第十二章 散裝谷物運輸

第十二章

散裝谷物運輸2023/1/14小麥大麥2023/1/14小麥大麥2023/1/14燕麥2023/1/14第一節(jié)散裝谷物運輸概述

谷物（Grain）是指包括小麥（Wheat）、大麥（Barley）、燕麥（Oats）、稞麥（Rye）、小米（Millet）、大米（Rice）、玉米（Maize）、豆類（Pulses）和種籽（Seeds）等及由其加工的與谷物在自然狀態(tài)下具有相同特性的制成品。一、散裝谷物的海運特性散裝谷物的海運特性主要有：1.呼吸性：與含水量（主要）、溫度、空氣含氧量、籽粒狀況有關2.吸濕和散濕性3.吸附性：易吸附異味和有害氣體4.易遭受蟲害2023/1/14第一節(jié)散裝谷物運輸概述5.下沉性對貨艙的影響：谷物重心下降使?jié)M載艙出現(xiàn)空檔影響下沉性的因素：顆粒大小、形狀、SF、 表面狀態(tài)、含水量2023/1/14第一節(jié)散裝谷物運輸概述6.散落性：散裝谷物在船舶搖擺、振動等外力作用下，能自動松散流動的特性稱為散落性。與顆粒大小、形狀、表面狀態(tài)、含水量、雜質含量有關可用靜止角(自然傾斜角Angleofrepose)表示。

——散裝貨自然下落形成的圓錐體邊線與水平地面間的夾角。靜止角越小，散裝谷物越易流動，散落性越大。

2023/1/14第一節(jié)散裝谷物運輸概述觀測試驗法兩種測試方法:傾箱試驗法（顆粒小于10mm)：測得的靜止角約大于觀測試驗法的3。

2023/1/14第一節(jié)散裝谷物運輸概述*谷物的下沉性和散落性對船舶穩(wěn)性的影響2023/1/14第一節(jié)散裝谷物運輸概述二.散裝谷物專用船的結構特點

1．單層甲板，設置雙層底

提高船舶抗沉性改善航海性能（GM）2．艙口圍較高

添注作用，保持自由谷面處于艙口圍之 內，可減少谷物傾側力矩2023/1/14第一節(jié)散裝谷物運輸概述二.散裝谷物專用船的結構特點

3．設置頂邊水艙和底邊水艙

減少自由谷面利于平艙與清艙利于對穩(wěn)性的調節(jié)2023/1/142023/1/142023/1/142023/1/14第一節(jié)散裝谷物運輸概述三.散裝谷物裝艙的基本方案1.經(jīng)平艙的滿載艙(Filledcompartmentaftertrimming)

經(jīng)充分平艙后谷物最大限度地充滿貨艙。2.未經(jīng)平艙的滿載艙(Filledcompartmentwithouttrimming)

谷物在艙口范圍內裝滿至最大限度，而對艙口以外未進行平艙（主要指：貨艙口至前艙壁和至后艙壁兩個端部）2023/1/14第一節(jié)散裝谷物運輸概述三.散裝谷物裝艙的基本方案3.部分裝載艙(Partlyfilledcompartment)經(jīng)平艙但未達到滿載艙狀態(tài)的任何貨艙。4.共同(通)裝載艙(Compartmentloadedincombination)

對二層及以上甲板的船舶，當艙內谷物裝載超過上層艙時，將上層艙艙蓋不關的裝載狀態(tài)。好處：二層艙的谷物對底艙起添注作用。否則在底艙和二層艙形成兩個自由谷面2023/1/14第一節(jié)散裝谷物運輸概述四、散裝谷物船舶運輸規(guī)則1.《1991年谷物裝運規(guī)則》（《SOLAS1974》第六章）（1）谷物下沉和傾側計算模型的假設①谷物下沉部分裝載艙：不計。滿載艙：艙口內-假定艙口蓋最低部分與艙口圍板的頂端中較低者起至谷面之間存在一空檔，其平均深度為150mm；艙口外的甲板下面-假定所有與水平線傾角小于30°的邊界下面存在一個不小于100mm的空檔，其大小決定于貨艙有關尺度。2023/1/14第一節(jié)散裝谷物運輸概述四、散裝谷物船舶運輸規(guī)則1.《1991年谷物裝運規(guī)則》（《SOLAS1974》第六章）（1）谷物下沉和傾側計算模型的假設②谷面傾側部分裝載-移動后的谷物表面與水平成25°；經(jīng)平艙的滿載艙-15°；對未經(jīng)平艙的滿載艙：在艙口范圍內及艙口兩側-15°；在艙口兩端-25°。

2023/1/14第一節(jié)散裝谷物運輸概述（2）穩(wěn)性衡準

任何裝運散裝谷物的船舶在整個航程中的完整穩(wěn)性，在上述假設計算條件下，至少應滿足以下要求：①經(jīng)自由液面修正后的初穩(wěn)性高度GM0.30m；②谷物移動使船舶產(chǎn)生的橫傾角h

12,對94年1月1日后建造船舶，則要求滿足h

min{12,上甲板邊緣浸水角im}；③船舶剩余動穩(wěn)性(剩余靜穩(wěn)性面積)Ad

0.075m·rad.

