船舶中垂對(duì)油輪配載的影響

大連中遠(yuǎn)海運(yùn)油品運(yùn)輸有限公司 張 勇

在油輪運(yùn)輸實(shí)踐中，油輪的中垂，特別是大型油輪的中垂的存在具有普遍性，但不同的管理公司和船舶對(duì)中垂的拿捏差異很大，這經(jīng)常影響到油輪在經(jīng)營(yíng)中的適貨性。

船舶中垂的產(chǎn)生

中垂（SAGGING）是因?yàn)榇w的前后受到大小相等、方向相反的彎矩作用，使船體發(fā)生彎曲變形。船舶在載貨的情況下，因?yàn)榇碧幍母×π∮谥亓?，船首與船尾的浮力大于重力，在彎矩的作用下，船舯發(fā)生下垂的變形。船舯處受到的彎矩最大，因此也是產(chǎn)生中垂量最大的位置，我們通常所說的船舶彎矩指的就是船舯處的彎矩。

為了方便本文的表述，特為本文做以下定義。相對(duì)中垂值，船舯實(shí)際吃水與船艏和船艉平均實(shí)際吃水的差值。這個(gè)值就是我們?cè)谌粘＿\(yùn)營(yíng)過程中經(jīng)常提及的中垂值。即，δd = d¤-（dF+dA）/2（式中d¤為船舯平均吃水，dF為艏平均吃水，dA為艉平均吃水）。絕對(duì)中垂值，船舯的實(shí)際吃水與船舶為剛體時(shí)在相同裝載條件下的船舯吃水的差值。這個(gè)值就是在配載中要預(yù)留出的吃水增加值。即，δd¤= d¤-dM（式中dM為平均吃水，也就是船舶為剛體條件下的船舯吃水）。

中垂對(duì)經(jīng)營(yíng)的影響

有些船舶管理公司并不關(guān)注船舶中垂，體系文件中沒有專門的規(guī)定，又缺少統(tǒng)一的操作標(biāo)準(zhǔn)對(duì)船舶進(jìn)行指導(dǎo)，因此造成船舶在做配載計(jì)劃時(shí)，對(duì)中垂扣減量的掌握比較隨意。最極端的情況是，有的船舶在做配載時(shí)，簡(jiǎn)單地用港口或者航道的最大限制吃水（即船舶最大允許吃水）減去相對(duì)中垂值，作為配載時(shí)的吃水依據(jù)，這顯然是錯(cuò)誤的，因?yàn)榇w中垂部分的排水量無論如何不會(huì)為零。此種不當(dāng)?shù)呐漭d計(jì)劃將使預(yù)計(jì)可承載貨量大大減少，導(dǎo)致航次運(yùn)費(fèi)收入的降低，甚至因達(dá)不到一些貨載的最低裝量要求而無法成交，這極大地影響了經(jīng)營(yíng)人員在商業(yè)談判中的競(jìng)爭(zhēng)力,也造成了船公司的巨大損失。

以一艘VLCC（超大型油輪）為例，其DEADWEIGHT SCALE（載重量標(biāo)尺）如圖所示，滿載時(shí)的TPC（厘米排水量）為179.5噸。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，重載時(shí)的相對(duì)中垂值可達(dá)25～30厘米。但這并不是說在做配載計(jì)劃時(shí)，可以簡(jiǎn)單地用最大允許吃水減去相對(duì)中垂值，這樣的配載計(jì)劃會(huì)使裝量減少約4500噸，最后的船舯吃水也達(dá)不到最大允許吃水。正確的作法應(yīng)該是使用平均吃水，即用限制吃水減去絕對(duì)中垂值，作為配載計(jì)劃的依據(jù)。那么如何在預(yù)配載時(shí)，估算出絕對(duì)中垂值和平均吃水，并使其與最后的實(shí)際數(shù)值相吻合呢？

根據(jù)業(yè)界的經(jīng)驗(yàn)，船舶相對(duì)中垂的安全極限值約為L(zhǎng)BP/800，而在通常滿載狀態(tài)下的正常值約為L(zhǎng)BP/1200。以VLCC為例，船舶的LBP（柱間長(zhǎng)）約為320米，則相對(duì)中垂的安全極限值約為40厘米，滿載時(shí)的正常值約為26.67厘米。

為了把船舶的彎矩（BM）控制在安全范圍以內(nèi)，油輪的配載儀（loading computer）通常采用百分制校核法，即把船舯的靜水最大許用彎矩設(shè)定為100%，在此彎矩下，中垂量達(dá)到設(shè)計(jì)安全極限值。在制定配載計(jì)劃時(shí)，配載儀不允許BM(%)（彎矩百分比）大于100%，滿載狀態(tài)下BM（%）通?？刂圃?0%～70%，正好與上文中的LBP/1200基本吻合，此時(shí)的相對(duì)中垂量＝BM(%)×LBP/800。

眾所周知，通過計(jì)算船舶準(zhǔn)確的實(shí)際排水量，就可以對(duì)照載重量標(biāo)尺查出其平均吃水。要計(jì)算出實(shí)際排水量，需根據(jù)其水線下的船體線型通過積分的方法求得，但由于船體是一個(gè)多變的線型，加之不同的船型又存在差異，使得精確求解成為一個(gè)復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題。但很多業(yè)內(nèi)人士早已通過一些簡(jiǎn)便的數(shù)學(xué)辦法，得到了平均吃水的估算方法，本文不在此對(duì)其推理過程進(jìn)行贅述。

