船舶装运散装谷物的稳性要求中远(香港)航运有限公司 李 贵成[内容提要]散装谷物运输是千散货船舶运输 中的 一个重要组成部分论 文根据谷物特性和公约要求阐述 了干散货船舶装运谷物的特` 点、 要求,及 其在 实际工作 中的运 用,以及如何运用快捷有效的手段 完成谷物的配载:关键词 :谷 物特性 公约要 求 稳性计算 许用倾侧力矩 美国谷物稳性计算表s t a b Ⅱ i t y Re q u i r e m e n t s f o r t h e Ca r r i a g e o f Gr a i ni n Bu Ik1 谷物的特性散装谷物有散落性 、 孔隙性 、 吸附性 、 吸收和散发水分特性 、 白热性等这里仅说明谷物的散落性 (、散装谷物 ,因船舶摇晃 、 震动等能 白动松散流动的性质叫作散落性 散落的程度与谷物的颗粒形状 、 表面光滑程度 、 含水量 、 杂物的多少等囚素有关c 粮谷是属于流动性较大的货物 ,粮 谷的流动会造成船舶的倾侧 ,影响船舶的安全航行 衡量谷物散落性的大小 .是以静止 白然倾斜角的大小来表示的,它 是 自然形成的谷物圆锥体的边线与水平面的夹角 α(图l )c 该角越大表示散落性小 ,反之则大(小 麦约为 23°,Ⅰ 米 、 豆类约为 ”°)=船舶装运的 谷物 ,囚船舶摇晃 、 震动 ,其 白然倾斜角将 显著减小 ,大约为静止 自然倾斜角的一半 部 分装载舱平舱 后q 若船舶横摇角超过静止 白然倾斜角一半时 ,谷 物便开始 仁舱内移动。
谷物的移动将产生谷物横向倾侧力矩 ,其结果使船舶 出现定常倾角 ,使 重心升高 ,稳 性变坏 ,严 重时甚至造成翻船事故 解决这一问题的途径 ,是改善散装船舶的货舱结构和完善散装谷物航运规则2 船舶结构和公约要求船舶结构 :当 代散装船舶的特点是船侧设有顶边水舱和底边水舱 ,这 样既减少谷物的 白由表面 ,叉有利于清舱和平舱 ,而 日 '还可以进行压载 此外还有较深的舱 口围板 ,可 以减少谷物移动而产生的倾侧力矩 公约要求 :根 据 SOLAS公约规定 ,任 何装运散装谷物的船舶 ,不 论在各舱 内采取何种方案(满 载舱 、 半载舱 、 共同装载舱 ),其 整个航程 中的完整稳性特征 ,当考虑由于谷物移动而产生的倾侧 力矩后 ,至 少应符合下列要求 :(1)由 于谷物移动而产生的横倾角应不大于 12°,或对于 1994午1月1日 及其以后建造的船舶 ,不应大于甲板边缘进水角 ,两 者取小者 ;(2)在 静稳性曲线图上,到达倾侧力臂曲线和复原力臂曲线的纵坐标最大差值的横倾角或 40°角或“进水/{ 然倾斜角 ?图 1父以 幻刺氽功你性t 扌吧筌角”卩寸,取 最小者 ,该两曲线之问的净面积或剩余 动稳性 而积 ,在一切装载情况下应不小于 ⒍075米·弧度(m ·Ra d )(图2);(3)经 修正各舱 内 白由液面影响后的初稳性高度 ,应不小于 0.3m 。
3 完整稳性的各项要求和计算方法3.1 经自由液面修正后的初稳性 高度的计算稳性高度G 〃= 灼lf- K C式中:Ki l f 是 稳心距基线高度 ,由船舶几何形状所决定 ,随排水量的不同而不同,可 根据排水量或平均吃水在船舶稳性资料中查得KC是重心距基线高度 ,与 船体 、 货物配置和油水分布有关通常空船船体和船舶常数的重心高度是确定的,可以从船舶资料 中查得 而整个船舶的重心高度与货物配置和油水分布直接相关一且货物和其他载荷的配载位置确定后 ,重心高度也就确定了,即KC=总垂向力矩 /排 水量 Ⅱ另外 ,自由液面的影响可以看作船舶 重心 的提高 ,即由 C移到 Cl =因此 ,经 白由液 面修正后 的初稳性高度C1跖=Κ″-KCy (图3)⒊ 2 谷物移动所产生的横倾角(θ )的计算{ 、 l- ∴~ 、; | l∷ ( ) l| ∵; i) ⒈丬△·|′~~~k|~~¨由于谷物移动产生倾侧力矩 乃 f 凡,使船舶产生一静横倾角 J(图 3),失去了正浮状态这个横倾角可通过汁算法或作图法求得设原船舶重冫b 为C,经白由液面修止后的船舶重心为 Gi ,由于谷物移动使船舶重丿b 由GΓ移到 C2。
