型深建造誤差對(duì)勘劃載重線標(biāo)志的影響

中船重工船舶設(shè)計(jì)研究中心 鄭文軍 石義靜 湯曉妮

找到一個(gè)合法合理的方法來(lái)處理型深誤差，將誤差對(duì)船舶的不利影響降到最低至關(guān)重要。

在船舶的實(shí)際建造過(guò)程中，其主尺度必然存在建造誤差，此誤差直接影響載重線標(biāo)志的實(shí)際勘劃位置。其中，對(duì)船長(zhǎng)的誤差不論如何處理，對(duì)船舶性能的影響都微乎其微，但對(duì)型深誤差的處理則直接影響船舶的經(jīng)濟(jì)性。因此，找到一個(gè)合法合理的方法來(lái)處理型深誤差，將誤差對(duì)船舶的不利影響降到最低至關(guān)重要。

建造誤差是必然存在的。

型深 = 核定的夏季干舷 + 夏季吃水-上甲板板厚，當(dāng)型深出現(xiàn)誤差時(shí)，要么調(diào)整夏季干舷，要么調(diào)整夏季吃水，如果調(diào)整夏季干舷，會(huì)引起干舷值與核定的夏季干舷不符；如果調(diào)整夏季吃水，會(huì)引起船舶夏季排水量、載重量的變化，從而改變了船舶主要性能參數(shù)。

一、主要船級(jí)社處理型深誤差方法及對(duì)處理方法的理解

在獲得船體實(shí)際建造尺度后，確定載重線標(biāo)志的實(shí)際勘劃位置的具體方法通常由船級(jí)社主導(dǎo)。目前世界上最主流的六大船級(jí)社的勘劃方法如下（見(jiàn)表1）。字母A、B、C、D、E、F為這些船級(jí)社的代號(hào)。

表1 關(guān)于勘劃干舷，主要船級(jí)社處理型深誤差的方法

二、型深高度誤差處理

1、保證夏季干舷不變的方法

甲板變形位置確定后，六大船級(jí)社中有4個(gè)采用了保持理論計(jì)算干舷不變的做法，其依據(jù)是《公約》第4條要求，“從甲板線上邊緣垂直向下量至圓圈中心的距離等于所核定的夏季干舷”。這樣做的結(jié)果是造成了結(jié)構(gòu)吃水值的改變。

這個(gè)做法在邏輯上不盡完美。一般情況下，核定的干舷位置是依據(jù)理論上的結(jié)構(gòu)吃水確定的，那么，當(dāng)型深出現(xiàn)誤差時(shí)，不應(yīng)當(dāng)為了保證這個(gè)數(shù)值不變而去改變結(jié)構(gòu)吃水的位置，更合理的邏輯應(yīng)該是在滿足相關(guān)規(guī)則要求的前提下，按新的結(jié)構(gòu)吃水重新確定干舷位置。

這個(gè)做法從規(guī)范規(guī)則的角度講是合理的。結(jié)構(gòu)吃水位置改變是由建造誤差引起的，其對(duì)船舶性能和安全性帶來(lái)的影響應(yīng)被認(rèn)為是允許的。

不過(guò)，這個(gè)做法造成夏季排水量、載重量的改變，直接影響船舶的經(jīng)濟(jì)性。另外， 《公約》規(guī)定，甲板線其上邊緣一般應(yīng)經(jīng)過(guò)干舷甲板上表面向外延伸與船殼外表面之交點(diǎn)，又額外降低了夏季干舷標(biāo)志。

根據(jù)《船舶建造即修理質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（IACS 47號(hào)建議案）船舯處型深的誤差允許范圍為千分之一。由于夏季吃水小于船體型深以及船舶每厘米排水量隨吃水增加而遞增，使得：型深誤差百分率＜吃水誤差百分率＜排水量誤差百分率＜載重量誤差百分率＜載貨量誤差百分率。以某335K DWT礦砂船為例，說(shuō)明在極端情況下，型深誤差帶來(lái)的船舶主要技術(shù)參數(shù)的誤差百分率，示例船在夏季吃水處每厘米排水量為195t/cm，上甲板延伸后與舷側(cè)外板的交點(diǎn)相比與舷側(cè)內(nèi)側(cè)的交點(diǎn)相比降低2mm。影響情況見(jiàn)表2。

