船舶常數的產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)

船舶常數的產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)

針對船舶常數導致貨物承運各方對貨物計重不一致的問題，提出了船舶常數測量的改進方法。在分析船舶常數產生原因的基礎上，總結船舶常數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、規范水尺的讀取等修正措施，提高了船舶常數測量的精度，同時也降低了船舶貨物計量的誤差。

船舶常數；水尺計重；測量誤差；測量方法

0 引言

貨物的重量與各相關方切身利益息息相關。在船舶裝卸和運輸貨物過程中，發貨方、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，發現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百噸之多。

為了減小貨物重量的差值，通常采用船舶常數的方法進行衡量。盡管業內已經對船舶常數產生的原因做了大量的研究[1-3]，但如何精確測量船舶常數，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，提出了船舶常數測量的改進方法，以提高貨物測量的精度。

1 船舶常數定義

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，導致常數C不為0，并且會隨著測量結果的變化而發生變化。

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

2 船舶常數產生的原因

船舶常數由船舶排水量、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，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致船舶常數產生的一個重要因素?？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、舾裝及機電設備，但不包括燃料、潤滑油、淡水、人員及供應品等。理論上船舶空船重量是個固定值，一旦確定后通常不會發生變化。

部分船舶在長時間營運后，其空船重量會發生變化，即船體鋼材、舾裝及機電設備會發生一些變動。例如某些船舶在營運后，其結構會產生腐蝕甚至減薄，如貨艙內結構等。當這些構件折減超過規范許用范圍時，就需要對構件進行換新。當修理所需的原始規格材料無法獲得時，會采用其他材料進行替代。如某船內底板原始厚度為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。

除了結構的修理外，船舶增加設備也會改變空船重量。如某散貨船為了提高作業能力，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，除了船舶自身結構和設備重量發生變化外，還會由于船艙內的沉淀物、艙室內的殘水以及船底外表面附著物的產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整。由于近海水域海水所含泥沙等雜質較高，久而久之就會在壓載艙內沉淀大量的泥沙，這些泥沙會長期附著于壓載艙的底部。

(2)船舶壓載艙骨架構件中設置了大量流水孔，用于調節壓載水時水的自由流動。船舶在經過長時間營運后，部分流水孔會被堵塞，導致該區域內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液位高度后，根據艙容表換算成液體重量。然而在測量過程中，其測量結果受以下幾個因素的影響。

(1)船舶的浮態。船舶的浮態會對液位的測量產生較大的影響，液艙測量的理想狀態應是船舶正浮狀態。當船舶在縱傾或者橫傾的狀態下，液艙內的液體就會集中在艙室的一側，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翼邊柜壓載來實現，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，測深管會設計成彎曲的形狀，以避開液艙內部的結構件。在這種情況下，測深尺顯示的數值等于測量管的長度，而非真實的液位高度，這就導致壓載水測量誤差。

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值后，查閱靜水力曲線數據得到船舶排水量。因此，水尺的計量在常數計算過程中起著至關重要的作用。

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

船舶設計和使用中，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。讀取水尺時應該注意吃水結果的選取，以免在計算中產生誤差。

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生永久性的變化，這種變化會導致穩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，空船重量發生了明顯變化，因此對該船進行了傾斜試驗。經重新計算，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%，重心位置也相應變化。船舶的穩性數據重新進行計算審批，為水尺測量和計重提供依據。

3.2 附著物的清理

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

3.3 液艙的測量

在測量液艙時，應修正縱傾的影響。在大縱傾的狀態下，測量液體體積V數據應不小于式(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，且艙內壓載水比較少時，此時測得的水艙的數據與實際情況相差比較大，這種情況下可以根據SN/T 0187—1993《進出口商品重量鑒定規程水尺計量》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，還應對測量管的設計進行控制，使其盡可能垂直設計布置并延伸液艙最底部。

3.4 規范水尺的讀取

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

船舶的穩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別，在計算時誤將實際吃水數據代替型吃水，使得測量的排水量數據有誤。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節。本文通過對船舶常數的研究，提出了船舶常數測量的改進方法，從而提高了船舶常數測量的精度，同時也減少了船舶貨物計量的誤差，降低貨物相關方的法律和道德風險，促進了航運事業的健康有序發展。

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

[2] 孫升賢.船舶常數的測定及誤差分析[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的誤差[J].航海技術,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].武漢船舶職業技術學院學報,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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