛前。
在自由輪或框架接觸式升降機上進行車輪軸承潤滑、制動器維修、輪胎更換或其他服務時,車輛應略高於地面,讓員工從蹲姿工作,以減少背部的可能性拉緊。 車輛升起後,應擋住車輪,防止滾動,並在下方放置安全支架,以防萬一千斤頂或舉昇機出現故障。 當從行駛式升降機上的車輛上拆下車輪時,應將車輛安全地擋住以防止滾動。 如果千斤頂或支架用於提升和支撐車輛,則它們應具有適當的容量,放置在車輛上適當的提升點並檢查穩定性。
維修輪胎
員工應該知道如何安全地檢查壓力和給輪胎充氣; 應檢查輪胎是否過度磨損,不應超過最大輪胎壓力,給輪胎充氣時工人應站立或跪在一邊並轉過臉。 在維修卡車和拖車上的多件式和單件式輪輞車輪以及鎖環式輪輞車輪時,員工應了解危險並遵循安全工作規範。 使用易燃或有毒修補化合物或液體修理輪胎時,應採取預防措施,例如控制火源、使用 PPE 和提供足夠的通風。
零件清洗
服務站員工應了解使用汽油或低閃點溶劑清潔零件的火災和健康危害,並應遵循安全做法,例如使用經批准的閃點高於 60ºC 的溶劑。 零件墊圈應該有一個保護蓋,在不使用時保持關閉; 當洗衣機打開時,應該有一個保持打開的裝置,例如熔斷器,它可以讓蓋子在發生火災時自動關閉。
員工應採取預防措施,以免汽油或其他易燃液體污染清潔溶劑並降低其閃點以產生火災隱患。 應清除受污染的清潔溶劑並將其放入經批准的容器中,以便妥善處置或回收。 使用清潔溶劑清潔零件和設備的員工應避免接觸皮膚和眼睛,並使用適當的 PPE。 溶劑不應用於洗手和其他個人衛生。
壓縮空氣
服務站應針對空氣壓縮機的操作和壓縮空氣的使用制定安全工作規範。 空氣軟管只能用於給輪胎充氣以及潤滑、維護和輔助服務。 員工應了解給油箱、氣喇叭、水箱和其他非氣壓容器加壓的危險。 壓縮空氣不應用於清潔或吹除車輛制動系統的殘留物,因為許多製動襯片,尤其是老式車輛,都含有石棉。 應使用更安全的方法,例如用真空吸塵器或液體溶液清潔。
蓄電池服務和處理
服務站應制定程序以確保電池和電池電解液的儲存、處理和處置符合政府法規和公司政策。 員工在充電、拆卸、安裝或處理電池時應了解電氣短路的危險; 在取出電池之前先斷開接地(負極)電纜; 並在安裝電池時最後重新連接接地(負極)電纜。 拆卸和更換電池時,可使用托架以方便提起並避免接觸電池。
員工應了解以下處理電池溶液的安全做法:
員工應在充電前檢查電池液位,並在充電期間定期檢查以確定電池是否過熱。 在斷開電池電纜之前應關閉充電器,以避免產生火花,火花可能會點燃充電過程中產生的氫氣。 當“快充”電池安裝在車輛上時,車輛應遠離加油島,並在連接充電器單元之前斷開電池接地(負極)電纜。 如果電池位於乘客車廂內或車輛地板下,則應在充電前將其取出。
員工應熟悉“跨接啟動”電池沒電的車輛的危險和安全程序,以避免電氣系統損壞或因跨接電纜連接不當而因電池爆炸而受傷。 員工不得跨接啟動或為凍結的電池充電。
駕駛車輛和牽引
員工應經過培訓、取得資格並持有適當的機動車操作員執照,以便在場所內或場所外駕駛客戶或公司車輛、服務卡車或牽引設備。 所有車輛的操作都應遵守政府法規和公司政策。 操作人員應立即檢查車輛的剎車情況,剎車有故障的車輛不得行駛。 操作拖車的員工應熟悉安全操作程序,例如操作舉重機、檢查被拖車輛的傳動裝置和車架以及不超過拖車的最大起重能力。
加油站的密閉空間
加油站員工應了解與進入密閉空間相關的危險,例如地上和地下儲罐、污水坑、泵坑、廢物容器、化糞池和環境收集井。 不應允許未經授權的進入,並且應建立適用於員工和承包商進入者的密閉空間進入許可程序。
緊急程序
服務站應制定應急程序,員工應知道如何發出警報,如何通知當局緊急情況何時以及如何疏散以及應採取哪些適當的響應措施(例如在發生洩漏或火災時關閉緊急開關)在分配泵區域)。 服務站可能會制定安全計劃,讓員工熟悉搶劫和暴力預防,具體取決於服務站的位置、營業時間和潛在威脅。
加油站健康與安全
防火
汽油蒸氣比空氣重,在燃料加註、溢出、溢出或維修期間釋放時,可能會傳播很長的距離到達火源。 應在封閉區域提供適當的通風,以便散發汽油蒸氣。 為車輛加油或維修或將產品運送到服務站油箱時,溢出和溢出可能會引起火災,尤其是在吸煙不受限製或車輛發動機在加油期間保持運轉的情況下。 為避免起火,應將車輛推離洩漏區域,或在啟動發動機前清除車輛下方或周圍洩漏的汽油。 不應允許車輛進入或駛過溢出物。
員工應了解加油站火災的其他原因,例如易燃和可燃液體的不當處理、轉移和儲存、燃油系統維修期間的意外洩漏、更換汽油加油機過濾器時的靜電放電以及使用不當或未受保護的工作燈。 由於可能會釋放燃料和蒸汽,因此從車輛燃料箱中排放汽油可能非常危險,尤其是在可能存在火源的封閉服務區域。
當車輛維修和保養以外的工作在可能存在易燃蒸氣的區域引入火源時,應頒發動火作業許可證。 員工應該知道,當車輛發動機正在運行或用啟動器轉動時,不應嘗試啟動化油器,因為回火可能會點燃燃料蒸汽。 員工應遵循安全程序,例如使用啟動液而不是汽油來啟動化油器,並在嘗試啟動發動機時使用夾子將阻風門保持打開狀態。
儘管政府法規或公司政策可能要求安裝固定的消防系統,但滅火器通常是加油站的主要消防手段。 服務站應提供適當分類的滅火器以應對預期的危險。 滅火器和固定消防系統應定期檢查、維護和保養,員工應知道何時、何地、如何使用滅火器以及如何啟動固定係統。
服務站應在明確標識和可訪問的位置安裝加油機緊急關閉控制裝置,並確保員工了解這些控制裝置的目的、位置和操作。 為防止自燃,沾有油的抹布應保存在有蓋的金屬容器中,直至被回收或丟棄。
安全指引
服務站的員工受傷可能是由於工具、設備和梯子使用不當造成的; 沒有穿戴個人防護裝備; 跌倒或絆倒; 在尷尬的位置工作; 不正確地舉起或搬運材料箱。 在熱散熱器、變速箱、發動機和排氣系統上工作、維修輪胎和電池以及使用升降機、千斤頂、電氣設備和機械時,未遵循安全做法也可能導致受傷和事故; 搶劫和毆打; 以及不當使用或接觸汽車清潔劑、溶劑和化學品。
服務站應制定和實施計劃,以防止可歸因於與服務站物理條件相關的問題的事故和事件,例如維護、儲存和內務管理不當。 導致服務站事故的其他因素包括員工缺乏注意力、培訓或技能,這可能導致設備、工具、汽車零件、用品和維護材料的使用不當。 圖 1 提供了一個安全檢查表。
圖 1. 服務站安全和健康檢查表。
搶劫是加油站的一大安全隱患。 適當的預防措施和培訓在隨附的 框 和其他地方 百科全書。
健康&养生
員工應了解與在加油站工作相關的健康危害,例如:
一氧化碳。 內燃機廢氣中含有一氧化碳,這是一種劇毒、無味且無色的氣體。 員工應了解接觸一氧化碳的危險,尤其是當車輛在發動機運轉的情況下位於服務區、車庫或洗車場內時。 車輛廢氣應通過軟管輸送到室外,並應提供通風以確保充足的新鮮空氣供應。 應檢查燃油器具和加熱器,以確保一氧化碳不會排放到內部區域。
石油燃料的毒性。 接觸汽油、柴油、取暖油或煤油的員工應了解接觸的潛在危險,並知道如何安全處理這些燃料。 長時間吸入足夠濃度的石油燃料蒸氣可能會導致輕度中毒、麻醉或更嚴重的情況。 短時間接觸高濃度會引起頭暈、頭痛和噁心,並刺激眼睛、鼻子和喉嚨。 汽油、溶劑或燃料油絕不能用嘴從容器或罐中吸出,因為直接吸入肺部的低粘度液態碳氫化合物的毒性是攝入的 200 倍。 吸入肺部可能導致肺炎並伴有廣泛的肺水腫和出血,從而導致嚴重傷害或死亡。 不應誘導嘔吐。 應立即尋求醫療救助。
苯。 加油站員工應了解汽油中苯的潛在危害,並避免吸入汽油蒸氣。 雖然汽油中含有苯,但少量接觸汽油蒸氣不太可能導致癌症。 大量科學研究表明,加油站員工在正常工作過程中不會接觸到過量的苯; 但是,始終存在過度曝光的可能性。
皮炎危害。 在工作中處理和接觸石油產品的員工應了解皮炎和其他皮膚病的危害以及控制接觸所需的個人衛生和個人防護措施。 如果眼睛接觸到汽油、潤滑劑或防凍劑,應用乾淨、溫熱的飲用水沖洗眼睛,並提供醫療救助。
潤滑油、用過的機油和汽車化學品。 更換機油和其他機動車液體(包括防凍液)的員工應了解這些危險,並知道如何通過使用盡量減少接觸舊機油中的汽油、防凍液中的乙二醇以及傳動液和齒輪潤滑油中的其他污染物等產品個人防護裝備和良好衛生習慣。 如果高壓潤滑槍噴向員工身體,應立即檢查受影響區域,看石油產品是否滲入皮膚。 這些傷害幾乎不會引起疼痛或出血,但幾乎會立即導致皮膚組織分離並可能造成更深層次的損傷,應立即就醫。 應告知主治醫師造成傷害的原因和產品。
焊接。 焊接除了存在火災隱患外,還可能涉及暴露於汽車外部焊接產生的鉛顏料,以及金屬煙霧和焊接氣體。 需要局部排氣通風或呼吸保護。
噴漆和汽車車身填料。 噴漆可能涉及暴露於溶劑蒸汽和顏料顆粒(例如,鉻酸鉛)。 車身填充物通常是環氧樹脂或聚酯樹脂,可能會對皮膚和呼吸系統造成危害。 在使用汽車車身填料時,建議使用用於噴漆、局部排氣通風以及皮膚和眼睛保護的駛入式噴房。
蓄電池。 電池含有腐蝕性的硫酸電解液,可能會導致眼睛或皮膚灼傷和其他傷害。 應使用個人防護裝備(包括橡膠手套和護目鏡)盡量減少接觸電池溶液。 員工應立即用乾淨的飲用水或洗眼液沖洗眼睛或皮膚上的電解質溶液至少 15 分鐘,並立即就醫。 員工在維修電池後應徹底洗手,並使手遠離面部和眼睛。 員工應注意電池過度充電會產生爆炸性的有毒氫氣。 由於接觸鉛可能造成有害影響,因此應根據政府法規或公司政策妥善處理或回收用過的蓄電池。
石棉。 檢查和維修制動器的員工應了解石棉的危害,知道如何識別制動蹄是否含有石棉並採取適當的保護措施以減少接觸並包含廢物以便妥善處置(見圖 2)。
圖 2. 防止暴露於製動鼓石棉粉塵的便攜式外殼 它配備了帶有棉套的封閉式壓縮空氣槍,並連接到 HEPA 真空吸塵器。
由 Nilfisk of America, Inc. 提供
個人防護裝備(PPE)
員工受傷可能是由於接觸汽車燃料、溶劑和化學品,或因接觸電池酸或腐蝕性溶液引起的化學灼傷。 服務站員工應熟悉使用和穿戴 PPE 的必要性,例如:
為防止皮膚著火、皮炎或化學灼傷,應立即脫去被汽油、防凍劑或機油浸濕的衣服,並在通風良好且沒有火源(如電熱器、發動機、香煙、存在打火機或電動干手器。 然後應用肥皂和溫水徹底清洗受影響的皮膚區域,以去除所有污染痕跡。 衣物在洗滌前應在室外或通風良好的地方風乾,遠離火源,以盡量減少廢水系統的污染。
服務站環境問題
儲罐庫存控制
加油站應定期維護和核對所有汽油和燃料油儲罐的準確庫存記錄,以控制損失。 手動棒規可用於檢查地下儲罐和連接管道的完整性。 如果安裝了自動測量或洩漏檢測設備,則應通過手動棒規定期驗證其準確性。 應調查任何涉嫌洩漏的儲罐或系統,如果檢測到洩漏,應確保儲罐安全或清空並修理、拆除或更換。 加油站員工應該知道洩漏的汽油會在地下長距離流動,污染供水系統,進入下水道和排水系統並引起火災和爆炸。
廢料的處理和處置
廢潤滑油和汽車化學品、用過的機油和溶劑、溢出的汽油和燃料油以及乙二醇類防凍液應排入經批准、貼有適當標籤的罐或容器中並儲存,直至根據政府法規和公司政策進行處置或回收。
由於汽缸磨損或其他缺陷的發動機可能允許少量汽油進入曲軸箱,因此需要採取預防措施,以防止可能從曲軸箱排放的油箱和容器中釋放的蒸汽到達火源。
用過的機油濾清器和傳動液濾清器在處理前應排乾油。 從車輛或燃油加油機泵上拆下的用過的燃油濾清器應排放到認可的容器中,並存放在通風良好的地方,遠離火源,直至乾燥後再進行處理。
用過的電池電解液容器在丟棄或回收之前應用水徹底沖洗。 用過的電池含有鉛,應妥善處理或回收。
清理大量溢出物可能需要特殊培訓和個人防護裝備。 回收的溢出燃料可返回到碼頭或散裝工廠,或根據政府法規或公司政策以其他方式處置。 潤滑油、用過的機油、油脂、防凍劑、溢出的燃油和其他材料不應清掃、清洗或衝入地漏、水槽、廁所、下水道、污水坑或其他排水溝或街道。 應清除地漏和污水坑中積聚的油脂和油,以防止這些物質流入下水道。 石棉粉塵和用過的石棉剎車片應根據政府法規和公司政策進行處理和處置。 員工應了解這些廢物對環境的影響以及潛在的健康、安全和火災隱患。
加油站工人在職業殺人率最高的美國職業中排名第四,幾乎所有發生在持械搶劫或其他犯罪未遂期間 (NIOSH 1993b)。 最近以便利店取代維修店的趨勢使它們更成為目標。 對所涉情況的研究導致劃定了此類犯罪暴力的以下風險因素:
另一個風險因素是位於容易到達且特別適合快速逃離的地點。
為了抵禦搶劫未遂,一些加油站工作人員為自己準備了棒球棒或其他棍棒,甚至還獲得了槍支。 大多數警察當局反對此類措施,認為它們可能會激起犯罪分子的暴力反應。 建議採取以下預防措施,以更有效地阻止搶劫企圖:
諮詢當地警察當局和犯罪預防專家將有助於選擇最合適和最具成本效益的威懾力量。 必須記住,設備應正確安裝並定期測試和維護,並且必須對工人進行使用培訓。
鐵路提供了世界各地的主要交通方式。 今天,即使面臨來自公路和空中運輸的競爭,鐵路仍然是大宗貨物和材料陸路運輸的重要方式。 從北極永久凍土到赤道叢林,從熱帶雨林到沙漠,鐵路運營的地形和氣候千差萬別。 部分碎石路基(道砟)和由鋼軌和木頭、混凝土或鋼枕木組成的軌道是所有鐵路所共有的。 枕木和壓載物保持軌道的位置。
全球鐵路運營中使用的動力來源(蒸汽、柴油電力和電流)跨越了這種運輸方式的發展歷史。
行政和列車運營
行政管理和火車運營創造了鐵路行業的公眾形象。 他們確保貨物從原產地運到目的地。 管理包括涉及業務和技術職能和管理的辦公室人員。 火車運營包括調度員、鐵路交通控制人員、信號維護人員、火車乘務員和場站工作人員。
調度員確保機組人員在適當的時間點可用。 鐵路全年每週 24 天、每天 7 小時運營。 軌道交通控制人員協調列車運動。 軌道交通控制負責按適當的順序和時間為列車分配軌道。 該功能因必須由雙向行駛的列車共享的單組軌道而變得複雜。 由於任何時候只有一列火車可以佔用軌道的特定部分,因此軌道交通控制必須分配主線和支線的佔用,以確保安全並最大限度地減少延誤。
信號為火車操作員以及平交道口的公路車輛司機提供視覺提示。 對於火車運營商,信號必須提供關於前方軌道狀態的明確信息。 今天的信號被用作鐵路交通控制的輔助手段,後者通過無線電在所有運營單位接收的頻道上進行。 信號維護人員必須始終確保這些裝置的運行,這有時可能需要在任何時間、白天或晚上在任何天氣下獨自在偏遠地區工作。
堆場工人的職責包括確保機車車輛準備好接收貨物,這在這個質量管理時代越來越重要。 例如,三層汽車運輸車必須在使用前清潔,並通過將楔塊移動到適當的位置來準備接收車輛。 這些汽車各層之間的距離太短,普通男性無法直立,因此工作是在彎腰駝背的姿勢下完成的。 同樣,一些汽車上的扶手迫使庭院工人在調車操作中擺出尷尬的姿勢。
對於長途運行,列車工作人員在指定的換乘點之間操作列車。 替換船員在轉運點接管並繼續旅程。 第一批機組人員必須在轉運點等待另一列火車返回。 合併的行程和等待回程火車可能會花費很多時間。
單軌列車行程可能非常分散,部分原因是調度、軌道工作和設備故障方面的問題。 偶爾,機組人員會乘坐尾隨機車的駕駛室、守車(仍在使用的地方)或什至乘坐出租車或公共汽車回家。
火車乘務員的職責可能包括在途中放下一些車廂或拿起額外的車廂。 在任何可以想像的天氣條件下,這可能發生在白天或晚上的任何時間。 火車的組裝和拆卸是車場一些火車乘務員的唯一職責。
