船舶压载水的排放技巧.doc

浅谈船舶压载水的排放技巧 我国沿海南北航线散货运输航程短、压载水排放频繁、装货速度快，双层底舱压载水排放速度直接影响停泊时间，显得非常重要。压载泵普遍采用离心泵，吸入空气会中断排水。排放压载水最常遇到的问题，尤其是老旧船，就是压载泵吸入空气而中断排放，需要：排出系统内空气，和防止空气进入系统。本文就此讨论压载水排放技巧，请同行指正。1保持足够的吃水差船舶压载水系统的布置，一般是双层底压载舱在船舶艏部和中部，压载舱内的压载水吸口在舱的艉端，压载泵在船舶艉部的机舱。排放压载水时保持船舶有一定的吃水差(翘头)，使舱内压载水吸口最低，便于舱内压载水流到泵吸口，因而便于尽可能多地排水。具体操作可能包括：排放压载水期间，当值驾驶员保持适当的吃水差(翘头)。到港前当值轮机员了解各双层底压载舱水量。正在排放的压载舱水位接近排空时，木匠及时通知当值机工。各压载舱，最好从前至后顺序排放，以利于保持吃水差。2启动压载泵前排出系统内存气离心泵启动前，应：防止叶轮干摩擦，降低启动电流，排出系统内存气。所以，启动压载泵的具体操作是：打开排出管路上至少一路通海或通大气的全部阀门；开足进口管路上的海水阀；开足压载泵吸入阀箱的压载水吸入阀；稍等片刻，待海水充满泵和压载总管后，关闭泵排出阀；启动压载泵，待达到额定转速，打开排出阀；开足拟排出压载舱的压载水阀；缓慢关闭泵的海水吸入阀，但必须保持泵的吸入真空。3引水排气压载泵普遍采用离心泵，系统内的少量空气会随水一起排出；系统内空气多了会中断排水，必须设法排除。引水是众所周知的常用方法，就是让压载泵吸入大量水的同时吸入少量空气，使空气随水一起排出。引水用的水，可以是舷外海水或压载舱的压载水。后者可以在排出系统中空气的同时排出压载水。4降低某舱排水速度某舱接近排空，压载水量少，若船舶艉纵倾不足，或者锈蚀产物和淤泥阻塞压载舱横向隔板下方的疏水孔，压载水向吸口流动太慢(流量低于压载泵排量)，压载泵可能吸空。这种情况多发生在老旧船，现象是，压载泵排量减少，马达电流降低，吸入真空升高随即突降至零。这时，为了防止压载泵吸入空气，除保持足够的吃水差外，还要关小压载泵排出阀或关小该舱压载水阀门，降低该舱的排水速度，适应舱内压载水流向吸口的速度，使压载水有足够时间流至吸口。这样做的问题在于：关小压载泵排出阀，水在泵内循环升温逸出更多气体；随着水量不断减少，需要不断关小压载泵排出阀或关小该舱压载水阀门，稍有不当压载泵就会吸入空气，操作困难；延长压载水排放时间。最好的办法，是换舱引水。即在A舱接近排空(可由压载泵马达电流下降判断)时，开足另一待排出压载舱B舱的阀门开始排水并作为引水，同时关小A舱压载水阀门以减少A舱压载水排出量，直至A舱排空，关闭A舱阀门，B舱继续排水。例如，某轮排放双层底压载水：全开DBT No1水阀排水，水泵排出压力保持015MPa左右，压载泵电流表达到规定负荷，说明排水量大。此过程中，要跟木匠联系，得知水舱水量。待DBT No1水位减少到5060cm时，排出压力也相应下降，迅速打开DBT No2水阀开始排水；同时适当关小DBT No1压载水阀继续排出该舱压载水，并随时注意根据泵吸入真空度降低而减少其开度。待DBT No1压载水位在1520cm时，关掉其压载水阀，防止进入空气影响泵水的效率，继续排出DBT No2压载水。当DBT No2压载水位减少到5060cm时，迅速全开DBT No3压载水阀开始排水，同时适当关小DBT No2压载水阀继续排出DBT No2压载水，并随时注意根据泵吸入真空度降低而减少其开度，一直到最后一个舱。5使用喷射泵扫舱使用喷射泵(若有)扫舱，虽然效率低，但是不受管系中空气的影响，压载舱残留的水可以很少。6海水倒灌驱气无论什么原因，管路里有空气，都可以采用倒灌的方法，把管路中的空气赶出去。方法是，开足压载泵吸入阀箱的压载水吸入阀，适当开启海水吸入阀，使海水流入压载水管系，驱除系统里的空气。但老龄船需警惕，脆弱的压载管壁和膨胀接头可能因倒灌海水压力而破损漏泄，再排水时反而吸入更多空气。7设备维护防止空气进入压载系统良好的维护，保持设备良好的技术状况，有利于防止空气进入压载系统。(1)管路破损、阀门填料密封失效等，直接导致空气进入压载系统；压载舱和压载管系，锈蚀产物和或淤泥阻塞管路和阀，阀开度不足，加大压载水流动阻力，使泵的吸入真空升高，间接增加空气从一切可能部位进入系统的数量。彻底的纠正措施，是修理或保养，确保锈蚀产物和淤泥不会阻塞管路和阀，阀门可以开足。明显易见的水密不良，可即用简易措施堵漏。若情况不严重，可采取引水等方法排出进入管路里的空气。(2)压载泵轴封失效，唯一的途径，是通过维修保持轴封有效。对于不同形式的轴封，也有区别：机械密封失效，只好换新轴封。软填料密封失效，压紧、添加或更新软填料。水封环轴封，若水封水不足(常见接入的水管不通畅)，拆下疏通接入的水管，或临时接一路水封水；若泵壳与泵轴间隙过大，需更换泵壳和或泵轴。