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VLCC的隐形危机



    一直以来,VLCC被誉为海上的巨无霸,其凭借三个航空母舰大小的身材,以及独特的抗台风能力,经常被认为是油轮中的硬汉。然而,多年驾驶VLCC的经历告诉我,在其硬朗的身材背后却隐藏着脆弱的一面,这对海上航行安全会带来致命的危害。


    大身材的软外衣


    曾有专家拿啤酒瓶来比喻VLCC,一艘满载货油的VLCC船壳厚度就如同未开盖的啤酒玻璃瓶的厚度变成鸡蛋壳一样薄。作为经过多年VLCC工作实践的船长,对于这一比喻我深信不疑。

    VLCC的结构强度比一般船舶的结构强度更为脆弱。满载的VLCC 一般都会出现比较严重的舯垂,即在前后平吃水的情况下,中间吃水超过前后水尺20~30厘米。这种严重的船体变形说明VLCC的身子骨软得很,船体在满载航行时弯矩达到极限的85%左右,压载航行时弯矩达到极限的79%左右。这使很多VLCC出现过结构强度的麻烦。典型的问题如球鼻首的大面积向内凹陷、船首内部支撑构件的开裂、甚至有的VLCC出厂才一年多就多次修补过船壳裂缝。

    VLCC如此脆弱,究其原因主要有两方面。首先,从建造环节,VLCC在船壳和结构设计、钢板的选材和使用方面,针对性加强不够。特别是某些国外厂商,为了节省成本,而绞尽脑汁地减少船舶结构中的各种加强构件或辅助板材的使用。同时,船厂造船各分段的施工能力和局部工艺水平参差不齐。

    2002年,我在日本日立船厂参与了一条VLCC建造的全过程,作为首任船长驾驶指挥该船出厂并即投入营运。新船在第一次接受石油公司检查时,由于不能满足“VIQ” (Vessel inspection questionnaires)要求,而在设备硬件方面被提出了一些缺陷项。如:各货油舱的(Pressure/Vacuum Valves)管子的直径尺寸不够;压载水舱取样孔盖螺丝太多;双壳舱室不能充惰气等等。为了满足石油公司的要求,船东不得已只能在尽可能短的时间内对这条新船进行满足“VIQ” 要求的再“装修”,既劳神又费钱。这种麻烦其它新造油轮也出现过。

    对于油轮船东来说,新造船不仅要考虑国际造船规范,同时,对于用于远洋油轮的新建,更要兼顾石油公司检查的要求。然而,在建造新船时,许多船东事先没有清楚地了解“VIQ”对油轮一些安全防护设备的要求,而船厂对新船的设计和建造是最先考虑满足造船规范,往往造成设计和建造出来的新油轮在一些设备配备和标准方面滞后于“VIQ”的最新要求。VLCC 要从事国际航线营运,就要在造船设计方面尽可能满足“VIQ”的各项要求,船东在对船厂提供的图纸审核时和船舶监督建造过程中不断对照“VIQ”的要求增加和完善相应的设备,尽可能在造船厂建造过程中解决这些“麻烦”,以免出厂后产生后遗症。

    其次,与建造中给VLCC留下的硬伤相比,航行中的误操作更容易给VLCC带来伤害。如在大风浪中航行,没有采取相应的防范措施,船舶结构受损;配载或装卸顺序不合理,无论是动态还是静态的剪力、弯矩超过了限定值。这对VLCC的船体结构和强度的损坏远比其它因素和一般船舶受相同因素的作用明显得多,后果也更为严重。

    大舵角的麻烦
    由于超大型船舶的惯性原因,教科书中都会要求在转船操纵时应该使用大舵角、早回舵。从理论上来说,单从大型船舶的转船操纵方面来说并没有异议。可是,在实际工作中这样的操作却麻烦频出。正常航行的VLCC主机处于高负荷状态,此时为了转向或避让驾驶员在操船时使用了大舵角后,船舶可以迅速旋转,船速随之快速下降,此时机舱里主机的透平会出现病态性的“喘震”,主机控制系统那些各种超负荷的警报纷纷报警。

    如何能解决这样的麻烦,我借鉴了《Bridge Resource Management》书中关于“Wheel over point ”(施舵点)的使用,书中要求超大型船舶在大比例尺海图上,船长将综合考虑影响船舶舵效的各种因素后,针对下一个计划航向,在转向点之前的一段距离标示出开始用舵的那个点。一般满载时提前0.6海里左右、空载时0.4海里左右,当船舶抵达该点后即开始用小舵角转向,使船在小舵角的作用下平滑地转到下一个计划航向上。实践中为了避免主机透平发生明显喘震,我一直坚持操船用舵转向时,采取“Wheel Over point”用舵的方法,而不使用大舵角。只是提前用舵,通常的舵角不超过10度。同样,也要求VLCC的驾驶员在采取避碰或转向操纵时使用小舵角。既然强调使用小舵角操船,那么船舶驾驶员只能是尽早采取转向的避碰行动,这样对于驾驶员遵守《避碰规则》保证安全航行会更有利。

