浅议半潜船完整稳性标准

1、浅议半潜船完整稳性标准摘要：半潜船作为特种重件运输船型，在其装卸货 和运输过程中都对完整稳性校核有很高的要求。目前各船级 社关于半潜船的稳定标准各不相同。本文对这些稳性衡准指 标进行分析比较，利用已有的航次工况和经验数据，得出适 合半潜船运输行业的校核标准。关键词：半潜船；完整稳性analysis on intact stability of semi-submersib1e heavylift vesselxie wei ming, sun hao(cosco shipping co. , ltd technical center,guangzhou 510623)abstract :iti

2、smost importantfor thesemi-submersibleheavyliftvessel as theheavylifttype to check its intact stability during loadout and transportation. most of ship classifications or institutes have different rules and guidelines on this field. in this paper these relevant rules and guidelines are an alyzed wit

3、h data from real transportation condition. it，s indicated which rules and guideline is more suitable for practices.key words： semi-submersible vessel； heavylift；stability1引言半潜船通常被定义为利用甲板运输超大和超重型货物 的船舶，它的主要目标货物是半潜式平台、钻井平台、导管 架、集装箱桥吊、船体分段、驳船或者挖泥船组、游艇及模 块等。半潜船通常没有传统的货舱，它和自航甲板运输船不 同的是其船体主要由几十个压载水舱组成，并且能

4、下潜至水 线面以下。半潜船通常型深较小，有宽敞平坦的甲板，因而 有较大的b/d比值，这也导致半潜船最大复原力臂对应角比 其它船型要小。半潜船的设计有很多种，最为常见的有专门设计的半潜 式船和由油轮改造的半潜船。专门设计的半潜船通常尾部有 专门设计的浮箱，首部有高大水密的驾驶台。半潜船通常有以下几种装货方式：(1) 滑轨方式：货物通过滑轨从码头滑至船的甲板上, 在这个过程中船的压载水系统用来抵消货物在移动过程中 船舶所产生的横倾力矩，同时压载水系统还可以调节船的吃 水来抵消潮差的影响；(2) 滚装方式：通过货物自身的轮子或者托车将货物 滚装上船；(3) 吊装方式：通过叉车、浮吊或岸吊将货物吊装上

5、 甲板;(4) 浮装方式：通过压载水调节将半潜船装货甲板下 潜至水下一定深度，货物浮在水面移动至甲板正上方，排出 压载水的同时将货物托出水面。半潜船作为特种重件运输船，无论在浮装浮卸货物过程 中还是在运输过程中都对其完整稳性有很高的要求。然而也 正是由于半潜船的特殊性和高风险性，之前并没有完整的和 有针对性的规范来规定半潜船在各种作业状态时所遵循的 标准，近些年各大船级社和海事部门陆续推出了半潜船稳性 的一些标准和规定。这些标准和规定对半潜船作业的环境和 稳性要求各有不同，本文针对不同规范的规定进行比较，以 中远航运所属的半潜船运输实例说明半潜船的完整稳性的 关键参数校核方法。2有关规范半潜船

6、完整稳性的要求及分析2. 1参考规范(1) 中国海事局船舶与海上设施法定检验规则2011；(2) 中国船级社钢质海船入级规范；(3) dnv rules for ships pt.3 ch.3 sec. 9 ；(4) imo res. a. 749 (18) code on intact stability for all type of ships covered by imo instruments；(5 ) gl noble denton guidelines for marinetransportations 0030/nd。半潜船的完整稳性分析分为两部分：一是航行时的完整 稳性；另一

7、是下潜作业的完整稳性。上述这些规范中，认知度和权威性最高的是国际海事组 织 imo 的 imo res. a. 749 (18) code on intact stab订ity, 其他船级社的规范在航行稳性的规定中大都参照了 im0的规 定，如表1所列。表1完整稳性规定参数由表1可以看出，各个机构对半潜船的完整稳性校核标 准都是基本按照imo res. a. 749 (18)的规定，这些规定适 用于校核大多数常规类型的船舶。其中gl noble denton专 门针对半潜船制订了一套完整稳性校核标准，其中在稳性消 失角、最大复原力臂对应的横倾角、初稳性高度和气象衡准 校核这四项上与im0的标准

8、有较大差异。2.2完整稳性校核范围半潜船结构有其特殊的双层甲板，即低层的装货甲板 (举升甲板)和高层的生活甲板。低层的装货甲板上面完全 封闭并且水密，高层甲板和低层甲板之间结构也完全水密， 定义半潜船的浸水点通常都在生活甲板以上，因此半潜船的 浸水点通常比较高。在gl noble denton guidelines (0030/nd)中明确说明了稳性校核范围的取值不小于表2 要求。在这一点上，im0c0de并没有明确指出半潜船适用的 校核范围。如果船舶的最大运动响应幅度可以通过 模型测试的方法预先得知，那么完整稳性校核的最小范围可 以用公式(20 + 0.8 9 )来确定，其中9为在设计海况加

