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大风浪中船舶的安全操作

时间:2016/11/14 9:28:52 点击:

  内容提示:大风浪对航行安全的影响,大风浪中航行方法,大风浪中调头转向,关于船舶在大风浪中防止货物移动的探讨...
一、大风浪对航行安全的影响
船舶进入大风浪区域航行时,船舶将出现较剧烈的摇荡运动、降速、航向不稳定,以及由此引发的其他操纵方面的困难,甚至出现难以预料的危险。主要有以下几个方面:
1、大风带来的涌浪会增加船舶的航行阻力,降低航速,使船舶产生剧烈摇摆。顶浪航行时,由于缩短了涌浪与船舶的撞击周期,使涌浪的碰撞次数增多,撞击程度加剧,增大了对船体的危害。船长小于涌浪波长时,剧烈的纵摇会使螺旋桨露出水面空转,使船舶尾部受到强烈震动,有时会造成浆叶脱落、尾轴断裂,甚至尾壳破裂进水;船长与涌浪波长相近时,船舶有可能同时受到一个或两个波峰的作用,发生中拱或中垂现象,使船体结构变形,受到严重损伤,甚至船体断裂。顺浪航行时,如果船速低于波速而船舶又位于波谷中,则涌浪会冲击、淹没船尾,螺旋桨和尾轴会受到损害;如果船速与波速相近而船舶又位于涌浪前部斜面或波谷中,船舶易发生偏转,使船体横对风浪,而造成船体倾斜,甲板大量上浪,对航行安全极为不利。
2、垂直于涌浪传播方向航行时,产生的横摇在船舶尚未恢复正常状态时,接着袭来的巨浪会加剧船体的倾斜,会使救生艇、救生筏、救生圈、锚及其它甲板易动物,发生绑扎松动、脱开,严重时会倒落海中;货舱内货物移动,加重船舶倾斜;如果自由液面影响加大会使其稳性(GM)值下降,严重时可导致船舶倾覆的危险。
3、由于波涛的阻力使船舶的主机工作超负荷而降速,机电设备负荷大,航海仪器、通讯设备及其它设备有可能受到损坏和出现不正常状况。船舶在大风浪中航行,左右摇晃常达单舷二十多度甚至三十多度,前后颠簸剧烈,机电设备负荷大,特别在压载航行时,船舶吃水小,容易飞车,易发生故障。不仅给船舶操纵带来困难,严重时船舶发主机失控状况,导致船舶发生碰撞、搁浅、触礁。
4、甲板上浪严重,加上长期浪击的剧烈震荡,甲板机械,如锚机、绞缆机、起货机等受甲板上浪的冲击力易受损;甲板上未加固好的设备会被浪冲走,有些水密道门盖被打坏,船舶局部进水。在寒冷的海区,甲板上裸露的油水管系易冻裂,压载水管系、压载水舱易结冰,排放水困难;甲板上浪结冰积雪,增加船舶的载重,对重载船的稳定性产生不利影响。
二、大风浪中航行方法
1、顶浪航行
顶浪航行,操纵上比较方便,所以一般先予考虑,尤其对船身稍短,船首前伸,艏楼较高的船比较有利,除船首不致埋浪中,可避免大量海水涌上甲板外,并可保护车叶和舵不受海浪正面冲击。
顶浪航行的关键是必须适当减速,以减少波浪的冲击力和船首穿入波峰的机会,保护船体结构不受损伤,这是一项很重要的措施。如纵摇厉害,并有打艏,拍底现象(尤其轻载船),应使船首与风浪主要方向成一适当的角度(15度-30度左右)偏顶浪航行,以缓和纵摇和敲脑袋现象,同时应让船首左右交替顶浪,使船体均匀受力和保持船位在计划航线附近。如航行时间长可采用“之”字航行。
偏顶浪航行应十分注意避免被风浪压下打横而造成危险,当发现有特大浪群扑来时,宜立即转为顶浪并减速或短暂停车,以避免打横及主机突然超负荷。同时应注意,如船长等于或接近波长,当船身处于波峰或波谷时,船体受中垂的应力很大;当船舶纵摇周期等于或接近波浪周期时,则纵摇加剧,且出现打空车现象(轻载船尤甚),这时应进一步调整航向,航速,以减轻上述情况出现。
2、顺浪航行
