LNG-tankfartyg – olika typer och faror

Ett tankfartyg med temperaturkontrollerade tankar som är avsedda för transport av flytande naturgas (LNG) kallas LNG-tankfartyg eller LNG-skepp.

En uppskattning visar att cirka 360 LNG-tankfartyg har utvecklats (avancerat och specialiserat) för transport av LNG runt om i världen fram till idag.

Dessa fartyg har, till skillnad från andra tankfartyg, ett framdrivningssystem som drivs med naturgas, vilket innebär att de släpper ut mindre växthusgaser.

Dessa tankfartyg bör kunna klara högt tryck och temperaturen inne i tankfartygen bör hållas på cirka -163˚C.

Då LNG-gasen ska transporteras i flytande form måste den transporteras i fartyg med högtrycksbärande kapacitet och lägre innertemperatur.

Enligt kraven på LNG-fartyg kan dessa vara av tre typer nämligen:

• helt trycksatta;
• halvtrycksatta och kylda;
• och helt kylda.

Världens första LNG-fartyg var Methane Princess (Methane Pioneer) med en dödvikt på 5 034 DWT.

Methane pioneer påbörjade sin resa den 25 januari 1959 från Calcasieu-floden på Louisiana Gulf Coast till Storbritannien. Det transporterade världens första havsladdning av LNG och levererade den säkert till Storbritannien.

Relaterad läsning: LNG-fartyg kan delas in i fyra kategorier när det gäller lastinneslutningssystem:

Moss (sfärisk typ A)

Detta system är uppkallat efter det företag som konstruerade dem, dvs. det norska företaget Moss Maritime. De flesta fartyg av denna typ har 4-5 tankar. Dessa tankar har ett arbetstryck på 22 kPa (3,2 Psi) som kan ökas vid behov.

Relaterad läsning: Världens största LNG-transportfartyg av MOSS-typ ’PACIFIC BREEZE’

IHI(Prismatic-Type B)

Den självbärande prismatiska tanken av typ B är konstruerad av Ishikawajima-Harima Heavy Industries och används i endast två fartyg. De löser problemet med ”sloshing” över membranen i tankarna för LNG-fartyg. På grund av flera incidenter i det förflutna har dessa tankar konstruerats för att klara interna olycksskador på grund av att intern utrustning släpps ut.

Relaterad läsning: Olika typer av tankfartyg: Det här är designen av membrantypen som är utformad av Technigaz. Denna består av våfflor, den primära barriären består av rostfritt stål med 12 mm tjocklek och det sekundära membranet följt av en primär isolering som är en ny med sekundär isolering. Alla dessa barriärer stöds av fartygets struktur utifrån.

GT96

Denna konstruktion som utformats av Gaztransport består av primära och sekundära membran som består av ett material Invar som inte har någon värmekontraktion. Här används plywoodlådor fyllda med perlit som isolering som spolas med kvävgas.

CS1

Det kombinerade systemet nr 1 utformades av Gaztransport & Technigaz. I denna konstruktion används de två bästa komponenterna, nämligen Mkll- och No96-systemen. Den primära barriären består av Invar och den sekundära av Triplex. Hittills har endast tre fartyg tillverkats med detta membransystem av ett varv.

Hur mycket rymmer en LNG-tankfartyg?

Dubbelskroviga konstruktioner används för att bygga LNG-fartyg. Varje fartyg består av fyra eller fem stora tankar för att hålla flytande gas. Dessa lastbehållare kan antingen vara sfäriska (Moss sphere design) eller geometriska membran (membran design) och varje behållare är tillverkad i flera lager. Dessa lager av tankar gör dem läckagesäkra och bidrar till att upprätthålla den nödvändiga kallare temperaturen inuti. Dessa tankfartyg är också utrustade med brandlarm och ett ordentligt isoleringssystem.

För 2006 låg LNG-fartygens lastkapacitet vanligtvis i intervallet 80-135 000 kubikmeter. Men i och med den tekniska utvecklingen byggdes 2006 de första LNG-fartygen med en kapacitet på över 200 och 266 000 kubikmeter i Qatar.

