CAPE型船舶的船型

CAPE型船舶在港口接卸时的若干问题
日照港(集团)有限公司徐传德滕以来
摘要:CAPE型船舶以承运矿石、煤炭等大宗散货为主,具有载货多、运货稳、费用省等特点。

此类船舶易出现中垂、中拱现象,因此应制定合理的装卸计划,确定各舱货物装卸
及压载水注入和排放的数量、顺序,尽量使船长各段上的浮力和重力保持一致。

为提高作业效率和保障安全,应熟悉货种特性,正确选用和妥善安排机械、人力,搞好作业衔接和配合。

1CAPE型船舶的船型
CAPE型(好望角型)船舶是指载重吨在8万t以上,一般为9个舱口、主要承运矿石等大宗散货且营运航线相对单一的船舶。

BCI(BALTICCAPE2SIZEINDEX波罗的海好望角型船舶运价指数)现时作为定价基准的CAPE型船舶通常规范为:载重吨为161000t,散装舱容为176000m3,最大船长为280m,最大船宽45m,满载航速为14kn,耗重油52t/d。

目前,靠泊我国港口的主要是重载进口矿石且需要到专业码头接卸的CAPE型船舶。

因此,对此类船舶在港装卸作业的分析,也侧重于针对进口矿石货种的接卸。

2CAPE型船舶的特点
(1)船舱容积小。

矿石密度大,所需容积小,虽然船舶排水量大,但货舱容积仅占全船容积的40%左右,其它容积作为压载舱使用。

(2)船舶层底高。

为保持船舶的重心平衡,减小船舶因过大而产生的不稳定性,主要采取的措施就是增大船舶的双层底高度。

(3)舱两弦设置较大的压载舱。

较大边舱的设置,减小了货舱容积,增大了压载能力,有利于货物的平舱和清舱。

(4)货舱设置较少。

由于货种单一,且具有两道纵向边舱壁。

从货物配载和船体强度方面考虑,没有必要设置过多的横舱壁使货舱数增加,但舱口数仍按需要设置。

(5)船上不设置装卸设备。

(6)船体结构满足不同的装载方式。

(7)绝大部分CAPE型船舶能满足货物的均匀装载或隔舱装载的需要。

3CAPE型船舶的相关概念
1)船舶强度船舶结构抵抗船体发生损坏及变形的能力。

在卸货期间主要考虑船体的纵强度。

2)船舶纵强度船舶在整个船体结构抵抗沿船长方向产生弯曲变形的能力称为船体纵强度。

船舶在水中受重力和浮力的作用,船体每段的重量与浮力的差值就是实际作用在船体上的负荷。

负荷的作用产生了剪力和弯距。

它们是船舶在装卸货期间所要考虑的主要数值指标之一。

剪力的最大值在距船首和船尾约1/4船长附近,而最大弯距值则在船中附近。

弯距的作用使船舶产生了2种变形:中拱和中垂。

3)中拱船体受正弯距的作用,中部上拱,甲板受拉伸,船底受压。

4)中垂船体受负弯距的作用,甲板受压,船底受拉。

5)作业过程中应考虑的船舶拱垂变形值的区间有利范围小于LBP(LBP为沿夏季载重水线从船首柱前缘至舵柱后缘的长度)/1200m;正常范围为LBP/1200～LBP/800m;极限范围为LBP/800～LBP/600m;危险范围大于LBP/600m。