8其他为了规范操作，压载水排放(还可包括注入)，最好作为关键性操作的特殊操作，根据或参照IMO的压载水管理和散货船装载等强制性或建议性规定，制定操作规程，纳入公司的安全管理体系。排放船舶压载水，最好建立操作规程。强制性规定要求国际航行散货船大副必须每航次制定装载计划，其中包括排放各舱压载水的次序和进度，压载水排放必须服从该计划。非国际航行船舶可参照执行。即使没有上述计划，排放次序和速度也要严格遵照当值驾驶员的指令。操作技能，不可能像操作规程那样明确规定，只有通过实际操作、认真体会、探索经验才能形成，需要认真的态度和求知的精神。船舶压载舱合拢焊缝表面处理方法介绍张晟 澳大利亚麦德建筑公司上海代表处 上海市崇明区长兴岛凤滨路666号振华港机长兴基地科技楼318室 麦德监造办公室 邮编 201913摘要：本文介绍了IMO船舶专用海水压载舱涂层标准实施后新项目为应对压载舱合拢焊缝表面处理所采取的一些措施以及配套使用的一些新设备，着重讲述了真空冲砂及sponge-jet冲砂装置的优点。关键词：PSPC 压载舱 真空冲砂 sponge-jetSurface Preparation methods for welding beam of ballast tank Zhang Sheng McConnell Dowell Constructors (Aust.) Pty LtdZPMC Steel Fabrication Yard, Room 318, Technical Building, 666 Fengbin Road, Changxing Town, Chongmin City, Shanghai, China 201913Abstract: This article talks about the method and new equipments applied to deal with surface preparation for welding beam of ballast tank after erection according to PSPC rule, vacuum blasting and sponge-jet blasting in particular. Key words: PSPC, Ballast tank, Vacuum blasting, sponge-jet修订日期：2011.1 作者简介： 张晟，1980年11月出生，性别男，民族回族，籍贯江苏，大连理工大学电化学防腐学士学位，从事造船及重工业防腐，有多年监造经验。由于腐蚀对船舶安全、维护及运营带来的影响日益明显，涂层的性能和质量越来越受到重视，现在已经进入强制实施阶段的船舶专用海水压载舱涂层标准对各个船厂也产生了较大的影响，其中压载舱合拢焊缝处理是比较令船厂头痛的一个环节，以下将介绍船厂就压载舱合拢焊缝表面处理所采取的一些措施以及配套使用的一些新设备。打磨是很多船厂尤其是中小船厂最愿意采取的压载舱合拢焊缝表面处理措施，因为打磨不需要大设备，工人也不需要特别培训，成本很低；打磨时只会产生灰尘，易清洁，不会对分段阶段涂装好的区域产生破坏；打磨的后续修补容易，如果有小块区域不符合标准，可以使用打磨机很方便的进行局部处理而不会影响整个舱室的报验。但打磨也存在很多缺点，打磨时由于打磨机漏油而污染施工表面非常普遍，而且打磨后表面的粗糙度普遍偏低，涂装后涂料结合力相对较差，因此在整个压载舱中，涂层失效往往从合拢焊缝打磨处理不当的区域开始，在修船时也经常可以发现合拢焊缝区域存在的涂装破损问题往往最多。新标准针对这些问题作出了规定，破损区域超过总面积的2%则需要冲砂处理至Sa2.5级，而我国船厂大合拢后压载舱破损区域往往达到总面积的4%到8%甚至更多。虽然很多船厂积极努力希望达到新标准的要求，但我国很多船厂尤其是中小船厂由于造船工艺及管理水平的原因，短期内很难控制在2%以下。一些大型船厂虽然工艺管理水平已经可以将破损区域控制在2%以下，但出于当前仍是买方市场的考虑，大多采用冲砂表面处理方法，打磨仅用作局部修补和涂层边缘羽化处理。对船台大合拢后压载舱合拢焊缝进行冲砂处理时，如果使用普通冲砂设备，飞溅的砂粒将对分段阶段已完工的涂层产生极大的点状破坏，其中一部分较轻微的破坏是很难发现和修补的，同时在舱室清洁时，部分散落的砂粒难免会在工人无意间踩踏下还会磨损压载舱地板完工的涂层，造成二次损伤，因此，当前国内大部分采用冲砂处理合拢焊缝的船厂都摸索出了一些改良的办法。例如在冲砂枪枪头处加帆布罩、木盒罩等，可以在一定程度上减少砂粒的飞溅，将冲砂产生的废砂尽可能的控制在合拢焊缝施工区域周边，较之普通的冲砂方法，比较好的减轻了对已完工涂层的伤害，而且不需要增加设备，比较容易让船厂接受。尽管如此，依然有不尽如人意的地方，加了遮挡罩以后，工人很难看清施工表面的状况，对工人的技术水平要求较高，容易有小块区域漏冲，表面处理效果并不理想，而且和普通冲砂一样，产生的灰尘非常多，后续的清洁处理耗时较多，影响进度，而且灰尘多的话就很难达到IMO新标准的清洁要求，这就需要大量人工投入清洁，对人力成本要求高。