货运06 船舶抗沉性 2015

1、第十二章 抗 沉 性,主讲： 张 兢,船舱破损进水的原因 搁浅或碰撞 锈蚀或外力作用 阀门误操作或阀门、管系破损 其他：水密设备受损、水密门未关等 危害 影响浮性、稳性、强度 导致沉没、倾覆，造成人命、财产损失,抗沉性指船舶在一舱或数舱破损进水后仍能保持一定的浮性和稳性的能力。 抗沉性要求： 军用舰船民用船舶 客船货船 远洋船沿海船 海船河船 通过水密分隔舱室来保证抗沉性。,第一节 进水舱分类与渗透率,一、进水舱的分类 1.第一类舱：舱的顶部位于水线以下，船体破损后海水灌满整个舱室，但舱顶未破损，因此舱内没有自由液面；双层底和顶盖在水线以下的舱柜属于这种情况。 2.第二类舱：进水舱未被灌满，舱

2、内的水与船外的海水不相连通，有自由液面；为调整船舶的浮态而灌水的舱以及船体破洞已被堵塞但水还没有抽干的舱室都属于这种情况。 3.第三类舱：舱的顶盖在水线以上，舱内的水与船外海水相通，因此舱内水面与船外海水保持同一水平面。这种船体破损较为普遍，也是最典型的情况。,第一节 进水舱分类与渗透率,船舶破损进水后，如进水量不超过1015%，则可以应用初稳性公式来计算船舶进水后的浮态和稳性，其结果误差甚小。 计算船舱进水后船舶浮态和稳性的基本方法： 1. 增加重量法：把破舱后进入船内的水看成是增加的液体重量；用进水量逼近法，驾驶员常用； 2. 损失浮力法：把破舱后的进水区域看成是不属于船的，即该部分的浮力

3、已经损失，损失的浮力借增加吃水来补偿。对于整个船舶来说，其排水量不变，故又称为固定排水量法。,第一节 进水舱分类与渗透率,二、渗透率 体积渗透率： 面积渗透率：计算自由液面影响 通常面积渗透率稍大。 P274，表12-1、2,第二节 船舶剩余浮性和破舱稳性衡准,二、渗透率 影响因素：舱室用途、货物装载状况（性质、种类）,第二节 船舶剩余浮性和破舱稳性衡准,一、确定性方法 1.破舱范围及要求 Solas 规定;B-60型船舶 （1）垂向：基线以上无限制 （2）横向：单向 min（B / 5，11.5）m （3）纵向： min（L 2/3 / 3，14.5）m （4）如范围小于以上，后果更严重，按

4、此计算,第二节 船舶剩余浮性和破舱稳性衡准,一、确定性方法 1.破舱范围及要求 规则要求 （1）最终水线在所有开口下方 （2）横倾角不大于15度，甲板没淹没时17度 （3）GM为正值 （4）稳性范围至少20度，GZmax至少0.1米，曲线下面积至少0.0175米弧度,第二节 船舶剩余浮性和破舱稳性衡准,2.分舱 舱壁甲板（Bulkhead deck）水密横舱壁所能上达的最高一层连续甲板； 分舱载重线（Subdivision load water line）船舶分舱计算时的初始载重线，一般取满载水线； 安全限界线（Margin of safety line）在船侧舱壁甲板以下至少76mm（3 i

5、nches）处所划的线；,安全 限界线,第二节 船舶剩余浮性和破舱稳性衡准,可浸长度lF进水后的水线刚好与安全限界线相切时最大允许的舱长，为该舱中心处的可浸长度。,=1.0,=0.62,=0.63,=0.78,第二节 船舶剩余浮性和破舱稳性衡准,许可舱长和分舱因数 许可舱长（Permissible length of compartment） lp沿船长任一点为中心的船舱的允许最大长度 l实际任一实际舱的长度； F分舱因数。,第二节 船舶剩余浮性和破舱稳性衡准,分舱因数 当 船舶任一舱破舱后不致沉没，为一舱不沉制船舶； 当 船舶任意像邻两舱破舱后不致沉没，为二舱不沉制船舶； 当 船舶任意像邻三

