摘要:近年來重大件成套設備運輸需求量與日俱增,越來越多的大型深海勘探開發平臺及配套設備的運輸、安裝更使得當今國際重大件物流的發展達到了前所未有的高度。論文將重點對重大件海洋物流的主要貨盤以及專業的裝運方式做出歸納和分析。
關鍵詞:重大件貨物;裝卸;運輸;物流
中圖分類號:F253.7文獻標識碼:A
文章編號:1002-3100(2007)12-0037-03
Abstract: In recent years, the heavy cargoes need to be transported on the increase steadily. In addition, more and more transportation and installation of the ocean exploitation platform and correlative equipments also make the heavy logistics get great progress. In this text, we analyze the main heavy cargoes, carriers and professional loading technique.
Key words: heavy cargo; loading; transport; logistics
1重大件貨物定義的演變
重大件貨物是指單件體積過大或過長、重量超過一定界限的貨物。我國港航計費規定,每件超過3噸為重件,長度超過9米為長大件;國際標準規定,每件重量超過40噸為超重件;長度超過12米為超長件,高度或寬度超過3米為超高或超寬件。在國際貿易運輸中,有時也可根據船舶碼頭的起吊能力作為劃分重大件貨物的標準,例如,卸貨碼頭上無起吊設備,而船舶克令吊得安全負荷為15噸,這時超過15噸的貨物就是重件貨物,承運人或他在裝貨港的代理應該將重量超過15噸的貨物情況及時通知卸貨港代理,以便卸貨港代理聯系、安排浮吊等設備進行卸貨作業。
在20世紀60年代初,人們習慣定義的重大件通常指的是大約40至60噸重的設備,而到21世紀初,重大件貨物已經是指超過150噸的設備和結構件了。目前國內外物流市場上常見的重大件貨物主要是指大型的鋼結構貨物,例如大型船體分段、船體上層建筑、化工容器、大型集裝箱橋吊整機或散件、大型橋面板、石油勘探平臺等OFFSHORE設備、卸船機整機或散件等等。貨物輕則上百噸重則上萬噸甚至幾萬噸,體積不僅龐大又多無規則。這些重大件設備的裝卸和運輸又涉及到了海洋運輸實務、吊裝學、海洋力學等多門學科和技術,是國家生產建設和進出口貿易的重要組成部分。

2重大件貨盤的分類及特點
2.1大型船殼、船體分段、船體上層建筑
我國造船產量已經連續10年躋身世界第三位,但我國船舶設備配套率平均僅為40%,也就說,每年國內建造的大量各類船舶中有很大一部分是未完成船舶配套設備舾裝甚至未進行主機和管系安裝的半成品船和船殼及船體分段。這其中如此眾多的船殼和船體分段的出口運輸占我國重大件運輸市場相當的份額。該類貨盤的特點是重量大(從幾百噸至幾千噸不等),體積龐大,外形不規則,對在承載船上綁扎系固的要求非常高,例如以上海至荷蘭鹿特丹裝運20條內河船殼為例,貨物的總重量兩萬噸左右,用于海上系固的鋼結構綁扎件就達七百多噸,接近了貨物總重量的百分之四。運輸船舶一般為裝運重大件設備專用的大型甲板駁船或自航半潛船。(圖1為20條出口歐洲內河船殼通過甲板駁船運輸,貨物總重量達2萬噸)
2.2化工容器
大型化工容器的跨港口運輸經常會涉及到物流中的多式聯運模式。化工容器一般在經廠商生產好后要經過公路運輸至碼頭再經過滾裝或吊裝的方式裝載上船。該類貨物的重量一般在五百噸至一千噸之間,一般采用大型甲板駁運輸。(圖2為化工容器采用滾裝/滾卸的裝卸方式)
2.3大型集裝箱橋吊、碼頭岸吊整機、散件
