谈海上拖航断缆及应对措施

1、谈海上拖航断缆及应对措施谈海上拖航断缆及应对措施交通运输部救捞局郑健杜海鹏内容提要:如何有效避免远洋拖航过程中断缆事故的发生,一直以来都是拖轮船东,船长及航运部门关注的课题.笔者根据自身的航海经历和了解,掌握的相关案例,对拖航断缆的原因进行了分析,并提出了应对方法,以供相关人员参考.关键词:拖航断缆原因应对海上拖航是一种特殊的海上运输方式,是航运活动,海上救助打捞,海洋工程中一种较为常用的船舶操纵行为.由于拖航作业具有的复杂性和特殊性.在进行海上拖带作业时若操作不当容易发生断缆事故.拖航断缆事故一旦发生,往往会造成被拖物(船)失控,有时还会导致船舶碰撞,搁浅,沉船,甚至人员伤亡及污染海洋环境等

2、更为严重的后果.特别是当拖带大型被拖物遭遇大风浪断缆时,更是难以采取有效补救措施.往往会产生严重的后果.1拖航断缆的原因在进行海上拖航运输时发生断缆的原因很多,归纳起来主要有如下几个方面:(1)船舶驾驶人员,船长操作不当,应急处置不妥.(2)拖航过程中释放出的拖缆长度,配置的短缆及过桥缆长度不合理,大部分是其长度过短引发的事故.(3)卸克,龙须缆,三角板,龙须链等拖缆索具系统的强度不符合国际,国内有关规范的要求.(4)拖带装具缺乏完善的,规范的养护,拖航过程中防磨损措施不当,致使其应有的强度降低.拖带装具包括拖轮和被拖物上专门为实施拖带作业而配置的设备和索具,即:主拖缆机,备用拖缆机,拖索拱架

3、(巡洋舰船形的拖轮),拖力眼板,三角眼板,拖钩,拖缆桩,拖缆孑l,应急拖缆,小短缆,过桥缆,鲨鱼钳(三用拖轮及新型大马力救助拖轮均已经配置),大型卸扣,琵琶头衬圈及拖曳环等.在准备进行拖带作业前.应根据国际或国内船级社的检验规范对上述设备和索具进行检验,使其在数量和质量上都满足要求,对不符合要求的设备,索具应排查隐患,予以更换.2几种断缆事故的原因分析及应对方法2.1启拖时断缆拖轮拖带作业启拖时,被拖物在初始状态时的阻力很大,如果拖轮操纵上加车过快,拖缆受力急速增加,极易造成拖带索具瞬时绷断损坏,乃至伤及拖轮后甲板的作业人员.应对方法:拖轮船长在操纵上应逐渐加车.要避免快速加车,尽量使主拖缆及

4、索具逐渐带力,直至定速,匀速航行.拖带超大型船舶,钻井平台或驳船时尤其应注意.2.2不减速而大角度突然转向时断缆在大风浪中或为了避让往来船舶,拖轮突然大角度转向(使用舵角很大),且未提前减速时,极易造成拖缆瞬间被切断,或使龙须缆单边受力过大而断裂,或使被拖物单边受力过大而使拖点拉断.例如:1992年某9000马力远洋救助拖轮在日本东京湾拖带美国一报废大型油轮驶往印度,在拖航过程中,由于当班驾驶员对对驶的船舶采取避让措施较晚.在双方形成紧迫局面后拖轮不得不采取大角度转向措施,并且没有减速.结果造成断缆事故.应对方法:拖轮驾驶员应保持正规嘹望,提前采取避让措施,要使用小舵角转向,并提前减速,避免使

5、拖轮突然高速大角度转向.2.3拖缆长度不匹配时断缆在拖航作业初始阶段,一般均是在较为良好的天气下启拖,但在远洋拖航过程中,当海面风力增大到56级,海上出现较大涌浪时,拖缆有时会突然崩断.其原因是拖轮的主拖缆放出的长度不够,使拖缆在海面的悬垂量过小,从而使主拖缆的综合弹性系数变小.在风浪的冲击作用下,产生了较大的动负荷.使主拖缆承受的瞬间拉力超过了拖缆的破断拉力所致.应对方法:当海面风浪增大时,拖轮应该适当增放主拖缆长度,缓解因拖船和被拖船运动不协调而产生的冲击张力.根据海上拖航的实际经验,拖航中拖缆的长度可按下式估算:s=(l1+l2)式中:s为拖缆的长度(m);l1为拖轮的长度(m);2为被

6、拖船的长度(m);为系数,=1.52.0,拖带速度高时取大值.增放主拖长度后增加了主拖缆在拖船和被拖物之间形成的悬垂高度.可以防止主拖缆和拖带属具受到顿力而损伤或发生断缆事故.但是悬垂量过大在浅水中容易拖底,造成拖缆的伤害.拖缆悬垂量的计算公式如下:h=(1,28)(10)2$2/(1000t)式中:h为拖缆的悬垂量(m);d为拖缆的直径(mm):为拖缆没入水中的两端间的长度(it/)(拖轮船尾至被拖物首部的距离);t为拖轮在一定航速中的拖力(t)谈海上拖航断缆及应对措施郑健杜海鹏(可以由拖力表查阅).据笔者的经验,当海面平静时,主拖缆的悬垂量应不少于8iyi:当风浪较大时,主拖缆的悬垂量应大