I början var sjöfarten av LNG ganska oekonomisk. Detta berodde på den mindre storleken på LNG-sjöfartscontainern och de högre resekostnaderna och andra kostnader. Men i och med teknikens framsteg och utvecklingen av större LNG-fartyg blev transporten av flytande naturgas mer ekonomisk, säkrare och effektivare.

Relaterad läsning: Den första kända tankern var mycket liten, endast 5034 DWT, men med utvecklingen av tekniken i utvecklade länder runt om i världen skedde en revolutionerande utveckling av storleken på LNG-fartyg. Det är därför vi i dag har ett LNG-tankfartyg med 128900 DWT.

MOZAH-fartyget från Qatar, som utvecklades 2006-2007 och sjösattes 2008, är världens största LNG-tankfartyg i dag. Det har en kapacitet på 266 000 kubikmeter och en storlek som motsvarar ungefär fyra fotbollsplaner (345 m längd och 53,8 m bredd). Vid en särskild ceremoni som anordnades på Samsung Heavy Industries varv på Geoje Island namngav hennes höghet Sheikha Mozah Bint Nasser Al-Missned det första största Q-Max LNG-fartyget, ”MOZAH”. Fartyget används för att transportera LNG som produceras av Qatargas II (även Qatar Liquefied Gas Company Limited) till Europa. MOZAH seglar under Marshallöarnas flagg.

Hudong-Zhonghua, ett skeppsbyggnadsföretag i en kinesisk stat som samarbetar med ett norskbaserat bolag, avslöjade ett underutvecklingsprojekt som troligen kommer att slutföras under nästa år. De har lovat att genom detta projekt bygga ett LNG-fartyg med en kapacitet på 270 000 kubikmeter. Om det färdigställs kommer det att bli världens största LNG-fartyg.

Specifikationer för MOZAH:

• MOZAH, ett LNG-fartyg av typen Q-Max, har en längd på cirka 1 132 fot eller 345 meter, tillsammans med en 53 m (174 fot) bredd och ett 12 m (39,4 fot) sommardrag. Denna jättestorlek och dess höga kapacitet gör resan lönsam och effektiv.
• Bruttotonnaget och det effektiva dödviktstonnaget för MOZAH-fartyget uppgår till 163 922 GT respektive 128 900 DWT. De höga värdena för DWT och GT gör det möjligt för lastfartyget att transportera 266 000 kubikmeter (9 400 000 kubikfot) flytande naturgas vid en ungefärlig temperatur på -163 °C (-261 °F).
• Den motor som används för att driva Mozah är 2 MAN B&W 7S70ME-C tvåtakts lågvarviga dieselmotorer som är elektroniskt styrda. Motorns totala uteffekt uppgår till 43 540 kW (58 390 hästkrafter) vid 91 varv per minut.

Relaterad läsning: Förstå designen av Liquefied Gas Carriers

Faror i LNG-fartyg

Den stora exporten av LNG sker på västkusterna, vilket introducerar tusentals LNG-tankfartyg per år. De flesta av dessa tankfartyg passerar genom smala vattenvägar och tätbefolkade områden. Farorna med LNG-fartyg bör därför tas på allvar.

LNG är i själva verket luktfri, färglös och giftfri, nedkyld metangas vid -162 °C, som egentligen är lättantändlig, men när den kommer i kontakt med luft omvandlas den snabbt till ångor som lätt fattar eld.

Denna brand kan växa upp till 150 meter i höjd och brinna under lång tid. Större faror med LNG-fartyg är- explosion, fumigering, spill etc.

Några större faror med LNG-fartyg beskrivs kortfattat enligt följande:

Explosion

Den allvarligaste riskgenererande faran med LNG-fartyg är explosionen av LNG-fartyg. LNG-fartygens flammor är mycket höga och har större räckvidd i sidled. Explosionen skadar inte bara fartygets rykte utan orsakar också icke återvinningsbara förluster, dvs. förlust av liv för fartygets besättning.

Största riskområden: De tre huvudområden på LNG-fartyg som är mycket utsatta för explosionsrisk är maskinrummet, motorrummen och lastkompressorrummen. Dessa områden måste förses med brandsläckningssystem med koldioxid. Brandsystemen ska uppfylla kraven i ISO 14520 och även uppfylla PFEER-koderna.