顺浪航行船舶运动方向与波浪运动方向一致,航速与波速间的相对速度大大地减少了,因而可大大减弱船体所受波浪的冲击力,同时使船舶的纵摇大为减少,船体细长,船首柱垂直的船舶,以及大型船舶顺浪航行较为有利,或发现偏顶浪航行不利,经采取措施仍不能排除危险时,应即转向改为顺浪航行以策安全。
顺浪航行的关键是使用车速要恰当,调整航速要及时,避免尾部被波浪追击,造成车叶和舵损坏及大量海水涌上尾部,这种情况在波速快过航速,且船身又处于波谷时很容易发生,尤其船尾低平,船速较低或尾吃水较深的船舶,顺浪航行比较不利。
顺浪航行如尾部常被波浪追赶而抬起,航向难于保持时,应适当改向,使尾部与波浪成20度-30度角偏顺浪航行,这样可减少船尾淹水。同时应注意航速不宜太快(通常取中速),并应避免使用大舵角。如高速航行或使用大舵角,一旦偏转,可能导致不测后果。
此外,顺浪航行时要充分注意因风浪打尾易产生左右偏转,尤其要注意避免航速接近波速且船身处于波谷或波浪前部的斜面上时发生首摇失控,船被风浪打横而产生危险横倾。
3、横浪航行
横浪航行容易发和严重横摇,尤其船舶横摇周期与波浪周期接近一致产生谐摇时横摇幅度加剧,容易造成险局,故船舶一般不宜航行,特别是中小型船舶更不适宜,但有资料介绍,对大型的船舶来说,如果它的静水自由横摇周期大于平均波浪周期,则不妨选择横浪航行,其优点是波浪砰击和偏转都比较轻,改变航速通常不能明显改变风浪对船舶的影响。
4、滞航
如果海况恶劣,海区环境复杂继续顶浪或偏顶浪航行明显不利,或者前方有阻碍不能再继续再进时,可采用“滞航”方法,就是以保持舵效的最小速度将风浪放在船首2—3个罗经点的方位上迎浪前进的方法,这时的船舶实际上是处于缓进或不进,甚至是微退的状态,而航向将随着风向的改变需不断调整。
这种方法可以减轻波浪对船首的冲击和甲板上浪,使船滞留在原地随近,以等待海况的好转。对于下风侧海域不太充裕,船长较长,船首干舷较高的船采用此法最为有利。滞航中要根据风浪的情况选择最佳的风浪舷角,以减轻船舶摇摆。并根据风浪的变化及时调整航速,保证有足够的舵效,以免被打成横浪。
5、漂航
船舶除了因主机或舵机发生故障而被迫“漂航”外,有时在大风浪中因不宜或不能采取上述航法而主动采取漂航法,即不使用车和舵,让船体随着风浪向下风漂流的操纵方法。注意,在决定采取此法前,应对各方面情况因素进行全面分析研究,船舶必须有足够稳性,海域要足够宽阔且无障碍物,否则决不可贸然漂航,漂航中必要时可松出双锚,借以增加水下阻力以利船首迎风并减缓漂移速度,还可配合使用镇浪油,抑制海浪破坏力。
三、大风浪中调头转向
1、决定调头要慎重。
首先,在大风浪中不应盲目调头转向,或者情况确实非常需要。其次,在大风浪中调头必须极为谨慎操作,要充分考虑本船的迥旋性能,掌握本船的稳性,包括积载情况和自由液面的影响,还要确保主付机能够正常运行使用。
2、调头前的准备工作。
调前沿前应做好以下准备工作:
(1)通知全船再次检查可移物件的加固和全船的水密;
(2)通知机舱做好变速和调头的准备;
(3)通知电台处于临机状态;
(4)改用熟练的舵工操舵;
(5)先减速,以减少船舶前冲量;
(6)调整航向,先向拟转向的一侧转至偏顶浪航行,以减少正横时与大风浪相遇的概率。
3、调头转向的时机选择
大风浪中调头操纵,最重要的一点是选择时机。根据波浪运动的规律,每隔5-7个浪头就会有一个较大的浪头,其周期是长短以及每组浪头的数目各个海区有所不同(靠船长现场观察);一般的中大浪周期仅几分钟,特大浪群的周期可能达十分钟或稍多一些,几个大浪过后紧接着会出现向个小浪的海面相对平静的时机,这正是调头转向的时机。
4、调头操作
