【摘 要】 為保障裝載普通液體貨物船舶航行安全，分析《國內航行海船法定檢驗技術規(guī)則》中船舶穩(wěn)性衡準標準的相關規(guī)定，認為該規(guī)則沒有明確裝載普通液體貨物船舶的穩(wěn)性衡準標準，使得該類型船舶在適用穩(wěn)性規(guī)則時存在不確定性。運用船舶靜力學知識和計算機仿真技術計算液貨艙不同裝載率時自由液面橫傾力矩及經(jīng)該自由液面修正后的船舶復原力臂和不同裝載率時液貨艙自由液面對船舶穩(wěn)性的影響，得出目前《國內航行海船法定檢驗技術規(guī)則》穩(wěn)性衡準標準不適用于載運普通液體貨物的船舶的結論，建議在修訂時增加相應規(guī)定。

【關鍵詞】 船舶穩(wěn)性;穩(wěn)性衡準;液體貨物;自由液面

0 引 言

《國內航行海船法定檢驗技術規(guī)則》（以下簡稱《法定檢驗規(guī)則》）規(guī)定散裝易燃液體貨物（如原油、成品油等）、散裝化學品液體貨物（如氨、乙烯、氯乙烯等）和LNG或LPG必須分別由油船、化學品液貨船、液化氣體船等專用船舶運輸，并規(guī)定了保持其穩(wěn)性衡準的特殊要求;對于非易燃易爆、無毒無腐蝕性的其他液體，如河水、海水以及密度小于1.4 t/m3的泥漿等懸浮液體（以下簡稱“普通液體”）貨物并未作出使用專用運輸船舶的規(guī)定和穩(wěn)性衡準的特殊要求。

對某航運企業(yè)裝運泥漿貨物船舶穩(wěn)性校核調查發(fā)現(xiàn)，該航運企業(yè)采用的船舶穩(wěn)性衡準標準有液貨船穩(wěn)性衡準標準、干貨船穩(wěn)性衡準標準、挖泥船穩(wěn)性衡準標準等3種。鑒于此，有必要研究《法定檢驗規(guī)則》中的船舶穩(wěn)性衡準標準及該標準是否適用于裝載普通液體貨物的船舶。

1 裝載普通液體貨物的船舶

裝載普通液體貨物的船舶通常由干貨船或液貨船改建。為方便裝卸，船舶貨艙的形狀（包括艙口系統(tǒng)）和水密性能要求與裝載易燃液體的液貨船有明顯不同，貨艙通常為大開口和高艙口圍。有些貨艙內部設置了水密縱艙壁，未設置水密縱艙壁的貨艙與干貨船的貨艙相似。未設置水密縱艙壁的船舶通常用于運輸泥漿或者其他無污染或污染較輕的普通液體貨物，因此對于貨艙的密封性能要求不高。該類液體貨物主要通過固定的或可移動的泵裝卸，懸浮液體在運輸中可產生部分沉淀。為便于裝卸貨物或清潔貨艙，貨艙通常采用較大開口設計。

2 《法定檢驗規(guī)則》中穩(wěn)性衡準的相關規(guī)定

船舶穩(wěn)性是船舶安全運輸?shù)闹匾笜酥弧！斗ǘz驗規(guī)則》第4篇的第7章對船舶穩(wěn)性衡準作了具體規(guī)定，包括一般規(guī)定、穩(wěn)性一般要求和穩(wěn)性特殊規(guī)定，其中：一般規(guī)定和穩(wěn)性一般要求是所有船舶在穩(wěn)性校核時都要滿足的規(guī)定;穩(wěn)性特殊規(guī)定是特定船舶在穩(wěn)性校核時需要滿足的規(guī)定。表1為《法定檢驗規(guī)則》中對部分船舶核算穩(wěn)性的因素內容。