有些船厂也考虑过真空冲砂，但在实际应用过程中，他们认为真空冲砂设备只是用来处理冲砂后小面积返黄的手持设备，不能用作大面积冲砂处理，存在效率低、费用高的缺点，所以国内船厂还较少采用。但早在涂层新标准逐渐进入议程开始，很多国外设备厂商已经推出了针对大面积作业的可移动式或座式真空冲砂设备，管长可以达到30米，枪头冲砂压力可以达到0.7MPa，船台合拢后将设备吊到货舱底部完全可以进行连续作业，真空冲砂每小时的作业面积在310 m2 左右，虽然效率上和普通冲砂有一定差距，但考虑到真空冲砂在舱室中基本不产生砂尘，节约了大量后续清洁的时间，在工期上还是很有优势的。另外，真空冲砂设备本身包含分离回收模块，可以将真空管吸回的灰尘废料和可重复使用的砂粒分离，这样冲砂磨料就可以采用以往只能在冲砂房使用的钢丸，不但比铜矿砂的粉尘少，而且可以通过重复使用降低成本。现在国外还有一种称为sponge-jet的冲砂体系，设备本身和普通冲砂类似，但磨料是一种包含硬质氧化铝颗粒的海绵物sponge media，具有干燥、低尘、低反弹的特性，工作原理为利用海绵物的柔性使海绵微粒在接触工作面时变扁，令其中的氧化铝磨料显露出来并冲击工作面，在脱离表面后，海绵介质扩张，形成微真空捕捉空气中绝大多数废料及灰尘。因为sponge media属于小团海绵包含数颗砂粒的轻物质，整体密度低于砂粒，所以该冲砂体系可以使用大枪嘴枪头，其冲砂速度要快于普通冲砂设备。从美国航空及太空总署发布的数据看，将覆盖200um厚涂料的钢材表面使用sponge-jet冲砂至Sa2.5级标准，可以达到11m2/h的速度。该体系的另一优点是灰尘表面处理方法 试板涂层厚度mils时间min除漆速度ft/minQuickstrip A11.7 1.50.7Steel-Magic 110.851.2Sponge-Jet 110.52.0NitroJet 1140.3DESCO 111.20.9DCM 1120.51 NASA 在1平方英尺带涂层试板上进行的冲砂除漆速度对比非常少，冲砂的同时不影响邻近区域其他工种的操作，可缩短造船工期，工人的视野也非常好，质检人员也可以在冲砂同时进行指导，可大大降低漏冲砂的机率，而且设备简单易用，工人并不需要特别培训，将枪头侧冲砂时甚至可以对涂层边缘进行羽化处理，因此用它来代替打磨机处理合拢焊缝边缘可以大大缩短冲砂作业的时间。另外，sponge-jet冲砂系统可以做到95%的磨料可回收再利用，对成本控制非常有利。90年代前后中国船厂使用动力工具、冲砂设备和无气喷涂设备取代老式的敲铲油漆，并学习国外船厂的先进管理经验和工艺水平，迅速缩短中国和发达国家在造船业的差距，造就了当今中国造船的繁荣景象，现在借助IMO船舶专用海水压载舱涂层新标准发布的机会，中国造船业如果能再一次通过设备升级而带来一次品质的飞跃，进而带来新的造船理念和施工工艺的全面提升，中国就一定能从造船大国走向造船强国。 参考文献：1 美国航空及太空总署对 NASA 设施中结构钢应用的各种备选低排放表面预处理/脱漆 船舶操纵设备 船舶主要设备一艘营运的船舶必须安装有各种各样的设备。通过这些设备的应用来完成船舶的航行、靠离泊、装卸货物等生产作业，并保证船舶和人员的安全。船舶的主要设备有动力设备、操纵设备、装卸设备和安全设备等。船舶操纵设备船舶操纵设备包括锚设备、舵设备和泊设备，在航行中、港内操纵或系泊时都要扮演重要的角色，是保证船舶必不可少组成部分。1、锚设备船舶要停泊于某一水域，必须抛锚，利用锚抓住水底泥沙的力量，以及锚和链的重量，来克服风和水流等使船舶漂移的外力；锚设备还可以辅助船舶的操纵，如在狭水道掉头、靠离码头、系离浮筒时等辅助操作；船舶发生搁浅事故后，可用锚来稳定船位，或利用锚自力将船舶拉出浅滩。锚设备主要由锚、锚链、锚链筒、制链器、锚机、锚链管、锚链舱和弃链器等组成，如图1-28所示。（1） 锚（anchor）锚是能够抓入海底泥土的钢铁结构物。锚泊时，锚的抓力与卧底锚链的抓力构成锚泊力，以抵御风、流等对船舶的作用力，如图1-29所示。锚的种类很多，常风的有无杆锚、有杆锚和大抓力锚。无杆锚又称山字锚、霍乐锚，是目前商船上普遍使用的一种无杆锚，其结构如图1-30所示。山字锚能把锚干收进锚链筒内，所以宜于做首锚，抓力为锚重的确24倍。各船舶的锚重和大小不一样，例如，某轮DW=10万t,其锚重12.7t。（2）锚链（anchor chain）锚链是连接锚和船体索链，主要用来传递锚的抓力，以抵消外力对船的作用保证船舶能够安全地停泊于指定的水域。锚链由普通链环、连接链环、连接卸扣、转环等组成，按锚链的结构分为有档和无档两种。有档链的抗拉强度大，船上一般均采用有档链环的锚环；按制造方法分有铸钢锚链、电焊锚链和锻造锚链。电焊锚链质量超过其他种锚链，成本也较低，已得到广泛的应用。