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1、船舶货运第10章 散装谷物运输n10.1 航运散装谷物的概述n10.2 散装谷物船舶的稳性核算n10.3 改善散装谷物船舶稳性的方法及措施10.1 航运散装谷物的概述n1 散装谷物的特性n2 散装谷物对船舶稳性的影响n3 散装谷物专用船货舱的结构特点n4 散装谷物船的几种装载方案n5 散装谷物船运输全过程的装运注意事项1 散装谷物的特性一、散装谷物的概念nIMO谷物规则中定义：谷物（Grain）是指包括小麦（Wheat）、玉蜀黍（玉米）（Maize）、燕麦（Oats）、稞麦（Rye）、大麦（Barley）、大米（Rice）、豆类（Pulses）、种子（Seeds）以及由其加工的与谷物在自然状态
2、下具有相同特征的制成品。1 散装谷物的特性二、谷物具有的特性1）呼吸性。谷物的呼吸强度受粮谷的水分、温度、空气成分、籽粒状态等因素影响，其中水分是最重要的因素。谷物当含水量超过其安全水分含量标准时，呼吸强度骤然增强；在050范围内，呼吸强度随温度升高而增强；空气中氧气含量充足时呼吸强度增加；新谷、瘪粒、破碎粒、虫蚀粒等呼吸作用较强。谷物呼吸作用愈强，营养物质消耗愈多。这一方面降低谷物品质，另一方面使舱内谷物的温度和湿度升高，为舱内微生物繁殖和虫害的出现提供了条件。2）发热性。谷物发热的原因是粮谷自身、微生物、 虫害等呼吸作用产生热量积聚的结果。 3）吸湿和散湿性。谷物能吸收外界水分和向外散发
3、水分。 4）吸附性。谷物易感染或吸附异味和有害气体的特 性称其为吸附性。一经感染则散发很慢，或不能散 失，会影响食用甚至不能使用。 5）易受虫害作用。谷物易感染害虫，它们不仅蛀食 谷物，引起重量损失和质量降低，而且害虫在蛀食 、呼吸、排泄和变态等生命活动中，散发热量和水 分，促使结露、生芽、霉变，所产生的分泌物、粪 便、尸体、皮屑等还会污染粮谷。为防止虫害作用 ，谷物和货舱应用药物熏蒸。6）下沉性。指装于船舱内的散装谷物，在受船舶摇摆 、振动等作用下，谷物间的空隙逐渐缩小引起谷物 表面下沉的特性。谷物的下沉性与颗粒大小、形状 、积载因数、表面状态、含水量等因素有关。 7）散落性。散装谷物在船舶
4、摇摆、振动等产生的外力 作用下能自动松散流动的特性称为散落性。谷物的 散落性与颗粒大小、形状、表面状态、含水量、杂 质含量等因素有关，其大小用静止角表示。n静止角是指谷物由空中缓缓自然散落到平面上所形 成的锥体斜面与水平面的夹角，又叫休止角、自然 倾斜角或摩擦角。显然，静止角越小，散装谷物越 易流动，散落性越大。静止角静止角散装谷物船的积载过程2 散装谷物对船舶稳性的影响n散装谷物船舶在航行中因摇摆、振动等原因而引 起舱内谷物移动，从而影响船舶稳性，在恶劣海 况下船舶因谷物移动存在倾覆的危险性。3 散装谷物船的结构特点1）单甲板，双层底n从便于装卸和减小舱内谷物移动倾侧力矩考虑，货舱都采用单层
5、甲板结构。双层底舱的设置能起到增加压载量，提高船舶抗沉性等作用。3 散装谷物船的结构特点2）舱口宽大，舱口围较高n船舶舱口较大，对货物装卸提供了便利条件。装货时通过向不同方向移动装船机械，使货物能够流向货舱边缘，减小货舱四周空当；卸货时，又使装卸机械可卸出任意位置处的货物而减小清扫工作量。n对于初始呈满载或接近满载的散装谷物装载舱，当舱内谷面下沉后，较高的舱口围能保持谷面仍处于较小的舱口围范围之内，以起到减小谷物移动倾侧力矩的作用。3 散装谷物船的结构特点3）设置顶边水舱和底边水舱，舱壁呈斜面形n顶边和底边水舱的倾斜面与水平面的夹角，一般设 计成略大于常运谷物的静止角（至少为30）。n顶边水舱