有時,將汽車連接在一起的轉向節之一會出現故障,或者在汽車之間輸送制動系統空氣的軟管會破裂。 這需要一名列車工作人員進行調查工作,並修理或更換有缺陷的部件。 備用轉向節(約30公斤)必須沿路基運到修理點,拆下原件更換。 車廂之間的工作必須反映周密的計劃和準備,以確保列車在操作過程中不會移動。
在山區,隧道可能發生故障。 在這些條件下,機車必須保持高於怠速的功率,以保持制動功能並防止列車失控。 在隧道中運行發動機可能導致隧道充滿廢氣(二氧化氮、一氧化氮、一氧化碳和二氧化硫)。
表 1. 與管理和列車運行相關的危險情況。
條件 |
受影響的群體 |
留言 |
尾氣排放 |
培訓人員、主管、技術顧問 |
排放物主要包括二氧化氮、一氧化氮、一氧化碳、二氧化硫和含有多環芳烴 (PAH) 的顆粒物。 暴露的可能性最有可能出現在不通風的隧道中。 |
Noise |
培訓人員、主管、技術顧問 |
駕駛室內的噪音可能會超過規定的限制。 |
全身震動 |
列車員 |
通過地板和駕駛室座椅傳遞的結構振動源自發動機以及沿軌道和軌道之間間隙的運動。 |
電磁場 |
火車乘務員、信號維護人員 |
交流和直流場是可能的,這取決於動力裝置和牽引電機的設計。 |
射頻場 |
雙向收音機用戶 |
對人類的影響尚未完全確定。 |
天氣 |
火車乘務員、庭院工人、信號維護人員 |
紫外線能量會導致曬傷、皮膚癌和白內障。 寒冷會導致冷應激和凍傷。 高溫會導致熱應激。 |
換崗 |
調度員、鐵路交通管制員、列車員、信號維護員 |
列車工作人員可以不定時工作; 報酬通常基於在一段時間內行駛固定距離。 |
肌肉骨骼損傷 |
火車乘務員、堆場工人 |
從移動設備上下來時可能會發生腳踝受傷。 在登上移動設備時可能會發生肩部受傷。 在崎嶇地形上攜帶指關節時,可能會在不同部位受傷。 工作以尷尬的姿勢進行。 |
視頻顯示單元 |
管理人員、行政技術人員、調度員、軌道交通管制 |
計算機化工作站的有效使用取決於視覺和辦公室人體工程學原理的應用。 |
破舊事故 |
所有工人 |
當個人站在活躍的軌道上並且沒有聽到火車、軌道設備和移動汽車的接近時,就會發生故障。 |
機車車輛和軌道設備的維護
機車車輛包括機車和軌道車。 軌道設備是用於軌道巡檢、維護、施工和修復的專用設備。 根據鐵路的規模,維護範圍可以從現場(小規模維修)到完全拆除和重建。 機車車輛在運行中不得出現故障,因為故障會帶來嚴重的不利安全、環境和業務後果。 如果汽車載有危險品,未能發現和修理機械缺陷可能會造成巨大的後果。
較大的鐵路運營商擁有運營車間和集中式拆卸和重建設施。 機車車輛在運營商店接受檢查並為旅行做好準備。 對汽車和機車進行小修。
軌道車是剛性結構,在兩端附近都有樞軸點。 樞軸點接受位於 卡車 (車輪及其支撐結構)。 汽車的車身從卡車上吊下來進行修理。 小修可能涉及汽車的車身或附件或製動器或卡車的其他部件。 車輪可能需要在車床上加工以去除扁平點。
大修可能包括拆除和更換損壞或腐蝕的金屬板或框架,以及噴砂和重新噴漆。 它還可能包括拆除和更換木地板。 卡車,包括輪軸組和軸承,可能需要拆卸和重建。 卡車鑄件的修復涉及堆焊和打磨。 重建的輪軸組需要機加工才能正確組裝。
每次旅行前都會對機車進行清潔和檢查。 機車也可能需要機械服務。 小修包括換油、制動器工作和柴油發動機維修。 還可能需要卸下卡車進行車輪整修或夜間作業。 為了將機車定位在服務建築物內或將其從建築物中移除,可能需要運行發動機。 在重新投入使用之前,機車可能需要進行負載測試,在此期間發動機將全速運轉。 在此過程中,機械師在發動機附近工作。
主要維修可能涉及機車的完全拆卸。 由於重型服務以及燃料和潤滑油與熱表面的接觸,柴油發動機和發動機艙、壓縮機、發電機和牽引電機需要徹底脫脂和清潔。 然後可以剝離和重建單個組件。
牽引電機外殼可能需要堆焊。 電樞和轉子可能需要加工以去除舊絕緣,然後進行修復並用清漆溶液浸漬。
軌道維護設備包括可在公路和鐵路上運行的卡車和其他設備,以及僅在鐵路上運行的專用設備。 這項工作可能包括高度專業化的單位,例如軌道檢查單位或鋼軌打磨機,它們可能是“獨一無二的”,即使在大型鐵路公司中也是如此。 軌道維護設備可以在車庫設置或現場位置進行維修。 由於維修間隔時間長和機械師不熟悉,該設備中的發動機可能會產生大量廢氣排放。 在隧道、棚屋和圍護結構等密閉空間內運行時,這可能會產生嚴重的污染後果。
表 2 總結了與機車車輛和軌道設備維護以及運輸事故相關的潛在危險情況。
表 2. 與維護和運輸事故相關的危險情況。
條件 |
受影響的群體 |
留言 |
皮膚被廢油和潤滑油污染 |
柴油機械、牽引電機機械 |
與熱表面接觸的碳氫化合物的分解會產生多環芳烴 (PAH)。 |
尾氣排放 |
柴油車間、清洗設施、加油區、負載測試區的所有工人 |
排放物主要包括二氧化氮、一氧化氮、一氧化碳、二氧化硫和含微粒 (PAH)。 暴露的可能性最有可能發生在廢氣排放被結構限制的地方。 |
焊接排放 |
橋式起重機的焊工、打釘工、裝配工、操作員 |
工作主要涉及碳鋼; 鋁和不銹鋼是可能的。 排放物包括保護氣體和焊劑、金屬煙霧、臭氧、二氧化氮、可見光和紫外線能量。 |
釬焊排放 |
從事牽引電機工作的電工 |
排放包括焊料中的鎘端鉛。 |
塗料的熱分解產物 |
焊工、打釘工、裝配工、打磨工、橋式起重機操作員 |
排放物可能包括一氧化碳、含鉛和其他鉻酸鹽的無機顏料、油漆樹脂的分解產物。 多氯聯苯可能在 1971 年之前就已使用。多氯聯苯在加熱時會形成呋喃和二噁英。 |
貨物殘渣 |
焊工、鉗工、打釘工、打磨工、機械師、脫衣舞工 |
剩餘反映了使用汽車的服務; 貨物可能包括重金屬精礦、煤、硫磺、鉛錠等。 |
噴砂粉塵 |
噴砂機,旁觀者 |
灰塵可能含有貨物殘留物、噴砂材料、油漆粉塵。 1971 年之前使用的油漆可能含有多氯聯苯。 |
溶劑蒸氣 |
畫家,旁觀者 |
油漆儲存和混合區域以及油漆間可能存在溶劑蒸汽; 噴塗期間,密閉空間(例如料斗和罐)內可能會形成易燃混合物。 |
油漆氣霧劑 |
畫家,旁觀者 |
油漆氣溶膠含有噴漆和稀釋劑; 液滴和蒸氣中的溶劑可形成易燃混合物; 樹脂體係可以包括異氰酸酯、環氧樹脂、胺、過氧化物和其他反應性中間體。 |
密閉空間 |
所有店員 |
一些軌道車的內部、儲罐和料斗、機車的機頭、烤箱、脫脂劑、清漆浸漬劑、坑、污水坑和其他封閉和部分封閉的結構 |
Noise |
所有店員 |
許多來源和任務產生的噪音可能會超過規定的限制。 |
手臂振動 |
動力手動工具和手持設備的用戶 |
振動通過手柄傳遞。 |
電磁場 |
電焊設備用戶 |
AC 和 DC 場是可能的,這取決於單元的設計。 |
天氣 |
外勞 |
紫外線能量會導致曬傷、皮膚癌和白內障。 寒冷會導致冷應激和凍傷。 高溫會導致熱應激。 |
換崗 |
所有工人 |
船員可以不定時工作。 |
肌肉骨骼損傷 |
所有工人 |
從移動設備上下來時可能會發生腳踝受傷。 在登上移動設備或爬上汽車時可能會發生肩部受傷。 尤其是在焊接、燃燒、切割和操作電動手動工具時,工作姿勢會很尷尬。 |
破舊事故 |
所有工人 |
當個人站在活動軌道上並且沒有聽到軌道設備和移動車輛的接近時,可能會發生故障。 |
軌道和通行權的維護
軌道和通行權的維護主要涉及在與室外相關的條件下的室外環境中工作:陽光、雨、雪、風、冷空氣、熱空氣、吹沙、叮咬和刺痛的昆蟲、攻擊性動物、蛇和有毒植物.
軌道和通行權維護可包括軌道巡邏,以及建築物和構築物、軌道和橋樑的維護、修復和更換,或服務功能,例如掃雪和除草劑的使用,並且可能涉及當地運營單位或大型企業, 處理更換鐵軌、道砟或軌枕的專業工作組。 設備可用於幾乎完全機械化這些活動中的每一項。 然而,小規模工作可能涉及小型動力設備單元,甚至是完全手動的活動。
為了執行操作線的維護,必須有一段可用的時間來進行工作。 該街區可以在白天或晚上的任何時間開放,具體取決於列車時刻表,尤其是在單軌主線上。 因此,時間壓力是這項工作的主要考慮因素,因為線路必須在指定的時間段結束時恢復服務。 設備必須進場,工作必須在規定時間內完成,軌道騰空。
更換鎮流器以及更換枕木和鋼軌是一項複雜的任務。 鎮流器更換首先涉及去除受污染或變質的材料以暴露軌道。 雪橇、由機車牽引的類似犁的裝置或底切機執行此任務。 底部切割器使用連續的齒鏈將道碴拉到一邊。 其他設備用於拆卸和更換軌釘或軌枕夾、軌枕板(軌枕上的金屬板)和軌枕。 連續導軌類似於濕意大利麵條,可以彎曲和鞭打,並且可以輕鬆地垂直和橫向移動。 鎮流器用於穩定軌道。 壓載列車運送新的壓載物並將其推入到位。 工人們跟著火車走,系統地打開位於車廂底部的滑槽,以使壓載物流動。
道碴落下後,夯實機使用液壓手指將道碴壓在枕木周圍和枕木下方,然後抬起軌道。 定位樁襯墊將金屬道釘作為錨點驅動到路基中,並將軌道移動到所需位置。 道碴調節器對道碴進行分級以確定路基的最終輪廓,並清掃枕木和鐵軌的表面。 道碴傾倒、調節和清掃過程中產生大量粉塵。
可以進行軌道工作的環境多種多樣——開闊區域、半封閉區域(如路口、山丘和懸崖面)以及密閉空間(如隧道和棚屋)。 這些對工作條件有深遠的影響。 例如,封閉空間將限制和集中廢氣排放、壓載粉塵、研磨產生的粉塵、鋁熱焊產生的煙霧、噪音和其他有害物質和條件。 (鋁熱焊使用鋁粉和氧化鐵粉。點燃後鋁會劇烈燃燒並將氧化鐵轉化為鐵水。鐵水流入鋼軌之間的縫隙,將它們首尾相連地焊接在一起。)
開關結構與軌道相關聯。 該開關包含可移動的錐形導軌(尖頭)和一個輪子導軌(叉形)。 兩者均由含有大量錳和鉻的特殊硬化鋼製成。 青蛙是一個組裝結構,包含幾塊特別彎曲的導軌。 用於將這些和其他軌道結構栓在一起的自鎖螺母可以鍍鎘。 青蛙是通過焊接建造的,並在翻新過程中被磨碎,這可以在現場或車間設施中進行。
橋樑重新粉刷也是通行權維護的重要組成部分。 橋樑通常位於偏遠地區; 這會使防止個人和環境受到污染所需的個人衛生設施的提供變得相當複雜。
表 3 總結了軌道和通行權維護的危害。
交通事故
鐵路運營中最大的一個問題可能是運輸事故。 可能涉及的大量材料可能導致人員和環境暴露的嚴重問題。 為最壞情況的事故做再多的準備都是不夠的。 因此,將風險和事故後果降至最低勢在必行。 運輸事故的發生有多種原因:平交道口碰撞、軌道阻塞、設備故障和操作員失誤。
通過認真和持續地檢查和維護軌道、通行權和設備,可以將發生此類事故的可能性降至最低。 通過對運載不相容貨物的汽車進行戰略定位,可以最大限度地減少涉及運載混合貨物的火車的交通事故的影響。 然而,這樣的戰略定位對於運輸單一商品的火車來說是不可能的。 特別值得關注的商品包括:煤粉、硫磺、液化石油(燃料)氣體、重金屬濃縮物、溶劑和加工化學品。
鐵路組織中的所有組都涉及運輸事故。 康復活動實際上可以涉及在現場同一地點同時工作的所有小組。 因此,這些活動的協調非常重要,這樣一個群體的行動就不會干擾另一個群體的行動。
由於在海運集裝箱和散裝鐵路車廂的設計中註重防撞,因此在此類事故中,危險商品通常仍處於封閉狀態。 在事故中,代表托運人的緊急響應人員將物品從損壞的汽車中取出。 設備維護人員盡可能修復損壞,並在可能的情況下將汽車放回賽道。 不過,脫軌車廂下的軌道可能已經毀壞。 如果是這樣,接下來將使用與上述類似的預製部分和技術修復或更換軌道。
在某些情況下,會發生容器丟失,汽車或集裝箱內的物品會灑落到地面上。 如果物質的運輸數量足以根據運輸法要求張貼標牌,則它們很容易在運輸清單上識別。 但是,如果運輸的高度危險物質的數量少於運輸清單中規定的規定數量,則可能會在相當長的一段時間內逃避識別和表徵。 現場控制和收集溢出材料是托運人的責任。
在修復工作期間,鐵路人員可能會接觸到殘留在雪、土壤或植被中的物質。 暴露的嚴重程度取決於物質的性質和數量、場地的幾何形狀和天氣條件。 這種情況還可能對人類、動物和周圍環境造成火災、爆炸、反應性和毒性危害。
在事故發生後的某個時候,必須清理現場,以便軌道可以重新投入使用。 可能仍需要轉運貨物以及維修設備和軌道。 這些活動可能會因容器失效和洩漏材料的存在而變得非常複雜。 為解決此類情況而採取的任何行動都需要進行大量的事先計劃,其中包括知識淵博的專業人士的意見。
危害和注意事項
表 1、表 2 和表 3 總結了與參與鐵路運營的不同工人群體相關的危險條件。 表 4 總結了用於控制這些危險情況的預防措施類型。
表 3. 與軌道維護和通行權相關的危險情況。
新舊程度 |
受影響的群體 |
留言 |
尾氣排放 |
所有工人 |
排放物包括二氧化氮、一氧化氮、一氧化碳、二氧化硫和含有多環芳烴 (PAH) 的微粒。 暴露的可能性最有可能發生在不通風的隧道和其他排氣受結構限制的環境中。 |
壓艙物灰塵/溢出的貨物 |
軌道設備操作員、工人 |
根據來源的不同,道碴粉塵可能含有二氧化矽(石英)、重金屬或石棉。 跟踪生產和處理大宗商品的操作可能會導致接觸這些產品:煤、硫磺、重金屬濃縮物等。 |
焊接、切割和打磨排放 |
現場和車間焊工 |
焊接主要涉及硬化鋼; 排放物可能包括保護氣體和助熔劑、金屬煙霧、臭氧、二氧化氮、一氧化碳、紫外線和可見光能量。 在涉及鐵路的工作中可能會接觸到錳和鉻; 鍍層螺母和螺栓中可能含有鎘。 |
噴砂粉塵 |
噴砂機,旁觀者 |
粉塵包含噴砂材料和油漆粉塵; 油漆可能含有鉛和其他鉻酸鹽。 |
溶劑蒸氣 |
畫家,旁觀者 |
油漆儲存和混合區域可能存在溶劑蒸汽; 在噴塗過程中,易燃混合物可能會在封閉的噴塗結構內形成。 |
油漆氣霧劑 |
畫家,旁觀者 |
油漆氣溶膠含有噴漆和稀釋劑; 液滴和蒸氣中的溶劑可形成易燃混合物; 樹脂體係可以包括異氰酸酯、環氧樹脂、胺、過氧化物和其他反應性中間體。 |
密閉空間 |
所有工人 |
隧道、涵洞、水箱、料斗、坑、集水坑和其他封閉和部分封閉結構的內部 |
Noise |
所有工人 |
許多來源和任務產生的噪音可能會超過規定的限制。 |
全身震動 |
卡車司機、軌道設備操作員 |
通過地板和駕駛室座椅傳輸的結構振動源自發動機以及沿道路和軌道以及軌道之間間隙的運動。 |
手臂振動 |
動力手動工具和手持設備的用戶 |
振動通過手柄傳遞 |
電磁場 |
電焊設備用戶 |
AC 和 DC 場是可能的,這取決於單元的設計。 |
射頻場 |
雙向收音機用戶 |
對人類的影響尚未完全確定 |
天氣相關 |
外勞 |
紫外線能量會導致曬傷、皮膚癌和白內障; 寒冷會導致冷應激和凍傷; 高溫會導致熱應激。 |
換崗 |
所有工人 |
由於在安排賽道時間塊方面存在問題,幫派工作時間不規律。 |
肌肉骨骼損傷 |
所有工人 |
從移動設備上下來時腳踝受傷; 登上移動設備時肩部受傷; 以尷尬的姿勢工作,尤其是在焊接和操作電動手動工具時 |
破敗事故 |
所有工人 |
當個人站在活動軌道上並且沒有聽到軌道設備、火車和移動汽車的接近時,可能會發生故障。 |
危險條件 |
評論/控制措施 |
尾氣排放 |