锚链的大小是以普通链环的直径d来表示的。普通链环的直径是衡量锚链强度的标准。链的长度以节为单位，整条锚链由若干节链连接而成，一航左右锚链各10节。我国规范规定每节标准锚链长度为27.5m，在一些英制单位的国家也有用15拓（fathom）为一节链长的，折合约为27m。节与节之间采用可拆的接链环，或采用连接卸扣连接起来。为了迅速确切地掌握抛锚、起锚时锚链松出或绞进的长度，在每节锚链上必须作上明显的标记。其方法如下：在第1节一与第2节之间的连接链环（或卸扣）前后第1个有档链的横档上各绕以金属丝，并涂以白漆，连接链环涂红漆，以表示第1节；在第2节与第3节之间的连接链不（或卸扣）前后第2个有档链环的横档上各绕以金属丝，并涂以白漆，连接链环仍涂以红漆，以表示第2节；余此类推至第5节与第6节之间。从第6节开始又按第1节同样的方法重复标记，最后1至2节可涂红或黄漆等醒目的标记，作为锚链将全部抛出危险警告；在锚端链节上也涂以白漆，作为起锚时了解锚即将出水以及锚干将进入锚链筒的标记，以便放慢起锚速度，避免撞坏船壳或锚链筒。（3）锚机（windlass）锚机是抛锚、起锚，以及绞收缆绳的机械装置。锚机的链轮轴成水平布置的叫卧式锚机，是一般商船采用的锚机；成垂直布置的叫立式锚机，多用于军舰。按动力不同，分为电动锚机、液压锚机和蒸汽锚机三种，结构大致相同。电动锚机广泛应用于内燃机船上，蒸汽锚机目前海船已少用，油船上为了防火防爆，也还有用蒸汽锚机。锚机能同时或分别抛、起左右两锚；能同时从水深不少于45m深处绞起双锚；离合器一人可以操作；有可靠刹车装置；用刹车带抛锚时，能分别或同时将两锚抛出，且能随时刹住。锚机/系泊绞车按照使用的不同可分为： 移船定位锚绞车 拖曳绞车 工程船舶专用绞车 渔船绞车 立式或卧式电动及液压绞盘 绞车按用户的要求可配置：电动，液压或柴油机驱动 遥控装置 恒张力装置或自动收放系统自动排缆装置（3）其它附属设备包括制链器、锚链筒、锚链管、锚链舱和弃链器。制链器设置在锚机与锚链筒之间，用来夹住锚链，锚泊时承受外力作用而保护锚机。航行时，用它来紧固锚和承受锚的重量，并使锚链不会弹动撞击甲板。锚链筒船首两侧，穿过甲板与外壳板，由甲板链孔和筒体三部分组成，是锚链进出船体和收藏锚杆的孔首。锚链筒内设有冲洗锚链用的喷水孔，由甲板水管系进水，以便起锚时冲洗锚链。为防止海水从锚链筒涌上甲板和保证人员的安全，在甲板链孔处设有防浪盖。锚链管是锚链进出锚链舱的管道。装在锚机左、右链轮的正下方，正对锚链舱的中央，其直径为链径的78倍。锚链管的甲板管口装有防水盖，开航后应关闭，防止海水进入锚链舱。锚链舱是存放锚链的舱室，位于船首防撞舱壁之前，锚机的下面，其形状为圆形锚链舱的直径的30倍，可不必人工排链。左右锚链舱是分开的，在中间的纵舱壁上设有人孔及壁梯，供人员进出链舱。舱底上面垫有木板和舱底钢花板，并有排水管系，以便排出积水。弃链器是在紧急情况必须弃锚时，能使末端锚链迅速脱离船体的一种专用装置。2、舵设备舵设备是操纵船舶的主要设备，用以船舶保证在航行中能够保持和改变航向。它主要由舵装置、舵机、转舵装置及操舵装置等设备组成，它们分别安置在驾驶台、舵机房和船尾下部，如图1-31所示。舵的操作是由舵手转动舵轮或扳动操舵手柄，启动液压或电力操舵装置来控制舵机，使舵正转、反转或停止。（1）舵装置舵及其支承部件统称为舵装置。舵是一块在船舶尾部纵剖面上可转动的平板或流线型剖面的板状结构，它垂直地浸在水中。船在运动时，当把舵转过一个舵角，这时由于螺旋桨的排出流水与舵的相对运动，在舵面上产生水压力，这个水，压力垂直于船舶纵中剖面的分力，就是构成使船绕船的重心点旋转的力矩。船舶前进时，左舵角使船向左转，右舵角使船向右转。这个力矩在一定范围内是随舵角的增大而加大，通常满舵的舵角为350，舵上的水压力，除了与舵角和水流的相对速度有关以外，还和舵的面积成正比。舵的种类很多，按舵的剖面形状不同可分为平板舵和流线型舵，见图1-32；按舵杆轴线位置不同分为不平衡舵、平衡舵和半平衡舵。平板舵舵叶的截面形状为平板形状，该舵阻力较大，主要用于小船。流线型舵叶剖面呈流线型的复板舵，该舵都做成空心水密，一方面可以减轻舵的重量，另一方面也可减少舵承上的压力；其阻力小，强度高，舵效好，可提高舵向的稳定性。虽然构造比较复杂，但被广泛采用。（2）舵机随着船舶般速和登记吨位的不断提高，作用在舵杆上的转舵力矩 也大为增加，因此必须借助舵机提供转舵的动力。舵机是用以产生转舵力矩面使舵偏转的机械，目前船上用的是电动舵机和液压舵机。电动舵由电机、蜗轮、蜗杆、舵扇、舵柄等组成，它的结构简单，操作方便，工作可靠，适用于中小型船舶上。液压舵机分柱塞式液压舵机和转叶式液压舵机，主要由电动机、油泵、管路等机械组成，它具有体积小、重量轻、转矩大、传动平移噪声小且易管理等优点，是大型船舶采用的舵机。（3）转舵装置舵机要扭转舵杆舵叶偏转，还必须通过转舵装置来完成转舵装置在舵机和舵叶间起着传递力矩的辅助作用。