Fritt-fall-livbåt

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
(Omdirigert fra «Fritt-fall-livbåter»)
Fritt-fall-livbåt på ramp
Fritt-fall-livbåt.
Foto: Hank van Helvete~commonswiki, 2006

En fritt-fall-livbåt er en livbåt som slippes ned i sjøen ved evakuering i nødsituasjoner. En skiller mellom sliskelivbåter og dropplivbåter ut fra utsettingsarrangementet.

De er montert i ramper med stuphøyde opp til 40 meter. Under sjøsetting kan baugen på disse båtene skjære ned til 15 meters dyp.

Båter lages i materialer som stål, aluminium, komposittmaterialer, glassfiber-, aramid- eller karbonfiberarmerte plast (ofte polyester) eller i kombinasjoner.

Båtene er uegnet på grunt vann og i islagte farvann. Det vil ofte være begrensninger i hvilke bølgeforhold en bør droppe båtene, gjerne beskrevet som signifikant bølgehøyde.

Bruken av fritt-fall-livbåter[rediger | rediger kilde]

Et av problemene under evakueringen ved Alexander L. Kielland-ulykken var at det var vanskelig å frigjøre lårelivbåtene. I den grove sjøen var alltid et av opphengene under belastning og var vanskelige å løse ut. Innledningsvis kom en ikke til noen beslutning idet det kort tid tidligere hadde vært et uhell der det motsatte skjedde – utløsemekanismen hadde løst ut for tidlig og livbåten falt i sjøen fra stor høyde. I denne ulykken omkom tre personer. Resultatet ble at offshorenæringen i Norge tok i bruk fritt-fall-livbåter.[1]

På tørrlastskip, tankskip og oljeplattformer hvor alle potensielle brukere har gjennomgått opplæring og er profesjonelle brukere med de nødvendige sertifikater, er livbåtene nå ofte av frittfall-type.

I 2005 gransket Statoil en hendelse med en sliskelivbåt som ble skadet under en dropptest på Veslefrikk B. Statoils rapport avdekker at livbåten hadde svakheter på overbygget. Det var blant annet flere sprekker, overbygget var bøyd ned minst 20 cm og en luke var revet av. De tre livbåtene av denne typen på Veslefrikk B ble umiddelbart satt ut av drift, og produksjonen ble nedstengt.[2][3] I ettertid viste det seg at de fleste fritt-fall-livbåtene på sokkelen var underdimensjonerte. En har siden oppdatert kravene til slik båter betydelig med blant annet krav til modellforsøk, styrkeanalyser, krav til nedbøyning av tak, seter og setefester. I 2008 ble det kjent at det ikke var mulig å utløse en frittfall-livbåt på Veslefrikk B. Problemet ble avdekket i forbindelse med at denne båten skulle sjøsettes for å gjøre plass til en ny livbåt. Utløserkroken ble smurt og beveget en del ganger slik at kroken løste ut. Vernetjenesten krevde at frittfall-livbåtene skulle tas ut av drift og at bemanning på innretningen skulle justeres ned til tilgjengelig konvensjonell livbåtkapasitet på Veslefrikk A. Utskifting til nye frittfall-livbåter fortsatte, og testing ble utført. Noen dager etterpå ble det konstatert at det var problemer med å utløse kroken på de nye frittfall-livbåtene når disse var fullastet.[4][5]

Hendelsene medførte en stor tillitskrise for denne typen livbåter. Oljeselskapene, DNV GL, livbåtleverandørene og Petroleumstilsynet har i årene etter gjort en stor innsats for å få sikrere fritt-fall-livbåter. I 2010 ble den nye standarden fra DNV GL gjort gjeldende for alle nye faste innretninger på norsk sokkel. I 2015 ønsket Petroleumstilsynet å gjøre den gjeldende også for eksisterende plattformer. Arbeids- og sosialdepartementet ville likevel ikke pålegge næringen dette.[6]

Regelverk[rediger | rediger kilde]

Fritt-fall-livbåt.
Foto: Paul, 2008.