由于集裝箱運輸是國際貿易不可缺少的重要手段,加之近年來航運業供大于求,船東紛紛加大船舶裝載量來降低成本,出現了所謂的“超巴拿馬熱”。船越造越大,碼頭設備必須隨之更新換代。在世界機械制造業普遍不景氣的情況中大型集裝箱機械的市場卻非常火熱,世界上20多個著名的機械制造商逐鹿其中,競爭異常激烈。我國的王牌企業“振華港機”異軍突起已成為是世界上最大的集裝箱機械出口企業,全球的市場占有率達70%。除此以外各種碼頭門機整機和散件的運輸也是重大件運輸市場的主要貨盤之一。(圖3為振華港機的橋吊運輸)
2.4OFFSHORE設備
近年來隨著全球性能源緊張,已成為當代最時髦產業的石油天然氣勘探開發行業遍地開花。體積龐大和沉重的勘探開發成套大件運輸量也隨之激增。此類貨物重量重達幾千噸甚至上萬噸一般采用滾裝上船或漂浮上船的方式進行裝運。(圖4為Dockwise公司自航半潛船運載勘探平臺設備)
從上面重大件貨盤的分析來看,當今國際重大件物流在物流市場的比例呈逐年增長的趨勢,而當今海洋工程的飛速發展也促使國際重大件物流業的規模和技術含量登上了新臺階。例如當今流行的被譽為“海上加工廠”的FPSO(浮式生產儲油裝置)從船廠建造完畢到在深海投入使用就包含著重要的物流過程。雖然多數的FPSO外形看起來就像一艘幾十萬噸巨輪,但其并不具備自航能力,它的遠洋拖帶過程至少需要兩艘大馬力遠洋拖輪共同拖曳才能完成,一本完整的航行計劃包括了離港方案、拖航方案、綜合阻力校核、FPSO調載、航線選擇、成本分析、避風計劃、加油方案等等涵蓋了運輸的每個細節并且都需要海洋工程師和極富遠洋經驗的船長反復計算和校核,專業性極高。
3重大件物流過程中的主要裝運方式
3.1重大件運輸方式
3.1.1拖航運輸
拖航方式是對無動力的大型水上漂浮物的一種常用的運輸方式,比如甲板駁船、船體分段、船殼、浮船塢、海洋平臺等,這些大型物體的移動過程需要借助大馬力遠洋拖輪來完成。
甲板駁船(Deck Barge)為專為承載大件設備的運輸船舶,載重噸從幾百噸到幾萬噸不等,該類型船舶無動力設備,但一般具有調載能力,有的還具有半潛功能。該類型船舶方形系數很大,運輸過程配套的拖輪馬力大小根據駁船大小以及承載貨物噸位而定。
對于直接作為被拖物的浮船塢、海洋平臺、FPSO等則需要根據其水下部分的體積以及受風面積來選擇合適的拖輪,拖航過程中也同樣要選擇合適的季節及航線以規避風險。(圖5為大型甲板駁裝載20條內河船殼拖航至鹿特丹)
3.1.2自航船運輸
專業運載大件設備的自航船主要有重吊船、多功能運輸船、重大件半潛運輸船等等。
重吊船(Heavy Lift Vessel)是專為運輸大型設備、平臺模塊、鋼結構等貨物而設計的大件運輸船舶,該類型船一般都配有1萬匹馬力以上的自航主機,可以保證12節以上的滿載航速;甲板上配置450~1 100噸的起重設備,無需借助浮吊就可自行起重就位大件貨物。Biglift Shipping是全世界最大的重吊船公司,總部設在荷蘭首都Amsterdam。Biglift擁有各類大型重吊船十幾條,起吊能力最大的一條船Happy Buccaneer船長146米,載重噸13 740噸,航速達14節,甲板上兩臺重吊機分別可以承受550噸的起重負荷。(圖6為“Happy Buccaneer”船運輸鐵礦石車間模塊)多用途運輸船(Multi-purposed Heavy Transport Vessel)集散雜貨、集裝箱船與遠洋重吊船的功能于一身,用途廣泛。船舶甲板配備的克令吊起重能力從5噸到640噸不等,可以承載散雜貨、集裝箱以及各類超重大件貨物。在行業中比較有名的中波輪船公司擁有各類現代化的多用途船舶23艘,近年來公司發展重點逐漸偏向重大件運輸,在承運各類復雜及超長、超重件貨物方面積累了豐富的經驗。(圖7為“中波太陽”號,全長200米,克令吊2×320)