目前使用较多的有舵柄式转舵装置和舵扇式转舵装置两种。（4）操舵装置 该装置是将驾驶台的转舵指令传递至舵机，使舵机按要求工作的 整套装置的总称。它的传动方式有两种，一种是电传动，另一种是液压传动。液压操舵装置是利用液体不能被压缩的原理以及它的流向、流量可人为控制来传动的，该装置在操纵时较笨重，而且反应较迟钝，已逐渐被淘汰。电操舵装置是用电信号来传动的，具有操作方便、灵敏度高等优点，目前各船均采用此装置，该装置有利于船舶实现操舵自动化。 采用电操舵装置的船舶，都有两套独立操舵系统，当一套舵系统发生故障后，立即可以转换另一套操舵系统。这两套系统分别称为随动操舵系统（主操舵装置）和手柄操舵系统（辅助操舵装置）。另外，船舶还需配置应急操舵装置，当操舵装置系统全部发生故障时，则使用驾驶台与舵机房通信方式在舵机房用应急操舵装置操舵。自动操舵控制装置，简称自动舵（autopilot），是在随动操舵基础上发展起来的一种全自动控制的操舵方式。它是根据陀螺罗经的航向信号和指定的航向相比较来控制操透系统，自动使船舶保持在指定的航向上。由于自动舵灵敏度和准确性都较高，它替代人工操舵后，相对提高航速和减轻舵工的工作量。目前商船均配置有自动舵，当定向航行且航区没有他船来往时，则可改手操舵为自动舵。3、系泊设备船舶靠离码头、系离浮筒、傍靠他船或拖带时，用以带缆、绞缆的设备统称为系泊设备。图1-33所示为干货船系泊设备的布置图。系泊设备由系船缆、导缆装置、挽缆装置、绞缆机械、系缆卷车及属具组成。（1）系缆（mooring line）系缆也称船缆，靠泊时用于绑牢船身，拖琏时用于传递拖力。理想的系缆应具有强度大、弹性适中、耐腐蚀、耐磨擦、密度小、质地柔软、使用方便等特点，常用的有钢丝缆和化纤缆两种。系泊时，应根据码头的情况、船舶长度、缆强强度、停泊时间长短及天气、潮汐情况决定使用缆绳的数量和布置方式。船舶系靠码头时所使用的各缆绳的名称如图1-34所示。一般情况下，船舶至少要用六根缆绳，即二根首缆、二根尾缆及前后倒缆各一根。大船或风大流急时还需增加缆绳，达到将船舶安全系住的目的。（2）导缆装置是供船舶系泊时，导引系船缆由舷内通向舷外，变换方向，限制其导出位置及减少缆索磨损的导缆器，有导缆孔、导缆钳和导向滚轮、柱等，如图1-33所示。（3）缆桩缆桩（bitts）供挽缆用，安装在甲板上的导缆装置附近，用来固定系船系船缆的自由端。它的受力很大，要求基座必须十分牢固，缆桩附近甲板都必须加强。其类型有立式、钭式、十字及系缆羊角等，如图1-33所示。（4）绞缆机械又称系缆绞车（mooring winch），用于绞收缆绳。绞缆机有立式卧式之分。立式绞缆机叫绞盘。按动力不同有蒸汽绞缆机、电动绞缆机和液压绞缆机。船首部的绞缆机由锚机所配置的绞缆滚筒来绞缆，船尾部的单独设置，其他部位的由就近的起货机所配置的绞缆滚筒业绞缆。（5）系缆卷车（reel）又称卷缆车，是卷收存放缆绳的装置。它主要由卷缆用圆筒和支承圆筒的座架组成。摇动手柄或转动扶手即可将缆绳松出或卷上，脚踏刹车则用于控制卷缆车的转速。 （6）系泊属具包括撇缆绳、碰垫、制索绳或链和挡鼠板。撇缆绳为一根长约40m、直径约6mm的细绳。绳的前端是有一定重量的撇缆头。船靠码头时，从船上抛给码头带缆工人，作为往码头送缆的索引绳。碰垫俗称靠把，是用绳纺织的，其内填有软木或棕丝等软性物质的球形物，船舶靠码头时，用于缓冲船体与码头的撞击和磨擦，以保护船舷。制索绳或链是船舶系泊时，用于临时在系缆上打结，以承受缆绳拉力的专用索具，制索绳用于纤维绳子，制索链则用于钢丝绳，挡鼠板一般由薄钢板或塑料板制成，船舶系靠码头时，为了防止鼠类沿着缆绳来往，系缆带好后要挂上挡鼠板。船舶在波浪中航行时的安全操纵 关于船舶在波浪中航行的纯稳性丧失，国内外学者进行了大量的研究，文献1、2采用波浪中船舶瞬时湿表面的计算方法，得出了稳性变化与波浪要素之间的相互关系；文献3、4通过船舶操纵运动方程，运用流体动力学理论，将波浪运动的影响引人操纵方程，并对船舶稳性的影响进行了模拟计算。对于船舶驾驶员来说，仅从静态上了解衡量船舶稳性是否满足稳性规范的要求是不够的，更重要的是要从动力学的角度出发，了解和掌握在恶劣的天气条件下，船舶在波浪中的稳性变化规律，保证船舶以适应于稳性要求的姿态正确航行。 1 稳性变化的原因分析 根据文献5，船舶在波浪中航行时，由于船体浸水体积的变化，使得正浮时的浮心B移至B*。根据静力学理论，对于横倾度的船舶，波浪中的复原力臂GZ*值与静水中的复原力臂GZ值之间的差值可由式（1）确定。 GZ=（B*R-BR）-BB*Sin（1） 由式（1）可以看出，船舶在波浪中的稳性变化是由于形状稳性和浮心位置的变化所引起的。 为了具体地表现这种内在的关系，把GZ改写为表示动稳性的稳性高度GM，有： GM=I/V-BG（2） 式（2）中，I为水线面的惯性矩，V为船舶水下排水体积，BG为船舶浮心至船舶重心的垂直距离。