操作上一般选择在“特大浪群”刚过去开始叫舵,先用慢车并用小舵角向要转舵的方向压舵,当最后一个大浪将要过去时,立即加大舵角(通常20度)和加大车速(一般用前进三)以增加舵效,之后可逐步增大舵角,当船首转至接近90度观察确保船身正横时不会与特大浪群相遇,立即满舵和加大车速(短时前进四),籍以增强舵效,缩小旋回半径,争取在下一组大浪到达前调头完毕转至预定航向。
5、应注意事项
大风浪中调头转向应注意以下几点:
(1)调头转向中最危险的时机是船身转至正横时与大浪相遇。因海况恶劣,船舶在调头旋回时转矩常严重受阻而延长遭受风浪侧面袭击的时间,致使船入非常被动的紧迫局面。所以,当船舶旋转接近正横观察到特大浪群即将扑过来时,宜即操反舵满舵,适当加车,使船首重新迎上风,再作第二次调头尝试,切莫硬来,如硬来在船身转至横浪时受到第2个大浪群的袭击而发生大横倾,将招致倾覆危险。
(2)从顶浪航行转为顺浪航行,一般比较容易,而且一般都是用前进车来实现。有资料介绍,在特殊情况下,如无法正车调头,或正车调头船舶将会在长时间内正横受浪,则可利用船尾急剧迎风的特点,改用倒车转向,将舵摆在正中,速度逐加,直到转至顺浪为止。
(3)从顺浪航行转为顶浪航行,一般来说比较困难和危险,特别是空船,轻载船及船首受风面积较大船舶,应注意避免,因为船往往被打横而转不到顶浪。
(4)一般右旋的车叶当使用进车时,以向左调头为宜。如船体有倾侧,一般向高的一侧调头,以充分利用旋回的离心力,比较安全。
(5)应注意避离谐摇区范围。船舶在摇摆最剧烈时不宜调头转向。
综观上述的理论和以往的实践经验,对于不同吨位等级的船舶,由于结构强度、船舶大小、其抗风能力的不同以及承受波长、波高和波能量的不同,其在风浪中的措施也相应不同。一般大型船舶在大风浪取顺涌浪航行为宜;一般小型船舶在大风浪中以滞航为佳,即或在控制的水域中滞航。中型船舶,此类船舶数量大,这类船舶视风浪的大小和承受能力,分别采用顺浪或滞航。
四、关于船舶在大风浪中防止货物移动的探讨
船舶在海上航行遇到大风浪或恶劣天气等自然灾害时,可能引发碰撞、触礁、搁浅、货物移动等事故。在大风浪情况下,最为常见的是货物移动,轻则造成紧迫危险局面、货损或货物灭失,重则造成人员伤亡,甚至船舶倾覆。1982年10月7日,某轮在日本沿海大风浪中航行,因舱内货物(滑石)移动,造成船舶倾覆沉没、3名船员失踪的重大事故;1991年,某轮冬季在南中国海航行受到冷空气南移的东北风影响,舱内桶装棕榈油移动,造成船舶倾斜,然后沉没的重大事故;1999年6月,某轮从欧洲装运13台风力发电机回国,由于绑扎加固不当,航经印度洋受到西南季风影响时发生货物移动,造成13台风力发电机全损的严重货损事故。2001年4月19日,某轮从天津开航,航经渤海遇东北风8级,浪高3——4米,由于满载,左舷甲板大量上浪,多数护舷栏杆被打断,800余桶甲板货被打下海;2001年9月21日,某轮在黄海航行,受风浪影响,发生货物倒塌事故;2001年11月,某轮从南美到西班牙,航行在大西洋途中,船大幅度横摇,造成NO2、4舱表层钢管移动的危险局面。
● 造成大风浪中货物移动的原因分析
1、配载不当。具体表现在:轻重货搭配不合理,造成上重下轻的局面;为了节省舱容,易移动的货打横装;不同港口货物在同一舱内造成堆装过高现象;易滑动(滚动)的货物装载在二层舱;自由液面过大,稳性计算不准确。
2、监装不力。具体表现在:对货物堆装、衬垫、加固、绑扎等情况心中无数;没有通过计算而单凭主观臆断,造成衬垫不足、绑扎不够、加固不牢等现象;绑扎材料强度不足,系固点、生根点强度不够;散装货含水份过高、平舱没达到标准要求;桶装液体货有破漏现象却被装上船。
3、检查不实。具体表现在:绑扎、加固时依赖于岸上工人,没有亲临现场检查;关舱前没有作全面的检查;对所有舱室的密封情况和排水情况的检查不足;航行途中(尤其是大风浪来临前)的检查只是走过场,不善于发现问题,或已发现了问题没有及时处理和妥善解决。