6、舱破舱后不致沉没，为三舱不沉制船舶；,第二节 船舶剩余浮性和破舱稳性衡准,3.剩余浮性和破舱稳性衡准 法定规则：国际航行单体客船 船舶破损后以及不对称浸水情况下经采取平衡措施后，其最终状态应如下： （1） 在对称浸水情况下，当采用浮力损失法计算时，应至少有0.05m 的正值剩余初稳性高度； 0 破损前的排水量 1 最终平衡位置的排水量,第二节 船舶剩余浮性和破舱稳性衡准,3.剩余浮性和破舱稳性衡准 （2） 在不对称浸水情况下，一舱浸水的横倾角不得超过7， 两舱或以上相邻舱室浸水的横倾角不超过12； （3） 在任何情况下，船舶浸水的终止阶段不得淹没限界线。 （4） 剩余复原力臂曲线在平衡角以外至

7、进水角或消失角 (取小者)有一个至少15的正值范围； （5） 在平衡角以外至进水角或消失角（取小者）内的最大 剩余复原力臂应不小于0.10m： （6）剩余复原力臂曲线下的面积不小于0.015mrad。,第二节 船舶剩余浮性和破舱稳性衡准,3.剩余浮性和破舱稳性衡准 客船或货船的破舱稳性极限（临界）初稳性高度,第二节 船舶剩余浮性和破舱稳性衡准,传统方法：要求船舶设置一定数量的水密舱，使船破损后的浸水限制在一定的范围内，以此保证船舶在一舱或数舱破损后，其水线不超过限界线并具有一定的破舱稳性。 但船舶在海上破损具有很大的随机性，因此应用概率计算方法研究船舶的抗沉性有其合理性。,第二节 船舶剩余浮性

8、和破舱稳性衡准,从1962年，政府间海事协商组织（IMCO：Inter-Government Maritime Consultative Organization)的分舱、稳性和载重线分委员会开始收集资料，着手准备以概率论为基础的新的衡准方法。 1973年IMCO第八届大会A.265决议通过新的衡准规则，即国际航行客船的分舱与稳性规则，1980年5月该规则正式生效。我国承认新、旧两个规则。 国际航行货船的分舱和破舱稳性概率方法计算规则也于1992年2月1日起生效。,第二节 船舶剩余浮性和破舱稳性衡准,新规则的主要特点是采用概率计算方法。对一艘破损的船舶能否残存，是由大量的随机因素决定的。破损对

9、船舶的影响取决于：哪一个舱或相邻一组舱进水；破损时船舶的吃水及完整稳性；破损处所的渗透率以及破损时的海况等因素。这些因素之间的关系及其影响随不同情况而变化，因此只能以概率作为比较基础，用一些近似的办法或定性的判断，对船舶的安全进行估计和校核。,第二节 船舶剩余浮性和破舱稳性衡准,新规则制订的基础是： （1）对实船的海难资料作破损统计，得出破损范围（长度、深度）及位置的分布函数，再求得某一舱或舱组进水概率的计算公式。 （2）以模型试验及船舶碰撞时的海况报告为基础，得出某一舱或舱组进水后，船舶不致倾覆或沉没的概率计算公式。 （3）最后，船舶破损后残存概率就等于进水概率乘以不致倾覆或沉没的概率之总和

10、。,第二节 船舶剩余浮性和破舱稳性衡准,于2009 年1 月1 日生效的“SOLAS 2009”对概率计算方法的抗沉性衡准作了较大修改，适用于2009年1月1日或以后安放龙骨或处于类似建造阶段的船舶，适用于船长（L）80 m及以上的货船和所有客船（不论其船长）。 船舶达到的分舱指数A应不小于要求的分舱指数R,即 A R 满足此要求的船是合格的，否则不合格。 上述均未考虑强度,第二节 船舶剩余浮性和破舱稳性衡准,分舱指数R按下式计算： 1对船长（Ls）大于100 m的船舶： .2对船长（Ls）不小于80 m，但不大于100 m的船舶： 3对客船： 式中：N = N1 + 2 N2 N1 = 救生

11、艇可供使用的人数 N2 = 船舶在N1以外允许载运的人数（包括高级船员和普通船员）,第三节 船舱进水后浮态和稳性的计算,一、一组舱进水参数计算 在一组舱室同时破损，将其看成一个等值舱进水，即船舶的浮态及初稳性可根据此等值舱进行计算。首先需要算出此等值舱的有关数据。 求出等值数值：V，（ ），ix (1)等值舱的进水体积,第三节 船舱进水后浮态和稳性的计算,一、一组舱进水参数计算 (2)等值舱的重心坐标（ ） (3)等值舱自由液面惯性矩,第三节 船舱进水后浮态和稳性的计算,二、第一类和第二类舱室（少量进水） 进水量不超过10-15% 1.查取船舶和进水舱资料 船舶：进水前，排水量，首尾吃水dF0