由于波浪的影响，船舶的排水体积变为V+V，水线面的惯性矩变为I+I，浮心由B移至B*，则GM的变化GM+GM可近似地表示为： GM+GM=I/V（1+I/I-V/V）-B*G（3）利用BM=I/V的关系，GM的变化量GM可按下式求得： GM=BM（I/I-V/V）-BB* （4） 通过式（4）可以看出，导致船舶在波浪中的稳性变化是由于船舶的排水体积和水线面惯性矩的变化以及浮心位置的移动而引起的。第一项为舷侧外漂和船体浸水体积变化引起的BM的变化量表示由注心上下移动引起的变化量。2 稳性变化与海浪之间的关系防止船舶因稳性丧失而导致倾覆，是船舶驾驶员最为关心的问题。IMO亦已通过在随浪和尾随浪情况下避免危险局面的指南，其目的在于给船长在随浪和尾随浪航行时提供避免危险局面的建议。对于驾驶员来说，了解船舶姿态与波浪之间相互位置关系而导致船舶稳性的变化，从而采取和选择安全的操船方案有着重要的意义。 2.1 波长与船长比（/L）对稳性的影响 稳性变化主要是浮在波面上的船体的水线面惯性矩I的增减引起的，并与波浪的大小和船舶的尺度有关。图l给出了在波高H固定不变，波长与船长比（/L）变化、以及波浪位于船舶各种相对位置时的GZ曲线。从图1可以看出，当船中位于波谷（G/=0）时，由于船体前后部的水线面惯性矩与静水中相比，其数值是增加的，因而船舶的稳性也是增加的；当船中位于波峰（G/=0.5）时，由于水线面的惯性矩减少了，故船舶的稳性也随之减小。另外，从图1还可以看出，这种由船体前后部水线面惯性矩的增减引起的稳性变化，当波长等于船长时，其稳性变化量最大，随着波长的增加，其稳性变化量有减少的趋向。2.2 波高与波长比（H/）对稳性的影响 图2是在波长与船长比（/L=1）固定不变时，让波高与波长比（H/）分别为1/80、1/40和1/20，探讨波高对稳性变化所产生的影响。从图2可以看出，由于水线面的惯性矩与波高的平方成正比，因而，当船中位于波谷时，波高越高，稳性的增加就越大；当船中位于波峰时，波高越高，稳性的减少就越大。对于船中位于波浪的上升波面或下降波面时，船舶的稳性与静水中的稳性大体一致，没有太大的变化。 2.3 波与船的波舷角（）对稳性的影响 当船舶与波浪形成波舷角时，造成了左右舷船侧波的非对称性，使得垂直于水面的浮力和平行于水面的横向力均作用于船体的浸水部分，故而对船舶的稳性影响较大。图3给出了/L=1、H/=l/20，波舷角分别为0、30、60、90时，船舶稳性的变化规律。从图3可以看到，波舷角对船舶稳性的影响是很大的，其总体趋势是，波舷角越大，船舶的复原力矩越大，稳性也越好。同时要注意到，当船中位于波谷时，随着波舷角的增加，船舶稳性有下降的趋向；当船中位于波峰时，随着波舷角功的增加，船舶稳性有增加的趋向。但相比与静水中，随着波舷角的增加，稳性都有明显改善的趋向。 2.4 波浪对动稳性的影响在研究船舶大倾角稳性时，静稳性曲线下所包含的面积（即动稳性）也是要考察的重点内容，它表明船舶在静水中航行时抵抗外界最小倾覆力矩的能力。当船舶在波浪中航行时，波长与船长比（/L）、波高与波长比（H/）、波与船的波舷角（）、以及波浪与船舶的相对位置（G/）等对动稳性都有较大的影响。图4是将波长与船长比（/L）作为参数，并设波与船的波舷角（）分别为0、30、60时，波浪与船舶的相对位置（G/）对动稳性的影响。由船舶在各个波面的动稳性与静水中的动稳性之比（E（动）/E（静），可以得出船舶在各个波面上的动稳性是增加的，还是减少的，其增加的幅度是大还是小，如果E（动）/E（静）数值很小，则表明船舶在此区域内容易倾覆。从图4可以看出，若波长与船长比（/L）大，且波与船的波舷角（）亦大，则船舶在倾覆前的动稳性E（动）亦大；当/L=1时，波浪与船舶的相对位置（G/）在0.4至0.6这一范围内，E（动）/E（静）数值变得很小，故处于这一范围内的船舶容易倾覆。 3 船舶在波浪中航行时操纵方案的选择 从以上分析可得出如下结论。1. 当波长等于船长时，船舶稳性的变化量最大，且船中位于波谷时，稳、性变好，船中位于波峰时，稳性变差；随着波长的增加，其稳性变化量有变小的趋势。2. 波高越高，对于船中位于波谷时，稳性大幅度增加；相反，当船中位于波峰时，稳性显著减少。3. 波舷角对于船舶的稳性影响较大，对于波长等于船长时，波舷角越大，船舶的复原力矩就越大，稳性也越好。4. 波与船的相对位置在0.40.6的范围内，船舶的动稳性变得最小，故在这一范围内船舶最容易发生倾覆。为保证船舶在波浪中安全航行，要慎重地选择操纵方案。1. 尽可能地避免波峰处于船中位附近当船中位处于波峰时，所有因素对稳性的影响都是不利的，不仅纯稳性丧失较多，且动稳性同时也变差，使得船舶抵抗外力矩的能力明显减弱，容易造成船舶的倾覆。2. 合理地选择航向 选择适宜的航向，就是避免船舶进入危险区域。改变航向（波舷角），一方面可以改变波浪的遭遇周期，避免谐振运动；另一方面，波舷角的增大，船舶稳性有变好的趋向。