機車沒有排氣管。 排氣從頂面垂直排出。 同樣位於機車頂部的冷卻風扇可以將廢氣污染的空氣引入隧道和建築物的空域。 在通過隧道的正常運輸過程中,駕駛室內的接觸不超過接觸限值。 在隧道中進行固定操作期間的暴露,例如調查機械問題、脫軌汽車的重新上軌或軌道維修,可能會大大超過暴露限值。 商店中的固定操作也會造成明顯的過度曝光。軌道維護和施工設備以及重型車輛通常具有垂直排氣管。 低水平排放或通過水平導流板排放會導致過度曝光。 小型車輛和便攜式汽油動力設備向下排放廢氣或沒有煙囪。 靠近這些來源會導致過度曝光。 控制措施包括:
|
Noise |
控制措施包括:
|
全身震動 |
控制措施包括:
|
電磁場 |
低於當前限值未確定危險。 |
射頻場 |
低於當前限值未確定危險。 |
天氣 |
控制措施包括:
|
換崗 |
安排工作時間表以反映當前對晝夜節律的了解。 |
肌肉骨骼損傷 |
控制措施包括:
|
視頻顯示單元 |
將辦公室人體工程學原理應用於視頻顯示設備的選擇和使用。 |
破舊事故 |
鐵路設備僅限於軌道。 無動力鐵路設備在運動時幾乎不會產生噪音。 自然特徵可以阻擋動力鐵路設備的噪音。 設備噪音會掩蓋駛近火車喇叭發出的警告聲。 在鐵路站場運營期間,可以在遠程控制下進行切換,從而使所有軌道都帶電。 控制措施包括:
|
壓載操作/溢出貨物 |
在軌道工作之前潤濕道碴可以消除道碴和貨物殘留物中的灰塵。 應提供個人和呼吸防護設備。 |
廢油和潤滑油污染皮膚 |
拆卸前應清潔設備以去除污染物。 應使用防護服、手套和/或防護霜。 |
焊接、切割和釬焊排放物、研磨粉塵 |
控制措施包括:
|
塗料的熱分解產物 |
控制措施包括:
|
貨物殘渣 |
控制措施包括:
|
噴砂粉塵 |
控制措施包括:
|
溶劑蒸氣、油漆氣溶膠 |
控制措施包括:
|
密閉空間 |
控制措施包括:
|
手臂振動 |
控制措施包括:
|
鐵路安全屬於國家政府的管轄範圍,國家政府負責制定安全治理和執法的規則和政策,而地鐵通常由地方公共當局管理,它們實際上是自我管理。
地鐵票價通常不包括運營成本,並且通過補貼將票價保持在一定水平,以維持負擔得起的公共交通服務。 地鐵和其他城市公共交通系統使城市道路更加便利,並減少了與城市汽車交通相關的污染。
近年來在許多國家變得如此普遍的預算削減也影響了公共交通系統。 預防性維護人員以及軌道、信號和機車車輛的升級最先受到影響。 控制當局通常不願意或不能對被政府補貼放棄的快速交通系統執行自己的監管程序。 在這種情況下,在預算削減期間發生災難性生命損失的交通事故不可避免地會導致公眾強烈要求提高安全性。
雖然人們認識到加拿大、美國和其他國家的快速交通設施的物理設施的設計、建造和使用年限存在很大差異,但必須執行某些標準維護功能以保持軌道、空中和地下的運行結構、客運站和相關設施處於盡可能安全的狀態。
地鐵運維
地鐵在幾個基本方面不同於鐵路:
這些因素會影響地鐵列車運營商和維護人員的風險程度。
同一軌道上的地鐵列車之間以及與軌道上的維護人員之間的碰撞是一個嚴重的問題。 這些碰撞由適當的調度控制,中央通信系統向地鐵列車操作員發出問題警報,信號燈系統指示操作員何時可以安全行駛。 由於無線電通信問題、信號燈損壞或放置不當導致操作員沒有足夠的時間停下來以及輪班工作和過度加班引起的疲勞問題導致注意力不集中,這些控製程序中的故障可能會導致碰撞。
維修人員在地鐵軌道上巡邏,維修軌道、信號燈和其他設備,撿垃圾等。 他們面臨著來自第三條鐵路的電氣危險,這些軌道承載著運行地鐵的電力,燃燒垃圾和可能的電氣火災造成的火災和煙霧危險,吸入來自地鐵車輪和鐵軌的鋼鐵粉塵和空氣中的其他微粒的危險,以及被被地鐵車撞。 地鐵中的洪水也會造成觸電和火災危險。 由於地鐵隧道的性質,其中許多危險情況都是密閉空間危險。
充分通風以去除空氣污染物、適當的密閉空間和其他針對火災和洪水的應急程序(例如疏散程序)以及適當的通信程序(包括無線電和信號燈)以通知地鐵列車運營商軌道上有維修人員,這些都是必不可少的來保護這些船員。 沿著地鐵牆壁或軌道之間應該有足夠的空間,以允許維修人員避免通過地鐵車廂。
地鐵車廂內外的塗鴉清除,除了定期對車廂進行噴漆和清潔外,也是一種危害。 塗鴉去除劑通常含有強鹼和有害溶劑,接觸皮膚和吸入都可能造成危害。 外部塗鴉清除是通過將汽車駛過洗車場來完成的,在洗車場將化學物質噴灑在汽車外部。 這些化學品還通過在地鐵車廂內刷塗和噴塗來使用。 在車內使用危險的塗鴉去除劑可能會造成密閉空間危險。
預防措施包括盡可能使用毒性最低的化學品、適當的呼吸器保護裝置和其他個人防護設備以及確保汽車操作員知道正在使用的化學品的適當程序。
海洋環境的定義是在水域中或周圍發生的工作和生活(例如,船舶和駁船、碼頭和碼頭)。 工作和生活活動必須首先適應它們發生的海洋、湖泊或水道的宏觀環境條件。 船隻既是工作場所又是家庭,因此大多數棲息地和工作暴露是共存且不可分割的。
海運業包括許多子行業,包括貨運、客運和渡輪服務、商業捕魚、油輪和駁船運輸。 個別海事子行業由一組以船舶類型、目標商品和服務、典型做法和運營區域以及所有者、運營商和工人社區為特徵的商業或商業活動組成。 反過來,這些活動及其發生的環境定義了海事工人所經歷的職業和環境危害和暴露。
有組織的商船海上活動可以追溯到文明歷史的最早時期。 古希臘、埃及和日本社會是偉大文明的典範,在這些文明中,權力和影響力的發展與廣泛的海上存在密切相關。 海洋產業對國力發展和繁榮的重要性一直持續到現代。
占主導地位的海運業是水運,這仍然是國際貿易的主要方式。 大多數擁有海洋邊界的國家的經濟都受到水上貨物和服務的接收和出口的嚴重影響。 然而,嚴重依賴水路貨物運輸的國家和地區經濟並不局限於與海洋接壤的經濟體。 許多遠離海洋的國家擁有廣泛的內陸水道網絡。
現代商船可以加工材料或生產貨物以及運輸它們。 全球化經濟、限制性土地使用、有利的稅法和技術是刺激既作為工廠又作為運輸工具的船舶增長的因素。 捕撈-加工漁船就是這種趨勢的一個很好的例子。 如本章所述,這些加工船能夠捕撈、加工、包裝成品海產品並將其運送到區域市場 漁業。
商船運輸船
與其他運輸工具類似,船舶的結構、形式和功能與船舶的用途和主要環境情況密切相關。 例如,在內陸水道上短距離運輸液體的船隻在形式和船員方面與在跨洋航行中運送幹散貨的船隻有很大不同。 船隻可以是自由移動的、半移動的或永久固定的結構(例如,海上石油鑽井平台),可以自行推進或拖曳。 在任何給定時間,現有船隊都由一系列具有廣泛原始建造日期、材料和復雜程度的船隻組成。
船員人數將取決於典型的航行時間、船舶用途和技術、預期的環境條件和岸上設施的複雜程度。 更大的船員規模需要更廣泛的需求和對停泊、餐飲、衛生、醫療保健和人員支持的詳細規劃。 國際趨勢是船舶越來越大,越來越複雜,船員越來越少,越來越依賴自動化、機械化和集裝箱化。 表 1 提供了商船類型的分類和描述性摘要。
表 1. 商船類型。
船隻類型 |
完整看板介紹 |
船員人數 |
貨船 |
||
散貨船
散裝
容器
礦石、散裝、石油 (OBO)
車輛
滾裝 (RORO) |
大型船舶(200-600 英尺(61-183 米)),以大型開放式貨艙和許多空隙為代表; 裝載糧食、礦石等散裝貨物; 貨物由滑槽、傳送帶或鏟子裝載
大型船隻(200-600 英尺(61-183 米)); 以捆包、托盤、袋子或箱子運輸的貨物; 甲板之間寬敞的貨艙; 可能有隧道
大型船隻 (200-600 (61-183 m)) 開放艙; 可能有也可能沒有吊桿或起重機來處理貨物; 集裝箱為 20-40 英尺(6.1-12.2 米)且可堆疊
大型船隻(200-600 英尺(61-183 米)); 貨艙寬敞,形狀適合容納散裝礦石或石油; 貨艙是水密的,可能有泵和管道; 許多空隙
具有大帆面積的大型船隻(200-600 英尺(61-183 米)); 許多級別; 車輛可以自動裝載或吊裝
具有大帆面積的大型船隻(200-600 英尺(61-183 米)); 許多級別; 可以載運除車輛以外的其他貨物 |
25-50
25-60
25-45
25-55
25-40
25-40 |
油罐船 |
||
石油
化工
加壓 |
大型船舶(200-1000 米(61-305 英尺))以甲板上的船尾管道為代表; 可能有軟管處理吊桿和帶有許多儲罐的大空隙; 可攜帶原油或加工油、溶劑和其他石油產品
類似於油輪的大型船舶(200-1000 英尺(61-305 米)),但可能有額外的管道和泵來同時處理多種貨物; 貨物可以是液體、氣體、粉末或壓縮固體
通常比典型的油輪小(200-700 英尺(61-213.4 米)),具有更少的油箱,以及加壓或冷卻的油箱; 可以是化工產品或石油產品,例如液化天然氣; 坦克通常被覆蓋和絕緣; 許多空隙、管道和泵 |
25-50
25-50
15-30
|
拖船 |
中小型船隻(80-200 英尺(24.4-61 米)); 港口, 推船, 遠洋 |
3-15 |
駁船 |
中型船(100-350 英尺(30.5-106.7 米)); 可以是坦克、甲板、貨物或車輛; 通常不是有人駕駛或自行推進的; 許多空隙 |
|
鑽井船和鑽井平台 |
大,外形與散貨船相似; 以大型井架為代表; 許多空隙、機械、危險貨物和大量船員; 有些是拖曳的,有些是自行推進的 |
40-120 |
乘客 |
所有尺寸(50-700 英尺(15.2-213.4 米)); 以大量船員和乘客為代表(最多 1000 人以上) |
20-200 |
海運業的發病率和死亡率
衛生保健提供者和流行病學家經常面臨區分因工作相關暴露和工作場所外暴露造成的不利健康狀況的挑戰。 這種困難在海運業中更加複雜,因為船舶既是工作場所也是家庭,並且兩者都存在於海運環境本身的更大環境中。 大多數船隻上的物理邊界導致工作空間、機艙、儲藏區、通道和其他艙室與生活空間的緊密限制和共享。 船隻通常有一個供工作和生活區使用的單一供水、通風或衛生系統。
船上的社會結構通常分為船員或操作員(船長、大副等)和其餘船員。 船員或操作員通常受教育程度較高、富裕且職業穩定。 船舶上的船員與船員或操作員的國籍或種族背景完全不同,這種情況並不少見。 從歷史上看,海洋社區比非海洋社區更短暫、更多樣化,而且在某種程度上更獨立。 與陸上就業情況相比,船上的工作時間表通常更加分散,並且與非工作時間混雜在一起。
這些是為什麼難以描述或量化海運業中的健康問題,或難以正確地將問題與暴露聯繫起來的一些原因。 關於海事工人發病率和死亡率的數據不完整,不能代表整個船員或子行業。 報告海運業的許多數據集或信息系統的另一個不足是無法區分由於工作、船舶或宏觀環境暴露引起的健康問題。 與其他職業一樣,獲取發病率和死亡率信息的困難在慢性疾病(例如心血管疾病)中最為明顯,尤其是那些潛伏期較長的疾病(例如癌症)。
對 11 年(1983 年至 1993 年)美國海事數據的回顧表明,海上傷害導致的所有死亡人數中有一半是由船舶(即碰撞或傾覆)造成的,但只有 12% 的非致命傷害是由於船舶造成的。 其餘的死亡和非致命傷害歸因於人員(例如,個人在船上發生的事故)。 此類死亡率和發病率的報告原因分別在圖 1 和圖 2 中進行了描述。 沒有關於非傷害相關死亡率和發病率的可比信息。
圖 1. 個人原因造成致命性意外傷害的主要原因(美國海運業 1983-1993)。
圖 2. 歸因於個人原因的主要非致命性意外傷害的原因(美國海運業 1983-1993)。
結合船隻和個人的美國海上傷亡數據顯示,在所有海上死亡事故 (N = 42) 中,比例最高 (2,559%) 的是商業漁船。 其次是拖船/駁船 (11%)、貨船 (10%) 和客船 (10%)。
對海運業工傷報告的分析表明,與製造業和建築業報告的模式有相似之處。 共同點是大多數傷害是由於跌倒、被擊打、割傷和瘀傷或肌肉拉傷和過度使用造成的。 然而,在解釋這些數據時需要謹慎,因為存在報告偏差:急性傷害可能被過度代表,而慢性/潛伏性傷害,與工作的聯繫不太明顯,報告不足。
職業和環境危害
在海洋環境中發現的大多數健康危害在製造業、建築業和農業行業都有類似的陸基危害。 不同之處在於,海洋環境限制和壓縮了可用空間,迫使潛在危險非常接近,生活區和工作區與油箱、發動機和推進區、貨物和存儲空間混雜在一起。
表 2 總結了不同船舶類型常見的健康危害。 表 3 突出顯示了特定船舶類型特別關注的健康危害。本節的以下段落擴展了對選定的環境、物理和化學以及衛生健康危害的討論。
表 2. 船舶類型常見的健康危害。
危害性 |
完整看板介紹 |
包機成本結構範例 |
機構 |
無人看管或暴露在外的移動物體或其部件受到撞擊、擠壓、擠壓或纏繞。 對象可以是機械化的(例如,叉車)或簡單的(鉸鏈門)。 |
絞車、泵、風扇、傳動軸、壓縮機、螺旋槳、艙口、門、吊桿、起重機、繫泊纜、移動貨物 |
電器類 |
靜態(例如,電池)或活動(例如,發電機)電源、它們的配電系統(例如,佈線)和動力設備(例如,電動機),所有這些都可能導致直接的電感應身體傷害 |
電池、船舶發電機、碼頭電源、未受保護或未接地的電動機(泵、風扇等)、裸露的佈線、導航和通信電子設備 |
熱 |
熱或冷引起的傷害 |
蒸汽管道、冷藏空間、發電廠廢氣、甲板上方的寒冷或溫暖天氣暴露 |
Noise |
由於過度和長時間的聲能導致的不良聽覺和其他生理問題 |
船舶推進系統、泵、通風扇、絞車、蒸汽動力裝置、傳送帶 |
下降 |
滑倒、絆倒和跌倒導致動能損傷 |
陡峭的梯子、深船艙、缺少欄杆、狹窄的舷梯、高架平台 |
化工 |
因接觸有機或無機化學品和重金屬而導致的急性和慢性疾病或傷害 |
清潔溶劑、貨物、清潔劑、焊接、生鏽/腐蝕過程、製冷劑、殺蟲劑、熏蒸劑 |
衛生 |
與不安全的水、不良的飲食習慣或不當的廢物處理有關的疾病 |
受污染的飲用水、食物變質、惡化的容器廢物系統 |
生物製劑 |
因接觸生物體或其產品而引起的疾病或疾病 |
穀物粉塵、原木製品、棉包、散裝水果或肉類、海產品、傳染病病原體 |
輻射 |
非電離輻射造成的傷害 |
強烈的陽光、弧焊、雷達、微波通信 |
暴力 |
人際暴力 |
襲擊、兇殺、船員間的暴力衝突 |
封閉的空間 |
進入限制進入的封閉空間導致的中毒或缺氧傷害 |
貨艙、壓載艙、爬行空間、油箱、鍋爐、儲藏室、冷藏艙 |
體力活 |
由於過度使用、停用或不適當的工作習慣導致的健康問題 |
在魚缸中鏟冰,在受限空間內移動笨拙的貨物,處理沉重的繫泊纜繩,長時間固定值班 |
船隻類型 |
危害性 |
油罐船 |
苯和各種碳氫化合物蒸汽、原油中的硫化氫廢氣、儲罐中使用的惰性氣體以產生缺氧氣氛以控制爆炸、碳氫化合物產品燃燒引起的火災和爆炸 |
散貨船 |
將用於農產品的熏蒸劑裝入袋中、人員被鬆散或移動的貨物困住/窒息、傳送帶或船內人員隧道的密閉空間風險、貨物氧化或發酵導致缺氧 |
化學載體 |
有毒氣體或粉塵的排放、壓縮空氣或氣體的釋放、危險物質從貨艙或輸送管洩漏、化學貨物燃燒引起的火災和爆炸 |
集裝箱船 |
由於有害物質失效或儲存不當而導致溢出或洩漏; 釋放農業惰性氣體; 從化學品或氣體容器中排放; 接觸貼錯標籤的有害物質; 由於單獨物質混合形成危險劑(例如,酸和氰化鈉)而引起的爆炸、火災或有毒物質暴露 |
雜貨船 |
由於貨物移動或存放不當造成的不安全情況; 由於不相容貨物的混合而引起的火災、爆炸或有毒物質暴露; 貨物氧化或發酵造成缺氧; 釋放製冷劑氣體 |
客船 |
受污染的飲用水、不安全的食品製備和儲存做法、大規模疏散問題、個別乘客的嚴重健康問題 |
