ERS中的關(guān)鍵處理技術(shù)

中國(guó)船級(jí)社 曹 健

一艘船舶，一旦處于緊急狀態(tài)，且該船舶的船東和船級(jí)社預(yù)先簽訂了船舶應(yīng)急響應(yīng)服務(wù)（ERS）協(xié)議，已建立穩(wěn)性與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有關(guān)的應(yīng)急響應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)，那么，船級(jí)社常設(shè)的岸基應(yīng)急響應(yīng)機(jī)構(gòu)就會(huì)迅速集結(jié)，啟動(dòng)船舶應(yīng)急響應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)，按船東提出的要求提供包括破損穩(wěn)性、破損強(qiáng)度、溢油等的計(jì)算分析，為協(xié)助船舶脫離危險(xiǎn)提供技術(shù)支持,為船長(zhǎng)/船東最終決策提供參考意見。

先來(lái)看一個(gè)案例。某總長(zhǎng)為225米的散貨船2009年8月在新加坡海峽滿載航行時(shí)觸礁擱淺，經(jīng)救援后船舶起浮脫淺并錨泊于海上，船東啟動(dòng)船舶應(yīng)急響應(yīng)服務(wù)，申請(qǐng)CCS根據(jù)水下檢查結(jié)果、船舶的裝載狀況對(duì)船舶的總縱強(qiáng)度及穩(wěn)性進(jìn)行評(píng)估，以確認(rèn)船舶的技術(shù)狀況，如經(jīng)核算后強(qiáng)度和穩(wěn)性能夠滿足要求，船東希望在采取相應(yīng)應(yīng)變措施和應(yīng)急預(yù)案后，帶上剩余5萬(wàn)余噸貨物開回港口卸貨后再進(jìn)船廠做永久性修理。

根據(jù)船東報(bào)告情況，事故船舶左側(cè)船底受損，雙層底左舷第二、三、四壓載艙均破損進(jìn)水，雙層底第一、二、三燃油艙均破損進(jìn)水并漏油出海面，第五貨艙位于底墩內(nèi)側(cè)有小裂紋，詳見圖（紅色為破損區(qū)域）。

1 破損穩(wěn)性評(píng)估

根據(jù)船東報(bào)告情況確定破損范圍如下：第二、三左舷壓載艙破損；第四壓載艙左右舷均破損；第一、二、三燃油艙破損；同時(shí)第五貨艙位于底墩內(nèi)側(cè)有小裂紋，導(dǎo)致少量滲水。由于航行過(guò)程中無(wú)法預(yù)估會(huì)有多大的進(jìn)水量，故作兩種方案進(jìn)行假定計(jì)算船舶破損穩(wěn)性。

方案一

假定第五貨艙不進(jìn)水，計(jì)算破損穩(wěn)性平衡狀態(tài)的進(jìn)水量。將進(jìn)水量加入相關(guān)艙室，同時(shí)，在破損艙室對(duì)側(cè)的完整艙室加入相近的壓載水，以便調(diào)整橫傾，使橫傾角接近零度，以便安全航行，同時(shí)，適當(dāng)調(diào)整壓載，避免出現(xiàn)首傾。

方案二

假定第五貨艙進(jìn)水，考慮到所載貨物為礦石，貨艙滲透率假定為0.3。計(jì)算破損穩(wěn)性平衡狀態(tài)的進(jìn)水量，將進(jìn)水量加入相關(guān)艙室，同時(shí)，在破損艙室對(duì)側(cè)的完整艙室加入相近的壓載水，以便調(diào)整橫傾，使橫傾角接近零度，以便安全航行，同時(shí)，適當(dāng)調(diào)整壓載，避免出現(xiàn)首傾。