因此 ,横倾力矩 l /f f l =D× Cl G2(D为排水量)t a n 汐=Gl G2/GIj l f贝刂 t a l l e = ~ I f F l / ( D ×G ⒈ 〃)ε= a r c t a n i l f 凡/ ( D ×C l j l f )而 Ⅳ而= 丿l f 〃 / S 「式 中 :l l f f r 为 体积倾侧 力矩,单 位为 n l +,由 船舶稳性 资料 中查得 ;S,F为谷物 的积载 因数 ,单 位 m 3/t ;n f /l 为动倾侧 力矩,单位为 t · m 3.3 剩余动稳性(或剩余动稳性面积)的 计算衡量船舶在风浪中稳性好坏时 ,除 用 Gl l r 值 衡量外 ,还须用动稳性指标来衡量 船舶的动稳性是指船舶受动外力矩作用下发生倾斜后 ,在 动外力矩消失后船舶恢复到初始平衡位置的能力 ,其 大小常用静稳性 曲线下所包 围的面积表示(图4),该面积表示复原力矩所作的功衡量散装谷物船舶动稳性指标不是此面积的仝部 ,而 是考虑囚谷物横倾引起船舶稳性损失后的 一部分面积 ,称 之为剩余动稳性或称为剩余动稳性面图 4 图5积(图5),通 常以符号 s 表 示 。
1)绘 制静稳性力臂曲线静稳性力臂曲线图的计算和绘制应考虑 白由液面的影响(图6),其 公式如下 :C⒈ z =ΚⅣ-丞口 ?=ΚⅣ-KCy s i n 汐式中:ΚⅣ为形状稳性力臂 ,由稳性横交曲线查得 根据e 角 和排水量 ,查 出不同 e 角 的情况下 的 Κ Ⅳ值 (其 中应该包括 12°角和 40°角),绘 制成曲线(图7)图 3MMhVX(;、9坠L ' DW⒔ N图 6 图7(2)绘 制谷物移动倾侧力臂曲线(图7)设横倾角为零时的倾侧 力臂值为 入 ,横倾角为 碉°时的倾侧 力臂值为 入硐 ,根据公约规定 ,计算公式如下 :入乃臼叮/(D×SF)或 入0=y l f /,/D≈G测` t a n e (m )式中:D为船舶排水量 (t );s ` 为谷物积载因数 (d /t );j /〃 为谷物体积倾侧力矩 (l l l +)需要说明的是 ,假 定谷物倾侧力矩是 由谷物横 向移动体积倾侧 力矩与谷物竖向移动体积倾侧力矩两部分组成 ,但 由于谷物竖 向移动体积倾侧力矩数值较小 ,因此当计算各舱谷物的假定体积倾侧力矩时 ,均以谷物的横 向移动体积倾侧力矩为基础 ,再 考虑一定的系数。
系数的大小随装载方式与谷物重心确定方法不 同而区别对于满载舱 (经 平舱 ,使 谷物最大程度地充满 甲板下 、 舱 口及舱口围板下 的一切空间 ),当 谷物重心位于舱容中心时 ,Jl f f f =1.0y l f f f 横;当 谷物重心位于所装谷物的体积中心时 ,` l f 〃=1∝ J,f f f 横o对于部分装载舱, f l f f f = 1 . 1 2 凡f Ⅱ横静稳性 力臂曲线捌︹ 硎钍 F《 航海技术》 2007年 第6期而公约规定 入硐的计算公式为 :入 硐=03)作 图法求船舶横倾角根据静稳性 力臂曲线与谷物移动倾侧力臂曲线相交位置,就 可以求出由于谷物移动产生船舶横倾角的值图 7,静 稳性力臂曲线与谷物移动倾侧 力臂曲线交点 D作一条与纵坐标平行直线并 与横 坐标相交于 E点 ,则 由 E点 位置所读出的角度值 ,即 为由于谷物移动所产生的船舶横倾角 J4)计 算船舶剩余动稳性值 S在静稳性曲线图上,由 静稳性 曲线和谷物倾侧力臂 曲线 处 B及右边界线 CF所包 围的面积 (Dα D为净面积或剩余面积 ,称 为剩余动稳性 其计算步骤如下 :①确定船舶剩余动稳性的右边界线 CF。
