船舶常數(shù)的產(chǎn)生及修正措施的研究

黃雪忠，梁志強，楊 威

(中國船級社江陰辦事處,江蘇 江陰214431)

船舶常數(shù)的產(chǎn)生及修正措施的研究

黃雪忠，梁志強，楊 威

(中國船級社江陰辦事處,江蘇 江陰214431)

針對船舶常數(shù)導(dǎo)致貨物承運各方對貨物計重不一致的問題，提出了船舶常數(shù)測量的改進方法。在分析船舶常數(shù)產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，總結(jié)船舶常數(shù)測量中常見影響因素，通過采取空船重量的測定、附著物的清理、液艙的測量、規(guī)范水尺的讀取等修正措施，提高了船舶常數(shù)測量的精度，同時也降低了船舶貨物計量的誤差。

船舶常數(shù)；水尺計重；測量誤差；測量方法

0 引言

貨物的重量與各相關(guān)方切身利益息息相關(guān)。在船舶裝卸和運輸貨物過程中，發(fā)貨方、收貨方以及貨物承運人都希望能掌握裝載貨物的準確重量，因此精確地計算出貨物的實際重量就顯得尤為重要。然而實際貨物裝卸過程中，發(fā)現(xiàn)通過水尺得到的載貨量與碼頭計量過的貨物重量往往無法達到一致，有時貨物重量差值甚至達到數(shù)百噸之多。

為了減小貨物重量的差值，通常采用船舶常數(shù)的方法進行衡量。盡管業(yè)內(nèi)已經(jīng)對船舶常數(shù)產(chǎn)生的原因做了大量的研究[1-3]，但如何精確測量船舶常數(shù)，以減小對貨物重量影響的問題依然有待解決。本文通過對實際案例的分析，提出了船舶常數(shù)測量的改進方法，以提高貨物測量的精度。

1 船舶常數(shù)定義

對于貨物重量的量取通常采用2種方式：一種方法是讀取船舶吃水，根據(jù)靜水力表計算出船舶的排水量，然后減去空船重量以及淡水、燃油等重量，得到貨物重量D1；另一種方法是碼頭的收貨方或發(fā)貨方對輸送貨物進行計重D2，例如某些碼頭在裝載煤礦時，發(fā)貨方先將煤礦過磅稱重，然后再通過傳送帶裝載上船。由此可知，貨物重量的差值Δ按式(1)計算：

Δ=D2-D1=D2-(D排-D空-D油水)

(1)

式中：D1為貨物重量；D2為貨物重量；D排為載貨時船舶排水量；D空為空船重量；D油水為燃油及壓載水重量。

當船舶處于空載狀態(tài)時，即貨物重量D2=0，貨物重量的差值Δ按式(2)計算：

(2)

上式中的空船重量在船舶完整穩(wěn)性資料中可獲取，空載排水量可以通過吃水讀取，而燃油及壓載水的重量可以通過液位測量準確計算得出。理論上未裝貨時的船舶排水量為空船重量和燃油、壓載水重量之和，故而C應(yīng)該等于0。然而在實際的測量中，由于計量條件的不確定性和計量誤差的存在，導(dǎo)致常數(shù)C不為0，并且會隨著測量結(jié)果的變化而發(fā)生變化。

由此可見，船舶常數(shù)并非是公約或者規(guī)范中所定義的概念，而是實際工作中船舶空船重量測量不準的現(xiàn)象的總稱。

2 船舶常數(shù)產(chǎn)生的原因

船舶常數(shù)由船舶排水量、空船重量以及燃油壓載水的重量計算而得出的，在計量過程中既會受到船舶重量的影響，又有人為操作因素的作用，因此要確定船舶常數(shù)，就需要了解空船重量、船舶排水量以及燃油壓載水的計算方法和精度。

2.1 船舶空船重量

船舶空船重量的變化是導(dǎo)致船舶常數(shù)產(chǎn)生的一個重要因素?？沾亓渴侵复把b備齊全但無裝載時的重量，它包括船體鋼材、舾裝及機電設(shè)備，但不包括燃料、潤滑油、淡水、人員及供應(yīng)品等。理論上船舶空船重量是個固定值，一旦確定后通常不會發(fā)生變化。