    全速航行中的VLCC使用小舵角转向的原因,除了主机的喘震问题外,还有其它的考虑。对于VLCC来说,实际舵叶的面积与船体水下面积的比值要比一般船小。VLCC正常航行中的巨大惯性使舵叶在大角度时受到的冲击和转船扭矩是相当大的。对整个舵的支撑系统产生的影响是令人担心的。好多VLCC在舵方面出现过的问题,与船在全速航行中经常使用大舵角转向有直接关系。 锚泊中的不匹配

    VLCC所配用的锚基本都是大抓力锚,每只锚重一般都在15吨左右、锚链直径110mm左右,每米链重约280kg左右。从以上的数字我们不难发现;一条载重量为30万吨左右的VLCC,配备的锚和锚链的尺度仅比6万载重吨的船舶增加了一倍。而VLCC的载重量却多出了5倍。这样不按载重量的比例配备给 VLCC的锚和锚链,无论是锚和链的强度,还是系留VLCC的真实抓力都先天不足。但是,按照VLCC吨位增加的比例将锚造成40多吨重也不现实。因此,VLCC锚自身的锚泊系留能力远远比小船的锚设备小。

    VLCC在锚泊时,特别是在UKC小于1/3本船吃水,而水流流速超过3节时、空船锚泊遇到大风和涌浪时、满载锚泊船体随强流转向时、深水条件下抛锚时,锚链会更容易出现问题。遇到上面的锚泊条件,千万别心怀侥幸。目前,VLCC所使用的锚和锚链对保证船舶和锚链平安无事缺少一定的可靠性。这一观点得到许多国内外同行的认同。有时,出于对锚链的安全保护,VLCC在锚泊作业时,出链始终用松链(Walk Up)的方法,并且抛好锚后不主张使用制链器卡住锚链。目的在于宁愿容许VLCC受到外界因素影响时锚链滑出一段,也不愿造成断链的后果。在VLCC锚泊期间,只要对锚链采取连续监控的措施就不会出现断链问题。

    昼夜变化的正负压

    满载航行中的VLCC,由于货油温度和环境温度的变化,货油舱的蒸气压力出现明显的昼夜正负压变化。一般白天气温高时舱内货油蒸发量大,很快就达到或超过 P/V阀的设定压力(+1400mmH2O),为了避免舱内压力过大,船员就通过开启Master release 阀释放货油舱压力。通常白天要放1~2次。而当夜幕来临时环境温度低,货油舱压力迅速降低,直至货油舱出现负压。有时候舱内负压超过了P/V阀吸入限定值(-200mmH2O或-350mmH2O),真空阀启动吸入空气。由于VLCC没有惰气辅助发生器,此时,船员不得不启动主锅炉和惰气风机向货油舱内充惰气,以补充舱内压力达到正值。启动锅炉时间不超过一小时。第二天白天,舱内压力上升,又要释放舱内超高的压力。周而复始,白天放夜间充。结果即造成了货油因不断地释放压力而受损失(货油蒸发万分之2~3),充惰气又使船舶的燃油消耗增加0.6~0.8吨/次。同时也加大了船员的劳动强度。这一点对于庞大的VLCC来说是一个特别值得关注的问题。

    VLCC货油舱容积一般中舱都在3万或4万立方米。在满载情况下,货油舱的实际装载量在98%左右,空距(ULLAGE)在0.7~0.8米。由于货油舱这样小的余量空间,货油稍有蒸发,舱内就会出现高压,温度降低即刻就会出现低压,直至负压,而负压出现普遍被认为容易造成船体变形,严重时会使船壳塌陷。因此,当货油舱出现负压后船员就会急于充惰气。然而,这样公式化的作业不仅会大大提高船舶营运成本,而且也会导致船员对VLCC的货油运输管理缺乏科学性。毕竟现代VLCC是双壳船,决不是装可口可乐饮料稍有真空就会瘪了的铝罐子。

    控制VLCC满载时货油舱正负压的最佳方法,目前仍没有一个权威性的说法。实际工作中,我通常采取单舱管理的模式,即关闭各个货油舱的惰气本舱阀,针对每一个货油舱出现的不同压力的情况加以控制。这样做比同时控制全部货油舱的压力更有针对性。但是,也并非没有风险,只是比较起来更科学一点。


[2011/8/24 14:15:27]
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