SOLAS-konvensjonen og LSA-koden[rediger | rediger kilde]

Fritt-fall-livbåter er underlagt SOLAS-konvensjonen (Safety of life at Sea), som er en FN-konvensjon. Etterlevelse av International Life-Saving Appliance Code (LSA-koden) utgitt av IMO i 1974, er obligatorisk under SOLAS-regelverket.

LSA-koden krever blant annet at fritt-fall-livbåter skal

  • være sertifisert,[7]
  • kunne sjøsettes sikkert med krengning av plattformen eller skipet på 10 grader framover (engelsk list) eller 20 grader sideveis,[8]
  • ha spesifiserte mengder av mat, drikke, lys, drivstoff og varme med mer,[9]
  • en minimumshastighet på 6 knop i 24 timer,[10]
  • tåle å være helt omsluttet i en oljebrann i 8 minutter,[11] og
  • ha luft til ti minutters gange uten at temperatur og luftkvalitet inne i båten blir uakseptabel,[12]
  • skadestabilitet med krengning på 1,5 grader eller 10 cm vann i hele livbåtens lengde.[13]

DNV GL-standarden[rediger | rediger kilde]

Standarden DNVGL-ST-E406 er obligatorisk for de som har sertifisert livbåtene i DNV GL, og anbefalt norm dersom en velger å sertifisere båtene i andre selskaper for bruk i norsk petroleumsvirksomhet.

DNV GL har en rekke funksjonskrav til livbåtene, som:

  • Båten skal kunne bemannes, og gjøres klar for dropping i løpet av tre minutter.[14]
  • Den skal sjøsettes med krengning på skipet eller plattformen på inntil 17 grader.[15]
  • Den skal kunne manøvrere vekk fra oljeplattformen uten å kollidere i hundreårsbølger.[16]

Videre er det en rekke krav til utstyr om bord som systemer for frigjøring av livbåtene, drivstoff, maskineri, vanntilførsel, lys, ventilasjon og elektrisk utstyr.

Livbåtførere skal trenes regelmessig.[17]

NOROG-retningslinjene[rediger | rediger kilde]

Norsk olje og gass (NOROG) krever at de som jobber i norsk petroleumsvirksomhet skal også ha trening i bruken av livbåtene for å sikre at livbåtene bemannes hurtig og effektivt i en krisesituasjon og at hode- og livbelter festes riktig.[18]

Dimensjonering av skrog og overbygning[rediger | rediger kilde]

Fritt-fall-livbåt.
Foto: Pline, 2008

Kontroller i grensetilstander[rediger | rediger kilde]

Dimensjonerende laster og styrke er beskrevet i standarden DNVGL-ST-E406.[19] Livbåtene dimensjoneres etter grensetilstandsmetoden. Grensetilstander er definerte tilstander der en konstruksjon eller et konstruksjonselement er på grensen til å være uegnet eller ikke tilfredsstiller de krav som settes. Oftest brukes fire grensetilstander: bruksgrensetilstandene, bruddgrensetilstandene, utmattingsgrensetilstandene og ulykkesgrensetilstandene. Konstruksjoner og konstruksjonselementer skal kontrolleres i alle fire grensetilstandene, før en kan bekrefte at de er egnet for bruk. For livbåter regner en normalt ikke med utmatting som bidragsyter.

Bruksgrensetilstand (engelsk: Serviceability Limit State (SLS)) er en grensetilstand som svarer til en bestemt grense for funksjonsdyktighet eller bestandighet som ikke skal overskrides ved normal og jevnlig bruk. Slike grenser er oftest fastlagt i sammenheng med faren for uakseptable forskyvinger, setninger, tøyninger, riss og liknende. For livbåter har det vært satt krav til nedbøyning av taket, slik at taket ikke skal treffe hodet på de som sitter inne i båten.

Bruddgrensetilstand (engelsk: Ultimate Limit State (ULS)) er en grensetilstand som svarer til en definert kapasitet til hele konstruksjonen eller et konstruksjonselement. Denne kapasiteten er bestemt av faren for brudd eller av store uelastiske forskyvninger eller tøyninger som kan sammenlignes med brudd, fri avdrift, kantring eller synking. Kollisjonen med vannflaten dimensjoneres i bruddgrensetilstandene. Kollisjonslasten er avhengig av en rekke forhold som stuphøyden, stupvinkelen, hvor passasjerene sitter i båten, hvor mye de veier, om det er bølger i sjøen, vindhastigheten med mer.

