船舶中垂對油輪配載的影響

大連中遠海運油品運輸有限公司 張 勇

在油輪運輸實踐中，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中垂的拿捏差異很大，這經常影響到油輪在經營中的適貨性。

船舶中垂的產生

中垂（SAGGING）是因為船體的前后受到大小相等、方向相反的彎矩作用，使船體發生彎曲變形。船舶在載貨的情況下，因為船舯處的浮力小于重力，船首與船尾的浮力大于重力，在彎矩的作用下，船舯發生下垂的變形。船舯處受到的彎矩最大，因此也是產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。相對中垂值，船舯實際吃水與船艏和船艉平均實際吃水的差值。這個值就是我們在日常運營過程中經常提及的中垂值。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）。絕對中垂值，船舯的實際吃水與船舶為剛體時在相同裝載條件下的船舯吃水的差值。這個值就是在配載中要預留出的吃水增加值。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）。

中垂對經營的影響

有些船舶管理公司并不關注船舶中垂，體系文件中沒有專門的規定，又缺少統一的操作標準對船舶進行指導，因此造成船舶在做配載計劃時，對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，簡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）減去相對中垂值，作為配載時的吃水依據，這顯然是錯誤的，因為船體中垂部分的排水量無論如何不會為零。此種不當的配載計劃將使預計可承載貨量大大減少，導致航次運費收入的降低，甚至因達不到一些貨載的最低裝量要求而無法成交，這極大地影響了經營人員在商業談判中的競爭力,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（載重量標尺）如圖所示，滿載時的TPC（厘米排水量）為179.5噸。根據實踐經驗，重載時的相對中垂值可達25～30厘米。但這并不是說在做配載計劃時，可以簡單地用最大允許吃水減去相對中垂值，這樣的配載計劃會使裝量減少約4500噸，最后的船舯吃水也達不到最大允許吃水。正確的作法應該是使用平均吃水，即用限制吃水減去絕對中垂值，作為配載計劃的依據。那么如何在預配載時，估算出絕對中垂值和平均吃水，并使其與最后的實際數值相吻合呢？

根據業界的經驗，船舶相對中垂的安全極限值約為LBP/800，而在通常滿載狀態下的正常值約為LBP/1200。以VLCC為例，船舶的LBP（柱間長）約為320米，則相對中垂的安全極限值約為40厘米，滿載時的正常值約為26.67厘米。

為了把船舶的彎矩（BM）控制在安全范圍以內，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定為100%，在此彎矩下，中垂量達到設計安全極限值。在制定配載計劃時，配載儀不允許BM(%)（彎矩百分比）大于100%，滿載狀態下BM（%）通常控制在60%～70%，正好與上文中的LBP/1200基本吻合，此時的相對中垂量＝BM(%)×LBP/800。

眾所周知，通過計算船舶準確的實際排水量，就可以對照載重量標尺查出其平均吃水。要計算出實際排水量，需根據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復雜的數學問題。但很多業內人士早已通過一些簡便的數學辦法，得到了平均吃水的估算方法，本文不在此對其推理過程進行贅述。

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，因此在計算平均吃水時船舯吃水所占權重較大。行業內的習慣估算方法是，按照六面吃水來計算船舶平均吃水，即：dM=(dF+6*d¤+dA)/8。

BM(%) 相對中垂量（CM）=BM(%)×LBP/800平均吃水Dm（M）=(DF+6*D¤+DA)/8絕對中垂量(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。通過下表可以計算出各種船舯彎矩情況下的絕對中垂量和平均吃水，以此作為進行配載時的依據。以彎矩是60%為例，相對中垂量為24厘米，而絕對中垂量僅為6厘米，二者的差為18厘米，對應的排水量或載重噸的差值達3500噸。如果我們按照這種方法進行預配載，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）到中國寧波港為例，如果運價市場為2018年WS50，則每噸運費為7.84美元，多裝3500噸貨可以增加27440美元的運費收入,相當于日收益（TCE）增加約500美元，全年可增加約18萬美元的收益，在目前慘淡的運費市場下，這筆增收對船東來說也是可觀的。

實踐中的靈活運用

1、 吃水的實際測定

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

2、合理配載減小船舶中垂

根據相對中垂量估算公式，K×BM(%)×LBP/800，可知降低彎矩百分比是減小相對中垂量的最有效方式。在非滿艙裝載時，在盡可能達到平吃水的前提下，應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，并在達到最大允許吃水時，可以實現最多裝貨量。

3、 公司的提示與審核

在做配載計劃（stowage plan）時，預配后的排水量值要和本船的載重量標尺上對應的數值進行比對，確認計算吃水值與載重量標尺上相對應的吃水保持一致,其比對結果在預配圖上做相應標注，防止人為因素導致錯誤的吃水計算。

上圖是某公司配載計劃的標準格式。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，且與載重量標尺上的吃水相同。此吃水加上SAGGING（絕對中垂）等于最大限制吃水。另外，配載計劃的載重量是貨油、壓載水、淡水、燃油、常數等的總和，且與載重量標尺中在該吃水時的對應載重量相等。

貨物配載圖Cargo Stowage Plan

管理嚴格的公司，除了要求船長對大副的配載計劃進行審核外，還要求岸基的管理人員再次審核。在確定無誤后，方可報送相關方。

筆者希望通過本文的分析，引起油輪船東及管理公司對船舶中垂管理的重視，盡可能地將其標準化或寫入體系文件，以使船岸雙方都得有規可循，避免在實際的業務操作過程中，花費太多的時間就裝量問題討價還價，這即不科學，也是對公司資源的一種浪費。