6、倾斜面的设置能在船舶装货或航行中使谷 物能自动充满舱内两舷顶边水舱的倾斜面，以减小 谷物移动的倾侧力矩并可减少平舱工作量。n底边水舱倾斜面的设置能在卸货时起到自动集货于 舱底的中部，减少清舱工作量及提高卸货速度。顶 边和底边水舱在空载时通常作为压载水舱使用，以 便于使船舶适应散装谷物货流流向单一而经常空载 或兼运其他散货时对船舶稳性和适航性的要求。顶边水舱和底边水舱4 散装谷物船的几种装载方案一、经平舱的满载舱n指经充分平舱后，使甲板下方和舱口盖下方的所有空间最大限度的充满谷物的任何货舱称为经平舱的满载舱。船舶在此种装载情况下，谷物移动对稳性的不利影响最小。4 散装谷物船的几种装载方案二、未经
7、平舱的满载舱n指应使舱口范围内装满至可能的最大程度，但在舱口以外，专用舱在舱的两端可免于平舱，非专用舱除考虑甲板上经添注孔开口谷物可自由流入舱内形成流入状货堆的影响外，甲板下其他空当处可免于平舱的货舱。n船舶在此种装载情况下，谷物移动对稳性的不利影响要明显大于上述经平舱的满载舱。4 散装谷物船的几种装载方案三、部分装载舱n又称松动舱，指经合理平舱后将谷物自由表面整平，但未达到上述两种满舱状态的任何货舱。船舶在此种装载情况下，谷物移动对稳性的不利影响随货舱结构形状及谷物装舱深度而变化，通常要远远超过上述两种满载舱。4 散装谷物船的几种装载方案四、共同（通）装载舱n指多用途船或一般干货船装载散装谷
8、物时，在底层货舱舱盖不关闭的情况下，将底层货舱及上面的甲板间舱连通后作为一个舱进行装载的货舱称为共同（通）装载舱。n当谷物装载超过底层货舱舱盖高度时，采用该种装载形式与将底层货舱舱盖关闭（即在底层货舱及其上面的甲板间舱内存在两个自由谷面）比较，前者谷物移动对稳性的不利影响通常较后者要减小许多。5 散装谷物船运输全过程的装运注意事项一、装货前的货舱准备工作n船舶在装货前，应全面检查货舱及其设备，并使之 处于适货状态，其主要工作有：1）清扫货舱，使货舱处于清洁状态，无残留物、铁 锈、漆皮等杂物。2）排出舱内汗水和湿气，使舱内保持干燥状态。3）若舱内存在虫害，则需对空舱进行熏蒸，使货舱 保持无虫害和
9、鼠害。4）舱内应无异味，以防谷物受到感染。如存在异味 ，可用化学药剂等方法除味。5 散装谷物船运输全过程的装运注意事项5）货舱两舷、舱底及舱盖应保持水密，无渗漏状态，防 止货物水湿，为此需事先检查，如发现有渗漏现象，应 立即修复。6）疏通污水沟（井），保持其畅通。7）对货舱污水泵和通风设备做全面的检查并试运行，使 其处于良好的状态。8）申请验舱并取得验舱证明。n当拟装谷物的每一货舱均满足上述要求时，可向装货港 有关部门申请验舱，只有当验舱合格并取得验舱合格证 明后，才允许装货。5 散装谷物船运输全过程的装运注意事项二、装货过程中的注意事项 1）选择好天气装货，甲板上不得有积水。 2）装货过程中
10、，应按船方制定的装舱顺序装货，保证船 体纵向强度。 单头作业：各舱轮流装，且分23轮装完。 双头作业：可隔舱同时装载，但应分23轮装完。 多头作业：可各舱同时装载。 3）装货过程中，可保持一定的尾倾，严禁出现横倾。 4）装货过程中，值班人员注意吃水的变化。 5）装货中注意检查谷物的质量，如含水量、有无虫害、 杂货含量等。5 散装谷物船运输全过程的装运注意事项6）各舱装货结束时，应按要求进行平舱。对任何经平舱 的满载舱，应使甲板和舱口盖下方的所有空间装满至可 能的最大限度；满载舱未经平舱时，应使谷物在舱口范 围内装满至可能的最大限度；部分装载舱的所有自由谷 面应平整成水平状。 7）经计算稳性不符
11、合要求时，应采取适当的减移措施。 8）装载结束时应消除船舶横倾，保持船身正浮出港。 9）谷物装完后，港方根据岸上计量器计算出装载量并绘 出积载图交船方。船方也应利用装载水尺计算装货量， 以供核对时参考。 10）开航前，按贸易合同规定进行熏舱。5 散装谷物船运输全过程的装运注意事项三、航行途中保管注意事项n航行途中应定时测定舱内污水阱（沟）内水位，及时排 除污水。应注意经常检查舱内防移装置（当设置时）的 状况是否良好。应尽量避免在货舱邻近的液舱内进行燃 油加热。n货舱通风可以根据杂货运输中防止舱内产生汗水的原则 进行。但必须认识到，对于导热性很差的散装谷物的通 风仅仅局限于谷物的上层，企图将货堆
