APP下载

大风浪中的船舶操作技巧

2012-08-04中海集运胡月祥

中国船检 2012年8期
关键词:花篮风浪螺丝

中海集运 胡月祥

某日,H轮离开温哥华后,接到调度中心发出的大风浪预警,随着海面风力逐渐加强,船舶操纵变得困难。虽然船长采取了一系列措施,但终未能避免一次严重的浪损事故,导致船体及结构数十处损坏,船舶设备约7处损坏,34只集装箱严重凹陷变形损坏。如何操作才能避免船舶在大风浪中航行发生浪损事故呢?

船体受风浪冲击的软肋

H轮为一艘4200TEU集装箱船,长263米,宽32米,基本特征为瘦窄、低干舷。形象犹如一把薄刃的尖刀,弹性十足。此种船舶如遇大风浪,将会在外力作用下产生弹簧钢板的特性—扭动。相比于其他船舶在大风浪恶劣天气中航行的经验,此种类型船舶长度接近或超出太平洋涌浪长度,故不宜采取航海教科书上所描述的与风浪来向形成2个罗经点,约30°~ 45°舷角航行,而应大幅度减速,尽可能顶浪航行,防止大浪产生高能量冲击力损伤船体。对此笔者认为应注意以下几点:

其一,防止风浪斜向冲击船首“软肋”部位造成过度弹性变形,引起甲板集装箱与变形船体的拉扯,导致集装箱错位后一系列物件损坏、紧固件失去作用而坠箱。

其二,4200TEU船舶,主机动力在一般的情况下转速为70转,功率输出在40%左右。如在同等转速下遭遇大风浪,由于船舶主机仍旧自动维持转速于70转,船舶保持对水的船速就需要增加负荷直至达到最高限定负荷。

其三,船舶应大幅度减速。风浪条件下如维持高船速,船体会与外界风浪形成强烈撞击。船首将首当其冲与风浪面对面接触,船壳易受风浪强烈的拍击力。船壳极易撕裂破口或舷墙弯曲。如果船舶在大风浪航行中遭遇结构破坏以及导致适航性下降将陷入危机。

H轮的事故告诉我们,由于船舶与风浪的相对作用力已经超过船壳、设施、所载集装箱的允许强度,造成艏楼甲板部分撕裂,水密失效,潜在的危害不言而喻!如果再严重进水的话,船舶的安全性将完全失去。

集装箱船抗风浪要点

对于在大风浪中航行的集装箱船舶而言。笔者认为,首先要注意绑扎杆和花篮螺丝内部应力产生的材料疲劳,严防疲劳后会产生的绑扎杆和花篮螺丝断裂。

当船舶发生左右扭动时,集装箱也将随之扭动。根据材料力学原理,当船舶发生上下剧烈震动时,集装箱和船体连接的绑扎杆、连接花篮螺丝也将受到了上下拉伸和收缩变化。此种情况下,绑扎杆和花篮螺丝极易发生松动而脱落,导致集装箱部分或完全解脱与船体构件的绑扎状态。

而对于风浪航行中集装箱坠落和倒坍事故,笔者认为主要事故原因多发于对集装箱和船体连接件扭锁,尤其是对最下层的底锁安全的重视度不足。巨浪冲击甲板,海水冲击集装箱此种情况下,极易出现以下两种情况。其一,海水涌起会让集装箱因故抬高,底锁失去拉力。其二,开锁手柄极易在强大海水冲击下变换方向。这两种情况将会导致自动开锁状况的发生。一旦失去底锁作用,船体将彻底消除对集装箱的固定,后果不堪设想。

另外,集装箱在海水的托举下,底锁座也易因无法承受巨大的外力产生撕裂与舱盖板的焊接面。当底锁失去拉力后,将会造成绑扎杆内部应力变化;集装箱倾斜的重量使得绑扎杆和花篮螺丝产生疲劳,达到了最大破断应力;绑扎杆或者花篮螺丝断裂,集装箱坠落和倒坍事故自然就发生了。

根据大型集装箱船舶《货物系固手册》提供的参数,集装箱绑扎杆和花篮螺丝最大受力和破断力是在船舶摇摆22.5度左右。但依据个人经验船舶横摇22.5度并非安全值。以下综合因素应提起重视:

其一:扭动,使得甲板上集装箱前后变形,致使上下堆装的集装箱错位;震动,使得正在发生错位集装箱跳出原来锁定的位置;

其二:上浪,使得正在发生位置变化的集装箱被海水冲击托起;

其三:摇摆,使得正在浮起的集装箱位移。

避免坠箱最优办法是“破坏”以上造成绑扎属具松动的条件。想要规避这些风险,一方面需要让船舶减速,速度的降低可以相对减少大风浪对甲板集装箱的冲击力。

另一方面需要驾驶人员对风浪撞击力的传播原理有清醒的认识。船舶的振动或抖动是沿着船首向船尾方向传递的,犹如一根弹簧传递张力。在传递过程中能量会随着船舶长度而衰减。可能极强的风浪撞击已将船首破坏,而在驾驶台的值班人员却仅仅感到略有振动。所以作为大型高速集装箱船的驾驶人员需要了解风浪中撞击力的传播原理,否则在大风浪中操纵船舶将存在风险。

规避风险的几点妙招

航海教科书认为,当船舶遭遇大风浪,正面顶风航行操作困难时,可以寻找适当机会改变航向,使船舶处于顺风状态而规避风险。然而,航海经验告诉我们,在大风浪中不宜采取调头转向的方式,大型集装箱船舶调头转向将会产生极大风险。尽管在一个大涌之后会有七八个小涌,但风浪的形状是不规则的,船舶在大风浪飘荡情况下选择小涌内动舵改向,有很多不确定因素。如对小涌和大涌间隙的估算、船舶受到横风之后的飘荡难以把定航向、夜晚黑暗中对风浪情况的辨别等都极易增加大风浪转向的危险系数。特别是大型船舶,在大风浪中突然抬起,吃水发生变化置于横风转向时,船舶超常倾斜将使船舶动稳性改变。船员站在甲板上而抓地力不足就说明当时环境和状态下船舶动稳性丧失,船舶有倾覆风险。

在大风浪中减速至维持航向是对抗大风浪最好的方式之一。维持航向的船速可以达到减轻船体与大风浪的撞击的作用,也可以让拍底的频率降低到最低,船舶浪损的机会也将减少。

当确实需在大洋环境中规避大风浪而转向调头时,要根据大风浪的变化规律,先进行调头的风险评估,再制订详细周密的操纵方案,运用良好的船艺,确保大风浪中的船舶的操纵安全。

应特别注意避免产生谐摇(船舶横摇周期与波浪周期接近一致时),造成横摇加剧、货箱绑扎松动损坏、损失,危及船舶安全、甚至倾覆。

当风浪较大顺浪航行时,应特别注意当船速与波浪速度接近一致时,极易出现稳性大量丧失(当波峰位于船舯时)及船艏发生偏转,造成船舶稳性不足、大角度横倾、横摇加剧甚至倾覆。

船舶在迎风或偏顶风航行时,特别是船舶拱头船尾翘时,极易发生危险情况。船舶颠簸越厉害,船舶安全风险越严重。一般情况下,驾驶员可凭借实践经验在驾驶台观察主机转速的变化。假如船舶转速改变幅度在5转以上时,驾驶人员应该考虑适当减速,减速控制在上下3转的可以改变颠簸中的飞车转速“突飞猛进”。如果,转速仍然趋向大幅度变化,那么转速还需人工下调,最终控制在能够维持舵效船速或微调航向减少颠簸。然后,再根据天气海况逐渐调整主机转速,切不可为考虑班期或尽早驶离恶劣海况区域而盲目增加主机转速。

航海是有风险的,只有正视航海风险,防范风险,才能把人为操作失误导致的航海事故消灭在萌芽状态,只有做好预先风险评估,才能使船舶处在相对安全环境中。

猜你喜欢

花篮风浪螺丝
风浪干扰条件下舰船航向保持非线性控制系统
丢失的螺丝
治理“吃心不改”需要拧紧螺丝
花篮
不怕风浪的小船
编花篮
无法拆下的螺丝
编花篮
East Side Story
接受美学视阈下的《螺丝在拧紧》