重大件半潛運輸船(Semi-Submersible Carrier)是專門從事無法分割的超大型整體設備、特重特長大件運輸的船舶,這些超大型貨物包括無動力的船舶、火車頭、預制大型橋梁、石油鉆井平臺等。它的特點是經過調載可以將船舶甲板沉入水面以下,大件貨物可以采用沉放的方式移至船舶的甲板上。這種方式對于一些超大型的石油平臺、船體分段等貨物的運輸對比與吊裝來講安全性更高,而且可以減少船舶對貨物體積外形等因素的限制。半潛船分自航和非自航兩種,自航半潛船的航速可達到15節。荷蘭的Dockwise公司是世界上最大的自航半潛船公司,擁有15條各類大型半潛船,這其中最新投入使用的Blue Marlin甲板面積達到11 227平方米,載重噸達到76 000噸,甲板可以潛至水面以下達12米(參考圖4)。中國是第二個擁有運輸超大貨物“半潛船”國家,我國中遠集團所有的“泰安口”和其姊妹船“泰盛口”又是其中設計最為先進、功能最為齊備、運營最為實用的,代表了特種船最先進的水平。(圖8為中遠“泰安口”輪運輸重大件貨物)

3.2重大件貨物的裝卸工藝
重大件貨物的裝卸方式主要有吊裝/吊卸,滾裝/滾卸,浮上/浮下幾種,不同的裝卸方式涉及到的作業工具以及相關的作業工藝也有很大的不同。
3.2.1吊裝/吊卸
吊裝/吊卸是借助裝卸設備為大型浮吊(或稱起重船)等裝卸設備對重大件貨物進行裝卸。浮吊是其中主要的作業工具,從作業形式上分扒桿式和全回轉式兩種,從作業區域上又分近海和深海兩類。目前我國多數浮吊作業區域只限于港口和近海,國內最大的扒桿式浮吊是振華港機為中港集團建造的雙頭2 600噸級浮吊。世界上最大的深海起重船公司是荷蘭的Heerema Marine公司,該公司首創了半潛式起重船,并擁有世界上最大的深海起重安裝平臺Thialf,Thialf擁有左右兩個其中主臂架,總起重能力達到14 200噸,主要用于油氣勘探開采平臺等大型Offshore設備的安裝和拆解工程。(圖9為1200噸級“向陽2號”、500噸級“向陽4號”抬吊荷蘭船殼,圖10為世界最大的深海作業起重船Thialf)
3.2.2滾上/滾下
滾上/滾下是通過自行平板車或牽引式行走機構將貨物從碼頭滾上或滾下擁有滾裝甲板的承載船。這種裝卸方式的優點是安全性高,可以輕易的將重達上千噸的貨物滾裝上船而擺脫吊裝作業對于重量和體積限制。此外成本也相對較低。它的局限性是由于滾裝作業需要碼頭面與承載船甲板面基本平齊(一般最大允許正負15cm的高度差),這要求船舶的型深和壓載艙的調載能力要與裝載貨物的情況以及碼頭的標高、水域的潮汐情況等諸多因素相吻合,其中任何一個環節出現問題都會導致滾裝過程失敗。(圖11為集裝箱起吊滾裝上船過程)
3.2.3浮上/浮下
浮上/浮下是針對大型的水上漂浮貨物的一種特有的裝船方式,它要求承載船配有浮箱具備半潛功能,在船體下沉至甲板面低于水平面一定深度后,有拖輪牽引或由船舶自帶的牽引設備將漂浮貨物移至船舶甲板上方準確位置,待承載船排水上浮后甲板與貨物接觸然后在實施綁扎,卸貨方式同理。這種裝卸貨方式適應的貨盤主要是水上勘探平臺、大型船體船殼或分段等。(圖12為半潛船下沉狀態,圖13為貨物浮上半潛船就位狀態)
4結束語
重大件物流是一項涉及行業多、技術含量高的復雜工程。當前,世界的重大件物流進入高速發展階段,隨著經濟的快速增長,我國重大件的裝運技術、高性能遠洋半潛船等重大件物流產業的發展之快也有目共睹。2007年3月份中遠物流剛剛創造了單件重達1 466噸的特大型加氫反應器的滾裝的全國重件運輸記錄,整個過程采用的設備和技術在國際上也具有領先的水平。
重大件物流涵蓋面廣,不同的貨盤和承運船都有不同的技術特點和物流過程,尤其是對于海洋平臺的裝運過程具有非常高的科技含量并對國際海洋工程的發展有著巨大影響,但我國在海洋平臺運輸的操作技術和設備上與國際還有很大的差距,希望各位航運界同仁能夠將其作為課題不斷進行深入研究為我們國家的重大件的物流發展做出貢獻。
參考文獻:
[1] 中國船級社. 《海上拖航指南1997》(指導性文件)[M]. 北京:人民交通出版社,1997.
[2] 上海航運交易所主辦. 《航運交易公報》(期刊)2007(13):18-19,2007-04-03.