12、及dA0，横稳性高为GM，重心高度KG； 进水舱：重心坐标（ ），水密度，舱容，自由液面惯性矩，渗透率等； 其他：TPC，MTC，xf等,第三节 船舱进水后浮态和稳性的计算,二、第一类和第二类舱室（少量进水） 2.船舶的浮态与稳性指标计算 平均吃水增量 新的横稳性高 横倾角,第三节 船舱进水后浮态和稳性的计算,二、第一类和第二类舱室（少量进水） 2.船舶的浮态与稳性指标计算 吃水差改变量 首尾吃水 吃水差,第三节 船舱进水后浮态和稳性的计算,三、第一类和第二类舱室（任意进水） 1.查取船舶和进水舱资料 船舶：进水前，排水量，首尾吃水dF0及dA0，平均吃水，横稳性高为GM，自由液面倾侧力矩，重

13、心高度KG，重心纵向坐标； 进水舱：重心坐标（ ），水密度，舱容，自由液面惯性矩，渗透率等； 其他：dm1 , TPC，MTC，xf1 , xb1,第三节 船舱进水后浮态和稳性的计算,三、第一类和第二类舱室（任意进水） 2.船舶的浮态与稳性指标计算 平均吃水增量 计算进水重量P 进水后船舶重心,第三节 船舱进水后浮态和稳性的计算,三、第一类和第二类舱室（任意进水） 2.船舶的浮态与稳性指标计算 初稳性高度 横倾角,第三节 船舱进水后浮态和稳性的计算,三、第一类和第二类舱室（任意进水） 2.船舶的浮态与稳性指标计算 吃水差 首尾吃水,第三节 船舱进水后浮态和稳性的计算,四、第三类舱计算（采用过量

14、进水逼近法） 1.查取船舶和进水舱资料 船舶：进水前，排水量，首尾吃水dF1及dA1，平均吃水，横稳性高为GM，重心高度KG； 进水舱：重心坐标（ ），水密度，进水舱舱底高度，舱容，自由液面惯性矩，渗透率等；,第三节 船舱进水后浮态和稳性的计算,四、第三类舱计算（采用过量进水逼近法） 2.船舶的浮态与稳性指标计算 采用软件计算 （1）依首尾吃水计算船中平均吃水，查漂心纵向坐标 （2）计算平均吃水，查TPC，MTC，KM （3）计算进水量，排水量,第三节 船舱进水后浮态和稳性的计算,四、第三类舱计算（采用过量进水逼近法） 2.船舶的浮态与稳性指标计算 （4）计算平均吃水改变量，吃水差，首尾吃水，

15、初稳性高度，横倾角，进水舱处吃水，进水舱内水面距舱底高度等； （5）查进水舱舱容，计算进水量； （6）计算进水量差值，判断是否满足精度要求。,第三节 船舱进水后浮态和稳性的计算,四、第三类舱计算（采用过量进水逼近法）,第三节 船舱进水后浮态和稳性的计算,国内外船级社等机构已能提供船舶应急响应服务（ERS：Emergency Response Service）。加入ERS的船舶，岸上ERS工程师将为其建立三维模型并全年无休地时刻准备着。一旦当加入ERS船舶遇到相关的紧急状况时，ERS工程师会迅速反映，并通过电话、传真、电邮等与船舶建立通讯联系，ERS工程师将调用已建立的三维模型和快速计算软件，在

16、短时间内即能够提供一份ERS报告。ERS报告中可以包括船舶剩余浮性、破舱稳性和破舱强度评估、漏油和船舶沉没时间预测等内容。,第四节 船舶破损控制手册简介,SOLAS公约要求，1992年2月1日或以后建造的船舶，都应配备船舶破损控制手册。 破损控制手册的目的： 为船上高级船员提供船舶破损的相关资料和抗沉性的基本知识和计算方法，当船舶发生破损时，帮助船员判断船舶的进水情况，以便做出正确决策和采取应急措施，最大限度地保证确保生命和财产的安全。,第四节 船舶破损控制手册简介,要求：为了遵守法规、确保生命、财产的安全，船长应充分重视，并组织全体高级船员学习了解本船破损控制手册的全部内容。所有的高级船员都