I ulykkesgrensetilstandene (engelsk: Accidental Limit State (ALS)) fastsetter en lastene med lav sannsynlighet (ofte årlig sannsynlighet på 10−3 til 10−4). En kontrollerer så at effekten av lastene (lastvirkningene eller responsen) er lavere en styrken på den aktuelle konstruksjonen. En tillater skader (plastiske deformasjoner), så lenge hovedbæreevnen er ivaretatt - livbåten skal ikke knuse, velte eller synke. En kontrollere blant annet brannlaster i denne grensetilstanden.

Modellforsøk av stupene[rediger | rediger kilde]

Det er som regel nødvendig å gjøre modellforsøk i et bølgebasseng for å fastsette lastene på skroget og overbygningen.[20] Grunnen er at de teoretiske analysemodellene er usikre, og må kalibreres mot modellforsøk for å få ønsket nøyaktighet.

Modellen bør være minst en meter lang, og ha en modellskala i området 1:10 til 1:15.[21]

Det bør gjøres modellforsøk [22]

  • i stille vann,
  • i bølger fra forskjellige retninger opp til hundreårsbølger,
  • i vindtunell,
  • med samtidig vind og bølger.

Analyser av stupene[rediger | rediger kilde]

En illustrasjon på resultater fra væskesimulering ved bruk av VOF-metoden. Det viser hva som skjer med væskeoverflaten, dersom en slipper ned en kule.
Foto: Aniszewski Wojciech, 2011

Volume of fluid-metoden (forkortes VOF) (engelsk computational fluid dynamics forkortet CFD) er den metoden som har vist seg best anvendelig til å regne på stupfasen for en livbåt. Det er en teknikk for modellering av frie overflater på væsker. Det vil si en numerisk teknikk for sporing og lokalisering den frie overflaten, grensesnittet mellom to væsker eller grensesnittet mellom en væske og et bevegelig fast legeme. Metoden har problemer med

  • få til billige modeller som er tilstrekkelig nøyaktige.[23]
  • Korrekte randbetingelser (engelsk boundary conditions).[24]
  • Viskøse grenselag (engelsk boundary layers).[24]
  • Metoden tillater at væskepartikler skiller lag med resten av væsken, men det kan føre til uønsket tap av masse.[24]
  • Konservering av masse.[23]
  • Håndterer som regel bare todimensjonal strømning.[24]
  • Antakelser om inkompressibel væske medfører at en lokalt kan få uendelig store trykk. En må da midle dette trykket på en måte som gir et fysisk rimelig resultat.

Det er derfor nødvendig å verifisere resultatene med modellforsøk.[25]

Branntesting[rediger | rediger kilde]

DNV GL krever at det gjøres branntester av skroget i ti minutter. Skroget skal fortsatt være funksjonsdyktig, og temperaturen innvendig skal da ikke overstige 35 grader Celcius.[trenger referanse]

Materialvalg og fabrikasjon av skrog og overbygning[rediger | rediger kilde]

Mange ulike materialer kan brukes i livbåtene, hver med sine spesielle fordeler og ulemper. Det gjør at en må velge materialene på de ulike delene av livbåtene med omhu. Standardiserte løsninger omfatter materialvalg med stål, aluminium, komposittmaterialer, glassfiber-, aramid- eller karbonfiberarmerte plast eller i kombinasjoner. Vinduer lages av andre materialer. Plastmaterialene i laminatene er oftest polyester, vinylester eller epoxy.

Materialene skal tåle å stå i sollys med opp til 80 grader Celscius, og i den laveste døgnmiddeltemperaturen i området den skal brukes.[26] I tillegg skal den tåle brannlaster i noen minutter.