对于大型船舶(长度常在150m以上),船舶资料中给出的剪力和弯距的许用值是针对新船舶状态的。

营运中的船舶可按每年扣除腐蚀量的0.4%～0.6%,使用年限小于5年的船舶取下限值,使用年限在10年以上的船舶取上限值。

4CAPE型船舶的作业规律
应均衡装卸各舱货物,合理安排装卸顺序。

在装卸过程中,应尽量使船长各段上的浮力和重力保持一致,所以做到各舱均衡装卸尤其重要。

在实际操作中应坚持采取多头作业,及时更换作业舱室,即各舱必须交替进行装卸,以防在作业过程中因某一舱内货物与其它舱内货物重量悬
殊太大而出现过大的剪力和弯距。

因此,船方需制定货物装卸计划,确定各舱装卸数量、顺序及压载水注入和排放的数量、顺序。

由于此类船舶在满载货物时中垂、空载满压载水时中拱现象偏多,当满载时应先卸中部舱位的货物,以减小船舶的中垂弯距;空载时先装中部舱位货物,以减小船舶的中拱弯距。

打压载水也应按类似原则确定其排注顺序。

5港口对CAPE型船舶的装卸
基于上述对CAPE型船舶的介绍,港口如何在保证船舶、货物安全的前提下提高装卸效率,可做如下分析。

5.1在矿石专业码头作业
(1)注重加强与船方合作。

港口具备装卸条件后,单船指导员应向船方详细介绍港口的作业能力及班次、人员、开收工时间安排,使船方明确港口的作业特点,这是港方积极取得船方配合作业的底线。

与此同时,单船指导员要明确船舶配载和装卸顺序,以及装卸顺序可调整的余地。

为保证船舶的强度,船方对每一货舱内货物的最大装载量Pm应满足Pm≤0.9LBDS。

(L为货舱长度;B为货舱平均宽度;DS为船舶夏季满载吃水)。

也就是说,船方在配载时一般留有10%的余量,因此,船方所给出的船舶强度数值指标在理论上是比较保守的,一般情况下都有可调整的余量。

装卸顺序及装卸量的调整使之更加有利于整体作业效率的提高。

(2)充分考虑货种及货物分票。

目前,港口所装卸的主要是矿石货种,大致可分为矿粉、矿块、球团3类。

每一类矿石货种的积载因数、货物的静止角(决定货物可自由堆取的高度)以及货物的流性差异都直接影响到专业装卸机械及相关工属具的选用和货物堆场的有效利用率。

在同船多票货物的情况下,因为港口矿石装卸条件受限,多票货物只能逐一进行。

因此,在参考船舶配载和保证船舶安全的前提下,要充分考虑该票货物的特性及数量。

无论先装卸哪一票货物,应把握的总体原则都是要使船舶的在港停时最短,全船平均装卸作业效率最高。

(3)倒运及堆场。

由于CAPE型船舶接卸港在目前普遍面临着堆存能力不足,卸船效率在一定程度上受货物倒运进度的影响。

因此,在作业安排上对倒运机械和堆场的作业环节要重点保证。

(4)清舱。

CAPE型船舶接卸港在整个卸货过程中,作业效率也有一定的差别。

如初期作业效率最高,后期作业效率最低,特别是当货物在舱内分布不均无法满足抓斗正常的抓取比时,需要机械及时进入舱内配合作业。

因此,设法提高卸船后期舱内机械的作业效率是提高全船作业效率的重要环节。

①清舱机械的操作司机要安排熟练工;②合理安排清舱作业的舱室,并根据需要及时调整;③清舱机械吊装前应做好充分的准备工作;④吊装索具至少要备2套,机械吊装完毕后把索具放置在舱盖或甲板上,以缩短吊装时间;⑤不留重点舱,清舱阶段每台卸船机可安排2个舱室轮流作业,以提高效率;⑥配备足够的清舱人手,卸船协调指挥要得力,人机配合要合理,保证作业安全可靠。

5.2矿石码头减载移泊作业
CAPE型船舶接卸港除了要做好矿石专业码头正常的卸货以外,还应重点抓好移泊后的平衡卸船作业,使门机卸货的效率不至于比专用卸船机低得太多。

CAPE型船舶减载移泊作业需做好以下工作:
(1)据船方配载、货物分票情况,均匀卸货。

最好是先清空3～4个舱,保持其它舱内货物余量均匀。

CAPE型船舶的长度一般为280m左右,移泊后最多可安排8台门机。

所清空的货舱包括1个压载水舱,以便于船方利用更多的压载水合理调整船舶干舷高度,满足岸边门机起升高度的要求。

(2)船方和单船指导员要掌握每日的潮汐情况,及时提醒船方在每日高潮来临时提前2～3h排注压载水,以延长门机抓斗作业时间,当抓斗限位时需及时更换卸货工艺。

(3)抓好清舱机械的作业效率与最佳时机的利用。

门机最大伸幅为30m,不能满足CAPE型船
舶的宽度要求。

抓好清舱作业环节,对于保证船舶不至于偏杆太大至关重要。

这样,就有利于抢在高潮时安排清舱机械,迅速扒取船舱里档的货物。

(4)合理利用船舶偏杆。

接近于完船阶段,船舶的压载水已经全部利用完。

高潮时门机抓斗会因船舶干舷太高而限位,这时使船舶向里档偏杆在2°之内,使里档的船舶干舷因低于外档而延长门机抓斗的作业时间。

这里介绍一个简易计算公式:H=3.1416ABm/360(H为船舶一侧干舷高于另一侧干舷的绝对高度;3.1416为圆周率的近似值;A为船舶偏杆度数;Bm为船舶宽度)。

该公式计算的数值虽有较小误差,但在实际操作中的运用却较为方便。

(5)了解CAPE型船舶的离港水尺,尽早完成1舱和2舱的卸货。

船舶为便于空船的航行,完货满压载水的船舶前后吃水差一般为2m左右。

因此,船头部分的干舷高度高于船体的其它位置。

所以要尽快完成1舱和2舱的卸货,以减小因船舶干舷过高对门机抓斗卸货的影响,以利于提高总的卸船效率。

6对接卸CAPE型船舶的几点建议
(1)尽量缩短卸船机的非作业时间,搞好卸货作业衔接。

如减少卸船机的移动次数,清舱阶段为清舱机械的吊装提前做好充分准备,吊装所用索具每次用完后统一放置在舱盖或甲板上,等等。

(2)熟悉货种特性。

对每一类货种的特性都要有充分了解,以便正确选用抓斗和安排堆场,并使当班的作业机械切实发挥出最大效能。

(3)配置合理清舱作业所需的人力、机械,下舱机械的加油、加水要充足。

(4)根据堆场使用情况妥善安排倒运机械,并确保倒运进度满足岸边的卸船要求。

(5)加强整个卸船系统的日常检查、保养和维护。

(6)加强各工种作业人员的协作、配合。

(7)加强全体作业人员的业务技能培训。