漁船 |
冷藏艙的熱危害、海鮮產品分解或使用抗氧化防腐劑導致的缺氧、製冷劑氣體的釋放、網或線的纏繞、接觸危險或有毒的魚類或海洋動物 |
環境危害
可以說,定義海運業的最具特色的暴露是水本身的無處不在。 水環境中變化最大、最具挑戰性的是開闊的海洋。 海洋呈現出不斷起伏的表面、極端天氣和惡劣的旅行條件,這些因素結合起來會導致持續運動、湍流和移動表面,並可能導致前庭紊亂(暈車)、物體不穩定(例如擺動閂鎖和滑動齒輪)和傾向跌倒。
人類在開闊水域獨立生存的能力有限; 溺水和體溫過低是浸泡後的直接威脅。 船隻作為允許人類在海上存在的平台。 船舶和其他水上交通工具通常與其他資源保持一定距離。 由於這些原因,船舶必須將總空間的很大一部分用於生命支持、燃料、結構完整性和推進,通常以犧牲可居住性、人員安全和人為因素為代價。 提供更寬敞的載人空間和宜居性的現代超級油輪是個例外。
過度噪聲暴露是一個普遍存在的問題,因為聲能很容易通過船舶的金屬結構傳播到幾乎所有空間,並且使用了有限的噪聲衰減材料。 過多的噪音可能幾乎是連續的,沒有可用的安靜區域。 噪聲源包括發動機、推進系統、機械、風扇、泵和海浪對船體的衝擊。
水手是已確定的患皮膚癌的高危人群,包括惡性黑色素瘤、鱗狀細胞癌和基底細胞癌。 增加的風險是由於過度暴露於直接和水面反射的紫外線太陽輻射。 特別危險的身體部位是面部、頸部、耳朵和前臂的暴露部位。
有限的隔熱、通風不足、內部熱源或冷源(例如,機房或冷藏空間)和金屬表面都會造成潛在的熱應力。 熱應激會加重其他來源的生理壓力,導致身體和認知能力下降。 沒有充分控製或保護免受熱應力可能導致熱或冷引起的傷害。
理化危害
表 3 強調了特定船舶類型特有或特別關注的危險。 物理危害是任何類型船舶上最常見和普遍的危害。 空間限制導致狹窄的通道、有限的間隙、陡峭的梯子和低開銷。 受限容器空間意味著機械、管道、通風口、管道、儲罐等被擠進去,物理分離有限。 容器通常具有允許直接垂直進入所有級別的開口。 水面甲板下方的內部空間的特點是大型貨艙、緊湊空間和隱藏隔間的組合。 這種物理結構使船員面臨滑倒、絆倒和跌倒、割傷和擦傷以及被移動或墜落物體擊中的風險。
受限條件導致靠近機械、電線、高壓罐和軟管,以及危險的熱或冷表面。 如果無人看管或通電,接觸可能會導致灼傷、擦傷、撕裂、眼睛損傷、擠壓或更嚴重的傷害。
由於容器基本上是由水密外殼內的空間組合而成,因此某些空間的通風可能很差或不足,從而造成危險的密閉空間情況。 如果氧氣水平耗盡或空氣被置換,或者如果有毒氣體進入這些密閉空間,進入可能會危及生命。
任何容器上都可能含有製冷劑、燃料、溶劑、清潔劑、油漆、惰性氣體和其他化學物質。 正常的船舶活動,例如焊接、噴漆和焚燒垃圾,都會產生毒性作用。 運輸船(例如貨船、集裝箱船和油輪)可以運載大量生物或化學產品,其中許多如果被吸入、攝入或裸露皮膚接觸是有毒的。 如果讓其他物質降解、被污染或與其他物質混合,其他物質可能會變得有毒。
毒性可以是急性的,表現為皮疹和眼部灼傷,也可以是慢性的,表現為神經行為障礙和生育問題,甚至致癌。 有些接觸會立即危及生命。 船舶載運的有毒化學品的例子有含苯石化產品、丙烯腈、丁二烯、液化天然氣、四氯化碳、氯仿、二溴乙烯、環氧乙烷、甲醛溶液、硝基丙烷、 o-甲苯胺和氯乙烯。
石棉對一些船隻仍然是一種危害,主要是那些在 1970 年代初期建造的船隻。 石棉的隔熱、防火、耐用和低成本使其成為造船的首選材料。 石棉的主要危害發生在石棉材料在翻新、建造或維修活動中受到干擾時飄浮在空氣中。
衛生和傳染病危害
船上的現實之一是船員經常保持密切聯繫。 在工作、娛樂和生活環境中,擁擠往往是生活中的一個事實,這提高了維持有效衛生計劃的要求。 關鍵區域包括:停泊空間,包括衛生間和淋浴設施; 食品服務和儲存區; 洗衣店; 休閒區; 以及理髮店(如果有的話)。 害蟲和害蟲控制也至關重要; 許多這些動物可以傳播疾病。 昆蟲和囓齒動物有很多機會感染船隻,一旦盤踞,就很難控製或根除,尤其是在航行中。 所有船隻都必須有安全有效的蟲害控制計劃。 這需要針對此任務對個人進行培訓,包括年度進修培訓。
停泊區必須沒有雜物、髒衣服和易腐爛的食物。 床上用品應至少每週更換一次(如果弄髒則更頻繁),並且應提供適合船員人數的足夠洗衣設施。 餐飲服務區必須嚴格保持衛生。 食品服務人員必須接受有關食品準備、儲存和廚房衛生的適當技術的培訓,並且船上必須提供足夠的儲存設施。 工作人員必須遵守建議的標準,以確保以有益健康的方式準備食物,並且沒有化學和生物污染。 在船上爆發食源性疾病可能會很嚴重。 虛弱的船員無法履行其職責。 可能沒有足夠的藥物來治療船員,尤其是在航行中,而且可能沒有稱職的醫務人員來照顧病人。 此外,如果船舶被迫改變目的地,可能會給船公司帶來重大的經濟損失。
船舶飲用水系統的完整性和維護也至關重要。 從歷史上看,船上的水傳播疾病一直是船員急性殘疾和死亡的最常見原因。 因此,飲用水供應必須來自經批准的水源(只要有可能)並且沒有化學和生物污染。 如果無法做到這一點,則容器必須具備有效淨化水並使其可飲用的方法。 必須保護飲用水系統免受每個已知來源的污染,包括與任何非飲用液體的交叉污染。 還必須保護系統免受化學污染。 必須定期清潔和消毒。 用氯含量至少為百萬分之 100 (ppm) 的清水填充系統幾個小時,然後用氯含量為 100 ppm 的水沖洗整個系統是有效的消毒方法。 然後應用新鮮的飲用水沖洗系統。 根據定期測試的記錄,飲用水供應必須始終至少有 2 ppm 的氯殘留。
船上傳染病傳播是一個嚴重的潛在問題。 損失的工作時間、醫療費用以及必須疏散船員的可能性使這成為一個重要的考慮因素。 除了更常見的病原體(例如,引起腸胃炎的病原體,例如 沙門氏菌, 以及那些引起上呼吸道疾病的病毒,例如流感病毒),曾被認為已得到控製或已從普通人群中消除的病原體重新出現。 結核病,高致病性菌株 大腸埃希氏菌 鏈球菌, 梅毒和淋病以增加的發病率和/或毒力再次出現。
此外,還出現了以前未知或不常見的病原體,例如 HIV 病毒和埃博拉病毒,它們不僅對治療具有很強的抵抗力,而且具有很高的致死性。 因此,重要的是要評估船員對小兒麻痺症、白喉、破傷風、麻疹以及甲型和乙型肝炎等疾病的適當免疫接種情況。可能需要針對特定的潛在或獨特暴露進行額外的免疫接種,因為船員可能有機會探訪世界各地的各種港口,同時與許多病原體接觸。
船員定期接受避免接觸病原體的培訓至關重要。 主題應包括血源性病原體、性傳播疾病 (STD)、食物和水源性疾病、個人衛生、更常見傳染病的症狀以及發現這些症狀後個人採取的適當行動。 船上傳染病的爆發會對船舶的運營造成毀滅性的影響; 它們可能導致船員患上嚴重的疾病,並可能患上嚴重的使人衰弱的疾病,在某些情況下甚至可能導致死亡。 在某些情況下,船隻需要改道,造成嚴重的經濟損失。 制定有效和高效的傳染病計劃符合船東的最大利益。
危害控制和風險降低
從概念上講,危害控制和風險降低的原則與其他職業環境相似,包括:
目錄 |
中文學習活動 |
項目開發和評估 |
識別危險、船上和碼頭。 |
危害識別 |
清點船上工作和生活空間中的化學、物理、生物和環境危害(例如,破損的欄杆、清潔劑的使用和儲存、石棉的存在)。 |
暴露評估 |
了解工作實踐和工作任務(規定的和實際完成的)。 |
處於危險中的人員 |
審查整個船舶補給的工作日誌、就業記錄和監測數據,包括季節性和永久性的。 |
危害控制與 |
了解既定和推薦的暴露標準(例如,NIOSH、ILO、EU)。 |
健康監測 |
為所有傷害和疾病開發健康信息收集和報告系統(例如,維護船舶的日常羅盤)。 |
監控船員健康 |
建立職業醫療監測,確定績效標準,並建立適合工作的標準(例如,對處理穀物的船員進行預安置和定期肺部測試)。 |
危害控制和風險降低有效性 |
設計並設定目標的優先級(例如,減少船上墜落)。 |
程序演變 |
根據不斷變化的情況和優先次序修改預防和控制活動。 |
然而,為了行之有效,實施這些原則的手段和方法必須適合特定的海事領域。 職業活動很複雜,發生在綜合系統中(例如,船舶運營、僱員/雇主協會、商業和貿易決定因素)。 預防的關鍵是了解這些系統及其發生的背景,這需要海事界所有組織級別之間的密切合作和互動,從一般甲板人員到船舶運營商和公司高層管理人員。 影響海運業的有許多政府和監管利益。 政府、監管機構、管理層和工人之間的伙伴關係對於改善海運業健康和安全狀況的有意義的計劃至關重要。
國際勞工組織製定了一些與船上工作有關的公約和建議書,例如 1970 年《(海員)事故預防公約》(第 134 號)和 1970 年《建議書》(第 142 號)、商船(最低標準) 1976 年公約(第 147 號)、1976 年商船(改進標準)建議書(第 155 號)和 1987 年(海員)健康保護和醫療公約(第 164 號)。 國際勞工組織還發布了關於預防海上事故的實踐守則(國際勞工組織 1996 年)。
大約 80% 的船舶傷亡歸因於人為因素。 同樣,大多數報告的與傷害相關的發病率和死亡率都有人為因素。 減少海上傷亡需要將人為因素的原則成功應用到船上的工作和生活活動中。 人為因素原則的成功應用意味著船舶運營、船舶工程和設計、工作活動、系統和管理政策的製定將人體測量學、績效、認知和行為結合起來。 例如,貨物裝卸存在潛在危險。 人為因素的考慮將突出需要清晰的溝通和可見性、工人與任務的符合人體工程學的匹配、工人與移動機械和貨物的安全分離以及訓練有素的勞動力,熟悉工作流程。
慢性病和潛伏期長的不良健康狀況的預防比傷害預防和控制問題更大。 急性損傷事件通常具有易於識別的因果關係。 此外,傷害因果與工作實踐和條件的關聯通常沒有慢性病那麼複雜。 海運業特有的危害、暴露和健康數據有限。 總的來說,海運業的健康監測系統、報告和分析不如許多陸上同行發達。 海運業特有的慢性或潛伏性疾病健康數據的可用性有限,阻礙了有針對性的預防和控制計劃的製定和應用。
管道、海船、油罐車、鐵路罐車等用於將原油、壓縮和液化碳氫化合物氣體、液態石油產品和其他化學品從它們的來源地運輸到管道終端、煉油廠、分銷商和消費者。
原油和液態石油產品以其天然液態進行運輸、處理和儲存。 碳氫化合物氣體以氣態和液態形式運輸、處理和儲存,使用前必須完全限制在管道、罐、鋼瓶或其他容器中。 液化碳氫化合物氣體 (LHG) 最重要的特徵是它們以液體形式儲存、處理和運輸,佔用相對較小的空間,然後在使用時膨脹成氣體。 例如,液化天然氣 (LNG) 在 –162°C 下儲存,當它被釋放時,儲存溫度和大氣溫度的差異導致液體膨脹和氣化。 一加侖(3.8 升)液化天然氣可轉化為大約 2.5 m3 常溫常壓下的天然氣。 因為液化氣體比壓縮氣體“濃縮”得多,所以在同樣大小的容器中可以運輸和提供更多可用的氣體。
管道
通常情況下,所有原油、天然氣、液化天然氣、液化石油氣 (LPG) 和石油產品在從油井輸送到煉油廠或天然氣廠,然後到終端和最終到達消費者手中。 地上、水下和地下管道的直徑從幾厘米到一米或更大不等,輸送著大量的原油、天然氣、LHG 和液態石油產品。 管道遍布世界各地,從阿拉斯加和西伯利亞的冰凍苔原到中東炎熱的沙漠,穿過河流、湖泊、海洋、沼澤和森林,翻越山脈,穿過城鎮。 儘管管道的初始建設既困難又昂貴,但一旦建成、妥善維護和運行,它們將成為運輸這些產品的最安全、最經濟的方式之一。
第一條成功的原油管道是 5 年在美國賓夕法尼亞州開通的一條直徑 9 厘米、長 800 公里、每天輸送能力約 1865 桶的熟鐵管。今天,原油、壓縮天然氣和液體石油產品通過位於管道沿線的大型泵或壓縮機以每小時 5.5 至 9 公里的速度長距離輸送,間隔從 90 公里到 270 多公里不等。 泵站或壓縮機站之間的距離取決於泵容量、產品粘度、管道尺寸和穿越的地形類型。 無論這些因素如何,管道泵送壓力和流速都在整個系統中受到控制,以保持產品在管道內的恆定運動。
管道類型
石油和天然氣工業中管道的四種基本類型是出油管線、集輸管線、原油幹線管道和石油產品幹線管道。
法規和標準
管道的建造和運營符合監管機構和行業協會制定的安全和環境標準。 在美國,交通部 (DOT) 監管管道的運營,環境保護署 (EPA) 監管洩漏和排放,職業安全與健康管理局 (OSHA) 頒布涵蓋工人健康和安全的標準,州際公路商務委員會 (ICC) 負責監管公共運輸管道。 許多行業組織,如美國石油協會和美國天然氣協會,也發布了涵蓋管道運營的推薦做法。
管道建設
管道路線是使用從航空攝影測量開發的地形圖來規劃的,然後是實際的地面測量。 在規劃路線、獲得通行權和許可後,建立大本營,並需要施工設備的通道。 管道可以構建為從一端工作到另一端,或者同時在然後連接的部分中工作。
鋪設管線的第一步是沿規劃路線建設15~30米寬的便道,為舖管、接管設備和地下管線開挖、回填設備提供穩定的基礎。 管段鋪設在服務道路旁的地面上。 清潔管道的末端,根據需要水平或垂直彎曲管道,然後通過地面上方的楔子將管段固定到位,並通過多道電弧焊連接。 目視檢查焊縫,然後用伽馬輻射檢查以確保不存在缺陷。 然後每個連接的部分都塗上液體肥皂並進行氣壓測試以檢測洩漏。
管道經過清潔、塗底漆並塗上熱的焦油狀材料以防止腐蝕,並包裹在厚紙、礦棉或塑料的外層中。 如果要埋設管道,則在溝槽底部準備一層沙子或礫石床。 管道可能會被較短的混凝土套筒壓住,以防止其因地下水壓力而脫離溝槽。 將地下管線放入溝槽後,回填溝槽,地面恢復正常面貌。 塗層和包裹後,地上管道被提升到準備好的支柱或窗扇上,這些支柱或窗扇可能具有各種設計特點,如抗震減震。 管道可以絕緣或具有伴熱功能,以在整個運輸過程中將產品保持在所需溫度。 在進入氣體或液態碳氫化合物服務之前,所有管道部分都經過水壓測試。
管道操作
管道可以是私人擁有和經營的,只運送所有者的產品,也可以是公共承運人,需要運送任何公司的產品,前提是管道的產品要求和關稅得到滿足。 三大管道作業是管道控制、泵站或壓縮機站和輸送終端。 儲存、清潔、通訊和運輸也是重要的功能。
圖 1. 終端運營商將 Pasagoula 煉油廠的產品轉移到美國佐治亞州亞特蘭大附近 Deraville 終端的儲罐中。
美國石油協會
接收管道交付的說明應包括驗證儲罐的可用性以容納貨物,打開和對齊儲罐和終端閥門以預期交付,檢查以確保正確的儲罐在交付開始後立即接收產品,進行在交付開始時要求對批次進行抽樣和測試,根據需要進行批次更改和儲罐切換,監控收貨以確保不會發生溢出並保持管道與終端之間的通信。 應考慮在終端工人之間使用書面溝通,尤其是在產品轉移期間發生換班時。
批量發貨和接口
儘管管道最初僅用於輸送原油,但後來演變為輸送各種類型和不同等級的液態石油產品。 由於石油產品在管道中分批輸送,接連不斷地在接口處發生產品的混合或混合。 產品混合物通過以下三種方法之一進行控制:降級(降級)、使用液體和固體隔離物分離或再加工混合物。 可以將放射性示踪劑、彩色染料和墊片放入管道中,以確定界面出現的位置。 在接收設施進行放射性傳感器、目視觀察或重力測試,以識別不同的管道批次。