2023/1/14第一節(jié)散裝谷物運輸概述2.我國《法定檢驗規(guī)則》對國際航行船舶和國內航行船舶的完整穩(wěn)性衡準的要求完全相同，但谷物計算模型的假設不同（1）對散裝谷物船舶的穩(wěn)性要求①滿足我國《法定檢驗規(guī)則》對一般干貨船完整穩(wěn)性的要求②在整個航程中，經(jīng)自由液面修正后的船舶穩(wěn)性應同時滿足：a.初穩(wěn)性高度GM0.30mb.谷物移動使船舶產(chǎn)生的橫傾角h

12,對94年1月1日后建造船舶，則要求滿足h

min{12,上甲板邊緣浸水角im}；c.船舶剩余動穩(wěn)性

(剩余靜穩(wěn)性面積)Ad

0.075

m·rad2023/1/14第一節(jié)散裝谷物運輸概述(2)谷物計算模型的假設①國際航行船舶其對谷物下沉和傾側模型的假設與《SOLAS1974》完全相同②國內航行船舶a.滿載艙和部分裝載艙均假定谷物表面移動后與水平夾角成120b.假定傾側體積矩的計算方法：

當船舶具備《SOLAS1974》要求計算的谷物假定傾側體積矩Mv資料時，在國內航行船舶其谷物假定傾側體積矩Mv’取為：未經(jīng)平艙的滿載艙和部分裝載艙：Mv’=0.46Mv經(jīng)平艙的滿載艙：Mv’=0.80Mv2023/1/14第一節(jié)散裝谷物運輸概述當船舶缺乏體積矩Mv資料時，在國內航行船舶其谷物假定傾側體積矩Mv’取為：部分裝載艙Mv’=0.0177lb3經(jīng)平艙的滿載艙Mv’=0我國對沿海航行的散裝谷物船舶穩(wěn)性要求低于國際公約規(guī)定的穩(wěn)性衡準2023/1/14第一節(jié)散裝谷物運輸概述五、散裝谷物船舶的裝運特點1.貨艙的準備貨艙清潔、設備完好、取得驗艙合格證明（我國由商檢部門，國外由公證鑒定機構）2.編制配積載圖，并填寫穩(wěn)性計算表格3.接受檢查人員檢驗接受港方檢驗，取得“裝載許可證書”4.裝貨過程中的注意事項（1）選擇好天氣時裝船（2）按船方制定的裝貨順序裝貨。單頭作業(yè)時，在按順序裝貨時，各艙要輪流裝載，不能一次裝滿。多頭作業(yè)時，可隔艙或所有貨艙同時裝載，在隔艙裝載時，要求分2-3輪裝載。2023/1/14第一節(jié)散裝谷物運輸概述（3）裝貨結束前1h時，值班人員應通知大副并密切注意六面吃水，當達到所要求的吃水時，應立即通知港方停止裝貨（4）裝貨完畢后，應按要求平艙，必要時采用止移措施（5）裝貨結束后，船方應根據(jù)計量裝置記錄的實際裝載量繪制谷物實際裝載圖（6）裝貨完畢，應按貿(mào)易合同的規(guī)定進行熏艙（7）船舶在航行中，應視具體情況決定通風（8）裝貨過程中，注意船舶浮態(tài)、纜繩等2023/1/142023/1/142023/1/14散糧船配積載圖No.6

No.5

No.4

No.3

No.2

No.1

4755t4041t4041t1269t4033t4739tFFFSFF4.0mERERNo.1No.2No.3No.4No.5No.62023/1/14第二節(jié)散裝谷物船舶的穩(wěn)性核算一、散裝谷物船完整穩(wěn)性要求的核算方法1.經(jīng)液艙自由液面修正后初穩(wěn)性高度GM的核算計算時，艙內散裝谷物重心高度的確定方法：（1）部分裝載艙的谷物重心取谷物的初始裝載體積中心處（艙容曲線圖/貨艙容積表）（2）滿載艙的谷物重心取谷物的下沉后的實際體積中心（考慮下沉空檔）取貨艙的艙容中心（簡便、偏于安全、經(jīng)常采用）若計算得到初穩(wěn)性高度GM0.30m，則滿足穩(wěn)性衡準第一條的要求2023/1/14第二節(jié)散裝谷物船舶的穩(wěn)性核算2.由谷物移動所引起的船舶橫傾角θh的核算