經(jīng)過(guò)計(jì)算表明，兩種方案均浮態(tài)良好，破損后剪力彎矩分布也較好。

2 破損后總縱強(qiáng)度評(píng)估

該輪的強(qiáng)度評(píng)估是在船東提供的破損數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行適當(dāng)假設(shè)進(jìn)行的模擬破損估算，總縱強(qiáng)度估算是依據(jù)中國(guó)船級(jí)社的《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定而完成。根據(jù)船東提供的船舶破損數(shù)據(jù)資料，選取了兩處破損嚴(yán)重的位置，進(jìn)行如下破損假設(shè)：

假設(shè)A，F(xiàn)R106～Fr110范圍內(nèi)：船寬方向上從距中4500mm至舭列板范圍內(nèi)的船底板及其附帶的縱骨完全破損失效，不計(jì)入總縱強(qiáng)度；距中5460mm的旁桁材由于大變形，考慮到變形尺度按照50%計(jì)入總縱強(qiáng)度；距 中8580mm和11700mm的旁桁材由于大變形，考慮到變形尺度按照30%計(jì)入總縱強(qiáng)度。

?

?

假設(shè)B，F(xiàn)R154～Fr158范圍內(nèi)：船寬方向上從距中11600mm至舭列板范圍內(nèi)的船底板及其附帶的縱骨和距中11700mm的旁桁材完全破損失效，不計(jì)入總縱強(qiáng)度；距中4500mm至11600mm的船底板及其附帶的縱骨由于大變形，考慮到變形尺度按照50%計(jì)入總縱強(qiáng)度；距中5460mm的旁桁材由于大變形，考慮到變形尺度按照50%計(jì)入總縱強(qiáng)度；距中8580mm的旁桁材由于大變形，考慮到變形尺度按照30%計(jì)入總縱強(qiáng)度。

通過(guò)對(duì)船體梁剩余剖面特性計(jì)算，我們得到了詳細(xì)計(jì)算結(jié)果，見表1和表2。

經(jīng)核算，方案1狀態(tài)下兩個(gè)破損區(qū)域內(nèi)的甲板和船底板實(shí)際應(yīng)力均小于許用應(yīng)力，方案2狀態(tài)下兩個(gè)破損區(qū)域內(nèi)的甲板和船底板實(shí)際應(yīng)力也均小于許用應(yīng)力，因此，按照方案1和方案2進(jìn)行調(diào)配載后的船舶總縱強(qiáng)度均能夠滿足規(guī)范要求。

3 調(diào)配載建議方案

根據(jù)以上船舶穩(wěn)性和總縱強(qiáng)度的評(píng)估表明，無(wú)論第五貨艙是否進(jìn)水，調(diào)配載操作方案只有一個(gè)，即在第二右舷壓載艙加載1711.5噸壓載水、第三右舷壓載艙加載1381.5噸壓載水，同時(shí)在首尖艙加滿壓載水。

通過(guò)上述案例不難看出，調(diào)整事故船舶的浮態(tài)應(yīng)關(guān)注以下關(guān)鍵處理技術(shù)：對(duì)于破損后船舶，可以通過(guò)貨物或貨油過(guò)駁、壓載水調(diào)配等措施，盡量減小橫傾和縱傾，并使螺旋槳保持完全浸沒(méi)；對(duì)舷側(cè)水線面附近的破洞，采取以上措施盡可能使破洞抬離水面，以防止繼續(xù)進(jìn)水。

而對(duì)于增加初穩(wěn)性和剩余穩(wěn)性，則可以考慮以下處理技術(shù)：首先對(duì)集裝箱船、滾裝船等船型，由于首部和尾部線型嚴(yán)重不對(duì)稱，縱傾較大時(shí)，水線面面積可能較正常狀態(tài)急劇減小。可以在調(diào)整浮態(tài)的同時(shí)，考慮增大水線面面積，以增加初穩(wěn)性。其次，考慮采取對(duì)稱壓載的方法以降低船舶重心，但需避免增加自由液面。