石油產品通常通過管道以批次順序與相容的原油或彼此相鄰的產品一起運輸。 保持產品質量和完整性、降級或降級的一種方法是通過將兩個批次之間的界面降低到受影響最小的產品水平來實現。 例如,一批高辛烷值優質汽油通常在一批低辛烷值普通汽油之前或之後立即裝運。 混合後的少量兩種產品將被降級為較低辛烷值的普通汽油。 在運輸柴油之前或之後運輸汽油時,允許將少量柴油界面摻入汽油中,而不是將汽油摻入柴油中,這樣可以降低其閃點。 批次界面通常通過目視觀察、重力計或採樣來檢測。
液體和固體間隔物或清管器可用於物理分離和識別不同批次的產品。 當批次從一種產品變為另一種產品時,固體間隔物會被放射性信號檢測到,並從管道轉移到終端的特殊接收器中。 液體分離器可能是水或其他產品,這些產品不會與它正在分離的任何批次混合,隨後會被移除和重新處理。 在儲存中降級(降級)為另一種產品或回收的煤油也可用於分批。
控制界面的第三種方法,通常用於管道的煉油廠末端,是返回界面進行再處理。 被水污染的產品和接口也可以返回進行再處理。
環保
由於通過管道連續運輸大量產品,因此有可能因排放而造成環境破壞。 根據公司和法規的安全要求以及管道的構造、位置、天氣、可達性和操作,如果管道破裂或發生洩漏,可能會釋放大量產品。 管道運營商應準備好應急響應和洩漏應急計劃,並準備好或隨時待命的密封和清理材料、人員和設備。 訓練有素的操作員可以快速實施簡單的現場解決方案,例如建造土堤和排水溝,以遏制和轉移洩漏的產品。
維護管道和工人的健康和安全
第一條管道由鑄鐵製成。 現代主幹管道由可承受高壓的焊接高強度鋼製成。 定期測試管壁的厚度以確定是否發生了內部腐蝕或沉積物。 目視檢查焊縫並使用伽馬輻射檢查,以確保不存在缺陷。
塑料管可用於天然氣和原油生產領域的低壓、小口徑輸油管線和集輸管線,因為塑料重量輕,易於搬運、組裝和移動。
當通過切割、張開法蘭、移除閥門或打開管線來分離管道時,施加的陰極保護電壓、腐蝕、犧牲陽極、附近的高壓電源線或雜散接地電流可能會產生靜電弧。 在開始工作之前,應通過將管道接地(接地)、將最靠近分離兩側的陰極整流器斷電並將連接電纜連接到管道的每一側來最大限度地減少這種情況。 當在現有管線上或在施工期間增加額外的管道部分、閥門等時,應首先將它們與管道粘合到位。
雷暴期間應停止管道工程。 用於起吊和放置管道的設備不應在距離高壓電線 3 m 以內操作。 在高壓線附近工作的任何車輛或設備都應在框架上連接拖尾接地帶。 臨時金屬建築物也應接地。
管道經過特殊塗層和包裹以防止腐蝕。 也可能需要陰極電保護。 管道部分經過塗層和絕緣後,通過連接到金屬陽極的特殊夾具將它們連接起來。 管道承受足夠容量的接地直流電源,使管道充當陰極而不會腐蝕。
在進入氣體或液態碳氫化合物服務之前,所有管道部分都經過水壓測試,並且根據法規和公司要求,在管道的使用壽命期間定期進行水壓測試。 在進行水壓測試之前,必須排除管道中的空氣,並以安全速率建立和降低水壓。 通常通過空中監視對管道進行定期巡邏,以目視檢測洩漏,或者從控制中心進行監控以檢測流量或壓力的下降,這表明管道已發生破裂。
管道系統配備了警告和信號系統,以提醒操作員,以便他們可以在緊急情況下採取糾正措施。 管道可能具有自動關閉系統,該系統在檢測到管道壓力升高或降低時啟動緊急壓力閥。 手動或自動操作的隔離閥通常位於管道沿線的戰略間隔處,例如泵站和河流交叉口的兩側。
運行管道時的一個重要考慮因素是提供一種方法來警告承包商和其他可能正在管道沿線工作或進行挖掘的人員,以免管道意外破裂、破裂或刺穿,從而導致蒸汽或氣體爆炸和火災. 這通常是根據需要施工許可證的法規或管道公司和協會提供的中央號碼來完成的,承包商可以在開挖之前撥打該號碼。
由於原油和易燃石油產品在管道中運輸,一旦管道破裂或釋放出蒸氣或液體,就有可能發生火災或爆炸。 在高壓管道上工作之前,應將壓力降低到安全水平。 在涉及熱工或管道熱開孔的維修或維護之前,應進行可燃氣體測試並頒發許可證。 在開始工作之前,應清除管道中的易燃液體和蒸氣或氣體。 如果無法清理管道並使用經批准的塞子,則應制定安全工作程序並由合格的工人遵守。 管線應與熱加工區域保持安全距離,以釋放塞子後面積聚的壓力。
熱開管道時,合格的工人應制定並遵守適當的安全程序。 如果在發生溢出或洩漏的區域進行焊接或帶壓開孔,應清除管道外部的液體,並清除或覆蓋污染的土壤以防止著火。
非常重要的一點是通知運行管線兩側最近的泵站的操作員進行維護或修理,以防需要停機。 當生產商將原油或天然氣泵入管道時,管道運營商必須向生產商提供具體說明,說明在維修、維護或緊急情況下應採取的行動。 例如,在將生產罐和管線連接到管道之前,連接中涉及的罐和管線的所有閘閥和洩放器都應關閉並鎖定或密封,直到操作完成。
在管道施工期間,適用有關管道和材料處理、有毒和危險暴露、焊接和挖掘的常規安全預防措施。 清理通行權的工人應保護自己免受氣候條件的影響; 有毒植物、昆蟲和蛇; 倒下的樹木和岩石; 等等。 開挖和溝槽應傾斜或支撐,以防止在地下管道施工或維修過程中坍塌(參見章節中的“挖溝”一文 建設). 在打開和斷電變壓器和開關時,工人應遵循安全工作規範。
管道運維人員經常單獨工作,負責較長的管道。 需要進行大氣測試並使用個人和呼吸防護設備來確定氧氣和易燃蒸氣的含量,並在測量儲罐、打開管線、清理溢出物、取樣和測試、運輸、接收和執行其他操作時防止接觸硫化氫和苯的有毒物質管道活動。 在使用密度計、源容器或其他放射性材料工作時,工作人員應佩戴劑量計或膠片徽章並避免暴露。 應考慮使用個人和呼吸防護設備,以防止管道塗層操作中使用的熱防護焦油和含有多環芳烴的有毒蒸氣造成的灼傷。
海上油輪和駁船
世界上大部分原油都是通過油輪從中東和非洲等產區運往歐洲、日本和美國等消費區的煉油廠。 石油產品最初是用大桶裝在貨船上運輸的。 第一艘油輪建於 1886 年,運載了大約 2,300 SDWT(每噸 2,240 磅)的石油。 今天的超級油輪可以超過 300 米長,運載的石油量幾乎是現在的 200 倍(見圖 2)。 收集和饋送管道通常終止於海運碼頭或海上平台裝載設施,在那裡原油被裝載到油輪或駁船中,以運輸到原油幹線管道或煉油廠。 石油產品也通過油輪和駁船從煉油廠運輸到分銷終端。 交付貨物後,船隻將壓艙物返回裝載設施以重複該順序。
圖 2. SS Paul L. Fahrney 油輪。
美國石油協會
液化天然氣作為低溫氣體在具有高度隔熱隔間或儲層的專用海船中運輸(見圖 3)。 在交付港,液化天然氣被卸載到儲存設施或再氣化廠。 液化石油氣既可以作為液體在非隔熱船舶和駁船中運輸,也可以作為低溫氣體在隔熱船舶中運輸。 此外,集裝箱中的液化石油氣(瓶裝氣體)可以作為貨物在海船和駁船上運輸。
圖 3. 在印度尼西亞蘇門答臘阿倫的 LNG Leo 油輪裝載。
美國石油協會
液化石油氣和液化天然氣船舶
用於運輸液化石油氣和液化天然氣的三種海洋船舶是:
在海船上運輸 LHG 需要始終保持安全意識。 輸送軟管必須適合所處理的 LHG 的正確溫度和壓力。 為防止氣體蒸氣和空氣形成易燃混合物,在儲層周圍提供惰性氣體(氮氣)覆蓋,並持續監測該區域以檢測洩漏。 裝載前,應檢查儲罐以確保它們沒有污染物。 如果儲罐含有惰性氣體或空氣,則應在裝載 LHG 之前用 LHG 蒸汽對其進行清洗。 應經常檢查水庫以確保完整性,並應安裝安全閥以釋放最大熱負荷時產生的 LHG 蒸汽。 海上船舶配備滅火系統,並製定了全面的應急響應程序。
原油和石油產品海運船舶
油輪和駁船是在船尾設計有發動機和艙室的船隻,而船隻的其餘部分被分成特殊的艙室(油箱)以散裝運輸原油和液態石油產品。 貨泵位於泵房內,並設有強制通風和惰化系統,以降低泵房和貨艙發生火災和爆炸的風險。 現代油輪和駁船採用雙殼和其他保護和安全功能,符合 1990 年美國石油污染法和國際海事組織 (IMO) 油輪安全標準的要求。 一些新的船舶設計將雙殼延伸到油輪的兩側,以提供額外的保護。 通常,大型油輪運載原油,小型油輪和駁船運載石油產品。
駁船和船舶裝卸
碼頭和船舶運營商應制定並商定船對岸程序、安全檢查表和指南。 這 國際油輪和碼頭安全指南 (國際航運商會,1978 年)包含核對錶、指南、許可證和其他程序的信息和样本,涵蓋船舶裝卸時的安全操作,可供船舶和碼頭運營商使用。
儘管船舶位於水中並因此本質上接地,但仍需要提供保護以防止在裝卸過程中可能積聚的靜電。 這是通過將碼頭或裝卸設備上的金屬物體粘合或連接到船舶的金屬來實現的。 還可以通過使用導電加載軟管或管道來完成粘合。 裝載後立即將設備、溫度計或計量裝置放入隔間時,也可能產生可燃強度的靜電火花; 必須留出足夠的時間讓靜電荷消散。
與靜電不同的船岸電流可能由船體或碼頭的陰極保護產生,或由船與岸之間的電勢差產生。 這些電流還會在金屬裝卸設備中累積。 絕緣法蘭可以安裝在裝載臂的長度範圍內以及柔性軟管連接到岸上管道系統的位置。 當連接斷開時,火花就沒有機會從一個金屬表面跳到另一個金屬表面。
所有船隻和碼頭都需要在發生火災或釋放產品、蒸氣或有毒氣體時商定應急響應程序。 這些必須包括緊急操作、停止產品流動和從碼頭緊急移除船隻。 該計劃應考慮通訊、消防、蒸汽雲緩解、互助、救援、清理和補救措施。
消防便攜式設備和固定係統應符合政府和公司的要求,並適合碼頭和碼頭設施的規模、功能、暴露可能性和價值。 這 國際油輪和碼頭安全指南 (國際航運商會,1978 年)包含一份火災通知樣本,可用作碼頭預防碼頭火災的指南。
船舶健康與安全
除了通常的海上工作危險外,海運船舶運輸原油和易燃液體還會產生許多特殊的健康、安全和防火情況。 其中包括液體貨物的湧動和膨脹、運輸和裝卸過程中的易燃蒸氣危險、自燃的可能性、接觸硫化氫和苯等物質的有毒物質以及通風、沖洗和清潔隔間時的安全考慮。 運營現代油輪的經濟性要求它們長時間在海上航行,只有很短的港口間隔來裝卸貨物。 這與油輪高度自動化的事實一起,對用於操作船隻的少數船員提出了獨特的精神和體力要求。
防火防爆
應制定和實施適合船上貨物類型和其他潛在危險的應急計劃和程序。 必須提供消防設備。 負有船上消防、救援和溢油清理職責的響應小組成員應接受培訓、演練和裝備,以處理潛在的緊急情況。 水、泡沫、乾粉、哈龍、二氧化碳和蒸汽被用作海船上的冷卻、抑制和窒息滅火劑,儘管由於環境問題正在逐步淘汰哈龍。 船舶消防設備和系統的要求由船舶航行的國家和公司政策制定,但通常遵循 1974 年國際海上人命安全公約 (SOLAS) 的建議。
船舶上需要始終嚴格控制火焰或明火、點燃的吸煙材料和其他火源,例如焊接或打磨火花、電氣設備和未受保護的燈泡,以降低火災和爆炸的風險。 在海上船舶上進行動火作業之前,應對該區域進行檢查和測試以確保條件安全,並應為每項允許的特定任務頒發許可證。
防止貨艙蒸汽空間發生爆炸和火災的一種方法是通過使用不燃氣體使大氣惰性,將氧氣水平保持在 11% 以下。 惰性氣體的來源是來自船舶鍋爐或獨立氣體發生器或裝有加力燃燒器的燃氣輪機的廢氣。 1974 年的 SOLAS 公約暗示,載運閃點低於 60°C 貨物的船舶應配備裝有惰性系統的艙室。 使用惰性氣體系統的船舶應始終保持貨艙處於不易燃狀態。 應不斷監測惰性氣體艙室以確保安全條件,並且不應讓其變得易燃,因為自燃沉積物存在著火的危險。
密閉空間
船舶上的密閉空間,例如貨艙、油漆間、泵房、油箱和雙殼之間的空間,必須與進入、動火作業和冷作業的任何密閉空間一樣對待。 在進入密閉空間之前,必須按順序進行氧氣含量、易燃蒸氣和有毒物質的測試。 應建立並遵循所有密閉空間進入、安全(冷)工作和高溫工作的許可製度,這表明安全暴露水平以及所需的個人和呼吸防護設備。 在美國水域,這些測試可能由被稱為“海洋化學家”的合格人員進行。
船舶上的貨艙和泵房等艙室屬於密閉空間; 在清潔惰性氣體或含有易燃蒸氣、有毒氣體或未知氣體的氣體時,應對其進行測試,並遵循特殊的安全和呼吸保護程序。 原油卸載後,少量殘留物(稱為粘附物)殘留在艙室的內表面上,然後可以清洗並裝滿水作為壓艙物。 減少殘留量的一種方法是安裝固定設備,通過在卸載過程中用原油沖洗惰化艙室的側面,去除高達 80% 的附著物。
泵、閥門和設備
應簽發工作許可證並遵循安全工作程序,例如粘合、排放和蒸汽清除、易燃蒸汽和有毒物質暴露測試,以及在操作、維護或維修需要打開貨泵、管線、閥門時提供備用消防設備或海船上的設備。
接觸有毒物質
煙道氣或硫化氫等排出的氣體有機會到達船隻的甲板,即使是通過專門設計的通風系統也是如此。 應持續進行測試,以確定所有容器上的惰性氣體水平和含有或以前運載含硫原油或殘餘燃料的容器上的硫化氫水平。 應對載運原油和汽油的船舶進行苯暴露測試。 惰性氣體洗滌塔出水和冷凝水呈酸性,有腐蝕性; 可能接觸時應使用 PPE。
環保
海上船舶和碼頭應制定程序並提供設備,以保護環境免受水和陸地的洩漏以及蒸汽釋放到空氣中的影響。 海運碼頭使用大型蒸汽回收系統的情況越來越多。 當容器對艙室和封閉空間進行通風時,必須注意遵守空氣污染要求。 應制定應急響應程序,並配備設備和經過培訓的人員來應對原油和易燃易燃液體的洩漏和洩漏。 應指定一名負責人以確保在發生可報告的洩漏或釋放時通知公司和有關當局。
過去,被油污染的壓載水和洗艙水在海上被沖出艙室。 1973 年,《國際防止船舶污染公約》規定,在將水排放出海之前,必須將油性殘留物分離並保留在船上,以便最終在岸上進行處理。 現代油輪有隔離壓載系統,與用於貨物的管路、泵和罐體不同(根據國際建議),因此不存在污染的可能性。 較老的船舶仍在貨艙內裝載壓艙物,因此在排放壓艙物時必須遵循特殊程序,例如將含油水泵入指定的岸上艙室和加工設施,以防止污染。
石油產品的汽車和鐵路運輸
原油和石油產品最初是用馬拉油罐車運輸,然後是鐵路罐車,最後是機動車。 在碼頭從海運船舶或管道接收散裝液體石油產品後,非壓力油罐車或鐵路油罐車直接將其運送到服務站和消費者或較小的碼頭(稱為散裝廠)進行再分配。 液化石油氣、汽油抗爆化合物、氫氟酸和石油和天然氣行業使用的許多其他產品、化學品和添加劑均使用壓力罐車和油罐車運輸。 原油也可以通過油罐車從小型生產井運輸到集油罐,也可以通過油罐車和鐵路槽車從儲罐運輸到煉油廠或主管道。 裝在散裝箱或桶和托盤中的包裝石油產品以及較小容器的箱子由包裝卡車或鐵路貨車運輸。
政府規章
世界大部分地區的政府機構都對通過機動車輛或鐵路罐車運輸石油產品進行監管。 美國交通部和加拿大運輸委員會 (CTC) 等機構制定了有關油罐車和油罐車的設計、構造、安全裝置、測試、預防性維護、檢查和操作的法規。 管理鐵路油罐車和油罐車操作的法規通常包括油罐壓力和洩壓裝置在投入初始服務之前以及之後定期進行的測試和認證。 美國鐵路協會和國家消防協會 (NFPA) 是發布油罐車和油罐車安全操作規範和要求的典型組織。 大多數政府都有規定或遵守聯合國公約,這些公約要求識別散裝或集裝箱運輸的危險材料和石油產品並提供相關信息。 鐵路油罐車、油罐車和貨車都貼有標牌,以識別正在運輸的任何危險產品並提供應急響應信息。
鐵路罐車
鐵路罐車由碳鋼或鋁製成,可以加壓或不加壓。 現代罐車最多可容納 171,000 升壓力高達 600 psi(1.6 至 1.8 mPa)的壓縮氣體。 非壓力罐車已從 1800 年代後期的小型木製罐車發展為大型罐車,可在高達 1.31 psi (100 mPa) 的壓力下運輸多達 0.6 萬升的產品。 非壓力罐車可以是具有一個或多個隔間的獨立單元,也可以是一串相互連接的罐車,稱為罐車。 油罐車單獨裝載,整個油罐車可以從一個點裝載和卸載。 壓力和非壓力罐車都可以加熱、冷卻、絕緣和隔熱防火,具體取決於它們的服務和運輸的產品。