Förebyggande: Alla typer av utrustning som används för att utforma LNG-fartyget ska vara egensäkra och godkända enligt standarderna, vilket säkerställer att besättningen skyddas mot explosionsfaran.

Personal och utrustning som inspekterar fartyget ska vara ordentligt guidade och försedda med brandsläckningssystem. Ändå är LNG brandfarlig men den är farlig när den kommer i kontakt med en antändningskälla. Enligt IMRRA:s (International Maritime Risk Rating Agency) uppgifter placerades 12,5 % av alla LNG-fartyg i kategorin explosionsrisk 2017.

I dag används smart ultraljudsteknik i brandsläckningssystemet och garanterar ökad säkerhet.

Fallstudier: De senaste åren har många allvarliga fall av bränder i tankbilar inträffat. Ett kinesiskt tankfartyg exploderade i mars 2017, vilket resulterade i allvarliga skador på fartyget och tre besättningsmedlemmar försvann också. År 2012 bevittnades en explosion i centrala Kina som resulterade i att 5 besättningsmedlemmar miste livet.

Relaterad läsning: 12 typer av sjöolyckor

Risk för explosion av ångmoln

LNG förångas mycket snabbt, så volymen gasformig LNG blir 625 gånger större än den tidigare volymen flytande LNG. Så snart LNG-tanken på ett LNG-fartyg läcker, med läckage av flytande naturgas i luften, börjar dess inledande blixtförångning och genererar mycket ånga omedelbart.

När denna ånga blandas med den omgivande luften bildar den kall ångdimma och vit rök efter kondensering i luften. Den späds sedan ut och värms upp för att bilda ett brännbart gasmoln med luft och når explosiva koncentrationer (5 % 15 %), vilket leder till en ångmolnsexplosion. Denna ångmolnsexplosion övergår i en explosion av kokande vätska och bryter slutligen ut som brandrisk.

Brandrisk: LNG är högexplosivt och lättantändligt när det kommer i kontakt med atmosfären med en antändningspunkt på 650. Dess flammor sprider sig snabbt och bränner en stor massa som är ungefär dubbelt så stor som för bensin eller andra oljor. Den har en egenskap av rekognosering och återexplosion och det är svårt att utrota den.

När LNG i tankfartyget förvaras vid en lägre temperatur uppstår överdrivna termiska spänningar på grund av lokal avkylning, vilket leder till att skrovkonstruktionen förlorar sin duktilitet och ger spröda sprickor i skrovkonstruktionen.

Relaterad läsning: LNG är en brandfarlig substans som kan orsaka en stor del av den totala mängden gas i skrovet och som kan orsaka en stor del av den totala mängden gas i skrovet:

LNG-utsläpp:

När LNG läcker ut över vattnet orsakar det kryogena brännskador, kvävning, dispersion, bränder och explosioner. Allt detta är en fråga som ger upphov till stor oro när det gäller allmänhetens säkerhet. Nödvändiga säkerhetsåtgärder bör vidtas för att göra resan säkrare.

LNG-utsläpp har inte betraktats som farliga förrän ett fartyg med utsläpp kolliderar med ett annat fartyg och exploderar, eftersom LNG-utsläpp inte är skadligt utan en tändkälla, eftersom det snabbt förångas i vattnet och inte orsakar några skador på miljön eller på vattenlevande organismer.

Angreppssätt för att minska konsekvenserna av LNG-utsläpp: De potentiella farorna från ett LNG-utsläpp i vattendrag kan minskas med hjälp av vissa moderna tekniker eller en kombination av tillvägagångssätt, genom att använda förbättrad säkerhetsutrustning i LNG-tankfartyg, genom ordentlig övervakning och förbättrad säkerhet på fartygen samt genom att vidta försiktighetsåtgärder i olika verksamheter för att förhindra eller minska ett utsläpp.

Explosioner (som i allmänhet äger rum i slutna utrymmen), förbränningshändelser och deras snabba fasövergång kan potentiellt leda till sekundära skador i form av spill av LNG.