12、内部谷物呼吸产 生的水分和热量全部排出舱外是不可能的。因此，保证 谷物的低含水量对保证谷物运输质量显得尤为重要。5 散装谷物船运输全过程的装运注意事项四、卸货过程中注意事项n卸货前，货主通常委托有关机构人员上船检查各 舱内谷物的状况。只有在确认未发现待卸谷物存 在水湿、霉变、虫害、污染等情况时，才准许开 始卸货。因此，在船舶航行途中及抵港前，应注 意检查舱内上层谷物的状况，以便发现问题后及 时采取应急补救措施。n卸货时通常用吸粮机或抓斗进行。卸货过程中值 班人员必须注意船舶吃水的变化对缆绳的影响。 卸货过程中，必要时应及时压载。6 散货船事故我国研究单位研究发现：1992-1999年，世界上散
13、货船灭适量为69艘/280万DWT，按DWT计算，散货船灭失量站世界商船队灭失总量的37%。其中87%的灭失船舶为老龄船（15年）：1、船体结构损坏导致船舶进水，进水量过大使船舶储备浮力损失过多或完全丧失以导致船舶沉没。2、由于船体遭受腐蚀、疲劳等累积性的失效损伤和偶然损伤，导致船体强度下降，同时剪力和弯矩发生变化。3、进水后稳性不足而倾覆。10.2 散装谷物船舶的稳性要求n1 SOLAS74对散装谷物船舶稳性要求n2 法定规则对散装谷物船舶稳性要求1 IMO谷物规则对散装谷物船舶稳性要求一、谷物下沉和倾侧计算模型假定 1）谷物表面下沉部分装载舱谷物表面下沉忽略不计。满载舱按舱口内和 舱口外两
14、部分计算：n对于舱口内，设定舱口盖最低部分与舱口围板的顶端中 较低者起到谷物表面之间存在一空当，其平均深度为 150mm；n对于舱口外的甲板下面，设定所有与水平面倾角小于 30的边界下面存在一个不小于100mm的空当，其大小 决定于货舱有关尺度。2）谷物表面倾侧n部分装载舱按谷面与水平面成25倾侧；经平舱的满载舱按谷物表面与水平面成15倾侧。对未经平舱的满载舱，在舱口范围内及舱口两侧，其倾侧谷面与水平面成15；在舱口两端，倾侧谷面则与水平面成25。二、稳性衡准n任何装运散装谷物的船舶在整个航程中的完整稳性，在 上述假设计算条件下，至少应满足以下要求：1）经自由液面修正后的初稳性高度应0.30m
15、； 2）由于谷物移动使船舶产生的横倾角应12，但1994年1月1日以后建造的船舶尚应考虑甲板边缘入水角，取两者中较小者； 3）在静稳性曲线图上，静稳性力臂曲线、谷物倾侧力臂曲线及右边界线所围面积，即剩余动稳性应0.075m.rad。10.3 改善散装谷物船舶稳性的方法及措施n1 减小谷物移动倾侧力矩n2 改善装载方案n3 IMO谷物装运规则有关散装谷物的防移装置n4 适用于满载舱的止移措施n5 适用于部分舱的止移措施1 减小谷物移动倾侧力矩n减小谷物倾侧力矩可使谷物移动引起的船舶横倾角减小 并使船舶剩余动稳性增大，它是改善散装谷物船舶稳性 的主要措施。n倾侧力矩由满载舱和部分装载舱两部分倾侧力
16、矩组成： （1）满载舱，无论是否平舱，其假定移动倾侧力矩为 一常值。（2）部分装载舱，倾侧力矩随舱别、装舱深度变化， 其值在全船谷物倾侧力矩中占有较大比例。因此，为减 小谷物倾侧力矩，首先应考虑部分装载舱的选择及装舱 情况。措施n减少部分装载舱数目；n尽可能将宽度和长度较小的货舱作为部分装载舱；n谷物装舱深度应避免使该舱谷物倾侧力矩处于峰值附近；n视谷面位置确定是否采用共通装载方式；n采取平舱措施。2 改善装载方案n降低船舶重心，增大初稳性高度。在条件许可时加排压载水、减小自由液面的影响、合理使用及配置油水等亦可适当增大初稳性高度。3 有关散装谷物的防移装置n 防移装置通常有补给装置、止移装置、舱口盖固定装 置和谷面固定装置。 补给装置n补给装置包括填注漏斗和围阱。填注漏斗设置在二层舱 两舷，通过二层甲板上的填注孔补给底舱的空当；围阱 设置在主舱口上，起限制谷物移动的作用。 止移装置n包括止移板、立柱、撑柱、水平拉索四部分。 谷面固定装置，适用于部分装载舱。4 适用于满载舱的止移措施1）设置纵隔壁2）设置托盘n除装载亚麻子和具