7、于l3121也有行家认为,在浅水区拖航.正常气象海况下主拖缆的悬垂量深度应保持在1/31/2的水深为宜,这样既可保证拖缆不刮底,又可保证拖缆不至于受力急顿.在远洋拖航中,水深是不受限制的.建议拖轮可尽量多放主拖缆以增加拖缆的悬垂量.悬垂量越大.对缓冲拖缆的张力的效果越好.一般在深水中拖航作业,主拖缆的悬垂量宜保持在放出拖缆长度的6%左右为宜.2.4恶劣天气海况下的断缆恶劣天气海况下拖航断缆事故发生的频率最高,而且事故发生后处置难度较大.有时会导致次生事故的发生.大风浪中拖航时,被拖物不仅受到前进的拉力,当拖轮航至浪峰时,其吃水瞬间减少,水的阻力突然变小,而其螺旋桨的转速并没有改变,船舶的前进动

8、力也没有改变,于是拖轮会由于水阻力的变小而向前产生一个加速度,加大了拖轮的向前牵引力,使得缆绳的负荷也随即突然增加,由此可造成断缆.被拖物在大风浪中除了受到前进的拉力,水的阻力,摩擦力外,由于波浪起伏及运动方向的不同,还会产生纵摇和垂荡,使被拖物受力极不均匀,被动负荷随即增加,加之拖缆和船体的摩擦亦在加剧,主拖缆也极易发生断裂.恶劣天气海况带妥主拖缆启拖后.应当重点关注被拖物拖点的强度情况,拖航正常后要注意拖航速度,必要时要控速航行,以防止以上几种原因出现而使被拖物的拖点被拉断或拉裂.如:2008年9月南海某轮在台湾海峡救助一艘满载的货船时.由于被拖物起伏,摇摆剧烈,在拖轮带好拖缆启拖后,被拖

9、物上的拖力点拉裂,只得再采取其他救助措施进行救助作业,给拖航工作增添了很大的难度.应对方法:在恶劣天气海况下如无法继续航行,应果断决定尽快驶往附近锚地避风:如附近没有合适的避风锚地,则应减速滞航并调整航向,待风浪减弱后再续航.另外,大风浪中远洋拖航应注意尽量避免顺风浪航行.因为顺风浪航行受涌浪的瞬问推动和摇摆,主拖缆张弛变化比顶风航行时更为剧烈,张力波动更为严蘑,尤其在拖轮冲下浪峰时,拖缆拉力瞬间达到最大值,此刻极易断缆.2.5被拖物偏荡时造成断缆拖航中,受被拖物船型及装载,气象条件,拖航航向的影响,以及由于被拖物在拖航过程中的吃水差调整不妥,舵未完全同定,拖轮的主拖缆释放长度不合适,拖航速度

10、不合理,拖力点位置不妥等原因,容易造成被拖物严重偏荡.而偏荡会导致拖缆受力加大并使拖缆,龙须缆,龙须链等严重磨损,如不及时采取合理措施,则会造成缆断事故.应对方法:(1)合理调整被拖物的吃水差.英国有关方面对被拖物的吃水差有以下规定:表1被拖物的吃水差船长(m)首吃水(in)尾吃水(m)尾倾(m)300.901.3o0.40601.802.6o0.8o902.503.701.2o1203.o04.601.6o1502.6o5.6o2.o0l8o4-206.6o2.40据笔者实际工作经验.超过200m船长的半载和空载船舶,船舶尾倾大于3m时不易产生偏荡.(2)把被拖物的舵调整至零度并固定住.(3

11、)及时调整主拖缆长度(见文中2.3的阐述).(4)及时调整拖航速度.拖带航行的速度与拖缆的长度,被拖物的重量,被拖物形状(船舶受损情况),船舶吃水,浸水面积,气象和海况,船舶受风面积等有关.在实际拖航过程中,要综合考虑上述因素;在实际操作中,原则上拖航速度应控制在10kn以内,但最低拖航速度应确保拖轮舵效.以便在拖航中随时采取避让措施和调整航向.(5)短途航行可在被拖物尾部吊挂一艘小拖轮;(6)如有可能在中途靠泊调整拖力点,拖力点应至少经受1.3倍主拖缆的破断拉力.一般被拖物上均有2个正规的拖力点,能穿过导缆孔进行拖带:同时,被拖物上合适的缆桩,锚机位置也可作为拖力点.为此,根据拖航偏荡情况及

