水尺计重在木材运输中的应用
发表于 2016-03-22 15:18
水尺计重广泛应用于大宗低价值散装货运输,笔者在木材船工作时,将其应用于木材重量计算和船舶常数的求取,确保了船舶安全,并做到了尽可能多装货,取得良好的经济效益。
1 木材船引入水尺计重的必要性与可行性
很多情况下木材船都是装满开航,怎样才能尽可能多地装得多,常数的精确求取无疑很重要。若多港装货,第二港具体能装多少,给出个相对准确的剩余装量有必要。
木材不同于别种货物有恒定的积载因数,木材的干燥程度,砍伐时间,水里或者岸上装上船的以及木材的大小、形状等等,不同的木材积载因数相差很大。木材船的危险性多半也来自于对甲板和舱内木材重量的计算不准确。
若装同一种木材可这样求取积载因数:舱内货装满时,其所占舱容为定值,用水尺计算的方法求得木材重量,由公式:SF = Vch/Wh求得。这里Vch为货物总舱容,Wh为舱内货物总重。根据求得的积载因数与剩余装载能力预求甲板可装货高度,计算此高度下的稳性、吃水差与静水切力及弯矩,若不合适,及早调整。
水尺计算的计算过程并不烦琐,下面提供一张计算表格,仅需填入二十几个数字就可得出货重,表格设计上将出错机率减到尽可能小。大多船舶都提供有用于计算的相关资料,给计算带来方便。
2、基本思路与方法
大体思路为:读出六面吃水—>首尾垂线修正—>拱垂变形修正—>纵倾修正—>港水密度修正—>排水量—>减去空船及压载水等的重量即得货重。
读六面吃水清除了横倾与扭曲变形对水尺读数的影响。
首尾吃水应标于首尾柱上,但基于船体形状而不能标于首尾柱上,在船舶存在纵倾时,直接读数与首尾柱上应有的数值有差别,而计算时是按照首尾柱上吃水进行计算的,这就需要将直接读出的吃水订正到首尾柱上。一些教材中也给出了订正值计算方法,实际上大多远洋船出厂时就已给出了修正值表(Correction Table of fore and aft draft fortrim)根椐吃水差直接查取即可。经修正后的吃水记作:dA.P与dF.P。
中拱中垂修正是对六面吃水多次求平均值而得,即
D = (6dM + dA.P + dF.P)/8
式中的dM 为船中左右吃水的平均值。
有的书中给出的公式是:d = d1 + (3/4)δ,这里d1为首尾吃水的平均值,δ为拱垂值。其实以上两个公式是一致的,证明从略。
纵倾修正是根据“根本氏”法进行修正的,公式如下:
经以上修正后得出的排水量是标准海水中的排水量,尚需修正到港水中的实际排水量,其计算公式如下:
经过上述修正后的排水量减去船体、常数、压载水、重油、轻油、淡水等的重量后即可得货重。若货重为0,常数未知,则可求得常数,所以装货开始前可用此法求常数。
3 资料准备
3.1 各压载舱、污水阱、淡水舱、油舱的存量均需获得。
液舱内容物重量由测深求出容积,查取容积时要注意纵横倾影响,容积乘比重即得重量。为求精确,比重要考虑。油类比重随所装油的来源地及厂家不同而不同,需向轮机长索取。压载水比重随泵入水的时间及海域不同而不同,一条22000吨级的木材船,压载舱有4000多立方米,若比重误差0.005,其重量也差20余吨,比较好的办法是在压载舱压满水后由空气管漏出时,用桶接一点水量出其比重(虽不规范但常用)。
装货前,轮机部报给大副的油帐常因疏忽而有漏报现象,以致常数无法控制。大副应询问或提醒轮机部有关人员。常易漏报的油舱有:1、BILGETANK (至港前应处理妥当);2、FOOVER FLOW TANK (燃油溢油舱);3、BILGEOIL TANK ; 4、LUBOIL SUMP TANK ; 5、FOSETTING TANK (燃油沉淀舱);6、FOSERVICE TANK ; 7、DOSETTING TANK(轻油沉淀舱);8、DOSERVICE TANK 。
3、2 水尺的读取及比重的测量
读取水尺时,船上不应有可能影响读数精度的操作。对于有规律的上下波动的水面的水尺读取,应将水面波动至水尺最高处与最低处的水尺读数作为一组,连续观测3-5组,取平均值作为该处读数。
水尺标志有其特定的要求,读者留心可以看出船上水尺标志的数字结构大体都有这样的规律,如图中8、6、5均可看为均匀地分成五等分。