由表1可知，對于裝載液體貨物或者類似液體的可流動性貨物的船舶，《法定檢驗規(guī)則》要求計算船舶航行時部分裝載或者半載時船舶的穩(wěn)性。

《法定檢驗規(guī)則》對于不在所有油艙內設置縱艙壁的雙殼油船，要求在船舶設計階段考慮裝卸貨油過程中計算經(jīng)自由液面修正后的初穩(wěn)心高度且不小于0.15 m。如需借助一定措施達到此要求的，應按要求編制油船裝卸操作手冊，在船舶設計時和建造完成投入營運后，應采取措施盡可能防止雙層底壓載水艙排空后剩余液體自由液面對船舶安全的影響。若船舶在裝卸貨油過程中或航行狀態(tài)下的初穩(wěn)心高度小于0.15 m，船舶應采取相應的補救措施。

3 普通液體貨物自由液面對船舶穩(wěn)性的影響

以運輸泥漿貨物的某船為例，計算經(jīng)自由液面修正后船舶復原力臂的變化情況，分析裝載普通液體貨物時自由液面對船舶穩(wěn)性的影響，研究普通液體貨物對船舶穩(wěn)性可能造成的影響。該船的貨艙與普通干貨船的貨艙相似，未設置水密縱艙壁，裝載的建筑泥漿屬于懸浮液體貨物，計算密度為1.2 t/m3。

3.1 液貨艙自由液面對復原力臂的修正

運用船舶靜力學知識和計算機仿真技術計算不同裝載率時液貨艙的實際自由液面橫傾力矩，計算式為

M_fs=PVg 〔（y₁-y₀）cosθ+（z₁-z₀）sinθ〕（1）

式中： M_fs為橫傾時自由液面橫傾力矩，kN·m;p為液體密度，t/m3; V為液體體積，m3; g為重力加速度，m/s2;（y₀，z₀）為船舶正浮時液體重心坐標，m;（y₁，z₁）為橫傾角為 時液體重心坐標，m。

液貨艙自由液面橫傾力矩對船舶復原力臂的修正，計算式為

δG=∑M_fs/ △ （2）

式中：δG為船舶橫傾時自由液面對復原力臂的修正值，m;為船舶排水量，t。

經(jīng)自由液面修正后的船舶復原力臂計算式為

G1=G₀-δG （3）

式中：G1為船舶橫傾時經(jīng)自由液面修正的復原力臂，m;G0為船舶橫傾時未經(jīng)自由液面修正的復原力臂，m。

3.2 案例分析

計算不同裝載率時該船經(jīng)自由液面修正后的復原力臂和該船裝載與液體貨物同體積、同密度的干貨時復原力臂之間的關系，分析普通液體貨物對船舶穩(wěn)性的影響，其中采用面積慣性矩法計算船舶液體艙的自由液面橫傾力矩，采用計算機仿真計算液貨艙的自由液面橫傾力矩，結果見圖1～圖4，其中：圖1為裝載泥漿貨物的自由液面橫傾力距;圖2為裝載的泥漿貨物對船舶復原力臂修正值;圖3為裝載泥漿貨物時經(jīng)貨物自由液面修正后的船舶復原力臂曲線;圖4為假定裝載與泥漿貨物同體積、同密度干貨時的船舶復原力臂曲線。

對比分析圖1～圖4可知：

（1）由圖1可知，泥漿貨物自由液面傾側力矩非常大，特別是部分裝載時該力矩是接近滿載時的2倍多。

（2）由圖2可知，泥漿貨物自由液面對船舶復原力臂影響明顯，特別是部分裝載時該力矩為接近滿載時的2～4倍多。

（3）根據(jù)船舶靜力學原理，船舶靜穩(wěn)性力臂曲線在原點處的斜率等于船舶初穩(wěn)心高度，曲線在原點處的斜率越大，則船舶初穩(wěn)心高度也越大。對比圖3和圖4可知，在船舶橫傾0啊？0胺段冢貝安糠腫霸厥幣禾寤蹺锏淖雜梢好婊嵯災檔痛俺蹺刃母叨取？