它取决于船舶复原力臂与谷物倾侧力臂在纵坐标上最大差值时所对应的横倾角或 40°角或进水角 ,取最小者② 计算剩余 动稳性值s 将 DCf f 即s 下 移至横坐铑标上(图8),将OT等分六 等分 ,通过各等分点分别绘制 出五条与纵坐标平 行的(直线, 分别称为y1 ”u9 ' 4 u灿”,其数值从纵坐标上量取 ;其 问距为 X,从 横坐标上 量取通常采用辛浦生第一法则计算 ,纵坐标数为奇数 ,间距为 X,则s 值 可由下式计算求得 :s =:←(”+勹2+2y 3+4y 4+2y 5+49飞+y 7)×≡ 丁(m ·%d )4 许用倾侧力矩 Ma (Al l o w a b l e He e l i n g Mo m e n t )船舶稳性报告书或装粮手册中通常都有主管机关或缔约国政府批准的各种预计营运排水量和不同重心高度情况下的最大许用倾侧力矩 凡 f c 值,供 散粮运输 船舶驾驶员使用只要满足 乃 f c ●/l /f h 就全面符合公约有关散装谷物稳性 的要求即可以不进行横倾角 J和剩余动稳性面积 s 的 计算 ,这 将大大减轻船员计算上的丁作量5 实际工作中的运用当收到有关装载谷物的航次指示时 ;或 有时公司正在与租船人进行洽谈需要船方尽快提供装载方案以配合公司确定租船合同时 ,如 何快速有效地进行配载计算 ,成 为衡量船员素质的一个囚素。
1)要 熟悉船舶稳性报告书的内容 ,同时还要特别熟悉谷物装载稳性报告书 除一般的稳性资料外 ,还要清楚知道各舱谷物体积倾侧 力矩表 、各舱满舱平舱的谷物体积倾侧力矩表 、各舱满舱不平舱的谷物体积倾侧力矩表 、 船舶许用谷物倾侧力矩表等 要熟悉他们在稳性报告书中的位置和使用方法2)要 注 改平时的实践 ,熟悉本船的谷物装载稳性报告 书有时航次任务下达时 ,正 是上一航次结束之刻 ,T作繁忙 ,公 司 、 租家叉要求尽快 回复 ,不允许用很长的时间冉 去熟悉 ;另一方面 ,船舶到装货港进行稳性报告确认时 ,岸 方检验人 员需要船 员熟练 、快速的配合因此 ,驾驶员需要熟悉本船的谷物装载特性 ,熟练配载3)多 考虑一些不利因素和善于利用有利因素 除考虑普通散货装载的不利因素外 ,散 装谷物有其特殊的地方 ,其 中最主要的是如何减少谷物的倾侧 力矩和增加许用倾侧力矩例如 : ·多种谷物一同装载有时一个航次有 6~ 7种谷物要装 ,一 种货物不一定正好满舱 (有 时还要人丁隔票 ),因 此一艘 巴拿马型船一个航次有可能会有 =个 部分装载舱的存在这就要求在配载时尽可能使部分装载舱达到满舱 ,或尽丙r 能 避免货物在半舱位置 ,囚 为此时的谷物倾侧 力矩达最大值。
·多种谷物一同装载还给吃水差的调整带来一定F△ l 难 (有 时一个部分装载舱的货量就这么多 ) ·多个港 口装载和多个港 口卸载 ,船 舶每个阶段都要满足装载谷物的要求 冈为这些港口之问存在着海上航行 ,即使在港 内不同泊位装卸货 ,也要考虑到船舶是否会被移泊到海上去(如 到海上抗风 、 抗台),特 别是东南亚地l × 的港凵,常常受到台炽 1的袭击 ,货物卸到 一半 ,船舶要到海 l ェ 去抗 台c 在 这种情况下 ,船方要进行控制般船方是不便主动捉出安排多少个I班的,由货方安排 ,但船方要及时书面通知有关部门,要求在任何时候均要保证船舶强度 、 弯矩 、 剪力 、 稳性等都要符合要求 如港内具有抗风能力,岸 方叉要求多舱卸货 ,那么应要求代理 、 港口、 收货人出具保证,不会使船移泊到公海 丨 1 有时租船合同中有多个港口和多个泊位条款 ,船 方也要问清楚港 口之间和泊位之间船舶是否要到公海上等待 ·积载囚数与实际不符j 一 般岸上提供的积载因数为实际积载因数 ,它是通过其他船舶装载后确定的由于各船的船舶结构和装载方法的不冂,同一种货物各船装载后的积载因数也不一定相同,在 实际装载过程。