Material- og fabrikasjonskravene til stål og aluminium er i stor grad som annet konstruksjonsmaterialer for skip og plattformer.[27]

Laminater påføres i stor grad ved spraying, med lag som sprayes oppå hverandre. Egenskapene til hvert lag skal spesifiseres. Kravene er avhengig av materialet som brukes, og kan omfatte: styrke, kjemisk sammensetting, bruddtøyning, bruk av kontinuerlige fibre og begrensninger i påførte tykkelser.[28]

Noen av egenskapene til plastmaterielene

  • Aramider tåler dårlig bøyespenninger[29] og slitasje.[30]
  • Polyester anbefales ikke brukt ved temperaturer over 90 grader Celcius. Langvarig eksponering for høye temperaturer i vann eller vanndamp kan medføre gradvis styrketap.[31]
  • Epoxy har god festeevne og er motstandsdyktig mot kjemikalier og varme.
  • Vinylester er en hard plast som erstatter polyester der det er høye krav til holdbarhet, spesielt i sjø.
  • Styrken i polyetylen svekkes med tiden,[32] og har lavere smeltetemperatur enn polyester. De brukes gjerne til seter i livbåtene.

Menneskelige reaksjoner på droppfasen[rediger | rediger kilde]

Testfasilitet for fritt-fall-livbåter.
Foto: Andrew Wood, 2004.

De mest utsatte setene for menneskelig komfort i livbåtene, er de som er langt framme eller langt bak. På flere eldre livbåter er det derfor noen rader med seter fjernet.

Skademuligheter[rediger | rediger kilde]

Av kroppens bein er skallen og kneskjellene de mest utsatt i kroppen.[33] Skader på myke organer er komplekse og en kjenner lite til hva som skjer. Det er noen hovedtyper av skader som er mye undersøkt og er kjent.

  • ”Klinisk syndrom” er det hyppigste følgen av store mekaniske påkjenninger. Det medfører tap av bevissthet, forstyrrelser i synet og balanse. Dette er normalt en helt reversibel prosess.
  • For hodeskader er det tabeller over laster som fører til skader (engelsk ”fracture”) på de ulike delene av skallen.[34]
  • Indre hodeskader er ikke fullt ut forstått. Store akselerasjoner kan føre til relative bevegelser mellom hjernen og skallen, og blodårer til hjernen med mer kan bli skadet. Det er gjort forsøk med dyr herunder aper – og det er funnet toleransegrenser for mennesker, som funksjon av tyngdeakselerasjonen. Det er ulike metoder (som severity index – SI og head injury criterion – HIC) for å beregne skadevirkningene i hjernen. Skaden er i begge avhengig av akselerasjonsnivået og varigheten (typisk millisekunder). Den største usikkerheten er i betydningen av eksponeringstiden.
  • Skader på bein i ansiktet.
  • Nakkeskader fås ved lave laster og er avhengig av bevegelsesretningen og om en får strekk, trykk eller bøying.[35] Nakken får fort skader ved bøying.[36]
  • Brystet er en ribbekonstruksjon med flere organer som hjerte, lunger, luftrør, spiserør og større blodkar. Den mest vanlige skaden er på luftrørsblodåren. Hjerteskader er forårsaket av sammenpressing av hjertet. Skademuligheten er størst når hjertet er i den posisjonen av pumpe-syklusen, der den er full av blod.
  • Underlivet er det minst undersøkte og forståtte delen av kroppen. Den består av en rekke indre organer. Den øvre delen av underlivet er mer utsatt enn den nedre. Det som oftest blir skadet er lever, nyre, milt, tarmer, bukspyttkjertel og urinblæra. Diagnostisering og lokalisering av indre skader er vanskelig og krever ofte rask operasjon. Skadene endres ved bruken og utformingen av setebelter.[37] Folk under 30 år tåler typisk 50% høyere laster enn de som er over 50 år.
  • Bekken til tærne. Her er det gjort en god del forsøk på hva som skal til for å skade ulike knokler og ledd. Det er ulike verdier på ulike ledd.[35]

Metoder for skadeanalyser[rediger | rediger kilde]

Det er flere forenklede metoder å beregne skade på personer ved kollisjoner:[38] Akselerasjonsverdiene fastsettes normalt ved kollisjonstester av dukker eller kadavre.