筆者認(rèn)為對(duì)于海損船舶，破損后的剩余總縱強(qiáng)度的評(píng)估結(jié)果往往是船東做出決策的主要參考因素，在應(yīng)急服務(wù)時(shí)可以考慮通過(guò)如下措施來(lái)改善破損總縱強(qiáng)度。首先，為減小破損后的靜水中拱彎矩，可考慮減?。拷┐?、船尾的裝載重量、增大（靠近）舯部的裝載重量；其次，為減小破損后的靜水中垂彎矩，可考慮增大（靠近）船首、船尾的裝載重量、減?。拷辈康难b載重量；第三，為減小破損后的靜水剪力，可考慮減小剪力超標(biāo)處兩側(cè)的裝載重量之差；第四，為消除破洞繼續(xù)開裂的可能性，可以考慮調(diào)整裝載，以使破洞位置的板架處于受壓狀態(tài)；最后，根據(jù)破損的嚴(yán)重程度，可以考慮采取非常規(guī)措施（如有意識(shí)地?cái)R淺或沖灘），以避免沉船、傾覆等更嚴(yán)重的后果。

于此筆者同時(shí)提醒，船舶應(yīng)急響應(yīng)服務(wù)的精確性很大程度上取決于用戶提供的信息的精確性和全面性。在實(shí)施ERS過(guò)程中，第一手的事故數(shù)據(jù)資料通常是由遇險(xiǎn)船舶的船員填寫并提供的，因發(fā)生事故的船舶一般都處于極大的危險(xiǎn)狀況中，而船員也都處于十分緊張的狀態(tài)之中，這經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致船員在數(shù)據(jù)資料記錄或報(bào)告的過(guò)程中出現(xiàn)各種各樣的差錯(cuò)，從而對(duì)ERS的計(jì)算結(jié)果造成巨大的影響。為了能夠在最短時(shí)間內(nèi)完成ERS計(jì)算，將船舶的風(fēng)險(xiǎn)減至最小，ERS小組應(yīng)在實(shí)施過(guò)程中與用戶反復(fù)溝通直至最終確認(rèn)數(shù)據(jù)資料的可靠性和準(zhǔn)確性。

另外，船舶發(fā)生破損或者擱淺進(jìn)水時(shí)，考慮到事故船舶所處的海況通常十分惡劣，即便由水下探摸公司對(duì)船舶進(jìn)行實(shí)地探摸，實(shí)際的船舶結(jié)構(gòu)損壞以及艙室進(jìn)水情況（尤其是水線以下部分）往往也無(wú)法準(zhǔn)確掌握，這時(shí)只能依靠船東的報(bào)告資料來(lái)估算船舶的破損及進(jìn)水情況。為了能夠盡可能準(zhǔn)確地進(jìn)行ERS評(píng)估，ERS小組應(yīng)對(duì)船舶破損前以及破損后的穩(wěn)性和浮態(tài)進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果與船東報(bào)告數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，來(lái)驗(yàn)證實(shí)際事故情況是否與船東報(bào)告的情況一致，多數(shù)情況下，往往需要多次計(jì)算評(píng)估才能準(zhǔn)確地判定事故船舶的實(shí)際破損及進(jìn)水情況。

在實(shí)施ERS的過(guò)程中，如果無(wú)法準(zhǔn)確判斷船舶破損及進(jìn)水情況，應(yīng)考慮多種預(yù)案進(jìn)行計(jì)算評(píng)估，并通常按照較危險(xiǎn)的船舶狀態(tài)確定最終的施救方案建議。

對(duì)于同一艘事故船舶，如果應(yīng)急服務(wù)的周期跨度較長(zhǎng)，需要進(jìn)行多次的ERS計(jì)算，則在每一次評(píng)估之前均應(yīng)讓用戶重新報(bào)告船舶狀態(tài)、海況等數(shù)據(jù)資料，ERS小組應(yīng)基于最新的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行穩(wěn)性和強(qiáng)度評(píng)估。