由此可看出，如按照核定干舷不變的辦法處理型深誤差會(huì)直接影響船舶的夏季吃水位置，從而對(duì)船舶性能造成影響，對(duì)示例船來(lái)說(shuō)，在正負(fù)2個(gè)極端情況，載貨量相差1209t。需要說(shuō)明的是，船舶干舷占型深的比例越大，方形系數(shù)越小，則型深誤差對(duì)載貨量的影響率就越大。

綜上，保證夏季干舷不變，通過(guò)改變夏季吃水高度來(lái)應(yīng)對(duì)型深誤差，會(huì)帶來(lái)夏季排水量的不確定性。

另2個(gè)船級(jí)社采用的辦法是在保證實(shí)際勘劃的夏季干舷不小于理論計(jì)算的最小夏季干舷的基礎(chǔ)上，原則上保證夏季吃水不變。船舶的主要計(jì)算以結(jié)構(gòu)吃水為基礎(chǔ)，計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，涉及面廣，難以得到其余量是多少，而在干舷計(jì)算書中已經(jīng)計(jì)算了最小夏季干舷的實(shí)際數(shù)值，很容易得知其準(zhǔn)確余量。雖然，建造誤差滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，就認(rèn)為對(duì)船舶性能沒(méi)有影響，但盡量保持夏季吃水不變，可以將誤差放在無(wú)關(guān)緊要的地方，有利于盡最大可能將船舶建造誤差控制在最小范圍之內(nèi)。

表2 某335K DWT礦砂船極端情況型深誤差的影響

2、左右舷型深不一致的處理

在代號(hào)“A/B/C/D”船級(jí)社采用的方法中，左右型深不一致并不影響干舷數(shù)值，所以無(wú)需專門處理。不過(guò)，這樣做會(huì)帶來(lái)左右舷夏季吃水標(biāo)志高度稍有差別。

在代號(hào)“E/F”船檢社采用的方法中，由于吃水不變，左右舷干舷值不同，這2個(gè)船級(jí)社均采取了相應(yīng)措施，來(lái)保證左右舷干舷值一致。

按筆者的個(gè)人理解，《公約》中并未要求左右干舷值必須一致，但此時(shí)，會(huì)改變載重線證書的標(biāo)準(zhǔn)格式。應(yīng)以船級(jí)社解釋為準(zhǔn)。

3、甲板線上邊緣取在甲板延伸線與舷側(cè)外板交點(diǎn)位置的影響

《公約》規(guī)定，甲板線其上邊緣一般應(yīng)經(jīng)過(guò)干舷甲板上表面向外延伸與船殼外表面之交點(diǎn)，而不是上甲板的上邊緣的實(shí)際高度。

在代號(hào)“A/B/C/D”船級(jí)社采用的方法中，按照《公約》要求的甲板線標(biāo)志為基準(zhǔn)確定夏季吃水標(biāo)志，而在干舷計(jì)算書中，通常使用“核定的夏季干舷 = 型深-夏季吃水+上甲板板厚”的公式進(jìn)行計(jì)算，而忽略了這個(gè)高度的降低，造成理論上的夏季干舷位置與理論吃水位置有少量的偏差。

三、相關(guān)建議

六大船級(jí)社的處理方法雖然不完全統(tǒng)一，但都是合理合規(guī)的。具體處理辦法應(yīng)以各船級(jí)社解釋為準(zhǔn)。但筆者仍有如下建議。

1、保證船東利益的做法

當(dāng)實(shí)際型深大于設(shè)計(jì)型深時(shí)，建議采用“A/B/C/D” 船級(jí)社的做法，既然誤差已經(jīng)出現(xiàn)，應(yīng)充分利用此部分增加的強(qiáng)度，在保證安全的基礎(chǔ)上盡量提高船舶的夏季吃水和載貨量。

當(dāng)實(shí)際型深小于設(shè)計(jì)型深時(shí)，建議采用“E/F”船級(jí)社的做法，此時(shí)，雖然安全值比理論值稍差，但安全性和經(jīng)濟(jì)性應(yīng)該有一個(gè)平衡點(diǎn)，從科學(xué)的角度講，按照長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)、研究的結(jié)果，此時(shí)的安全性已經(jīng)是可以接受的，這樣的做法還是在保證安全性的前提下盡量保證船舶夏季吃水、載貨量不小于設(shè)計(jì)值。