12、当时的风,流条件,可选择拖航中合适的港口,避风锚地和遮蔽水域等调整拖力点,避免偏荡现象产生.2.6拖缆触及海底或挂住障碍物时断缆当拖航作业进入浅水区后,未及时收短主拖缆导致悬垂量过大而触及海底并与其发生摩擦.或者挂住海底的障碍物导致拖缆断裂.应对方法:在拖航过程中应注意海区水深变化并用测深仪进行核对.根据水深变化,提早调整拖缆长度和悬垂量;在做拖航的航行计划时,应绕开海底有障碍物的水域.2.7由于拖带索具自身原因引起的断缆(1)拖缆索具质量差或保养不当,都会降低其应有的强度而引起断缆.在拖航检验中如未能及时排查隐患,在气象海况良好时,可能不会发生断缆事故,但如果遭遇恶劣天气海况,或者由于异常原

13、因而引起拖带航海技术2010年第6期湛江港特殊日期潮汐推算图的制作和使用方法广东海洋大学航海学院毕修颖内容提要:提出一种特殊日期潮汐推算图的制作方法,用于确定潮汐特性不符合余弦规律变化的潮汐港中任意时刻的潮高或任意潮高的潮时,并以湛江港为例,给出该潮汐推算图的使用方法.其优点是可准确求出非余弦规律变化曲线条件下的潮汐推算.不需要内插计算,可以直接在图上读取任意潮高和任意潮时.关键词:潮时潮高潮汐推算specialdatetidalcalculationchartmakinganditsusageabstract:atidalcalculationchartisputforwardforaspe

14、cialdatetodeterminetlletidalheightortidalmoment,whichnotconformcosinecurve.itgivesatidalcalculationchaamakinganditsusageonaspecialdateinzhanjiangport.thisnewtidalcalculationcharthasthefollowingadvantages:exactlymakeoutthetidalheightortidalmomentwhichnotconformcosinecurve,neednotanyinterpolation,andy

15、oucandirectlyreadthetideoritsmomentfromthischart.keywords:tidemomentheightoftidetidalcalculation0引言最简单的潮汐推算方法是从潮汐表中直接读取航行水域某时刻的潮高.可是,这些潮汐表中给出的只是各国主要港口每日高低潮时刻和对应的潮高.根据潮汐表,确定任意时刻的潮高或任意潮高的潮时,各国潮汐表中都给出了不同的推荐方法.文献【l】比较日本,英国,中国潮汐表中推荐的潮汐推算方法,提出了一种新的潮汐推算图,不含内插计算,但只适用于潮汐特性符合余弦规律变化的潮汐港.对于潮汐特性不符合余弦规律变化的潮汐港的潮汐推

16、算不能再用简单的梯形图卡,公式法等计算.于是,有些国家的潮汐表便增加了特殊的篇幅.如中版潮汐表中某些主港增加了每小时的潮高数据,供航海人员使用,这无形中增大了潮汐表的篇幅.英版潮汐表(admiraltytidetables第1,2卷中增加了特殊港口的潮汐推算曲线21,表中附于主港潮汐资料页的平均大,小潮曲线图(meanspringandneapcurves)用来求取这些港口的任意潮时的潮高.但须注意的是:若当日潮差与图中平均大潮差相近,用大潮曲线(实线);若潮差与图中平均小潮差相近,则用小潮曲线(虚线);若潮差在平均大小潮差之间,则应进行内插.而在第3,4卷中没能实现31.那么,如何使用类似英

17、版潮汐表第3,4卷中的数据推算潮汐特性不符合余弦规律变化的潮汐港的潮高和潮时就成了摆在航海人员面前的难题.本文以湛江港为例,提出这些特殊日期的潮汐推算方法,给出潮汐推算图,解决类似问题.l湛江港潮汐特性湛江港拥有得天独厚的自然条件,硇洲岛,东海岛,南三岛,特呈岛,东头山岛等岛屿形成了天然屏障,将湛江港湾铸成人口小,内腹大的一个狭长的良好水域,海域宽阔,水深浪静,泥沙回淤少,是国内外着名的负荷突然增大时,这些隐患就会导致断缆事故发生.(2)拖缆索具拖航中磨损严重,引发断缆.拖航过程中.主拖缆的摩擦力主要集中在拖轮尾部的导缆筒上:并要注意龙须缆或龙须链与被拖物船舷及首柱等关键接触部位和拖缆琵琶头等.应对方法:平时应加强对拖带索具的养护,并定期登记检查,使其保持良好的适用状态.特别是要经常仔细检查琵琶头等关键部位,发现断丝超过规定时,要及时予以更换.在拖航过程中对易磨损部位要安装拖缆夹,并根据拖缆的摇摆,跳动情况决定是否保留或放倒导缆立柱.在摩擦部位加黄油以减少摩擦力并用相适应的防磨胶管加以保护.在被拖物船舷及船首部等接触部位,加入枕木防止其磨损,在通过导缆孔处则可用切割开的胶管包扎.也可用厚帆布,麻包等包扎,以减少磨损.同时.拖轮和被拖物上的值班人员应经常检查拖力点周围的磨损情况.并及时通报以便船长尽