9、 上设计风速所引起的船舶运动响应幅度的最大值，单位为 度。表2完整稳性校核范围2. 3最大复原力臂对应横倾角校核最大复原力臂对应横倾角校核标准中，dnv rules for ships pt. 3 ch. 3 d中规定，如果在完整稳性校核中不能满 足 imo code on intact stability (2008 is code) part a, ch. 2.2的规定(最大复原力臂横倾角25deg),那么 可以使用part b, ch. 2. 4. 5中的规定(最大复原力臂横 倾角15deg)o imo code part b的规定是专门针对海工支持 船无法满足part a 2. 2章节

10、中的标准的，同时在2.4. 1. 1 节中im0有说明本校核标准适用海工支持船长度小于100m。 而gl noble denton专门针对半潜船的标准值为15dego以 平台运输工况为例，由于自升式钻井平台在干拖过程中桩腿 通常完全收起，这种状态下平台的重心很高，船舶最大复原 力臂对应的横倾角通常都小于25deg,所以这种情况下采用 gl noble denton和dnv的校核标准更为合理。以中远航运所属的20 000 dwt半潜船运输母船为例， 其运输某平台时的装载工况如表3所列，其航行完整稳性的 校核结果对比如表4所列，其完整稳性曲线如图1所示。表3平台运输装载工况表4完整稳性校核结果图1

11、完整稳性曲线2.4初稳性高度校核imo、ccs、dnv均要求经过自由液面修正后初稳性高度 gm要大于0. 15 m,其中im0的规定中并没有涉及到半潜船 下潜作业的这种特殊工况的稳性要求。中国海事局船舶与 海上设施法定检验规则2011第7章和中国船级社钢质海 船入级规范第2篇第9节中，dnv的rules for classification of ships part5 chapter7 中对半潜船下潜 作业的风浪条件、自由液面、初稳性高都做了详细的规定。gl noble denton中对半潜船的规定是下潜稳性大于0. 15 m, 而建议航行时的gm值经过自由液面修正后不小于1.0 mo2.5

12、气象衡准校核imo、ccs、dnv和gl noble denton规定中气象衡准 存在较大差异。在im0中规定k=b/a大于1. 0,即b部分的 面积要大于a部分的面积，如图2所示。而在gl noble denton 中则规定k= (a+b) / (b+c)大于1.4,即被风倾力臂曲线 分割gz曲线在风倾力臂曲线上方的面积a不小于剩余的风 倾力臂曲线下方面积的40%,如图3所示。产生上述差异的主要原因是由半潜船结构及其货物特 殊性所决定的，因为半潜船和传统的船型不同，其装载的货 物都拥有较高的重心和较大的受风面积，这跟驳船及海洋工 程支持船较类似，imo code中b/a>l. 0规定是

13、针对最恶劣 状态的，这显然不符合半潜船的特性。以中远航运所属的20, 000 dwt半潜船运输母船为例，其装载集装箱桥吊时的工况 如表5所列，其航行完整稳性校核结果对比如表6所列，其 航行完整稳性校核对比如表6所列，其完整稳性曲线如图4 所示。按照im0的方法计算的k值是小于1,而这类型的货载 在行业内已执行了几十年。因此gl noble denton中采用了 (a+b) / (b+c) >1. 4的规定更符合半潜船的特点。图 2 imo res. a. 749 (18)、dnv、ccs 天气衡准图 3 gl noble denton guidelines 天气衡准表5桥吊运输装载工况表

14、6完整稳性校核结果(下转第页)(上接第页)图4完整稳性曲线3结论通过比较imo、ccs、dnv和gl noble denton针对半潜 船的完整稳性校核标准，阐述了在最大稳性消失角、最大回 复力臂对应横倾角、初稳性高度和气象衡准校核参数上的不 同规定。通过实例分析不难发现，半潜船由于自身结构和货 物多变的特殊性，使得imo、ccs、dnv的部分规定对于半潜 船的完整稳性校核都比较保守，如果全部照搬imo规范作为 校核标准，那半潜船运输的货种将受到很大的限制。而gl noble denton完整稳性的校核标准，则更多地考虑了半潜船 船型及实际营运工况的特点，其标准也被行业内认可。参考文献1 guidelines for marine transportations 0030/nd. g1 nobledenton, 2010.2 船舶与海上设施法定检验规则（国内航行海船法定 检