17、要熟悉和掌握船舶破损控制图的内容和控制要求。,第四节 船舶破损控制手册简介,由四部分组成： 1、船舶相关技术资料 2、船舶破损控制 3、船舶破损控制须知 4、附录,第四节 船舶破损控制手册简介,一、船舶破损控制图 1 为清楚地显示控制图所要求的内容，破损控制图应有合适的比例，但应不小于1：200。 2 破损控制图应包括船内轮廓，每层甲板俯视图，以及显示水密分隔及内部水密关闭装置等必要的区域横剖面图： 3 要求将本轮破损控制图内容复印后，插入手册。 张贴位置：驾驶台、货物控制室、艇甲板走廊等 二、各货舱、水舱、油舱的通风管、测量管、溢流管在甲板的位置图： 要求按船舶的布置画出或复印平面图、插入手

18、册。,船舶破损控制图,第四节 船舶破损控制手册简介,三、本轮各类排水泵的排量和最大排水能力： (请按本船情况填写) （轮机长负责） 1、水泵最大排量：通用泵： 立方米/小时 用于货舱和机舱； 压载泵： 立方米/小时有连接管路，平时关闭，需要是打开； 主海水泵： 立方米/小时用于机舱； 消防泵： 立方米/小时 2、综合最大排水能力：货舱： 立方米/小时（需打开压载管路连接阀） 机舱： 立方米/小时（需打开压载管路连接阀） 压载舱： 立方米/小时,第四节 船舶破损控制手册简介,四、特殊情况的处理： 1、 设备设施损坏后如何控制总说明： 迅速关闭所有水密、气密装置； 确定船上人员的安全处所，测量舱柜

19、及舱室以确定损坏范围，进行重复测量以确定进水速度； 警告：油水操作可能会导致船舶横倾及纵倾的加剧！增加自由液面将会降低船舶的稳性！ 2、 进水发生后不能自动关闭装置的非水密道门的位置,第四节 船舶破损控制手册简介,四、特殊情况的处理： 3、其他阻缓水流的障碍物的情况介绍。 4、进入或逃出水密舱柜的方法介绍 进入：进入水密舱柜前，应严格执行相关操作规程，确保人身安全。尤其应对水密舱柜的含氧量进行测量，必要时进行通风；确保两人以上，在水密舱柜道门外留有专人负责通信联络，应为进入水密舱柜的工作人员提供足够的照明。 逃出：紧急情况下需要从水密舱柜立即撤离时，水密舱柜内的工作人员首先保持冷静清醒的头脑，

20、沿进入路线反向迅速撤离。注意行动的有条不紊，前后联络，相互协调，相互照顾；若条件允许，撤离后立即关闭水密舱柜的水密道门，以防止可能的进水情况进一步恶化。,第四节 船舶破损控制手册简介,五、船舶发生破损后的应急措施 执行公司体系文件，启动应急反应程序 公司联系号码：电话： 传真： 报告内容：破损原因、部位、时间、地点、气象、程度、发展趋势等。,第四节 船舶破损控制手册简介,1、 船舶碰撞造成破损后的应急措施 、船首撞入他船或被他船撞入后，可视情采取停车或保持微速前进措施，尽量保持两船咬合状态，防止扩大破损范围或从破损处大量进水造成船舶迅速沉没； 、应尽可能立即停车以减少破损面扩大，并立即进入堵漏

21、排水部署； 、尽可能操纵船舶，使受损部位处于下风舷； 、近岸航行的碰撞，若有沉没危险，则应考虑抢滩的提前准备工作； 、对碰撞时的船首向、船位、碰撞时间、与他船碰撞的角度、部位、损害程度及所采取的措施应尽可能完全准确地记录，并将船名、船籍港、出发港、目的港通知对方船长。,第四节 船舶破损控制手册简介,2、 调整横倾及纵倾的注意事项 .成功的堵漏加上排水，恢复船舶稳性并保持正浮状态是最理想的结果。然而，完全控制破损舱室的进水并将其排空，对于大型船舶因碰撞而造成较大破口来说，实现上述目标尚有实际困难，能够做到的只是控制进水范围而已。船舶破损进水后可能造成船舶的横倾及纵倾，有时为减少进水，需要调整船舶