Följande är tillvägagångssätt för att hantera konsekvenserna av LNG-läckage:

• Säkerhets- och trygghetssystem för både fartyg och terminal, vilket inbegriper förbättrad övervakning eller tillsyn, förbättrad isolering av tankfartyget och andra skyddssystem för tankfartygets avståndsskydd. Bogserbåtar, fartygsbesättningar och fartyg bör få förbättrad övervakning.
• Förbättra och ändra eskorterna för LNG-tankfartyg, utöka fartygets kontrollzoner och förbättra säkerhetsarbetet i närheten av hamnar och terminaler. Korrekt kontroll bör göras av offshore-system för förtöjning och lossning.
• Det bör underlättas att beredskapssystemen fungerar korrekt för att minska brand- och spridningsriskerna. Det bör finnas en ordentlig samordning av räddningsinsatser och det bör möjliggöra en ordentlig kommunikation med övriga delar av fartyget.
• Håller fartyget i en säker zon, dvs. i ett område som ligger på mer än en mils avstånd. Det resulterar i en säker resa, men vissa bestämmelser bör följas om avståndet ska minskas till en halv till en halv mil, Om avståndet mellan hinder, som kan vara ett annat fartyg eller något naturligt hinder, och fartyget är mindre än en halv mil kan utsläppet brinna av fartyget, och därför bör resan undvikas i det fallet.

Dessa riskreducerande tekniker är användbara i större riskfyllda zoner där skadorna på liv och egendom är maximala och som inte kan fyllas upp igen. Om explosionen av flytande gaser kan kontrolleras orsakar utsläppet en liten eller ingen skada på havsmiljön eftersom de flesta flytande gaser är den icke-förorenande, rena och icke-toxiska produkten.

Det enda som måste tillgodoses vid utsläpp av flytande gaser är att de kan skapa stora mängder ånga när de späds ut med havsvatten, och dessa ångor kan orsaka brandutbrott eller explosioner eller vissa hälsorisker.

Relaterad läsning: Hur fungerar LNG-terminalen?

4.Fumigation:

Det är en process där flytande naturgas från maskinrummet eller andra trånga delar av fartyget blandas med den laddade luften så att den orsakar kvävning och gör miljön giftig. Det är vanligen en följd av LNG-utsläpp. För att minska fumigering av LNG-tankfartyg bör följande typer av utrustning vara i gott skick:

• Manuell avstängningsventil
• Filter
• Regulator för ånguttag
• Dubbel avstängningsmagnetventil
• Elektronisk strypventil

Den korrekta ventilationen och avgasventilerna kan också minska effekten av rökning genom att rökämnena släpps ut i den yttre miljön. Risken för rökning av LNG-tankfartyg är också mindre eftersom LNG-containrarna består av åtta lager isolerande material.

Sedan 1960-talet skeppar sjöfarten för flytande naturgas bulkmängder av flytande gas i containrar. Det har registrerats mer än 33 000 resor sedan 1964 som täcker nästan alla sju kontinenter. Det finns vissa faror i samband med transport av flytande naturgas med fartyg som huvudsakligen omfattar följande: LNG-utsläpp, explosioner och fumigering. Av dessa är explosionen den farligaste, vilket gör att LNG-fartygen betraktas som flytande bomber eftersom de ibland kan orsaka explosioner som är allvarligare än vissa atombomber.

Relaterad läsning: Vad är Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion (BLEVE)?

Men LNG kan transporteras på rätt sätt om förebyggande åtgärder vidtas. Risker som orsakas av andra flytande bränslen som bensin, diesel etc. är mycket större jämfört med LNG. Flytande naturgas orsakar inga skador på vattenlevande organismer eftersom den förångas (om det inte finns någon antändningskälla) så snart som LNG spillts över vatten.

LNG-sjöfartsnäringen har en oklanderlig säkerhetsredovisning. LNG anses vara extremt bra bland alla stora transport- och sjöfartsmaterial.

Disclaimer: Författarnas åsikter som uttrycks i den här artikeln återspeglar inte nödvändigtvis Marine Insights åsikter. Data och diagram, om de används, i artikeln har hämtats från tillgänglig information och har inte verifierats av någon lagstadgad myndighet. Författaren och Marine Insight hävdar inte att de är korrekta och tar inte heller något ansvar för dem. Åsikterna utgör endast åsikter och utgör inte några riktlinjer eller rekommendationer om någon åtgärd som ska följas av läsaren.

Artikeln eller bilderna får inte reproduceras, kopieras, delas eller användas i någon form utan tillstånd från författaren och Marine Insight.