理论上讲，船舶正横受浪，其稳性的保持处于最佳状态。3. 谨慎用舵船舶用舵，相当于施加外力矩，会造成船舶先外倾后内倾的现象，因此要竭力避免舵力矩与波浪力矩的迭加，使船舶遭受更大的外力矩的作用。如果确需用舵，一方面要选择海面相对平静的时段；另一方面要观察船舶的横倾状态，选择在船舶向另一舷回摇的时段，这样可使舵力矩与波浪力矩相互抵消一部分，保证船舶具有足够的抵抗能力。另外，船舶在出航时保证具有足够的稳性，在航行过程中合理地使用油水，保证货物绑扎牢固，保持合理的航速等，对船舶的航行安全都有非常重要的影响。4 结语船舶在波浪中的航行安全一直是航运界最为关心的问题，它涉及的面也是非常广泛的。本文仅从波浪中航行稳性变化的一个方面进行了讨论，并就操纵方案的选择提出建议。随着科学技术的发展，人们对波浪中的航行安全将会有更多的研究。海啸波浪中的船舶操纵摘 要：通过对海洋地震引起的海啸波浪的性质、传播以及对船舶航行安全的危害进行分析，从而提出海啸中的船舶安全操纵措施。关键词：海啸 波浪 船舶 操纵海啸发生时，海啸的波浪是什么样的，对船舶的危害如何，船舶应如何应对，使海损事故降低，在文中进行分析并提出一些解决方法。海啸中的海况分析1.海啸的成因海啸是一种具有强大破坏力的灾难性的海浪。通常由震源在海底下50千米以内、里氏震级6.5以上的海底地震引起。水下或沿岸山崩或火山爆发也可能引起海啸。海啸发生的原因估计有：(1)地震时因海床之垂直位移，(2)海沟斜坡崩塌，(3)海底火山爆发等。其现象是因地震或火山爆发所引起的一连串极长周期的长浪，可造成重大的破坏，并使海岸地区之生命财产受损。2.海啸波浪的性质海啸波浪被归类为浅水波，与我们在海边看到的因为风吹所造成的波浪不同。因为风吹所造成的波浪周期(也就是从一次波峰到达，到下一次波峰到达的时间差)多半为5到20多秒，波长多为100到200米。但是海啸的周期可以从两分钟到两个小时都有可能，波长可超过500公里。海啸的性质,主要取决于其源地的特性和几何特征海底变形的大小地震的持续时间和强度等因素。3.海啸波浪的传播海啸波浪是一种频率介于潮波和涌浪之间的重力长波,从发生地区由内而外，向各个方向移动，其波长约为几十至几百公里,周期为2200分钟,最常见的是240分钟。其速度视海洋之深度而定。因此，海浪经过不同深度之海底而有加速或减速之情形发生。通常，海啸来得突然，而且产生巨大的波浪，对船舶的安全造成致命的威胁。哪么，应如何操纵船舶，尽量避免危险或将损失降到最低限度？1.海啸中的船舶安全的准备工作(1)保证水密。检查甲板开口封闭的水密性，必要时进行加固；检查各水密门是否良好，不需用的一律关闭栓紧；将通风筒关闭，并加盖防水布；天窗和舷窗都要盖好，并旋紧铁盖；锚链盖好，防止海水灌进锚链舱。(2)排水畅通。检查排水管系、抽水机、分路阀等，保证处于良好工作状态；清洁污水沟(井)，保证黄峰巢畅通；甲板上的排水孔保证畅通。(3)绑牢活动物及加固货物。吊货设备、主锚、备锚、舷梯、救生艇筏以及一切没有固定的物件都要绑牢；散装货物要扒平；各水舱及燃油舱应尽可能注满或抽空，减少自由液面；舱内或甲板装有重件货物时，应仔细进行加固，必要时加绑。(4)做好应急准备。保证驾驶台和机舱、船首、舵机室在应急情况下通讯畅通；检查应急电机、天线、舵设备等处于良好状态；保证消防和堵漏设备随时可用；保证人身安全，如拉扶手绳、甲板铺沙等；加强全船巡视检查，勤测各舱污水沟等。(5)空船压载。空船在大风浪中有很多不利之处，如：风压增大了倾侧力矩，保向性下降，拍底增大，空转加剧，失速严重，易发生横摇谐振等等。为确保航行安全，应进行适当的压载，以提高船舶抗风浪的能力和改善船舶的性能。(6)准备好所有的系船的缆绳，安排好艏尾缆绳的工作人员，以满足在码头操船中缆绳的松解要求。2.利用岛屿对海啸大风浪的屏蔽效应操纵船舶当船舶在海啸大风浪的岛屿附近航行时,若得知将有海啸大风浪出现并可能影响到船舶航行安全时,可以利用岛屿屏障风浪的作用,减小风浪危害,这种航法是方便可行的。岛屿屏障后有缓风区，该区内风速明显减小，且海浪也较小。在岛屿的背风面这一特点表现的非常明显。若岛屿、群岛越长，缓风区亦越长，若岛屿群岛越高，缓风区亦越宽。在缓风区内，岛屿不仅对风有明显的缓冲作用，岛屿对波浪的缓冲作用也明显。3.船舶在港内锚泊或在码头靠泊时的船舶操纵当船舶在港内锚泊或在码头靠泊时，海啸波浪及潮水对船舶造成极大的危害，如船舶发生走锚、船舶所有的缆绳断裂，发生碰撞、搁浅，甚至倾覆等。但当海啸波浪并不是灾难性的时，则应利用良好的船艺操纵船舶，避免事故发生。如果有海啸预警系统，知道海啸要发生，那么应及早起锚或解缆，将船舶驶向深水区。要是来不及，而船舶又靠在码头时，这时海啸波浪及潮水变化急剧,船体将上下,前后快速移动,缆绳有可能嘣断,可抛双描结合用车及调整艏尾缆绳来抑制海啸波浪及潮水对船舶冲势的影响。4.船舶在近海中的操纵船舶McootWnosQ在近海中遭遇海啸波浪，船舶的操纵方法与船舶在大风浪中的操船措施类似，但又有不同之处。