（1）計算法求θh式中：──谷物移動總的傾側力矩(t·m)

，可按下式：

式中：Cvi

—第i艙內谷物重心垂向上移修正系數(shù)(≥1)

Mvi—第i艙谷物橫向移動傾側體積矩（m4），查船舶資料確定SFi—第i艙谷物的積載因數(shù),m3/t2023/1/14第二節(jié)散裝谷物船舶的穩(wěn)性核算①谷物重心垂向上移修正系數(shù)Cvi的確定谷物的垂向移動使船舶重心提高，使初穩(wěn)性GM減小，而船舶的橫傾角又隨GM的減小而增大。公約規(guī)定，在計算船舶橫傾角θh時，船舶的重心高度KG取谷物垂向移動前的值，而將谷物橫向傾側體積矩與大于1的系數(shù)相乘，以彌補谷物表面垂向移動的不利影響。

（i）滿載艙，當谷物重心取在艙容中心處時，取Cvi＝1.00；

(ii)滿載艙，當谷物重心取在考慮其下沉后的幾何中心處時，取Cvi＝1.06；

(iii)部分裝載艙取Cvi

＝1.12。2023/1/14第二節(jié)散裝谷物船舶的穩(wěn)性核算②谷物橫向移動傾側體積矩Mvi的確定

對于滿載艙：

Mvi為定值，分為經(jīng)平艙和未經(jīng)平艙兩種情況，查表得到。

對于部分裝載艙：

Mvi隨裝艙深度不同而變化，根據(jù)艙號和裝艙深度查Mvi曲線圖得到2023/1/142023/1/14計算法求θh的過程：①根據(jù)谷物裝載情況（裝艙深度），查取其谷物橫向傾側體積矩Mvi②根據(jù)部分裝載艙和滿載艙的重心取值的方式，確定谷物重心垂向上移修正系數(shù)Cvi③根據(jù)公式求取θh2023/1/14第二節(jié)散裝谷物船舶的穩(wěn)性核算（2）作圖法求θh確定步驟：

(i)繪制核算裝載狀態(tài)下船舶靜穩(wěn)性力臂曲線GZ＝f(θ);

(ii)繪制谷物傾側力臂曲線λ＝f(θ):

規(guī)則規(guī)定：λ曲線是一條傾斜下降的直線。可計算(0°,λ0)和(40°,λ40)兩點坐標后繪制。λ0和λ40的計算公式是：

(m)(m)

(iii)從GZ＝f(θ)和λ＝f(θ)兩條曲線相交點處量取的橫坐標值即為θh。2023/1/14計算法求θh和作圖法求θh的比較：①計算法求θh計算簡便，作圖法較為繁瑣②計算法求θh往往偏大，作圖法較為精確③如果計算法求得的θh不滿足要求，而作圖法求得的θh結果滿足要求時，則認為滿足公約和規(guī)則要求若求出的h

min{12,上甲板邊緣浸水角im}，則滿足穩(wěn)性衡準的第二條要求2023/1/14第二節(jié)散裝谷物船舶的穩(wěn)性核算3.船舶剩余動穩(wěn)性值Ad的核算

剩余動穩(wěn)性：在靜穩(wěn)性曲線圖中，它是由GZ~θ曲線、λH~θ曲線和右邊界所圍成的面積（1）確定右邊邊界線規(guī)則規(guī)定：右邊邊界線是一條垂直線，其橫坐標值θm的計算公式是：式中：θGZ’max──船舶剩余靜穩(wěn)性力臂GZ'值最大處所對應的橫傾角

θf───船舶進水角，從穩(wěn)性計算資料中查取。2023/1/14θGZ’max的確定方法：設靜穩(wěn)性力臂GZ~θ曲線所對應的極限靜傾角為θmax,則：①當θmax＜400時，在GZ~θ曲線上畫一條與λH~θ平行且與GZ~θ曲線相切的直線，切點處所對應的橫傾角即為θGZ’max②θmax≥400時，無需再做切線，直接令θGZ’max=θmax2023/1/14第二節(jié)散裝谷物船舶的穩(wěn)性核算(2)計算剩余動穩(wěn)性Ad