所有鐵路槽車都有用於裝卸的頂部或底部液體或蒸汽閥以及用於清潔的艙口入口。 它們還配備了旨在防止暴露於異常條件下時內部壓力升高的裝置。 這些裝置包括由彈簧固定到位的安全洩壓閥,彈簧可以打開以釋放壓力然後關閉; 帶爆破片的安全通風口可爆開以釋放壓力但無法重新關閉; 或兩種設備的組合。 非承壓罐車設有減壓閥,防止底部卸料時形成真空。 壓力和非壓力罐車的頂部都有保護外殼,圍繞著裝載連接、採樣管線、溫度計井和計量裝置。 裝載機平台可能位於汽車頂部,也可能不位於汽車頂部。 較舊的非壓力罐車可能有一個或多個膨脹圓頂。 罐車底部設有裝卸或清洗裝置。 油罐車的端部設有頭罩,以防止脫軌時被另一節車廂的車鉤刺破外殼。
LNG 在絕緣罐車和軌道壓力罐車中作為低溫氣體運輸。 用於液化天然氣運輸的壓力罐車和鐵路罐車有一個不銹鋼內罐,懸掛在一個碳鋼外罐上。 環形空間是充滿絕緣材料的真空,以在運輸過程中保持低溫。 為防止氣體回流到儲罐,它們在加註和排放管路上配備了兩個獨立的遠程控制故障安全緊急關閉閥,並且在儲罐的內部和外部都有壓力表。
液化石油氣通過專門設計的鐵路罐車(長達 130 m3 容量)或油罐車(最大 40 m3 容量)。 用於液化石油氣運輸的油罐車和鐵路罐車通常是帶有球形底部的非絕緣鋼瓶,配備有壓力表、溫度計、兩個安全洩壓閥、一個氣位計和最大填充指示器和擋板。
運輸液化天然氣或液化石油氣的鐵路罐車不應超載,因為它們可能會在軌道上停留一段時間並暴露在高溫環境中,這可能會導致超壓和排氣。 在鐵路和油罐車裝載架處提供連接線和接地電纜,以幫助中和和消散靜電。 它們應在操作開始前連接,並且在操作完成和所有閥門關閉之前不要斷開。 卡車和鐵路裝載設施通常由消防噴水或水霧系統和滅火器保護。
油罐車
石油產品和原油罐車通常由碳鋼、鋁或塑化玻璃纖維材料製成,尺寸從 1,900 升罐車到 53,200 升巨型油罐車不等。 油罐車的容量由監管機構管理,通常取決於公路和橋樑的容量限制以及每軸的允許重量或允許的產品總量。
有加壓和非加壓油罐車,它們可能是非絕緣的或絕緣的,具體取決於它們的服務和運輸的產品。 增壓罐車通常為單車廂,非增壓罐車可能有單車廂或多車廂。 無論油罐車上有多少個車廂,每個車廂都必須單獨處理,有自己的裝載、卸載和安全釋放裝置。 隔間可以由單壁或雙壁隔開。 法規可能要求在同一車輛的不同隔間中運載的不相容產品和易燃易燃液體由雙層壁隔開。 對隔間進行壓力測試時,還應對壁間空間進行液體或蒸汽測試。
油罐車有打開頂部裝載的艙口,或關閉頂部或底部裝載和卸載的閥門,或兩者兼而有之。 所有隔間都有用於清潔的艙口入口,並配備安全洩壓裝置,以在暴露於異常條件下時減輕內部壓力。 這些裝置包括由彈簧固定到位的安全洩壓閥,彈簧可以打開以釋放壓力然後關閉,非壓力罐上的艙口在洩壓閥失效時突然打開,以及加壓油罐車上的爆破片。 每個非增壓罐車車廂均設有真空洩壓閥,防止底部卸料時出現真空。 非加壓油罐車頂部有欄杆,以在翻車時保護艙口、洩壓閥和蒸汽回收系統。 油罐車通常在車廂底部的裝卸管和管件上安裝分離、自動關閉裝置,以防止在翻車或碰撞中發生損壞時發生溢出。
鐵路槽車、槽車裝卸
鐵路油罐車幾乎總是由分配給這些特定職責的工人裝卸,而油罐車則可以由裝載機或司機裝卸。 油罐車和油罐車在稱為裝載架的設施中裝載,可以通過敞開的艙口或封閉連接進行頂部裝載,通過封閉連接進行底部裝載,或兩者結合。
載入中
裝卸石油和天然氣行業中使用的原油、液化石油氣、石油產品以及酸和添加劑的工人應該對所處理產品的特性、它們的危害和暴露以及所需的操作程序和工作實踐有基本的了解安全地執行工作。 許多政府機構和公司要求在收貨和發貨時以及裝卸鐵路油罐車和油罐車之前使用和填寫檢驗表。 油罐車和鐵路油罐車可以通過頂部的開口艙口或通過每個罐或隔間頂部或底部的配件和閥門進行裝載。 當壓力加載和提供蒸汽回收系統時,需要封閉連接。 如果加載系統因任何原因(例如蒸汽回收系統操作不當或接地或連接系統故障)未啟動,未經批准不得嘗試旁路。 在運輸過程中,所有艙口都應關閉並牢固地鎖上。
工人應遵循安全工作規範,以避免在頂部裝載時滑倒和跌倒。 如果裝載控制使用預設儀表,裝載者必須小心地將正確的產品裝載到指定的儲罐和隔間中。 底部裝載時應關閉所有隔間艙口,頂部裝載時,應僅打開正在裝載的隔間。 頂部裝載時,應將裝載管或軟管靠近隔間底部並開始緩慢裝載,直到開口被淹沒,以避免飛濺裝載。 在手動頂部裝載操作期間,裝載機應保持在場,不要束縛裝載關閉(deadman)控制,也不要將車廂裝滿。 裝載機應避免接觸產品和蒸汽,方法是在通過敞開的艙口進行頂部裝載時站在上風處並避開頭部,並在處理添加劑、獲取樣品和排放軟管時佩戴防護設備。 在軟管或管線破裂、溢出、洩漏、火災或其他緊急情況下,裝載機應了解並遵循規定的響應措施。
卸貨和交付
卸載油罐車和油罐車時,首先要確保將每種產品卸載到適當的指定儲罐中,並且儲罐有足夠的容量容納所有交付的產品。 儘管閥門、加油管、管線和加油蓋應進行顏色編碼或以其他方式標記以識別所含產品,但司機仍應對交付期間的產品質量負責。 應立即向收貨人和公司報告任何錯誤交付的產品、混合或污染,以防止造成嚴重後果。 當司機或操作員需要添加產品或在交付後從儲罐中獲取樣品以確保產品質量或出於任何其他原因時,應遵守所有特定於暴露的安全和健康規定。 從事送貨和卸貨作業的人員應始終留在附近,並知道在緊急情況下該怎麼做,包括通知、停止產品流動、清潔溢出物以及何時離開該區域。
加壓罐可通過壓縮機或泵卸載,非加壓罐可通過重力、車載泵或接收泵卸載。 運載潤滑油或工業油、添加劑和酸的油罐車和油罐車有時通過用氮氣等惰性氣體對罐加壓來卸載。 油罐車或油罐車可能需要使用蒸汽或電線圈加熱,以卸載重質原油、粘性產品和蠟。 所有這些活動都有固有的危險和風險。 在法規要求的情況下,在將蒸汽回收軟管連接到輸送罐和儲罐之間之前,不應開始卸載。 向住宅、農場和商業賬戶運送石油產品時,司機應對未配備通風警報的任何油箱進行計量,以防止溢出。
裝卸架防火
頂部和底部油罐車和油罐車裝載架發生火災和爆炸的原因可能是易燃環境中的靜電積聚和燃燒火花放電、未經授權的動火作業、蒸汽回收裝置的回火、吸煙或其他不安全的做法。
點火源,例如吸煙、運轉的內燃機和動火作業,應始終在裝載架上進行控制,尤其是在裝載或其他可能發生洩漏或釋放的操作期間。 裝貨架可配備便攜式滅火器和手動或自動操作的泡沫、水或乾粉滅火系統。 如果使用蒸氣回收系統,應提供阻火器以防止從回收裝置回火到裝載架。
應在裝載架處提供排水裝置,以將溢出的產品從裝載機、油罐車或油罐車和裝載架墊轉移開。 排水管應配備防火閥,以防止火焰和蒸汽通過下水道系統遷移。 其他裝載架安全考慮因素包括放置在裝載點和碼頭其他戰略位置的緊急關閉控制裝置,以及在產品線發生洩漏時停止產品流向貨架的自動壓力感應閥。 一些公司在他們的油罐車加註連接上安裝了自動制動鎖定係統,該系統可以鎖定制動器,並且在加註管線斷開之前不允許將卡車從貨架上移開。
靜電點火危害
中間餾分油和低蒸氣壓燃料和溶劑等一些產品往往會積聚靜電荷。 在裝載油罐車和油罐車時,當產品通過管線和過濾器以及飛濺裝載時,摩擦總是有可能產生靜電荷。 這可以通過設計裝載架來緩解,以便在泵和過濾器下游的管道中留出鬆弛時間。 應檢查隔間以確保它們不包含任何可能充當靜態蓄能器的未粘合或漂浮物體。 底部裝載的隔間可以配備內部電纜以幫助消散靜電荷。 在至少 1 分鐘的等待時間過去之前,不應將樣品容器、溫度計或其他物品放入隔間,以使產品中積聚的靜電電荷消散。
連接和接地是消散裝載操作期間積累的靜電荷的重要考慮因素。 通過在頂部裝載時保持填充管與艙口的金屬側接觸,並在通過封閉連接裝載時使用金屬裝載臂或導電軟管,將油罐車或油罐車粘合到裝載架上,保持物體之間的電荷相同,以便在卸下加載管或軟管時不會產生火花。 油罐車或油罐車也可以通過使用連接電纜連接到裝載架,連接電纜將任何累積的電荷從罐上的端子傳送到機架,然後通過接地電纜和接地棒接地。 從油罐車和油罐車卸載時需要類似的粘合預防措施。 一些裝載架配備有電子連接器和傳感器,在實現牢固結合之前不允許啟動裝載泵。
在清潔、維護或修理過程中,加壓液化石油氣罐車或油罐車通常與大氣相通,讓空氣進入罐內。 為了防止在此類活動後首次裝載這些汽車時因靜電荷燃燒,有必要通過用惰性氣體(例如氮氣)覆蓋油箱來將氧氣水平降低到 9.5% 以下。 如果從便攜式容器中提供氮氣,則需要採取預防措施以防止液氮進入儲罐。
開關加載
當將中等或低蒸氣壓產品(例如柴油或燃料油)裝載到之前裝有易燃產品(例如汽油)的油罐車或油罐車車廂時,就會發生轉換裝載。 裝載過程中產生的靜電荷會在易燃範圍內的大氣中放電,從而導致爆炸和火災。 通過將填充管降低到隔間底部並緩慢加載直到管的末端被淹沒以避免飛濺加載或攪動,在頂部加載時可以控制這種危險。 裝載期間應保持金屬與金屬的接觸,以便在裝載管和儲罐艙口之間提供可靠的連接。 當底部裝載時,初始緩慢填充或飛濺導流板用於減少靜電積聚。 在切換裝載之前,可以用少量待裝載的產品沖洗無法排幹的儲罐,以清除集水槽、管線、閥門和車載泵中的任何易燃殘留物。
通過鐵路貨車和包裹貨車運輸產品
石油產品由機動卡車包裹貨車和鐵路貨車裝在各種尺寸的金屬、纖維和塑料容器中運輸,從 55 加侖(209 升)桶到 5 加侖(19 升)桶和 2-1/ 2 加侖(9.5 升)到 1 夸脫(95 升)的容器,裝在瓦楞紙箱中,通常放在托盤上。 許多工業和商業石油產品使用大型金屬、塑料或組合中型散裝容器運輸,容量從 380 升到 2,660 升以上不等。 液化石油氣裝在大型和小型壓力容器中運輸。 此外,原油、成品和用過的產品的樣品通過郵寄或快遞貨運公司運送到實驗室進行化驗和分析。
所有這些產品、容器和包裝都必須按照政府對危險化學品、易燃易燃液體和有毒物質的規定進行處理。 這需要使用危險材料清單、運輸文件、許可證、收據和其他監管要求,例如在包裝、集裝箱、機動卡車和貨車的外部標記適當的標識和危險警告標籤。 油罐車和油罐車的正確使用對石油工業很重要。 由於存儲容量有限,因此需要滿足交貨時間表,從運送原油以保持煉油廠運轉到將汽油運送到加油站,從將潤滑油運送到商業和工業賬戶到運送取暖油到家。
液化石油氣由散裝油罐車供應給消費者,這些罐車直接泵入地上和地下的較小的現場儲罐(例如,服務站、農場、商業和工業消費者)。 液化石油氣也通過卡車或貨車裝在容器(氣瓶或瓶子)中運送給消費者。 液化天然氣在特殊的低溫容器中運輸,這些容器有一個由絕緣材料和外殼包圍的內部燃料箱。 為使用 LNG 作為燃料的車輛和設備提供了類似的容器。 壓縮天然氣通常在傳統的壓縮氣瓶中輸送,例如工業叉車上使用的氣瓶。
除了軌道車和包裹卡車運輸操作所需的正常安全和健康預防措施外,例如移動和搬運重物以及操作工業卡車,工人還應熟悉他們正在搬運和運送的產品的危害,並知道應該做什麼在發生洩漏、洩漏或其他緊急情況時執行此操作。 例如,中型散裝容器和圓桶不應從貨車或卡車的後擋板掉落到地面上。 公司和政府機構都對涉及易燃和危險石油產品運輸和交付的司機和操作員制定了特殊規定和要求。
油罐車和貨車司機通常獨自工作,可能需要長途跋涉數日才能運送貨物。 他們白天和黑夜都在各種天氣條件下工作。 在不撞到停放的車輛或固定物體的情況下,將超大型油罐車駕駛到服務站和客戶地點需要耐心、技巧和經驗。 駕駛員應具備從事此項工作所需的身心特徵。
駕駛油罐車與駕駛貨車不同,液體產品往往在卡車停止時向前移動,在卡車加速時向後移動,並在卡車轉彎時從一側移動到另一側。 油罐車車廂應裝有擋板,以限制產品在運輸過程中的移動。 駕駛員需要相當高的技巧來克服這種現象產生的慣性,這種現象稱為“運動質量”。 有時,油罐車司機需要抽出儲罐。 此活動需要特殊設備,包括吸入軟管和輸送泵,以及安全預防措施,例如連接和接地以消散靜電積聚並防止釋放任何蒸汽或液體。
機動車輛和軌道車輛應急響應
司機和操作員應熟悉在發生火災或產品、氣體或蒸汽洩漏時的通知要求和應急響應措施。 符合行業、協會或國家標記標準的產品標識和危險警告標牌張貼在卡車和軌道車上,以便應急響應人員確定在發生蒸汽、氣體或產品洩漏或釋放時所需的預防措施。 機動車司機和火車操作員可能還需要攜帶材料安全數據表 (MSDS) 或其他描述處理所運輸產品的危險和預防措施的文件。 一些公司或政府機構要求運輸易燃液體或危險材料的車輛攜帶急救箱、滅火器、溢出物清理材料和便攜式危險警告裝置或信號,以在車輛停在高速公路旁時提醒駕車者。
如果因事故或翻車而需要清空油罐車或油罐車的產品,則需要特殊設備和技術。 首選通過固定管道和閥門或使用油罐車艙口上的特殊敲擊板移除產品; 但是,在某些情況下,可以使用規定的安全工作程序在儲罐中鑽孔。 無論採用何種移除方法,儲罐都應接地,並在被清空的儲罐和接收儲罐之間提供連接。
清洗油罐車和油罐車
進入油罐車或油罐車車廂進行檢查、清潔、維護或修理是一項危險活動,需要遵守所有通風、測試、除氣和其他密閉空間進入和許可系統要求,以確保安全操作。 清潔油罐車和油罐車與清潔石油產品儲罐沒有任何不同,所有相同的安全和健康暴露預防措施和程序都適用。 油罐車和油罐車可能在油槽和卸載管道中殘留易燃、危險或有毒物質,或者使用惰性氣體(例如氮氣)進行卸載,因此看似乾淨、安全的空間並非如此。 含有原油、殘渣、瀝青或高熔點產品的儲罐在通風和進入之前可能需要進行蒸汽或化學清潔,否則可能存在自燃危險。 可以通過打開每個罐或隔間上最低和最遠的閥門或連接並將空氣噴射器放置在最遠的頂部開口處來使罐通風以使其免受蒸汽和有毒或惰性氣體的影響。 在沒有呼吸保護裝置的情況下進入之前應進行監測,以確保儲罐中的所有角落和低點(例如集水坑)都已徹底通風,並且在儲罐中工作時應繼續通風。
液化石油產品的地上儲罐
原油、天然氣、液化天然氣和液化石油氣、加工添加劑、化學品和石油產品儲存在地上和地下常壓(非壓力)和壓力儲罐中。 儲罐位於支線和集輸線的末端、卡車管道沿線、海上裝卸設施以及煉油廠、碼頭和散貨廠。 本節涵蓋煉油廠、碼頭和散裝油罐區的地上常壓儲罐。 (關於地上壓力罐的信息在下面介紹,關於地下罐和小型地上罐的信息在“機動車輛加油和維修操作”一文中。)
碼頭和散貨廠
碼頭是通常通過乾線管道或海船接收原油和石油產品的儲存設施。 碼頭儲存原油和石油產品,並通過管道、海船、鐵路油罐車和油罐車將原油和石油產品重新分配給煉油廠、其他碼頭、散貨廠、加油站和消費者。 終端可能由石油公司、管道公司、獨立終端運營商、大型工業或商業消費者或石油產品分銷商擁有和經營。
散裝工廠通常比碼頭小,通常通過鐵路油罐車或油罐車接收石油產品,通常來自碼頭,但偶爾直接來自煉油廠。 散裝工廠通過油罐車或油罐車(容量約為 9,500 至 1,900 升的小型油罐車)儲存產品並將其重新分配給服務站和消費者。 散裝工廠可能由石油公司、分銷商或獨立所有者經營。
罐區