4、预测不足。主要表现为:对航经海区(尤其是大风浪区)的危险性预测不足;对恶劣天气估计不足;对船舶在大风浪中可能发生的危险预测不足;对可能发生移动的货物监控不足;对船员疏忽大意行为监控不足;对四机一炉可能在大风浪中产生故障的估计不足;安全防范措施不全面或没有落实。
5、操船有误。主要表现为:大风浪中造成横浪航行或调头和转向不够慎重,致使船舶大幅度的横摇;对船与风浪产生谐摇现象不重视;没有及时压进足够的双层底压舱水和调整自由液面以改善船舶稳性等。
● 提前预防才能有备无患
航海经常会遇到风浪,尤其是冬季,天气寒冷,大风浪区域广,持续时间长,给海上运输生产带来许多客观不利因素。无数事实证明,防风抗浪、保证货运质量、保证船舶安全措施应在接受货载开始至开航前就落实妥当,而不是在大风浪来临货物有移动迹象,甚至危及船舶安全时才补救。另外,在大风浪多发地区既要按时收听气象预报,又要密切观察航区天气实况与气压变化、趋势,以正确判断天气变化形势,及早采取安全措施,加强检查加固货物及易移动的船具物品,检查相关设备,真正做到有备无患。
船舶在大风浪中防止货物移动是一项综合性的工作,不仅要有一定的技术基础和大风浪中的操船技能,还要有高度的工作责任感和使命感,否则,很难设想能科学地操纵船舶,实现安全运输生产。
● 在大风浪中防止货物移动及安全操纵船舶的对策和措施
大风浪中航行的船舶易出现较剧烈的摇荡、颠簸、失速以及引起的船舶操纵方面的困难等情况。因此,一般认为相对于从事远洋运输船舶来说,当风力8级或8级以上的海况时,即可称为大风浪的天气条件,应将自动舵改为手动舵,船长应进入驾驶台,亲自操纵船舶,根据当时船舶条件和外界天气情况,采取偏顶浪、偏顺浪、滞航、漂航、Z形航法中最为安全可靠的一种方法,保证船舶、货物、人员和环境的安全。
1、全体船员应做到克尽职责,使船舶始终保持适航。
海商法第四十七条规定“承运人在船舶开航前和开航当时,应当谨慎处理,使船舶处于适航状态,妥善配备船员、装备船舶和配备供应品,并使货舱、冷藏舱、冷气舱和其它载货处所适于并能安全收受、载运和保管货物。"
(1)按《最低安全配员证书》的要求配备足够、合格、健康、持证的船员,并且,这些船员应该是克尽职责,能胜任本船舶、本航次承运货物、本航次所航经海区等所需的业务素质、工作技能、身体条件方面的要求;
(2)根据航线、货载、航区的要求配备足够的燃油、淡水、物品、备件、伙食、药品等,满足适航的要求;
(3)离港前要保持船体结构处于适航状态,船舶机械设备处于正常状态;
(4)离港前要保持足够的稳性,装载的货物绑扎牢固,防移动措施得当、有效,保持适当的吃水差和干舷高度。
2、真正做好对运输货物的系固绑扎和途中的检查。
海商法第四十八条规定“承运人应当妥善地、谨慎地装载、搬移、积载、运输、保管、照料和卸载所运货物。"
(1)我国海事局根据IMO A.714(17)决议“货物积载和系固安全操作规则"编制了我国的“货物系固手册"。各船舶也制定有适合本船装运重大件货物的“货物系固手册"。重大件货物的系固绑扎要符合《手册》标准的要求。
(2)对每次装运重大件货物,认真监装,系固绑扎的部位所用的材料受力的计算校核都要经得起推敲,航行途中风浪加大时,要加强检查,消除隐患。
(3)保管照料货物使之安全抵达目的港,是全体船员的法定职责。应根据货物的特性、特殊要求、航行区域、所能遇到的外界气候条件,力尽管货之责。
3、及时收取气象信息,科学分析航行区域当时的天气活动情况。
(1)在收每天天气图和天气报告时应注意尽可能收不同的台,避免一家之谈,并应尽可能收预报准确率较高的台。