因船體在水線下的部分是流線型，船舯的排水體積比船首和船尾大，因此在計(jì)算平均吃水時(shí)船舯吃水所占權(quán)重較大。行業(yè)內(nèi)的習(xí)慣估算方法是，按照六面吃水來計(jì)算船舶平均吃水，即：dM=(dF+6*d¤+dA)/8。

BM(%) 相對(duì)中垂量（CM）=BM(%)×LBP/800平均吃水Dm（M）=(DF+6*D¤+DA)/8絕對(duì)中垂量(CM）= D¤-Dm 100% 40 19.90 10 90% 36 19.91 9 80% 32 19.92 8 70% 28 19.93 7 60% 24 19.94 6 50% 20 19.95 5 40% 16 19.96 4 30% 12 19.97 3

假設(shè)VLCC的LBP為320米，港口的吃水限制為20米，即船舶的最大吃水為20米。通過下表可以計(jì)算出各種船舯彎矩情況下的絕對(duì)中垂量和平均吃水，以此作為進(jìn)行配載時(shí)的依據(jù)。以彎矩是60%為例，相對(duì)中垂量為24厘米，而絕對(duì)中垂量?jī)H為6厘米，二者的差為18厘米，對(duì)應(yīng)的排水量或載重噸的差值達(dá)3500噸。如果我們按照這種方法進(jìn)行預(yù)配載，可以比前文中提到的直接減去24厘米吃水的方式多裝3500噸貨。以VLCC典型航線沙特的拉斯坦努拉港（RAS TANURA）到中國(guó)寧波港為例，如果運(yùn)價(jià)市場(chǎng)為2018年WS50，則每噸運(yùn)費(fèi)為7.84美元，多裝3500噸貨可以增加27440美元的運(yùn)費(fèi)收入,相當(dāng)于日收益（TCE）增加約500美元，全年可增加約18萬美元的收益，在目前慘淡的運(yùn)費(fèi)市場(chǎng)下，這筆增收對(duì)船東來說也是可觀的。

實(shí)踐中的靈活運(yùn)用

1、 吃水的實(shí)際測(cè)定

不同的船型，由于船體結(jié)構(gòu)的差異，其縱向船體彈性系數(shù)是不同的。而同一條船，隨著船齡的增加，船體的彈性系數(shù)可能也會(huì)變小。由于以上原因，船舶在相同負(fù)載下的相對(duì)中垂會(huì)存在些微差異。為了對(duì)中垂值有更準(zhǔn)確的掌握，可以通過對(duì)各種重載狀態(tài)下的船舶吃水進(jìn)行實(shí)際觀測(cè)，結(jié)合配載儀給出的彎矩百分比進(jìn)行校對(duì)，以確定其中垂估算調(diào)整系數(shù)K，作為日后制定配載計(jì)劃的依據(jù)。即，相對(duì)中垂量＝K×BM(%)×LBP/800。這樣可以大大提高配載計(jì)劃的準(zhǔn)確性。

2、合理配載減小船舶中垂

根據(jù)相對(duì)中垂量估算公式，K×BM(%)×LBP/800，可知降低彎矩百分比是減小相對(duì)中垂量的最有效方式。在非滿艙裝載時(shí)，在盡可能達(dá)到平吃水的前提下，應(yīng)減少船舯附近貨艙的裝貨量，增加船艏、船艉貨艙的裝貨量，從而減小中垂，這樣可以有效控制船舶的最大吃水，并在達(dá)到最大允許吃水時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)最多裝貨量。

3、 公司的提示與審核

在做配載計(jì)劃（stowage plan）時(shí)，預(yù)配后的排水量值要和本船的載重量標(biāo)尺上對(duì)應(yīng)的數(shù)值進(jìn)行比對(duì)，確認(rèn)計(jì)算吃水值與載重量標(biāo)尺上相對(duì)應(yīng)的吃水保持一致,其比對(duì)結(jié)果在預(yù)配圖上做相應(yīng)標(biāo)注，防止人為因素導(dǎo)致錯(cuò)誤的吃水計(jì)算。

上圖是某公司配載計(jì)劃的標(biāo)準(zhǔn)格式。其中，Loading Master Draft（配載儀吃水）中的船舯吃水（M/m）等于艏艉吃水（F/m和A/m）的均值，且與載重量標(biāo)尺上的吃水相同。此吃水加上SAGGING（絕對(duì)中垂）等于最大限制吃水。另外，配載計(jì)劃的載重量是貨油、壓載水、淡水、燃油、常數(shù)等的總和，且與載重量標(biāo)尺中在該吃水時(shí)的對(duì)應(yīng)載重量相等。

貨物配載圖Cargo Stowage Plan

管理嚴(yán)格的公司，除了要求船長(zhǎng)對(duì)大副的配載計(jì)劃進(jìn)行審核外，還要求岸基的管理人員再次審核。在確定無誤后，方可報(bào)送相關(guān)方。

筆者希望通過本文的分析，引起油輪船東及管理公司對(duì)船舶中垂管理的重視，盡可能地將其標(biāo)準(zhǔn)化或?qū)懭塍w系文件，以使船岸雙方都得有規(guī)可循，避免在實(shí)際的業(yè)務(wù)操作過程中，花費(fèi)太多的時(shí)間就裝量問題討價(jià)還價(jià)，這即不科學(xué)，也是對(duì)公司資源的一種浪費(fèi)。