海水比重计要使用经过校正的精度高于万分之五的铅锤比重计。若厂家未给出修正值,可以自己测定误差。简便的方法是:取一桶淡水(4oC为好)用比重计量取比重,此时若不指在1.000上,差值即为修正值,注意其正负,若大于1.000则修正值为负,若小于1.000则修正值为正。比重计放入水桶中时应轻轻旋转,以克服表面张力的影响,稳定后读取水的下沿所指示的刻度。
港水比重的选样应避开船舶排水口或码头下水道管口,在船的中部,吃水一半处选样。量水桶底部为铅块,以保证橡皮塞盖住时也能沉入水里,绳子与橡皮塞上铁链连接。这样塞住的空桶投入水里,沉到所需的位置,一拉绳子,塞子打开,相应深度的海水进入桶中,拉上即可。
4 计算表的使用
(1)读取六面吃水,记入1-6中,求出1与2,3与4,5与6的平均值填入7-9中,9减7所得值称相对吃水差,填入10中。根据10查首尾柱修正值表,填入11与12中。由于一般状态下船舶均保持尾倾,首柱修正恒为负,尾柱修正恒为正,计算表格中已填好符号,所以填入数字时无需考虑符号。修正后的吃水记入13与14中根据公式计算出消除了中拱中垂影响后的平均吃水,记入15中。
(2)将15中的结果整数部分填入16行“m”前面,小数点后两位填入16行“m”后面,小数点后两位以后的数字填入17行中。根据16中的数据查静水力表(Hydrostatic Table)得出的排水量记入16后面格子中,厘米以后的吃水要内插修正,修正值记入17后面的格子中。另外查得的TPC,漂心距中距离Xf,该吃水上下0.5m处的MTC均记入右下角表内备用。由于Xf有正有负,所以填写时应注意在括号内填上正负号,本计算实例所使用的静水力表以舯前为负,舯后为正。查得的两个MTC相减,所得差值填入ΔMTC中。
(3)纵倾修正分为A、B两项。为防计算中带入正负号而引起错误,本计算表以尾倾为正。由于计算实例中的Xf以舯前为负,舯后为正,所以纵倾修正A与Xf同号,括号中未填符号,计算过程中填上;纵倾修正B则恒为正,括号中已填妥。分别将计算结果填入19与20后的空格中,将18、19、20进行加减运算,结果填入21中。
(4)对21进行港水密度修正,结果填入22后的格中。
(5)将读取水尺时船存油水填入计算表左下角小表内,合计值填入23中,22减23即得货重,填入24中。
本计算表给出了某轮01航次在美国TACOMA港装货快结束时的计算实例,读者可根据各轮的静水力表设计出类似的计算表,复印若干份。
5 计算表的应用
若在空船时读取水尺,则货重为0,22=23,左下角小表内只有常数未知,这样可求得常数。
若舱内货物恰好装满,甲板货又未装时,读取水尺,船方可要求工人停装十分钟,以便读取水尺。计算出来的货重为Wh,《装载手册》中可很容易查得总舱容Vch,注意这里用的舱容是包装舱容,而不是散装舱容,根据S.F = Vch / Wh 可求出积载因数。
根据该航次所使用的载重线,确定满载吃水,查出该吃水下的排水量ΔoΔ-22即得甲板货重量WD,根据公式VD = WD ● S.F求得甲板货体积。根据甲板高度-容积表确定装货高度,确定装货高度时应注意以下几点:
(1)先确定第一货舱甲板木材高度。因为第一舱甲板木材若过高会影响驾驶台了望视野,再则航行中风与浪大多从船首来,第一舱船首部分若堆得又高又直,易受到风浪的严重冲击,造成绑扎钢丝与链条的崩断,引发货损,危及船舶安全。而甲板木材是牵一发而动全身的,甚至有船全部甲板木材被冲光,而冲下海的木头又威胁着它船的安全,所以一旦发生木头落入水中,船长应按《SOLAS公约》要求发布航行警告。
(2)货物表面应保持一定的弧度,即中间稍高,两舷稍低,这样对绑扎有利。根据IMO《装运木材甲板货物安全实用规则》(《The Code of Safe Practice for shipsCarrying Timber Deck Cargoes》),甲板上木材堆放的最大高度不得超过船舶型宽的1/3,所以甲板木材最多只能装这么高。
(3)进行船舶稳性、吃水差、静水切力与弯矩的预求,检验预配的可行性,必要时调整压载水或改变装载数量与分配。稳性并不是越大越好,众所周知实稳性高度越高,摇摆周期越短,甲板木材所受惯性离心力越大,易导致绑扎松动。笔者服务过一条22000t级木材船,当时GM为0.6m,横风下,船摇摆幅度很小,但向一侧倾斜5o,平安无事。
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