  • DR-metoden er basert på vurdering av øyeepler. En baserer seg på 28 år gamle menn og beregner sjansen for skader.
  • Hybrid II-modellen er utviklet av General Motors Corporation og gir 50% skadesannsynlighet for voksne menn.
  • CAR-indeks (engelsk for Combined Acceleration Ratio) eller DRSS-metoden gir en indeks, der størrelsen på indeksen indikerer skadeomfanget på øyeeplet. Den vurderer bare størrelsen og ikke varigheten på akselerasjonen. En kombinerer effektene av akselerasjoner fra ulike retninger.[39] En kan også skille mellom akselerasjoner ut av setet (CAR1) og inn i setet (CAR2).[40]
  • HIC36 (engelsk Head Injury Criteria) er en indeks for effekten på hodet av en akselerasjonstidsserie som varer i 36 millisekunder.[41]
  • Akselerasjonsverdier i forhold til tyngdens akselerasjon (g-verdier).

Metodene er lette å bruke, og gir en rimelig indikasjon på sikkerheten når det er en god kobling mellom personen og setet. Metodene kan ikke forutse om en skade vil oppstå, eller hva slags skade som kan oppstå, men si noe om sannsynligheten for skade for personer med fysiske egenskaper, alder og kjønn som samsvarer med de personene som er undersøkt, og for de samme innfestingsordningene.[38] En rekke tester er gjort med unge, godt trente militære mannskap, og gir ikke nødvendigvis rimelige verdier for et tilfeldig utvalg av personer.

Produsenter[rediger | rediger kilde]

Testanlegg ved Årsnes ferjekai, Rosendal i Hardanger.

I Norge er det to store produsenter

Begge selger båter til store deler av verden.

Noter[rediger | rediger kilde]