部分船舶在長時間營運后，其空船重量會發(fā)生變化，即船體鋼材、舾裝及機電設(shè)備會發(fā)生一些變動。例如某些船舶在營運后，其結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生腐蝕甚至減薄，如貨艙內(nèi)結(jié)構(gòu)等。當這些構(gòu)件折減超過規(guī)范許用范圍時，就需要對構(gòu)件進行換新。當修理所需的原始規(guī)格材料無法獲得時，會采用其他材料進行替代。如某船內(nèi)底板原始厚度為18.5 mm，修理時使用19 mm鋼板進行替代。上述腐蝕以及修理的過程都會造成船舶空船重量的變化。

除了結(jié)構(gòu)的修理外，船舶增加設(shè)備也會改變空船重量。如某散貨船為了提高作業(yè)能力，在甲板上增加4臺克令吊，同時增加了船舶的空船重量。

由此可見，在船舶的壽命周期中，空船重量并非固定不變，而會在某些特殊情況下發(fā)生變化。

2.2 船舶附著物的重量

在船舶營運過程中，除了船舶自身結(jié)構(gòu)和設(shè)備重量發(fā)生變化外，還會由于船艙內(nèi)的沉淀物、艙室內(nèi)的殘水以及船底外表面附著物的產(chǎn)生而增加船舶的重量。

(1)船舶在航行過程中，需要不斷地對壓載艙進行調(diào)整。由于近海水域海水所含泥沙等雜質(zhì)較高，久而久之就會在壓載艙內(nèi)沉淀大量的泥沙，這些泥沙會長期附著于壓載艙的底部。

(2)船舶壓載艙骨架構(gòu)件中設(shè)置了大量流水孔，用于調(diào)節(jié)壓載水時水的自由流動。船舶在經(jīng)過長時間營運后，部分流水孔會被堵塞，導(dǎo)致該區(qū)域內(nèi)的壓載水不能由吸水泵排出，形成殘余液體。

(3)此外隨著長時間的航行，水下部分的外板還會附著大量的海生物。

這些附著物的產(chǎn)生是無法避免的，在實際的測量中，都會被計入船舶自身重量中，進而影響了常數(shù)的準確性。

2.3 壓載艙測量

壓載水的重量通過測量壓載艙內(nèi)液位高度后，根據(jù)艙容表換算成液體重量。然而在測量過程中，其測量結(jié)果受以下幾個因素的影響。

(1)船舶的浮態(tài)。船舶的浮態(tài)會對液位的測量產(chǎn)生較大的影響，液艙測量的理想狀態(tài)應(yīng)是船舶正浮狀態(tài)。當船舶在縱傾或者橫傾的狀態(tài)下，液艙內(nèi)的液體就會集中在艙室的一側(cè)，此時測得的液位無法反映實際的液位高度。通常船舶的橫傾可以通過側(cè)翼邊柜壓載來實現(xiàn)，而縱傾的影響則難以避免[1]。

(2)測深管的布置，為了能準確地測量壓載艙內(nèi)的液位，測量管需要測到最低處的壓載水。但在實際的布置中，由于壓載艙的形狀為不規(guī)則，測深管有時會終止于斜坡板的位置，不能到達艙室最底部，對位于測深管底部以下的液面無法測量得。

此外，測深管會設(shè)計成彎曲的形狀，以避開液艙內(nèi)部的結(jié)構(gòu)件。在這種情況下，測深尺顯示的數(shù)值等于測量管的長度，而非真實的液位高度，這就導(dǎo)致壓載水測量誤差。

2.4 水尺測量

船舶的排水量通過測量船舶吃水獲得。在讀取船舶六面水尺的數(shù)值后，查閱靜水力曲線數(shù)據(jù)得到船舶排水量。因此，水尺的計量在常數(shù)計算過程中起著至關(guān)重要的作用。

水尺的讀取受外界因素影響比較大。除了受到自然環(huán)境干擾導(dǎo)致的度數(shù)誤差外，還會受到人為操作因素的影響[4-5]。

船舶設(shè)計和使用中，有型吃水和實際吃水之分。型吃水是指自平板龍骨內(nèi)緣量至水面的垂直距離。實際吃水是從自平板龍骨外緣量至水面的垂直距離，兩者的大小相差一個板厚。讀取水尺時應(yīng)該注意吃水結(jié)果的選取，以免在計算中產(chǎn)生誤差。

3 修正措施

3.1 空船重量的測定

在船舶營運過程中，船舶修理或改裝會使空船重量發(fā)生永久性的變化，這種變化會導(dǎo)致穩(wěn)性資料和靜水力表失去參考意義。

當船東在對船舶空船重量產(chǎn)生懷疑的情況下，為了準確得到船舶的空船重量，可以通過傾斜試驗重新測量船舶的重量及重心位置。

某散貨船在加裝克令吊后，空船重量發(fā)生了明顯變化，因此對該船進行了傾斜試驗。經(jīng)重新計算，該船的空船重量由10 565 t變更為11 285 t，空船重量增加了720 t,約占空船重量的7%，重心位置也相應(yīng)變化。船舶的穩(wěn)性數(shù)據(jù)重新進行計算審批，為水尺測量和計重提供依據(jù)。