（4）對比圖3和圖4可知，在部分裝載時液體貨物的自由液面會顯著降低船舶復原力臂，降低船舶穩(wěn)性。

可以得出結論：對于貨艙未設置水密縱艙壁的船舶，當船舶裝載普通液體貨物時貨物自由液面對船舶穩(wěn)性影響明顯，部分裝載時影響尤其明顯。

4 穩(wěn)性衡準標準的適用性

裝載普通液體貨物的船舶，其貨艙結構與干貨船相近。由于液體貨物與干貨物理性質差異較大，液體貨物自由液面對船舶穩(wěn)性有較大影響，因此將干貨船穩(wěn)性衡準標準用于裝載普通液體貨物的船舶顯然是不合適的。

裝載普通液體貨物的船舶，其貨艙結構與液貨船有明顯差異。液貨船貨艙艙口較小，水密性能要求較高，在計算船舶干舷時降低了船舶干舷，因此裝載普通液體貨物的船舶不能直接使用液貨船穩(wěn)性衡準標準。

裝載普通液體貨物的船舶，其船舶結構與挖泥船存在較大差異。挖泥船安裝有特殊的挖泥設備，作業(yè)時有航區(qū)和天氣的作業(yè)限制。裝載普通液體貨物的船舶也不能采用挖泥船穩(wěn)性衡準標準。

裝載普通液體貨物的船舶，其貨艙結構與勘劃作業(yè)吃水標志的工程船存在明顯差異。勘劃作業(yè)吃水標志的工程船設有開敞泥艙且船底還設有開啟裝置，作業(yè)時有海況限制，因此裝載普通液體貨物的船舶不能使用工程船穩(wěn)性衡準標準。

裝載普通液體貨物的船舶在適用《法定檢驗規(guī)則》中的穩(wěn)性衡準規(guī)定時，存在規(guī)定不明確的情況。

5 裝載普通液體貨物船舶穩(wěn)性衡準的完善

5.1 對現(xiàn)有船舶穩(wěn)性校核的改進建議

5.1.1 裝卸作業(yè)中船舶穩(wěn)性校核要求

通過對比分析上述計算結果可知，對于貨艙中未設置水密縱艙壁的船舶，當部分裝載普通液體貨物時，液體貨物的自由液面對船舶初穩(wěn)心影響非常明顯，可能會導致裝卸貨物期間船舶初穩(wěn)心高度小于0 m，使船舶在裝卸中存在安全風險。這時應要求該船舶在貨物裝卸過程中校核船舶穩(wěn)性，建議自由液面修正后的初穩(wěn)心高度應不小于0.15 m。

5.1.2 航行中船舶穩(wěn)性校核要求

由表1可知，對于裝載液體貨物或者可流動泥漿貨物的船舶，《法定檢驗規(guī)則》通常要求校核其滿載時、半載或部分裝載時、空載時的船舶穩(wěn)性。由圖3和圖4可知，部分裝載時液體貨物自由液面對船舶復原力臂影響非常顯著，可能存在滿載時船舶穩(wěn)性校核滿足《法定檢驗規(guī)則》要求，而半載或部分裝載時船舶穩(wěn)性校核不滿足《法定檢驗規(guī)則》要求的情況。為了保障船舶航行安全，除了校核船舶滿載出港、滿載到港、空載出港和空載到港時的船舶穩(wěn)性外，還應校核船舶半載或部分裝載離港時和到港時的船舶穩(wěn)性。

5.2 對《法定檢驗規(guī)則》的改進建議

為方便裝載普通液貨的船舶穩(wěn)性計算船，應消除裝載普通液體貨物船舶穩(wěn)性衡準標準適用的混亂，，建議在《法定檢驗規(guī)則》的修訂時增加適合裝載普通液體貨物船舶穩(wěn)性的特殊規(guī)定。

6 結 語

本文分析裝載普通液體貨物船舶特點及其穩(wěn)性衡準標準的適用，認為該類型船舶在適用穩(wěn)性衡準標準時缺少相應明確標準，指出船舶在適用《法定檢驗規(guī)則》穩(wěn)性衡準標準時應該注意的事項，認為《法定檢驗規(guī)則》應增加載運普通液體貨物船舶穩(wěn)性衡準標準。

參考文獻：

[1] 周劍鋒，薛孝行，葛勁松，等.建筑泥漿對船舶穩(wěn)性的影響[J].水運管理，2018（8）：1-4.