万吨级散货船破舱稳性评估【文献综述】

文献综述

船舶与海洋工程

万吨级散货船破舱稳性评估

背景

20世纪初TAITANIC 号客船首航的沉没，引起了海事组织对船舶事故的重视，并成立了国际海上人命安全公约（SOLAS）。此后，一系列的海事国际公约相继出台，并与海上航运业的发展相互依存，对保障海上航运安全起到至关重要的作用。近几年来，接连几条大型散货船失事，国际海事组织（IMO）及国际船级社协会（IACS）通过对失事报告进行研究后认为，尽管实施了SOLAS 第XII 章“散货船的附加安全措施”的要求，但是散货船在航行及装卸货等情况下的稳性仍需要进一步提高[4]。

散货船自20世纪50年代中期出现以来，总体上保持着强劲的增长势头。由于全球对于散货运输的需求量大幅增加，散货船运输在海上货物运输中占据着越来越重要的地位，在货运总量中所占的比重也越来越大。由于货运量大，货源充足，航线固定，装卸效率高等因素，散货船运输能获得良好的经济效益，散货船已成为运输船舶的主力军[3]。然而由于大自然之复杂海洋环境之恶劣，船舶的稳性问题已然成为船舶发生海损事故的主要原因之一，保证船舶良好的稳性，便可以大大减少船舶事故。因此对散货船稳性的研究和评估是非常有必要的。

现状与发展

20 世纪50 年代以前没有专用散货船，都是用普通杂货船运输散货。粮食、水泥等散货的流动性比液体小，都有一定的休止角，因而装这些散货时在舱口围扳内装满后，舱口四周的甲板下仍留有一个楔形空档。船在海上发生横摇后，散货流向空档，形成横贯整个船宽的自由表面.出现较大横摇时散货将流向一舷，船随即横倾，在风浪中很容易发生倾覆事故[7]。

据统计，20 世纪50 年代全世界有150 余艘运送散货的船发生海损事故。为了解决这个安全问题，才逐步形成了现在广泛应用的典型专用散货船结构型式，典型专用散货船的出现，较好地解决了散货流动问题，改善了散货运输的安

全性，使海上散货船运输进入一个新的发展阶段。在随后的几十年里散货船得到了迅速发展，1960 年只有1/4 的散货由单甲板承运，而自1980 年以来，几乎所有的散货都由专用的散货船承运.20 世纪80 年代中期以后，散货船船体损伤引起的沉船事故逐渐增多，散货船的安全问题再度受到世人关注，目前已经出现了双壳体结构散货船，虽然双壳体散货船的空船重量和建造成本有所增加，但其安全、经济和运营优势越来越得到航运界的认同，散货船的双壳化已是大势所趋。通观散货船的发展历史及对现状的分析，散货船的发展趋势主要体现在双壳化、大型化、快速性、多用途化、使年限增长、环保和自动化程度提高等方面[8]。

目前，船舶设计和制造技术领域已取得了一系列的重大进展和突破，较大程度上改进了结构安全性与综合性能，然而在安全方面的改进却不能令人满意。虽然国际海事界和各国造船、航运部门都在为增进船舶安全进行不懈的努力，并且已经取得了很大的进展，然而船舶的海损事故还频频发生。海损事故的不断发生，让我们不得不深思散货船的安全问题。从最近几年发生的事故来看，稳性是造成事故的主要元凶[2]。

船舶稳性研究是船舶行业中一个非常重要的、复杂的课题。它是船舶最重要的性能之一，是船舶安全航行的基本保障，也是船舶检验的主要内容之一。目前世界各国都制定了相应的规则，作为船舶设计或航行中判断稳性的主要依据。由于船舶稳性涉及到环境条件、船舶技术条件和操作要素等许多因素，故而稳性的改善会导致船舶其他性能的恶化[4]。船舶稳性是指受外力矩作用，船舶发生倾侧而不致倾覆，当外力矩作用消失后，仍能回复到原平衡位置的能力。船舶的稳性可分为静稳性、动稳性、初稳性和大倾角稳性、完整稳性和破损稳性，营运中的船舶必须满足稳性要求[5]。鉴于稳性对船舶安全的重要性，IMO 海上安全委员会（MSC）第85 次会议于2008 年12 月4 日通过了MSC.267（85）决议——《通过<2008 年国际完整稳性规则>》，根据随后通过的1974 年海上人命安全公约（SOLAS）修正案，《2008年国际完整稳性规则》（简称《2008 年IS 规则》）的引言和A 部分规定成为强制性要求，将于2010 年7 月1 日正式生效[9]。

理论上，船舶满足了《2008 年IS 规则》，就能保证稳性安全，但是，从大量的海损事故看，散货船事故往往是出发时能够满足稳性要求，而在航却发生了问题。2005 年12 月21 日，满载陶土的“铭扬洲178”沉没，事后调查时没有

获得散装陶土得到有效平舱处理的证据，经分析，散装陶土在船舶过度横摇时产生移位，从而导致在航船舶倾斜丧失稳性而发生事故。一般说来，在航散货船极易因货物流态化或平舱不当、货物移位而影响稳性，所以散货船的布置设计也将直接影响船的稳性问题[12]。

影响船舶稳性的因素有很多，但大概可以归为两类：内因和外因。内因是船体曲面的几何形状，它决定了船舶自身所具有的稳性大小。外因主要有如下几种载况：风、浪及结冰等气象因素；船舶破损的位置、尺寸、进水量多少等。对船舶的稳性进行计算与评估是船舶设计过程的一个重要部分[16]。迄今为止,对船舶稳性的计算仍然限于静水中，这是一个理想状态，对船舶在波浪中的非线性动态行为进行了简化处理。随着各种新技术新方法不断出现，为研究动态稳性提供了物质基础。因此，对船舶在波浪中的稳性进行研究已经逐步发展为一个重要趋势，其研究结果会更加符合实际情况。不过，在动态稳性研究成果实用化之前，船舶在静水中的稳性计算仍然是很重要的。船舶的类型不同，对稳性的要求也不相同。随着实践不断发展的要求，研究者们在不断寻求更加合理科学的稳性衡准，既要充分保证乘客的安全，也要经济合理[17]。

总结

随着世界经济的发展，散货船运输在经济发展中的作用日益重要.要实现我国成为世界第一造船大国的目标，首先就要在产量上超过日本和韩国，为此应该把吨位大、技术难度小、已形成优势的三大主力船型之一的散货船作为发展的重点，加大投入，增加技术储备，积极参与国际竞争[15]。目前，国内的各大船厂都在努力打造自己的品牌船型，像上海沪东船厂设计被誉为“中国沪东型”的7.4 万吨散货船、上海外高桥造船厂开发建造的17.5万吨好望角型散货船、渤海船舶重工有限责任公司的17.4万吨双壳体散货船等都是国际上极具竞争力的散货船型。目前国内外的散货船需求大增，我们应该抓住机遇，加快散货船的建造和运输的发展，为我国的经济建设服务，同时也要解决好船舶的安全性问题[14]。

虽然对散货船事故的综合安全评估已经有了很大的发展，但是散货船事故依旧严重。从近年来的事故调查报告中显示：船舶的稳性问题（特别是破舱稳性）是散货船事故的主要原因，对散货船运营作比较全面的安全评估，以及找出合理