油罐區是生產油田、煉油廠、海洋、管道和配送終端以及儲存原油和石油產品的散裝工廠的儲罐組。 在罐區內,單個罐或兩個或多個罐的組通常被稱為護堤、堤壩或防火牆的圍欄包圍。 這些油庫圍護結構的結構和高度可能各不相同,從堤壩內管道和泵周圍的 45 厘米土堤到比它們周圍的儲罐還高的混凝土牆。 堤壩可以用泥土、粘土或其他材料建造; 它們被礫石、石灰石或貝殼覆蓋以控制侵蝕; 它們的高度各不相同,寬度足以讓車輛沿著頂部行駛。 這些外殼的主要功能是容納、引導和轉移雨水,將水箱物理隔離以防止火勢從一個區域蔓延到另一個區域,並控制內部水箱、泵或管道的溢出、釋放、洩漏或溢出該地區。
法規或公司政策可能要求 Dyke 外殼的尺寸和維護以容納特定數量的產品。 例如,堤壩圍護結構可能需要包含其中最大儲罐容量的至少 110%,考慮到其他儲罐排量和達到流體靜力平衡後最大儲罐中剩餘的產品量。 還可能需要用不透水的粘土或塑料襯裡建造堤壩圍護結構,以防止溢出或釋放的產品污染土壤或地下水。
儲油罐
油庫中有許多不同類型的立式和臥式地上常壓和常壓儲罐,其中裝有原油、石油原料、中間原料或石油成品。 它們的大小、形狀、設計、配置和操作取決於存儲產品的數量和類型以及公司或監管要求。 地上立式儲罐可配備雙層底以防止洩漏到地面和陰極保護以盡量減少腐蝕。 臥式儲罐可以用雙層壁建造或放置在拱頂中以容納任何洩漏。
常壓錐頂罐
錐頂罐是地上的、水平的或垂直的、有蓋的圓柱形常壓容器。 錐頂儲罐有外部樓梯或梯子和平台,以及薄弱的頂殼接縫、通風口、排水孔或溢流口; 它們可能有計量管、泡沫管道和腔室、溢流傳感和信號系統、自動計量系統等附件。
當揮發性原油和易燃液體石油產品儲存在錐頂罐中時,蒸汽空間有可能處於易燃範圍內。 雖然產品頂部和罐頂之間的空間通常富含蒸汽,但當產品首次放入空罐中時,或者當空氣通過通風口或壓力/真空閥進入罐時,可能會出現易燃範圍內的氣氛。被撤回,並且在溫度變化期間罐呼吸。 錐頂罐可以連接到蒸汽回收系統。
保護水箱 是一種錐頂罐,其上部和下部由柔性膜隔開,設計用於容納產品因白天暴露在陽光下而變暖和膨脹時產生的任何蒸汽,並在冷凝時將蒸汽返回罐中因為坦克在晚上冷卻下來。 儲罐通常用於儲存航空汽油和類似產品。
常壓浮頂罐
浮頂儲罐是裝有浮頂的地上、立式、開頂或有頂蓋的圓柱形常壓容器。 浮頂的主要目的是盡量減少產品頂部和浮頂底部之間的蒸汽空間,使其始終富含蒸汽,從而排除易燃範圍內的蒸汽-空氣混合物的可能性。 所有浮頂儲罐都有外部樓梯或梯子和平台,可調節的樓梯或梯子用於從平台進入浮頂,並且可能有附件,例如將屋頂電氣連接到外殼的分流器、計量管、泡沫管道和腔室,溢流傳感和信號系統、自動計量系統等。 圍繞浮頂的周邊提供密封件或防護罩,以防止產品或蒸汽逸出並聚集在屋頂或屋頂上方的空間中。
浮頂設有可根據操作類型設置在高位或低位的支腿。 腿通常保持在較低位置,以便可以從罐中取出盡可能多的產品,而不會在產品頂部和浮頂底部之間產生蒸汽空間。 由於儲罐在進入檢查、維護、修理或清潔之前停止使用,因此需要將屋頂支腿調整到高位置,以便在儲罐排空後有空間在屋頂下工作。 當儲罐重新投入使用時,在裝滿產品後將支腿重新調整到低位。
地上浮頂儲罐又分為外浮頂罐、內浮頂罐或有蓋外浮頂罐。
外部(開頂)浮頂罐 是那些安裝在開頂儲罐上的浮蓋。 外部浮頂通常由鋼製成,並配有浮筒或其他漂浮裝置。 它們配備了屋頂排水管以排出水,靴子或密封件以防止蒸汽釋放和可調節的樓梯,無論其位置如何,都可以從水箱頂部到達屋頂。 它們還可能具有輔助密封以最大程度地減少蒸汽向大氣中的釋放、防風雨罩以保護密封和泡沫壩以在發生火災或密封洩漏時將泡沫包含在密封區域中。 進入外部浮頂進行測量、維護或其他活動可能被視為密閉空間進入,具體取決於儲罐頂部以下的屋頂高度、儲罐中包含的產品以及政府法規和公司政策。
內浮頂罐 通常是錐頂罐,通過在罐內安裝浮板、筏板或內浮蓋進行改造。 內部浮頂通常由各種類型的金屬板、鋁、塑料或金屬覆蓋的塑料膨脹泡沫構成,它們的結構可以是浮筒或盤式、固體浮力材料或這些的組合。 內部浮頂配備有周邊密封件,以防止蒸汽逸出到浮頂頂部和外部屋頂之間的儲罐部分。 壓力/真空閥或通風口通常設置在儲罐頂部,以控制可能積聚在內部浮子上方空間中的任何碳氫化合物蒸氣。 內部浮頂儲罐安裝了梯子,用於從錐頂到浮頂的通道。 出於任何目的進入內部浮頂都應被視為密閉空間進入。
有蓋(外)浮頂罐 基本上是外部浮頂儲罐,已改裝有測地圓頂、雪帽或類似的半固定蓋或屋頂,因此浮頂不再向大氣開放。 新建的有蓋外浮頂儲罐可能包含為內浮頂儲罐設計的典型浮頂。 進入有蓋的外部浮頂進行測量、維護或其他活動可被視為進入密閉空間,這取決於圓頂或蓋的結構、儲罐頂部以下的屋頂高度、儲罐中包含的產品和政府法規和公司政策。
管道和海運收據
儲罐設施中一個重要的安全、產品質量和環境問題是通過制定和實施安全操作程序和工作實踐來防止產品混合和儲罐過滿。 儲罐的安全操作取決於通過在交付前指定接收罐將產品接收到其規定容量內的罐中,測量罐以確定可用容量並確保閥門正確對齊並且僅打開接收罐入口,因此正確一定量的產品被輸送到指定的罐中。 接收產品的儲罐周圍堤壩區域的排水溝通常應在接收過程中保持關閉,以防發生溢出或溢出。 溢出保護和預防可以通過各種安全操作實踐來實現,包括手動控制和自動檢測、信號和關閉系統以及通信方式,所有這些都應該相互理解並為管道產品傳輸人員所接受、船舶和碼頭或煉油廠。
政府法規或公司政策可能要求在從乾線管道或船舶接收易燃液體和其他產品的儲罐上安裝自動產品液位檢測裝置以及信號和關閉系統。 如果安裝了此類系統,應定期或在產品轉移之前進行電子系統完整性測試,如果系統出現故障,轉移應遵循人工接收程序。 應在現場或從遠程控制位置手動或自動監控收據,以確保操作按計劃進行。 轉移完成後,所有閥門應返回正常操作位置或為下一次接收設置。 應檢查和維護泵、閥門、管道連接、洩放器和採樣管線、歧管區域、排水管和集水槽,以確保狀況良好並防止溢出和洩漏。
儲罐計量和取樣
儲罐設施應制定原油和石油產品的計量和取樣程序和安全工作規範,其中考慮到存儲的每種產品和設施中每種類型的儲罐所涉及的潛在危險。 雖然儲罐計量通常使用自動機械或電子設備完成,但仍應按預定時間間隔進行手動計量,以確保自動系統的準確性。
手動計量和取樣操作通常需要操作員爬到儲罐頂部。 在對浮頂儲罐進行計量時,操作員隨後必須下降到浮頂上,除非儲罐配備了可從平台接觸到的計量管和取樣管。 對於錐頂儲罐,計量器必須打開屋頂艙口以便將計量器降低到儲罐中。 測量人員在進入有蓋浮頂或進入低於既定高度水平的開放式浮頂時,應了解密閉空間進入要求和潛在危險。 這可能需要使用監測設備,例如氧氣、可燃氣體和硫化氫探測器以及個人和呼吸防護設備。
可以在進行手動測量的同時獲取產品溫度和样本。 也可以自動記錄溫度並從內置樣品連接中獲取樣品。 當儲罐接收產品時,應限製手動測量和取樣。 完成收貨後,根據產品和公司政策,應有 30 分鐘到 4 小時的放鬆期,以便在進行手動採樣或測量之前消除任何靜電積聚。 一些公司要求在下降到浮頂時在測量員和其他設施人員之間建立和保持通信或視覺接觸。 雷暴期間應限制進入罐頂或平台進行測量、取樣或其他活動。
儲罐通風和清潔
根據需要或根據政府法規、公司政策和運營服務要求定期停止使用儲罐進行檢查、測試、維護、修理、改造和儲罐清潔。 儘管儲罐排氣、清潔和進入是一項具有潛在危險的操作,但只要製定了適當的程序並遵循安全工作規範,這項工作就可以順利完成。 如果不採取此類預防措施,爆炸、火災、缺氧、接觸有毒物質和物理危害可能會造成傷害或損壞。
前期準備
在決定儲罐需要停止使用以進行檢查、維護或清潔後,需要進行一些初步準備工作。 其中包括:安排存儲和供應替代方案; 審查儲罐歷史以確定它是否曾經含有含鉛產品或之前是否經過清潔和無鉛認證; 確定所裝產品的數量和類型,以及罐中剩餘的殘留量; 檢查儲罐外部、周圍區域和用於產品移除、蒸汽清除和清潔的設備; 確保人員經過培訓、合格並熟悉設施許可證和安全程序; 根據設施的密閉空間進入和熱工及安全工作許可要求分配工作職責; 在儲罐清洗或施工開始之前,召開碼頭和儲罐清洗人員或承包商之間的會議。
火源控制
通過固定管道從儲罐中取出所有可用產品後,在打開任何抽水管或取樣管線之前,應從周圍區域移除所有火源,直到儲罐宣布無蒸汽。 電動或電機驅動的真空卡車、壓縮機、泵和其他設備應位於上風處,在堤壩區域的頂部或之外,或者,如果在堤壩區域內,則距離儲罐或任何其他來源至少 20 m易燃蒸氣。 儲罐準備、通風和清潔活動應在雷電風暴期間停止。
去除殘留物
下一步是通過管道和抽水管接頭盡可能多地清除儲罐中剩餘的產品或殘留物。 可以為這項工作簽發安全工作許可證。 可以通過固定連接將水或蒸餾燃料注入罐中,以幫助將產品從罐中浮出。 從含有含硫原油的儲罐中取出的殘留物在處置前應保持濕潤,以避免自燃。
隔離罐
在通過固定管道移除所有可用產品後,所有連接到儲罐的管道,包括產品管線、蒸汽回收管線、泡沫管道、取樣管線等,應通過關閉離儲罐最近的閥門並在管道中插入百葉窗來斷開閥儲罐側的管路,以防止任何蒸汽從管路進入儲罐。 百葉窗和水箱之間的管道部分應排幹並沖洗。 堤壩區域外的閥門應關閉並上鎖或貼上標籤。 罐泵、密煉機、陰極保護系統、電子計量和液位檢測系統等應斷開連接、斷電並上鎖或掛牌。
蒸汽釋放
水箱現在已準備好去除蒸汽。 應進行間歇或連續蒸汽測試,並在儲罐通風期間在限制區域工作。 通過將水箱向大氣開放的自然通風通常不是首選,因為它既不像強制通風那樣快速也不像強制通風那樣安全。 根據儲罐的尺寸、結構、狀況和內部配置,有多種機械排氣方法。 在一種方法中,錐頂罐可以通過在罐頂部的艙口處放置一個噴射器(便攜式通風機)來去除蒸汽,在罐底部的艙口打開時緩慢啟動它,然後將其設置在高位通過水箱吸入空氣和蒸汽的速度。
應簽發涵蓋通風活動的安全或動火作業許可證。 所有鼓風機和噴射器都應牢固地連接到罐殼,以防止靜電點火。 為安全起見,鼓風機和噴射器最好由壓縮空氣驅動; 但是,已使用防爆電動或蒸汽驅動馬達。 內浮頂儲罐可能需要將浮頂上方和下方的部分分開排放。 如果蒸汽從底部艙口排放,則需要一根高於地面至少 4 m 且不低於周圍堤牆的垂直管,以防止蒸汽在低水平處聚集或在消散前到達火源。 如有必要,可將蒸氣引導至設施蒸氣回收系統。
隨著通風的進行,剩餘的殘留物可以通過水和抽吸軟管從底部敞開的艙口沖洗下來並清除,這兩者都應該與罐殼粘合以防止靜電點火。 含有含硫原油或高硫殘油的儲罐在通風過程中變乾時可能會產生自熱並著火。 應該通過用水潤濕水箱內部來避免空氣中的沉積物並防止溫度升高來避免這種情況。 應從敞開的艙口中清除任何硫化鐵殘留物,以防止在通風過程中點燃蒸汽。 從事沖洗、清除和潤濕活動的工人應穿戴適當的個人和呼吸防護設備。
初次入境、檢驗和發證
通過在通風過程中監測排放點的蒸汽,可以獲得罐體蒸汽排放進展情況的指示。 一旦發現易燃蒸氣水平低於監管機構或公司政策規定的水平,就可以進入儲罐進行檢查和測試。 參賽者應佩戴適當的個人和供氣式呼吸保護裝置; 在艙口進行大氣檢測並取得進入許可後,工作人員方可進入艙內繼續進行檢測和檢查。 檢查期間應檢查是否存在障礙物、倒塌的屋頂、薄弱的支撐、地板上的孔洞和其他物理危害。
清潔、維護和修理
隨著通風的繼續和儲罐中的蒸汽水平下降,可能會頒發許可證,允許攜帶適當個人和呼吸設備的工人進入,如果需要,開始清潔儲罐。 應繼續監測氧氣、易燃蒸氣和有毒氣體,如果儲罐內的濃度超過規定的進入標準,許可證應自動到期,進入者應立即離開儲罐,直到再次達到安全濃度並重新頒發許可證. 只要水箱中仍有任何殘留物或污泥,清潔操作期間就應繼續通風。 在檢查和清理過程中,只能使用低壓照明或經批准的手電筒。
儲罐清洗和乾燥後,應在開始維護、修理或改造工作之前進行最終檢查和測試。 需要仔細檢查集水坑、水井、底板、浮頂浮橋、支架和立柱,以確保沒有發生洩漏,導致產品進入這些空間或滲入地板下方。 還應檢查和測試泡沫密封件和防風雨罩或二級容器之間的空間是否存在蒸汽。 如果油箱以前裝有含鉛汽油,或者如果沒有可用的油箱歷史記錄,則應進行空氣中鉛測試並證明油箱無鉛,然後才允許工人在沒有供氣呼吸設備的情況下進入。
應頒發涵蓋焊接、切割和其他動火作業的熱工許可證,並頒發涵蓋其他維修和保養活動的安全工作許可證。 焊接或動火作業會在儲罐內產生有毒或有害煙霧,需要監測、呼吸保護和持續通風。 當儲罐要改裝為雙層底或內部浮頂時,通常會在儲罐側面切出一個大孔,以提供不受限制的通道並避免進入密閉空間許可證的需要。
儲罐外部的噴砂清洗和噴漆通常在儲罐清洗之後完成,並在儲罐恢復使用前完成。 這些活動,連同清潔和塗漆油罐區管道,可以在儲罐和管道投入使用時進行,方法是實施並遵循規定的安全程序,例如監測碳氫化合物蒸氣並在附近儲罐接收易燃液體產品時停止噴砂清理. 用沙子進行噴砂清理可能會接觸二氧化矽,從而造成危險; 因此,許多政府機構和公司要求使用特殊的無毒噴砂清理材料或砂礫,這些材料可以被收集、清理和回收。 可以使用特殊的真空收集噴砂清潔設備,以避免在從儲罐和管道清潔含鉛油漆時造成污染。 噴砂清理後,應對罐壁或管道中懷疑有洩漏和滲漏的部位進行測試並在塗漆前進行修復。
使儲罐恢復使用
為準備在完成儲罐清潔、檢查、維護或修理後恢復使用,關閉艙口,移除所有百葉窗,並將管道重新連接到儲罐。 閥門被解鎖、打開和對齊,機械和電氣設備被重新激活。 許多政府機構和公司要求對儲罐進行水壓測試,以確保在重新投入使用之前沒有洩漏。 由於需要大量的水才能獲得進行精確測試所需的壓頭,因此通常使用頂部裝有柴油的水底。 測試完成後,罐被清空並準備好接收產品。 接收完成並且放鬆時間結束後,浮頂罐上的支腿被重置到低位。
防火與預防
每當煉油廠、碼頭和散裝廠的儲罐等密閉容器中存在碳氫化合物時,就有可能釋放出液體和蒸氣。 這些蒸氣可能與易燃範圍內的空氣混合,如果遇到火源,會引起爆炸或火災。 無論設施內消防系統和人員的能力如何,防火的關鍵是防火。 應阻止溢出物和釋放物進入下水道和排水系統。 少量溢出物應用濕毯子覆蓋,較大的溢出物應用泡沫覆蓋,以防止蒸汽逸出並與空氣混合。 應消除或控制可能存在碳氫化合物蒸氣的區域的火源。 便攜式滅火器應由服務車輛攜帶,並放置在整個設施內易於接近的重要位置。
安全工作程序和實踐的建立和實施,例如高溫和安全(低溫)工作許可系統、電氣分類程序、上鎖/掛牌程序以及員工和承包商培訓和教育對於預防火災至關重要。 設施應制定預先計劃的應急程序,員工應了解其報告和響應火災和疏散的責任。 應在工廠張貼緊急情況下應通知的負責人和機構的電話號碼,並提供通訊方式。 當地消防部門、應急響應、公共安全和互助組織也應了解程序並熟悉設施及其危害。
碳氫化合物火災可通過以下一種方法或多種方法的組合來控制:
儲罐防火
儲罐防火是一門專業科學,取決於儲罐類型、狀態和尺寸的相互關係; 儲存在罐中的產品和數量; 水箱間距、堤壩和排水系統; 設施防火和響應能力; 外部協助; 以及公司理念、行業標準和政府法規。 儲罐火災可能很容易控制和撲滅,也可能很難控制和撲滅,這主要取決於火災是否在最初發生時被發現和撲滅。 儲罐操作員應參考美國石油協會(API)和美國國家消防協會(NFPA)等組織製定的眾多推薦做法和標準,其中對儲罐火災預防和保護進行了非常詳細的介紹。
