文/上海遠(yuǎn)洋運(yùn)輸有限公司 喬玉平
船傾側(cè)于海上,旁邊是小油船在卸駁燃油
船是我們工作的地方、生活的第二個(gè)家,我們要去熟悉她、了解她、掌握她、愛護(hù)她。
2007年1月18日,在英國(guó)LIZARD 角東南70公里英吉利海峽的海面上,一艏船名為“MSC NAPOLI”的現(xiàn)代化集裝箱船,在惡劣的天氣中,貨艙與機(jī)艙連接處的船體結(jié)構(gòu)坍塌,船殼板撕裂,機(jī)艙嚴(yán)重進(jìn)水,遭受淹埋。船失去動(dòng)力,大角度傾斜漂浮于海面上。
在英國(guó)和法國(guó)海岸警備隊(duì)的聯(lián)合救助下,二十六名船員全部獲救,船在被拖向PORTLAND 港途中在 LYME 海灘擱淺。除了二百多個(gè)集裝箱掉入海中,其他箱子卸了整整六個(gè)月,最后用爆炸手段在機(jī)艙與貨艙開裂處把船一分為二,船艏部份拖到船塢內(nèi)進(jìn)行研究,船尾就在海灘分解。
據(jù)非官方的報(bào)告,整個(gè)事件的費(fèi)用是十分巨大的,包括集裝箱的卸載,海上漂浮集裝箱的打撈,船舶的保險(xiǎn)、救助,海灘的清潔,修理海灘附近的公共公路網(wǎng),實(shí)際數(shù)據(jù)可能誰也說不清。
電腦描繪船破損的部位
南朝鮮制造,1991年4月01日,安放龍骨,本年12月1日建造完成??傞L(zhǎng):275.66米,寬:37.13米,吃水:13.5米,總噸:53,409,箱位:4419TEU。船東是英國(guó),租家是瑞士,管理公司是英國(guó),船旗是英國(guó)。
船殼撕裂處
1992年1月是以當(dāng)時(shí)世界上最大的集裝箱船開始營(yíng)運(yùn)的。2001年在新加坡海峽 HELENE MAR REEF擱淺了幾個(gè)禮拜,接下來是修船半年。這有可能是船體強(qiáng)度造成損壞的第一個(gè)原因,給這一次事故埋下了伏筆。
船舶的維修保養(yǎng)和其他文件也沒有記錄有關(guān)船殼,特別是重點(diǎn)部位機(jī)艙船殼的銹蝕或有裂縫的記錄。
2007年1月駕船的是保加利亞船長(zhǎng)。船級(jí)社是DNV。
1. 天氣的原因
當(dāng)時(shí)名為 KYRILL的颶風(fēng)橫掃歐洲西部包括英國(guó)和德國(guó)等,其中英吉利海峽首當(dāng)其沖。其破壞的強(qiáng)度是十年來首遇的。在這樣惡劣的氣候中航行,大風(fēng)浪對(duì)船體的強(qiáng)度是一次極大的考驗(yàn)。當(dāng)船在近似于船長(zhǎng)的波長(zhǎng)海浪中航行時(shí),對(duì)船的縱向強(qiáng)度、局部強(qiáng)度和船的穩(wěn)性都是最大的破壞。
我們可以做一個(gè)實(shí)驗(yàn),一根鐵絲我們用手扳幾下是根本不會(huì)斷的,但來回扳幾十下、幾百下,鐵絲就會(huì)斷。同樣道理,船在這樣天氣中航行,船體結(jié)構(gòu)也是在外力的作用下做上下彎曲運(yùn)動(dòng),使金屬產(chǎn)生疲勞導(dǎo)致受力最大處開裂。
2. 2001年的擱淺已經(jīng)造成船體某些結(jié)構(gòu)的隱性損壞,只是沒有引起人們的警覺和足夠重視。
3. 直接造成的原因是,貨物超載和碰到惡劣的天氣。
電腦模擬船中壓浪航行
根據(jù)手頭的資料沒有那個(gè)航次的集裝箱積載圖,所以也無法從數(shù)據(jù)上推斷是否貨物的超載。在運(yùn)輸?shù)暮脮r(shí)季,貨物超載時(shí)很正常的事情。在裝卸貨時(shí),一個(gè)BAY的貨物全部卸空,而臨近的一個(gè)BAY還是滿載狀態(tài),如不用壓載水配合的話,局部強(qiáng)度損傷是非常嚴(yán)重的,常年累月下來,應(yīng)力集中處會(huì)開裂等。珍、大、山型船的縱向艙口圍延伸與生活區(qū)連接處時(shí)常出現(xiàn)開裂這個(gè)情況。
4. 船體設(shè)計(jì)時(shí)的缺陷
貨倉(cāng)部位都是雙層船殼,機(jī)艙所處的是單層船殼,除了船殼,基本構(gòu)件是橫向肋骨,在船舷側(cè)縱向桁材幾乎沒有,缺少縱向力的支撐。
受力分析
5. 根據(jù)電腦繪圖,我們可以看出機(jī)艙和貨艙連接處是應(yīng)力集合點(diǎn):
船尾部份的重力支撐點(diǎn),
縱向彎矩力矩峰值點(diǎn),
剪力峰值的轉(zhuǎn)化處。
所以造成機(jī)艙船殼坍塌,機(jī)艙大量進(jìn)水。
Aft ship out of water: 船尾部分出水
Wave crest around mid ship: 浪峰在船中處
Vertical g-force: 垂向重力
Large moment and shear force: 巨大的彎矩和剪力
MSC NAPOLI,一半在船塢里拆解,一半在沙灘上拆解了,完成了她的歷史使命。留下的是思索,對(duì)在營(yíng)運(yùn)中的同類型船和其他船類型船怎么辦?