  1. ^ Lancaster, John Frederick: Engineering catastrophes: causes and effects of major accidents, Woodhead Publishing, 2000, ISBN 1855735059, s.112
  2. ^ Petroleumstilsynet: Ptils oppfølging etter skade på livbåt på Veslefrikk B, 7.7.2005 - http://www.ptil.no/nyheter/ptils-oppfolging-etter-skade-pa-livbat-pa-veslefrikk-b-article2174-702.html.
  3. ^ Statoil: Gransking: Skade på sliskelivbåt nr. 3 ved dropptest 21.06.2005, Bergen, 2005 - http://www.ptil.no/getfile.php/131027/z%20Konvertert/Helse%2C%20milj%C3%B8%20og%20sikkerhet/Hms-Aktuelt/Dokumenter/veslefrikkstatoilrapport.pdf
  4. ^ Arvid Steen: Ptil gransker livbåt-krøll, Sysla, 9.1.2009 - http://sysla.no/offshore/ptil_gransker_livb229t-kr248ll/.
  5. ^ Sigurd Robert Jacobsen, Oddvar Øvestad, Arne Kvitrud og Vidar Kristensen: Livbåthendelse Veslefrikk B og Kristin, Petroleumstilsynet, 27.3.2009 - http://www.ptil.no/getfile.php/137368/PDF/Granskingsrapport_Livbat_kristin_veslefrikk_UTENNAVN.pdf.
  6. ^ Arbeids- og sosialdepartementet: Strategi for å forbedre livbåtsituasjonen offshore, Oslo, 1.12.2015 - https://www.regjeringen.no/no/dokumenter/strategi-for-a-forbedre-livbatsituasjonen-offshore/id2466953/.
  7. ^ LSA-koden, 2003, punkt 4.7.7.
  8. ^ LSA-koden, 2003, punkt 4.7.3.1.
  9. ^ LSA-koden, 2003, punkt 4.1. og 4.4.8.
  10. ^ LSA-koden, 2003, punkt 4.4.6.8.
  11. ^ LSA-koden, 2003, punkt 4.9.
  12. ^ LSA-koden, 2003, punkt 4.8.
  13. ^ LSA-koden, 2003, punkt 4.4.5.2.
  14. ^ DNVGL-ST-E406 design og free-fall lifeboats, 2016, punkt 7.2.2.
  15. ^ DNVGL-ST-E406 design og free-fall lifeboats, 2016, punkt 7.2.3.
  16. ^ DNVGL-ST-E406 design og free-fall lifeboats, 2016, punkt 7.4.2.3.
  17. ^ DNVGL-ST-E406 design og free-fall lifeboats, 2016, punkt 7.6.2.
  18. ^ NOROG: 002 Anbefalte retningslinjer for sikkerhets- og beredskapsopplæring, 2915 - https://www.norskoljeoggass.no/Global/Retningslinjer/HMS/SikkerhetsOgBeredskapsopplæring/002%20-%20Retningslinjer%20for%20sikkerhets-%20og%20beredskapsopplæring.pdf[død lenke].
  19. ^ DNV GL-standarden DNVGL-ST-E406 design og free-fall lifeboats, 2016.
  20. ^ DNVGL-ST-E406 design og free-fall lifeboats, 2016, kapittel 9.
  21. ^ DNVGL-ST-E406 punkt 9.2.2.2 og 9.2.3.1.
  22. ^ DNVGL-ST-E406 punkt 9.2.
  23. ^ a b Vestbøstad, Tone M. "A numerical study of wave-in-deck impact using a two-dimensional constrained interpolation profile method." (2009).
  24. ^ a b c d A.E.P. Veldman og R.H.H. Huijsmans: Extreme wave impact on offshore platforms and coastal structures, Marin, 2008.
  25. ^ DNVGL-ST-E406 punkt 9.1.12 med flere.
  26. ^ DNVGL-ST-E406 design og free-fall lifeboats, 2016, punkt 5.1.2.1.
  27. ^ DNVGL-ST-E406 design og free-fall lifeboats, 2016, punkt 5.3, 5.4 og 5.5.
  28. ^ DNVGL-ST-E406 design og free-fall lifeboats, 2016, punkt 5.6.
  29. ^ Marlow ropes: Formulae and quick references, - http://www.marlowropes.com/technical/formulae-and-quick-reference.html Arkivert 15. februar 2015 hos Wayback Machine..
  30. ^ McKenna, Henry A., John WS Hearle og Nick O'Hear. Handbook of fibre rope technology. Elsevier, 2004, side 67.
  31. ^ McKenna, Henry A., John WS Hearle, and Nick O'Hear. Handbook of fibre rope technology. Elsevier, 2004, side 138f.
  32. ^ Eric McCorkle, Rafael Chou, Danielle Stenvers, Paul Smeets, Martin Vlasblom, Edwin Grootendorst: Abrasion and residual strength of fibre tuglines, International tug and salvage convention prceedings, paper no. 2, 2004.
  33. ^ The Engineering Society for advancing mobility Land, Sea, Air and Space (SAE): Human tolerance to impact conditions as related to motor vehicle design, juli 1986.
  34. ^ The Engineering Society for advancing mobility Land, Sea, Air and Space (SAE): Human tolerance to impact conditions as related to motor vehicle design, juli 1986, side 9.
  35. ^ a b The Engineering Society for advancing mobility Land, Sea, Air and Space (SAE): Human tolerance to impact conditions as related to motor vehicle design, juli 1986, side 18ff.
  36. ^ Standarden DNVGL-ST-E406 design og free-fall lifeboats, 2016, punkt 8.2.7.13.
  37. ^ Gravide er en særlig utfordring. Se for eksempel ACAR, B.S. and WEEKES, A.M., 2006. Measurements for pregnant drivers' comfort and safety. International Journal of Vehicle Design, 42 (1-2), side 101-118. - https://dspace.lboro.ac.uk/dspace-jspui/bitstream/2134/23619/1/Measurements%20for%20pregnant%20drivers%20comfort%20and%20safety.pdf.
  38. ^ a b Nelson James K jr, Peter J Waught og Alan Schweickhardt: Injury criteria of the IMO and hybrid III dummy as indications of injury potential in free-fall lifeboats, Ocean Engineering, volum 23, nr. 5, side 385-401, 1996.
  39. ^ Standarden DNVGL-ST-E406 design og free-fall lifeboats, 2016.
  40. ^ Standarden DNVGL-ST-E406 design og free-fall lifeboats, 2016, punkt 8.2.3.3.
  41. ^ Standarden DNVGL-ST-E406 design og free-fall lifeboats, 2016, punkt 8.2.3.5.
Hentet fra «https://no.wikipedia.org/w/index.php?title=Fritt-fall-livbåt&oldid=23304715»