3.2 附著物的清理

對于船舶航行中產(chǎn)生的附著物應(yīng)進行定期清除，如在每次排盡壓載水后，應(yīng)清潔壓載艙內(nèi)的淤泥。同時在船舶進塢時還應(yīng)清理外板上的海生物。

3.3 液艙的測量

在測量液艙時，應(yīng)修正縱傾的影響。在大縱傾的狀態(tài)下，測量液體體積V數(shù)據(jù)應(yīng)不小于式(3)，此時方可認為該艙為滿艙[4]。

V=h+ltanα

(3)

式中：h為液艙滿艙高度，m；l為液艙長度，m；α為船舶縱傾角。

當船舶處于大縱傾，且艙內(nèi)壓載水比較少時，此時測得的水艙的數(shù)據(jù)與實際情況相差比較大，這種情況下可以根據(jù)SN/T 0187—1993《進出口商品重量鑒定規(guī)程水尺計量》的方法對測得的水深進行修正。艙底浸水面長度l1按式(4)計算：

l1=sLBP/TC+d

(4)

式中：l1為艙底浸水面長度，m；LBP為垂線間長，m；TC為艏艉縱傾校正后吃水差，m；s為實測水深，m；d為測量管距橫艙壁間距離，m。

當l1≥l時：

m=s±c

(5)

c=TC(l/2-d)/LBP

(6)

式中：m為平均吃水，m；c為水深縱傾校正值，m，測量管在艙前，校正值：艏傾為負，艉傾為正；測量管在艙后，校正值：艏傾為正，艉傾為負。

當l1

(7)

除此之外，還應(yīng)對測量管的設(shè)計進行控制，使其盡可能垂直設(shè)計布置并延伸液艙最底部。

3.4 規(guī)范水尺的讀取

對于水尺讀取過程中的誤差，需要明確水尺的計量標準，即在讀取數(shù)值后，應(yīng)該換算成型吃水，避免吃水讀數(shù)上的誤差。

船舶的穩(wěn)性和靜水力曲線計算時采用型吃水進行計算,而水尺測量得到的是實際吃水。因此在計算時，需要將實際吃水減去船底外板厚度，換算成型吃水，然后根據(jù)靜水力表確定船舶排水量。而測量人員往往會混淆型吃水和實際吃水兩者的區(qū)別，在計算時誤將實際吃水數(shù)據(jù)代替型吃水，使得測量的排水量數(shù)據(jù)有誤。船舶型吃水和實際吃水示意圖見

圖1。圖中，δ為龍骨厚度；T為型吃水，即自平板龍骨上緣至實際水線面間的垂直距離；Tk為實際吃水，即直接從船舶水尺標志讀取的船舶吃水。

4 結(jié)語

在貨物運輸過程中盡管希望能夠精確地測量貨物重量，減少貨物的計量的誤差，然而在實際的運輸過程中，貨物重量計量的誤差仍存在于各個環(huán)節(jié)。本文通過對船舶常數(shù)的研究，提出了船舶常數(shù)測量的改進方法，從而提高了船舶常數(shù)測量的精度，同時也減少了船舶貨物計量的誤差，降低貨物相關(guān)方的法律和道德風險，促進了航運事業(yè)的健康有序發(fā)展。

[1] 張斗勝.淺談散貨船運輸中水尺計重的關(guān)鍵問題[J].江蘇船舶,2008，25(1)：17-19.

[2] 孫升賢.船舶常數(shù)的測定及誤差分析[J].中國水運,2011，11(10)：4-5.

[3] 林火平.散貨船水尺檢量中計算所得船舶常數(shù)的誤差[J].航海技術(shù),1996(6)：26-27.

[4] 王錦法.水尺計量存在問題的探討[J].天津航海,2005(1)：24-25.

[5] 郭志新.水尺計量誤差分析與解決辦法[J].武漢船舶職業(yè)技術(shù)學院學報,2008(6)：18-20.

[6] 劉輝強.水尺計重及其誤差分析[D].大連：大連海事大學，2010.

2016-08-10

黃雪忠(1984—)，男，碩士，工程師，從事船舶檢驗工作。

U692.7

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