對(duì)于小型集裝箱船來說,機(jī)艙一般在船的尾部,機(jī)艙的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)是正常的。通常2500TEU以上的集裝箱船,機(jī)艙前移,也加大機(jī)艙的空間為容納更大型的機(jī)器,增大了縱向彎矩力矩,所以要檢查和求證這個(gè)類型的船是否在設(shè)計(jì)和建造上存在風(fēng)險(xiǎn),這是船級(jí)社的工作,但作為船長(zhǎng)應(yīng)該知道存在的缺陷和改正缺陷的方法,因?yàn)槟闶侵苯邮褂谜?。如有這種問題我們可以通過下面二種方法進(jìn)行更正:
1.重新設(shè)計(jì)配載程序,減少集裝箱的裝運(yùn)量,使靜水彎矩和局部剪力在合適的狀態(tài)內(nèi)。
2.增加局部翹曲強(qiáng)度。對(duì)機(jī)艙的艙壁進(jìn)行加強(qiáng)。增加縱向的桁材,二端焊接在橫向肋骨上。這個(gè)方法雖然使船體自重增加了幾噸,但還是比較小的工程,是十分行之有效的。
船靜靜停泊在碼頭上,在船尾你的眼貼近甲板,可以看到我們的船像一個(gè)農(nóng)夫的扁擔(dān),挑著重物,二頭彎彎的。當(dāng)挑著行走時(shí),扁擔(dān)的二頭隨著農(nóng)夫的腳步上下顛簸著。你可以聯(lián)想到我們船在海上有風(fēng)浪的天氣中航行就是這個(gè)樣子,船首船尾隨著風(fēng)浪的位置不同而上下顛簸著。
開船前,要了解船的縱向彎矩,除了保證符合電腦配載的要求外,實(shí)際中我是這樣做的,曾做三千多和五千箱位船時(shí),驗(yàn)看船舶的三面水尺,前后相加的平均與中間水尺不能大于20厘米,理想狀態(tài)是十厘米以內(nèi)。
船在跨洋航行時(shí),會(huì)經(jīng)常遭遇大風(fēng)浪天氣,有時(shí)會(huì)連續(xù)幾天是一個(gè)方向的浪、涌和風(fēng),作為一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的船長(zhǎng),要適時(shí)的改變船與風(fēng)浪的角度,避免出現(xiàn)船體結(jié)構(gòu)過度的疲勞。良好的船藝是避開大風(fēng)浪區(qū),不要有班期要緊,準(zhǔn)確到港是船長(zhǎng)的水平等等憂慮,有的船長(zhǎng)還憑船大速度快,穿越臺(tái)風(fēng)區(qū),與臺(tái)風(fēng)搶時(shí)間,這個(gè)就更加不應(yīng)該了,你是拿船員生命和國(guó)家的財(cái)產(chǎn)與臺(tái)風(fēng)在賭博。
我曾經(jīng)做過一艘 700箱位的船,在船殼外板上主甲板下,左右舷各有二條縱向的半圓形加強(qiáng)材,可能是設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮到足夠的縱向強(qiáng)度,臨時(shí)補(bǔ)救措施。但船在運(yùn)營(yíng)中,我的任期內(nèi)就發(fā)現(xiàn)這個(gè)縱向加強(qiáng)材斷裂二次,一個(gè)點(diǎn)是船中處的電焊連接點(diǎn),另一個(gè)是一大艙的連接處。
船的縱向彎矩有兩個(gè):
一個(gè)是 STILL BENDING MOMENT-靜水彎矩,另一個(gè)是WAVE BENDING MOMENT-波浪彎矩。
海上航行船受到的彎矩是這兩個(gè)的疊加,雖然船上的配載儀已經(jīng)把波浪縱向彎矩考慮在內(nèi)了,但他的基數(shù)是幾級(jí)大風(fēng)浪為參考呢?你的船遭遇比這個(gè)大的風(fēng)浪呢?你的船體結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)有缺陷呢?你的船體局部強(qiáng)度已受到破壞呢?
對(duì)于某一艘船來說,船長(zhǎng)對(duì)設(shè)計(jì)時(shí)存在的缺陷不會(huì)掌握,對(duì)以前操作不當(dāng)而使船體局部強(qiáng)度損壞也可能不知道,但作為船長(zhǎng)上船后應(yīng)經(jīng)常關(guān)注船體幾個(gè)應(yīng)力集中的部位:一大倉(cāng)、船中處、生活區(qū)與大倉(cāng)連接處、船殼鋼板特別是機(jī)艙的鋼板是否凹陷或嚴(yán)重凹陷。機(jī)艙船殼板凹陷嚴(yán)重,就是說明機(jī)艙所處的位置縱向強(qiáng)度不夠。
所以,合理的積載,避開大風(fēng)浪區(qū)航行和適時(shí)的改變與風(fēng)浪遭遇的角度是你謹(jǐn)慎要做的事情。