（剩余靜穩(wěn)性面積）在橫坐標θh－θm范圍內將曲線橫向六等分，分別量取各等分處船舶剩余復原力臂值GZ’i。由辛式第一法則計算：

式中：X──橫向六等分的等分間距。若計算得到Ad≥0.075m·rad，則滿足穩(wěn)性衡準的第三條要求2023/1/14第二節(jié)散裝谷物船舶的穩(wěn)性核算二、散裝谷物船舶穩(wěn)性衡準指標的簡化核算方法1.應用“散裝谷物最大許用傾側力矩表”進行穩(wěn)性核算核算步驟：1)計算核算裝載狀況下船舶排水量Δ和經(jīng)自由液面修正后的重心高度KG；2)計算谷物移動總傾側力矩∑Mu’； 3)以Δ和KG為查表引數(shù)，從“Ma表”中求取Ma； 4）Ma和∑Mu’比較：當滿足Ma∑Mu’時，就等同于表明船舶在該裝載狀態(tài)下，《SOLAS1974》三項穩(wěn)性指標同時滿足要求。

2023/1/14第二節(jié)散裝谷物船舶的穩(wěn)性核算散裝谷物許用傾側力矩表（9.81kNm）

KG△7.57.67.77.87.98.08.18.28.38.48.528,00029,00030,00031,00032,00033,00034,00012,53512,98113,42814,20414,66115,47016,29911,91612,34012,76513,51913,95414,74115,54811,29711,69912,10212,83413,24714,01214,79710,67810,41710,77611,46411,83312,55413,29510,05910,41710,77611,46411,83312,55413,2959,4409,77610,11310,77911,12611,82512,5448,8219,1359,45010,09410,41911,09611,7938,2028,4948,7879,4099,71210,36711,0427,5837,8538,1248,7249,0059,63410,2916,9647,2127,4648,0398,2988,9099,5406,3456,5716,7987,3547,5918,1808,7982023/1/14第二節(jié)散裝谷物船舶的穩(wěn)性核算

2.以的核算替代剩余動穩(wěn)性值Ad的核算

核算過程：

①確定下列簡化核算條件同時滿足：（i)谷物假定移動引起的船舶靜傾角θh12°；

(ii)經(jīng)自由液面修正后靜穩(wěn)性力臂曲線在12°~40°范圍內形狀無凹陷；

(iii)右邊邊界線對應橫傾角θm=40°。2023/1/14第二節(jié)散裝谷物船舶的穩(wěn)性核算②穩(wěn)性衡準（見本人買的《船舶貨運》第204頁的圖）以

為底，以l為高的三角形面積為:令S≥0.075m·rad，則有≥0.307m40ZG￠2023/1/14第二節(jié)散裝谷物船舶的穩(wěn)性核算

③計算橫傾40°時剩余復原力臂值

式中：GZ40──船舶橫傾40°時復原力臂，m；

KN40──船舶橫傾40°時的形狀穩(wěn)性力臂，m；

KG──經(jīng)自由液面修正后船舶重心高度，m；

Mu’──谷物移動總傾側力矩(t·m)。④穩(wěn)性核算：當滿足0.307m時，就等同于滿足Ad0.075m·rad的要求。

2023/1/14第二節(jié)散裝谷物船舶的穩(wěn)性核算

3.將剩余靜穩(wěn)性面積Ad的計算簡化為直角三角形的 面積計算

2023/1/14第三節(jié)改善散裝谷物船穩(wěn)性的途徑

一.減小谷物移動傾側力矩1.減少部分裝載艙數(shù)目2.盡可能將寬度和長度較小的貨艙作為部分裝載艙3.谷物裝艙深度應避免使該艙谷物傾側力矩處于峰值附近4.視谷物位置確定是否采用共通裝載方式5.采取平艙措施二.改善裝載方案，降低船舶重心，增大船舶初穩(wěn)性高度三.設置谷面減移裝置和采取止移措施

2023/1/14第三節(jié)改善散裝谷物船穩(wěn)性的途徑1.常見的散裝谷物船舶的減移裝置（1）補給裝置添注漏斗（Feeder）安裝在船舶二層甲板的兩舷上，補給底艙的空檔。圍阱（Trunk）安裝在主艙口上，使甲板間艙內的谷物減少移動。添注漏斗和圍阱不一定同時設置，可根據(jù)需要選用。

二者通常用于裝運散糧的多用途船舶（兩層甲板）。

2023/1/14添注漏斗和圍阱第三節(jié)