如果敞口式浮頂儲罐不圓或者密封件磨損或與罐殼不緊密,蒸汽會逸出並與空氣混合,形成易燃混合物。 在這種情況下,當雷擊時,屋頂密封件與罐殼接觸的地方可能會發生火災。 如果及早發現,小型海豹起火通常可以使用手提式乾粉滅火器或使用泡沫軟管或泡沫系統中的泡沫來撲滅。
如果無法用手動滅火器或軟管流控制密封火災,或者如果正在發生大火,則可以通過固定或半固定係統或大型泡沫炮將泡沫噴灑到屋頂上。 在浮頂罐頂上塗抹泡沫時必須採取預防措施; 如果在屋頂上放置過多的重量,它可能會傾斜或下沉,從而使大面積的產品暴露並捲入火災。 泡沫壩用於浮頂罐,以將泡沫截留在密封件和罐殼之間的區域。 隨著泡沫沉降,水從泡沫壩下排出,應通過罐頂排水系統排出,以避免超重和屋頂下沉。
根據政府法規和公司政策,儲罐可能配備固定式或半固定式泡沫系統,其中包括: 通往儲罐的管道、泡沫立管和儲罐上的泡沫室; 儲罐底部內的地下注入管道和噴嘴; 以及分配管道和儲罐頂部的泡沫壩。使用固定係統,泡沫水溶液在位於中央的泡沫室中產生,並通過管道系統泵送到儲罐。 半固定泡沫系統通常使用便攜式泡沫罐、泡沫發生器和泵,它們被帶到相關的罐中,連接到供水系統並連接到罐的泡沫管道。
水泡沫溶液也可以通過管道和消防栓系統在設施內集中生成和分配,軟管將用於將最近的消防栓連接到水箱的半固定泡沫系統。 如果儲罐沒有配備固定式或半固定式泡沫系統,可以使用泡沫炮、消防水帶和噴嘴將泡沫噴灑到儲罐頂部。 無論使用何種方法,為了控製完全捲入的儲罐火災,必須使用特殊技術以特定濃度和流速在最短時間內噴灑特定數量的泡沫,主要取決於儲罐的大小、涉及的產品和著火的表面積。 如果沒有足夠的泡沫濃縮液來滿足所需的應用標準,則控製或滅火的可能性很小。
只有訓練有素且知識淵博的消防員才可以用水撲滅液體石油罐的火災。 當水直接應用於涉及原油或重質石油產品的罐火時變成蒸汽時,可能會發生瞬間噴發或沸騰。 由於水比大多數碳氫化合物燃料重,它會沉到罐底,如果水量足夠,就會填滿罐並將燃燒的產品向上推到罐頂上方。
水通常用於控製或撲滅儲罐外部周圍的溢出火,以便可以操作閥門來控制產品流量,冷卻相關儲罐的側面以防止沸騰液體膨脹蒸汽爆炸(BLEVEs——參見“火災隱患”部分LHGs”下面)並減少熱量和火焰衝擊對相鄰儲罐和設備的影響。 由於需要專門的培訓、材料和設備,而不是讓員工嘗試撲滅罐火,許多碼頭和散裝工廠製定了一項政策,從相關罐中盡可能多地清除產品,保護相鄰結構免受熱和火焰並讓罐中剩餘的產品在受控條件下燃燒,直到火熄滅。
碼頭和散裝工廠的健康和安全
應定期檢查儲罐地基、支撐和管道是否有腐蝕、侵蝕、沉降或其他可見損壞,以防止產品損失或降解。 應定期檢查、測試和維護儲罐壓力/真空閥、密封件和防護罩、通風孔、泡沫室、屋頂排水管、排水閥和溢出檢測裝置,包括在冬季除冰。 如果阻火器安裝在儲罐通風口或蒸汽回收管線中,則必須定期檢查和清潔它們,並在冬季保持無霜,以確保正常運行。 應檢查在發生火災或壓力下降時自動關閉的儲罐出口閥門的可操作性。
堤壩表面應排水或傾斜遠離儲罐、泵和管道,以將任何溢出或釋放的產品轉移到安全區域。 堤牆應保持良好狀態,排水閥保持關閉,排水時除外,堤壩區域需要開挖以保持設計容量。 樓梯、斜坡、梯子、平台和欄杆到裝貨架、堤壩和水箱應保持安全,沒有冰、雪和油。 應盡快修理洩漏的儲罐和管道。 不鼓勵在可能受熱的堤壩區域內的管道上使用 Victaulic 或類似接頭,以防止管線在火災期間斷開。
應建立和實施安全程序和安全工作規範,並提供培訓或教育,以便碼頭和散裝工廠操作員、維護人員、油罐車司機和承包商人員能夠安全工作。 這些至少應包括有關碳氫化合物點火、控制和滅火的基礎知識的信息; 接觸有毒物質的危害和防護措施,例如原油和渣油中的硫化氫和多環芳烴、汽油中的苯以及四乙基鉛和甲基鉛等添加劑叔-丁基醚(MTBE); 應急響應行動; 與此活動相關的正常物理和氣候危害。
設施中可能存在石棉或其他絕緣材料以保護儲罐和管道。 應制定並遵循適當的安全工作和個人防護措施來處理、移除和處置此類材料。
環保
碼頭運營商和員工應了解並遵守政府法規和公司政策,這些法規和公司政策涉及保護地下水和地表水、土壤和空氣免受石油液體和蒸汽污染,以及處理和清除危險廢物。
LHG 儲存和處理
散裝儲罐
LHG 在加工點(氣田和油田、天然氣廠和煉油廠)和分配給消費者的點(碼頭和散裝廠)儲存在大型散裝儲罐中。 兩種最常用的 LHG 大容量儲存方法是:
液化石油氣散裝儲存容器是圓柱形(子彈)形臥式罐(40 至 200 m3) 或球體(高達 8,000 m3). 冷藏存儲通常用於超過 2,400 m 的存儲3. 在車間製造並運輸到儲存地點的臥式罐和現場建造的球體都是按照嚴格的規範、規範和標准設計和建造的。
儲罐的設計壓力不應低於擬貯存的LHG在最高使用溫度下的蒸氣壓。 丙烷-丁烷混合物罐應設計為 100% 丙烷壓力。 應考慮由產品在最大填充時的靜水壓頭和蒸氣空間中不凝性氣體的分壓引起的額外壓力要求。 理想情況下,液化烴氣體儲存容器應設計為全真空。 如果沒有,則必須提供真空洩壓閥。 設計特點還應包括洩壓裝置、液位計、壓力和溫度計、內部截止閥、回流防止器和過流止回閥。 還可以提供緊急故障安全關閉閥和高電平信號。
臥式儲罐安裝在地上、土丘上或埋在地下,通常位於任何現有或潛在火源的下風處。 如果臥式罐的一端因超壓而破裂,外殼將被推向另一端的方向。 因此,明智的做法是放置地上儲罐,使其長度與任何重要結構平行(並且兩端均不指向任何重要結構或設備)。 其他因素包括儲罐間距、位置以及防火和保護。 規範和法規規定了加壓液化碳氫化合物氣體儲存容器與相鄰財產、儲罐和重要結構之間的最小水平距離,以及潛在的火源,包括過程、火炬、加熱器、輸電線路和變壓器、裝卸設施、內燃機發動機和燃氣輪機。
排水和溢出控制是設計和維護液態碳氫化合物氣體儲罐存儲區域的重要考慮因素,以便將溢出物引導至可將對設施和周圍區域的風險降至最低的位置。 當溢出物對其他設施或公眾造成潛在危害時,可以使用堤壩和蓄水池。 儲罐通常不築堤壩,但地面經過分級,這樣蒸汽和液體就不會在儲罐下方或周圍聚集,以防止燃燒的溢出物撞擊儲罐。
氣缸
供消費者使用的 LHG(LNG 或 LPG)在常溫常壓下以高於其沸點的溫度儲存在鋼瓶中。 所有 LNG 和 LPG 鋼瓶均配有保護環、安全閥和閥蓋。 使用中的消費氣瓶的基本類型是:
烴類氣體的性質
根據 NFPA,易燃(可燃)氣體是指在空氣中正常濃度的氧氣下燃燒的氣體。 易燃氣體的燃燒類似於易燃的碳氫化合物液態蒸汽,因為需要特定的點火溫度來啟動燃燒反應,並且每種氣體只會在特定的氣體-空氣混合物範圍內燃燒。 易燃液體有一個閃點,即它們釋放出足以燃燒的蒸氣的溫度(通常低於沸點)。 易燃氣體沒有明顯的閃點,因為它們通常處於高於其沸點的溫度,即使在液化時也是如此,因此始終處於遠遠超過其閃點的溫度。
NFPA (1976) 對壓縮氣體和液化氣體的定義如下:
決定容器內壓力的主要因素是儲存液體的溫度。 當暴露在大氣中時,液化氣體會非常迅速地蒸發,沿著地面或水面移動,除非通過風或機械空氣運動散佈到空氣中。 在正常大氣溫度下,容器中大約三分之一的液體會蒸發。
易燃氣體又分為燃氣和工業氣體。 燃料氣體,包括天然氣(甲烷)和液化石油氣(丙烷和丁烷),與空氣一起燃燒以在烤爐、熔爐、熱水器和鍋爐中產生熱量。 易燃工業氣體,如乙炔,用於加工、焊接、切割和熱處理操作。 LNG與LPG燃燒特性的差異如表1所示。
表 1. 液化碳氫化合物氣體的典型近似燃燒特性。
類型氣體 |
易燃範圍 |
蒸汽壓力 |
正常初始化。 沸騰 |
重量(磅/加侖) |
BTU每英尺3 |
比重 |
液化天然氣 |
4.5-14 |
1.47 |
- 162 |
3.5-4 |
1,050 |
9.2-10 |
液化石油氣(丙烷) |
2.1-9.6 |
132 |
- 46 |
4.24 |
2,500 |
1.52 |
液化石油氣(丁烷) |
1.9-8.5 |
17 |
- 9 |
4.81 |
3,200 |
2.0 |
LPG和LNG的安全隱患
適用於所有 LHG 的安全隱患與易燃性、化學反應性、溫度和壓力有關。 LHG 最嚴重的危害是從容器(罐或罐)中意外釋放並與火源接觸。 由於各種原因,例如容器過滿或氣體受熱膨脹時超壓排放,可能會因容器或閥門故障而發生釋放。
LPG的液相具有很高的膨脹係數,液態丙烷和液態丁烷的膨脹係數分別是水的16倍和11倍,升溫相同。 填充容器時必須考慮此屬性,因為必須為氣相留出自由空間。 正確的灌裝量取決於許多變量,包括液化氣體的性質、灌裝時的溫度和預期的環境溫度、尺寸、類型(隔熱或非隔熱)和容器位置(地上或地下) . 法規和條例規定了允許的數量,稱為“填充密度”,它特定於單個氣體或類似氣體系列。 填充密度可以用重量表示,這是絕對值,或者用液體體積表示,必須始終進行溫度校正。
在 85 ºC 時,液化石油氣壓力容器應裝滿液體的最大量為 40%(溫度越高則更少)。 由於液化天然氣在低溫下儲存,液化天然氣容器可能會充滿 90% 至 95% 的液體。 所有容器都配備了超壓釋放裝置,這些裝置通常在與高於正常大氣溫度的液體溫度相關的壓力下釋放。 由於這些閥門無法將內部壓力降低到大氣壓,因此液體的溫度始終高於其正常沸點。 純壓縮和液化碳氫化合物氣體對鋼和大多數銅合金無腐蝕性。 然而,當氣體中存在硫化合物和雜質時,腐蝕可能是一個嚴重的問題。
液化石油氣比空氣重 1-1/2 到 2 倍,當釋放到空氣中時,往往會沿著地面或水面迅速散開並聚集在低處。 但是,一旦蒸氣被空氣稀釋並形成可燃混合物,其密度與空氣基本相同,擴散方式不同。 對於任何大小的洩漏,風都會顯著縮短擴散距離。 LNG 蒸氣的反應與 LPG 不同。 由於天然氣的蒸氣密度低(0.6),它會在露天迅速混合和分散,從而減少與空氣形成可燃混合物的機會。 天然氣將聚集在封閉空間中,形成可被點燃的蒸汽雲。 數字 4 表明液化天然氣蒸氣雲在不同的洩漏情況下如何順風傳播。
圖 4. 不同洩漏物(風速 8.05 公里/小時)導致的 LNG 蒸汽雲順風延伸。
雖然 LHG 是無色的,但當它釋放到空氣中時,由於與大氣接觸的水蒸氣凝結和凍結,它的蒸氣會很明顯。 如果蒸汽接近環境溫度並且其壓力相對較低,則可能不會發生這種情況。 現有儀器可以檢測是否存在洩漏的 LHG,並在低至可燃下限 (LFL) 的 15% 至 20% 時發出警報信號。 如果氣體濃度達到 LFL 的 40% 至 50%,這些設備也可能會停止所有操作並激活抑制系統。 一些工業操作提供強制通風,以將洩漏的燃料空氣濃度保持在可燃下限以下。 加熱器和熔爐燃燒器也可能有在火焰熄滅時自動停止氣體流動的裝置。
通過使用限流和流量控制裝置,可以最大限度地減少 LHG 從儲罐和容器中的洩漏。 減壓釋放時,LHG從容器中流出,負壓低,溫度低。 在選擇容器和閥門的結構材料時,必須考慮產品在較低壓力下的自動製冷溫度,以防止金屬因暴露在低溫下而脆化而破裂或失效。
LHG 的液相和氣相都可能含有水。 在給定的溫度和壓力下,水蒸氣可以使特定量的氣體飽和。 如果溫度或壓力發生變化,或者水蒸氣含量超過蒸發極限,水就會凝結。 這會在閥門和調節器中形成冰塞,並在管道、設備和其他設備中形成烴水合物晶體。 這些水合物可以通過加熱氣體、降低氣體壓力或引入可降低水蒸氣壓力的物質(例如甲醇)來分解。
壓縮氣體和液化氣體的特性存在差異,必須從安全、健康和防火方面考慮。 例如,壓縮天然氣和液化天然氣的特性差異如表 2 所示。
表 2. 壓縮氣體和液化氣體的特性比較。
類型氣體 |
易燃範圍 |
放熱率 (BTU/gal) |
儲存條件 |
火災風險 |
健康風險 |
壓縮天然氣 |
5.0-15 |
19,760 |
氣體壓力為 2,400 至 4,000 psi |
易燃氣體 |
窒息劑; 過壓 |
液化天然氣 |
4.5-14 |
82,450 |
液體壓力為 40–140 psi |
可燃氣體625:1膨脹比; BLEVE |
窒息劑; 低溫液體 |
LHG 的健康危害
處理 LHG 的主要職業傷害問題是在處理和儲存活動(包括取樣、測量、灌裝、接收和交付)期間接觸液體對皮膚和眼睛造成凍傷的潛在危害。 與其他燃料氣體一樣,當燃燒不當、壓縮和液化的碳氫化合物氣體會排放出不希望有的一氧化碳。
在大氣壓力和低濃度下,壓縮和液化的碳氫化合物氣體通常是無毒的,但它們是窒息劑——如果在封閉或密閉空間中釋放,它們會取代氧氣(空氣)。 如果壓縮和液化碳氫化合物氣體含有硫化合物,尤其是硫化氫,則它們可能有毒。 由於 LHG 無色無味,安全措施包括向消費燃料氣體中添加有氣味的物質(如硫醇)以幫助進行洩漏檢測。 應實施安全工作規範,以保護工人在儲存和注入過程中不會接觸到硫醇和其他添加劑。 暴露於 LFL 濃度或高於 LFL 的 LPG 蒸氣可能會導致類似於麻醉氣體或麻醉劑的一般中樞神經系統抑制。
LHG 的火災隱患
液化氣體(LNG 和 LPG)容器的故障比壓縮氣體容器的故障構成更嚴重的危險,因為它們會釋放更多的氣體。 加熱時,液化氣體與壓縮氣體的反應不同,因為它們是兩相(液-氣)產品。 隨著溫度升高,液體的蒸氣壓升高,導致容器內壓力升高。 氣相首先膨脹,然後液體膨脹,然後液體壓縮蒸汽。 因此,假定 LHG 容器的設計壓力接近最大可能環境溫度下的氣體壓力。
當液化氣容器暴露在火中時,如果蒸汽空間中的金屬被加熱,可能會發生嚴重的情況。 與液相不同,氣相吸收的熱量很少。 這允許金屬快速加熱,直到達到臨界點,容器發生瞬時、災難性的爆炸故障。 這種現像被稱為 BLEVE。 BLEVE 的大小取決於容器失效時蒸發的液體量、爆炸容器碎片的大小、它們移動的距離和它們影響的區域。 未隔熱的 LPG 容器可以通過向容器中處於氣相(未與 LPG 接觸)的區域應用冷卻水來防止 BLEVE。
與壓縮和液化碳氫化合物氣體相關的其他更常見的火災隱患包括靜電放電、燃燒爆炸、大型露天爆炸以及泵密封件、容器、閥門、管道、軟管和連接處的小洩漏。
控制危險區域的點火源對於安全處理壓縮和液化碳氫化合物氣體至關重要。 這可以通過建立許可系統來授權和控制動火作業、吸煙、機動車輛或其他內燃機的操作,以及在運輸、儲存和處理壓縮和液化碳氫化合物氣體的區域使用明火來實現。 其他保護措施包括使用適當分類的電氣設備以及連接和接地系統來中和和消散靜電。
減少壓縮或液化碳氫化合物氣體洩漏的火災隱患的最佳方法是在可能的情況下停止釋放或切斷產品流。 儘管大多數 LHG 會在與空氣接觸時蒸發,但如果環境溫度較低,較低蒸氣壓的 LPG(例如丁烷),甚至一些較高蒸氣壓的 LPG(例如丙烷)將會聚集。 不應將水施加到這些池中,因為它會產生湍流並增加蒸發速率。 小心使用泡沫可以控制泳池溢出物的蒸發。 水,如果正確地應用於洩漏的閥門或小的破裂處,可以在與冷的 LHG 接觸時凍結並堵塞洩漏。 LHG 火災需要通過應用冷卻水來控制對儲罐和容器的熱衝擊。 雖然可以使用噴水滅火器和乾粉滅火器來撲滅壓縮和液化碳氫化合物氣體的火災,但通常更謹慎的做法是允許受控燃燒,以免在氣體繼續逸出時形成可燃爆炸性蒸氣雲並重新點燃火熄滅後。
" 免責聲明:國際勞工組織不對本門戶網站上以英語以外的任何其他語言呈現的內容負責,英語是原始內容的初始製作和同行評審所使用的語言。自此以來,某些統計數據尚未更新百科全書第 4 版的製作(1998 年)。”