22、的横倾及纵倾，使之达到最安全状态。 .向相反的一舷注水，可以改变船舶的横倾，但应注意注水会造成船舶储备浮力的减小并造成新的自由液面，进一步恶化船舶的稳性；向前后大量压水可以改变船舶纵倾，但会影响船体强度，因此要慎用。通过减小吃水可以减小进水量，尤其破损部位在水线附近更是如此。减小吃水的方法可以酌情考虑排水、向他船驳货或抛弃部分货物。,第四节 船舶破损控制手册简介,六、破损控制资料及日常监控管理分工表 结合船舶实际情况编制下列内容的日常监控管理分工表。 破损控制资料及日常监控管理分工表 要求： 1、所有航行中要求关闭，保持水密的开口，都要贴“航行中必须保持关闭”的警告； 2、在正常营运中要注意保

23、持水密的完整性，列表中的水密设备一定要按照清单操作。,第四节 船舶破损控制手册简介,七、 应变部署表 备注： 详细参照公司的程序文件船岸应急反应程序根据船舶实际情况参照碰撞/触礁（进水）应急计划实施。,第四节 船舶破损控制手册简介,八、船舶破损控制须知 1、对船舶破损控制图和本手册的学习和了解：船长及所有高级船员应清楚地了解船舶破损控制图上的内容，掌握有关预防进水的信息与破损控制计划以及相关的资料，平时做好预防工作，把责任分工到人；发生破损情况时，能应用自己的专业技能，充分注意船舶的状况，作出正确的判断，采取切实可行的措施。 2、船舶破损控制有关的知识： 对下列理论知识必须有一个清楚的认识，并

24、具有熟练运用的能力。 3、船舶抗沉性的几个相关定义,第四节 船舶破损控制手册简介,1）船舱进水重量P(t)计算公式（当船舶舱容资料丢失时） 式中： 进水的水密度（t/m3）； v 渗透率； 液舱方形系数，船首尾部舱取0.40.5，船中部舱取0.950.98； L 船舱最大长度，（m）； B 船舱最大宽度，（m）； D 船舱内进水的深度，（m）。,第四节 船舶破损控制手册简介,船体破损后进水速率Q(m3/s)计算公式: 式中： 流量系数（小洞取0.6，中洞取0.7， 大洞取0.75）； F 破洞面积（m2）； H 破洞中心至舷外水面垂直距离(m)； h 破洞中心至舱内水面垂直距离(m)。 当舱内

25、进水面未超过破洞中心时取0。,第四节 船舶破损控制手册简介,九、破舱稳性 1、船舶进水类型可分为三类： 2、稳性资料 十、充分理解船舶完整稳性和破舱稳性的要求 1、 船舶的完整稳性规则 2、 船舶的破舱稳性规则 3、为安全计，船舶开航直至抵达港口的整个期间均应考虑满足破舱稳性的要求。,第四节 船舶破损控制手册简介,十一、船长对船体破损的风险评估 1.常规性指导 远洋货船一般为一舱制，即一舱进水不沉。 船舶前部的防撞舱壁的水密完好无损是十分重要的，特别是艏尖舱发生破损进水时。 首先根据破损原因，判断破损进水的类型。不同类型的危险性不同，处理的方法不同。 根据多次的测量和记录确定破损的部位、范围，

26、并确定进水的速率。 机舱发生破损进水时，可能会使船舶失去动力，应竭尽全力抢救，并尽早采取应急措施。 根据本手册的稳性曲线图和本船完整稳性值，判断破舱稳性是否符合。 如破舱位置在水密舱壁上，可能导致两个舱进水，危险性增大。 立即关闭所有的水密和风雨密装置。 确定船上人员的位置和安全性。 采取尽量减少进水的措施。如发生碰撞，切不可立即推出分开。操纵船舶将破洞放在下风等。 根据危险性的程度，采取尽量减少损失的措施。如抢滩座浅。 视具体情况采取移载法、排水或对称压载法，尽量保持正浮或减小横倾。同时注意对剩余储备浮力的损失和对安全的影响。 船舶进水后的最终水线不得超过限界线。 酌情准备救生艇、筏等救生设备。 根据进水情况，经抢救无效，如有超过限界线的可能，或由于所在海区的风浪等情况，有沉没或倾覆的危险，为挽救人命，船长有权请求救助，有权做出弃船的决定。（按SMS文件执行）。,第四节 船舶破损控制手册简介,十一、船长对船体破损的风险评估 2.船舶破损后果的快速评估 1、特点： 散装船特点：舱柜上部开敞，多与舷外水相通，最危险情况是水线以下船侧破舱进水进入大舱或机舱等。 进水特点：进水量随船舶下沉及倾斜而变化，舱内水面与舷外水