(2)如天气情况恶劣时每天要加收天气报告,以便尽快掌握天气变化要素。
(3)驾驶员上班前要认真阅读天气报告和天气图,在班上也要仔细观察天气发生的变化,如有异常及时报告船长。
(4)根据航区的需要尽可能使用气象导航,以便得到更多的气象信息和航海气象方面的专业指导。
4、根据航海技术角度要求船舶必须作好下列几项工作:
(1)货物装载必须保持船舶有良好的稳性,货物堆装紧密,防止倒桩或移位,散装货物必须按要求进行平舱,装运孤立物件或大量钢材而不能满足塞紧装足要求时,必须采取有效的绑扎、支撑或加固等措施,各舱货物载量分配,应按各舱占总舱容的百分数均匀配载,装大件货物时要考虑甲板安全负荷和装卸时引起的船体倾斜,总体上要做到五防:即防止轻重倒置;防止干湿相混;防止性质相忌的货物混装;防止危险货物和一般货物交叉混装;防止货物移动。
(2)风浪来临前的准备工作。确保船舶水密,检查甲板各开口设备的水密性,关闭水密门、通风口、舷窗、天窗、盖好锚链筒防止海水倒灌。
(3)确保排水畅通。检查排水管系、抽水机、分路阀等使之处于良好状态,清洁污水沟(井),主甲板、生活区外甲板、首尾楼及桅房顶的各排水通道保持畅通。
(4)确保船舶稳性。作好固定和压载工作:装卸设备、主锚、备用锚、救生艇筏、舷梯等甲板物件予以绑扎固定,散货扒平、各水舱及燃油舱尽可能注满或抽空,空船应打入压载水,调整吃水和吃水差,调整GM值于合理数值范围。
(5)作好应急准备。检查驾驶室与机舱、船首、舵机室的通讯联系,保证其畅通无阻,检查天线、舵设备、应急电机等,处于良好状态,保证消防及堵漏设备随时备用,加强全船巡视检查,及时测定并记录各液舱和污水沟的情况。
5、当船舶进入大风浪区航行时应注意下列工作:
(1)改变航向航速,用车、舵使航向保持在风(涌、浪)向左右15度逆风航行,尽量减少横摇角度或避免谐摇;
(2)加强检查,保证主机、辅机、舵机正常运转;
(3)如船舶稳性欠佳,横摇周期长,有条件者应立即压进足够的双层底压舱水,以改善稳性,但要注意尽可能减少自由液面的影响;
(4)加强甲板设备、货物绑扎加固情况的检查,对怀疑加固不足可能发生移动或倒塌的物件必须及时采取有效措施,消除安全隐患。
6、货物发生移动的纠正倾斜办法。
船身倾斜时最有效和直接的办法是调整油水位置纠正倾斜角,但要注意以下事项:
(1)由于横摇角度较大时,不易判断船身平正情况,因此纠正倾斜角时,宁可保留2-3度,以防止另一侧货物倒塌移动,使船身向反方向以更大的角度倾侧过去;
(2)压水时,不能几个舱一起压,这样会造成多舱的自由液面,影响稳性,进水量也不易控制;
(3)压水时,核对管系标识,绝对不能错开阀,弄错左右水舱的方向;
(4)当船身平稳后要了解舱内货物情况,采取措施,防止货物再次移动;
(5)及时向公司汇报现场实际情况。
7、船舶大角度倾斜后操纵船舶的方法。
(1)将风舷角放在倾斜侧20-35度,车速降至能维持舵效即可。船速过慢虽可减轻上浪程度,但可能失去舵效,使船身趋向横浪,增加危险,因此要防止大角度跑舵;
(2)大角度倾斜时顺浪航行也有其危险性。若浪从低舷侧来,则大量海水会涌上甲板,增加倾侧度或导致舱内进水;若浪从高舷侧来,可造成很大的倾覆力矩;
(3)在大角度倾侧时操纵船舶,要特别谨慎。顺浪航行时,若船和波浪相对速度小,波浪通过船身所需的时间较长,打进海水的机会就多;当船速与波速相近,又处于波峰位置时,还会暂时失去稳性;当船尾跌入比船速快的波谷时,容易造成尾淹,大量波浪会涌上甲板,这些都是比较危险的情况。

作者:不详 来源:网络

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