船舶在大风浪中的操船的措施通常有漂滞、顺浪、滞航等方法，但在近海中的遭遇海啸时操船，不能用漂滞和顺浪的操船方法，因为漂滞和顺浪会使船舶更快接近沿岸，船舶会遭受更大的海啸波浪冲击，使船舶操纵进入更被动的局面。而滞航，也不是操船的最好选择，因为它是以保持舵效的最小速度将风浪放在船首23个罗经点的方位上迎浪前进的方法。这时的船舶实际上是处于缓进或不进，甚至是微退的状态，而海啸波浪有可能越来越大，也可能使船舶操纵进入更被动的局面。这时如海面海况允许，采取以最快的速度向深海方向航行。如海面的波浪已非常大，这时可采取滞航，同时放下双锚，松长锚链，保持船舶的稳性，减轻船舶的摇摆，避免船舶打横，缓和波浪的冲击，以等待海面恢复平静，或采取积极手段，尽早驶向深海区。5.船舶在深海中的操纵船舶在深海中遭遇海啸，深海中海啸震源的水面最初升高的幅度大致在12米之间。虽然海啸在沿岸会造成巨大的破坏,但在深海传播时,由于波高和波长之比(波陡)甚小,周期较长,难以察觉到反常的现象。如有预警体系知道某处发生海啸，则应采取远离、避开海啸发生地，远离陆地，向深海航行的航行方法。紧迫局面时被追越船舶的操纵技巧在航行中，假定追越既成事实，暂且不讨论追越船是否构成违章追越，已经出现紧迫局面，被追越船的航行状态和驾驶技艺对是否酿成事故显得十分重要。如2001年4月7日和8日17日2起水上交通事故都是发生在追越过程中，导致被追越船翻沉，造成船舶损坏，货物损失和人员伤亡的重大事故。根据调查后所掌握的详细情况分析，2起事故比较类似，追越过程中碰擦不严重，并不是一般所认为“撞翻”的，其中真正的原因是被追越船驾驶员未能掌握船吸现象所产生的不同时期的吸力与斥力的改变，未能向斥力相反方向打舵减小回转力矩，而是顺着斥力方向打舵，因此，转舵力矩与斥力力矩形成相加的回转力矩，导致船舶在瞬间回转，使船舶倾刻侧翻。所谓紧迫局面，由于种种原因，两船相遇机构接近到单凭让路船的行动已难避免发生碰撞的局面。机动船构成追越要具备三个条件即方向、航速和碰撞危险。方向是指追越船在被追越船正横后大于22.5度某一方向的延长线范围内。速度就是追越船的航速大于被追越船的航速。碰撞危险就是两船过于逼近。 一般情况下，追越船的主机功率、航速都大于被追越船。当两船吨位相差较大时，船吸现象所产生的吸力与斥力对吨位较小的船舶的反应更大、更明显。为了减小这种斥力与吸力的作用，最好是保持两船较大的横距。但已经进入紧迫局面就无法避免这种斥力与吸力的作用，此时被追越船驾驶员就要动用良好的驾驶技术来避免事故的发生。 为了避免类似由于追越而引发的事故，双方驾驶员应注意以下几个问题：一、 在狭窄、弯曲、滩险航段、桥梁水域和船闸引航道禁止追越。 二、 追越船与被追越船要保持较开的横距。 三、 不论何种原因，凡已经形成追越局面，被追越船要立即减速，稳住方向。 四、 机动船驾驶员要提高自身驾驶技术，充分掌握船吸现象的规律，早打舵、早回舵。 孙春山流冰期间船舶操纵流冰,是我国东北中纬度高寒地区河流的特殊现象。黑龙江水系每年的冰冻期长达180200天左右，使船舶运输和港口装卸受到很大的限制，水上运输只能在夏航期进行。流冰期分春季流冰和秋季流冰两个流冰期，也就是开江时和封江时。一条河流的冻结期，是从开始出现冰凌起，经过秋季流冰至形成稳定的冰盖时止。在冻结期内，将出现以下现象：在岸边的薄冰称作岸冰，水面上最初出现的冰针结晶称为初冰，悬浮在水中或附着在河底及其它物体上的碎冰称水内冰，固结在水下物体时，称为底冰。水内冰是一种重要的结冰现象，它有可能堵塞船舶海底阀而造成事故，在石质河床或浅滩处形成的水内冰若未上浮，便在河底越堆越大而形成冰礁，会使河流过水断面变小，流速增加，紊动作用强，促使水内冰或底冰迅速增多，造成流冰不畅而引起凌害。并且由于水内冰的体积不断增大，有时会带着它所冻结的附着物一同浮起，在水力的作用下，甚至能挟带大石块随水移动，成为不被注意的碍航物。为此，一些主要浅滩在开江流冰后，要进行扫床以清除障碍物。流冰期的航行条件：1、 水位变化异常。在流冰因故受阻处，局部水位会开始上涨，流冰受阻严重则会形成冰坝，河流阻塞，坝上水位猛涨而坝下水位急落，形成较大的落差。2、 船舶吃水增加。这是由于严寒的气温导致水中的冰附着在船体上，增加了船舶的吃水和阻力，不仅直接影响船舶操纵，而且还会使船舶在浅水航道上搁浅。3、 水面上有漂移的浮冰。特别是一些大型的半沉半浮的冰块，如果在航行中未被发现，撞击后，易造成船舶破漏、进水、沉没等危险。4、 航道易演变。在封冻期被冰盖覆盖的河床内，泥沙运动和浅滩演变仍然不停的进行中，春季开江时，若仍按未封冻前的航道航行，可能会出现差错，甚至在航道上搁浅。5、 选择航路困难。由于冰块占据了水面，使航道尺度变小，流冰沿主流漂流，而主流区正是船舶航行的深槽。为避开冰排，船舶被迫离开航线，以致酿成事故。6、 天气恶劣，视线变差。特别是秋季流冰期，经常会出现暴风天气，能见度极低，视线不清，当