這樣，在合理合規(guī)的前提下，保證船東利益最大化，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了充分利用現(xiàn)有資源達(dá)到節(jié)能增效的目的。在船舶經(jīng)長(zhǎng)期優(yōu)化，減少結(jié)構(gòu)重量變得日益困難的今天，通過(guò)這種簡(jiǎn)單的辦法提高船舶載貨量，顯得更有價(jià)值。

2、規(guī)避《公約》4條要求

當(dāng)采用“E/F”船級(jí)社的做法時(shí)，改變了在船舶設(shè)計(jì)階段時(shí)核定的干舷高度，為了規(guī)避《公約》第4條的要求，可以由設(shè)計(jì)單位按船舶實(shí)際建造尺寸，每單船重新送審，也可如“E/F”船級(jí)社那樣，由船級(jí)社直接發(fā)文確定新的核定高度，筆者認(rèn)為，都可滿足《公約》的相應(yīng)要求。

3、甲板線上邊緣位置

《公約》中規(guī)定的甲板線與實(shí)際上甲板的上邊緣并不在同一高度上。在干舷計(jì)算書中，設(shè)計(jì)單位應(yīng)在干舷計(jì)算書中將此距離考慮在內(nèi)。這樣，一般情況，在設(shè)計(jì)圖紙階段，即按照結(jié)構(gòu)吃水確定夏季干舷時(shí)，可以將此距離在“核定的夏季干舷”值中減去，以避免在實(shí)際勘劃中，甲板線標(biāo)志高度降低，而“核定的夏季干舷”值不變，造成夏季干舷位置的少量降低。

四、關(guān)于《公約》32條要求

《公約》32條，“甲板線位置修正”中規(guī)定，如量至甲板線上邊緣的實(shí)際高度大于或小于D，則兩者的差數(shù)應(yīng)加與干舷或從干舷中減去。

按筆者的理解，如同對(duì)長(zhǎng)度100m以下船舶、方形系數(shù)、計(jì)算型深對(duì)夏季最小干舷的修正一樣，此條款的意思是，當(dāng)型深的誤差確定后，如誤差在允許范圍內(nèi)，可以直接按這個(gè)誤差修正夏季最小干舷值，那么這樣可以有如下推論：一是對(duì)待船舶建造誤差，應(yīng)保持夏季吃水不變，直接相應(yīng)修改夏季干舷即可；二是船舶設(shè)計(jì)階段，無(wú)需因?yàn)榻ㄔ煺`差而考慮夏季干舷的余量。當(dāng)型深實(shí)際建造誤差為負(fù)值時(shí)，可以對(duì)夏季最小干舷值進(jìn)行修正，減去此誤差值，就是說(shuō)，在誤差允許范圍內(nèi)，實(shí)際的夏季干舷可以小于理論計(jì)算的夏季最小干舷值。

但在實(shí)際工作中此條款似乎并未對(duì)設(shè)計(jì)和建造工作產(chǎn)生影響。如何理解此條款還應(yīng)以船級(jí)社解釋為準(zhǔn)。

五、關(guān)于甲板線、計(jì)算型深相關(guān)問(wèn)題

按《公約》，計(jì)算型深的定義是船中處型深加干舷甲板邊板的厚度，甲板線的定義是其上邊緣一般應(yīng)經(jīng)過(guò)干舷甲板上表面向外延伸與船殼外表面之交點(diǎn)（見(jiàn)圖1）。

圖1 型深、計(jì)算型深、甲板線位置示意

《公約》第32條，有“如量至甲板線上邊緣的實(shí)際高度大于或小于計(jì)算型深”這樣的描述，按此條要求，理論上的計(jì)算型深應(yīng)是從船體基線量至甲板線上邊緣的距離，否則，這兩距離無(wú)法做比較。如何理解此定義還應(yīng)以船級(jí)社解釋為準(zhǔn)。

《公約》所規(guī)定的甲板線標(biāo)志位置與實(shí)際上甲板的上邊緣不在同一高度，從《公約》的意義在于約束船舶的儲(chǔ)備浮力的觀點(diǎn)來(lái)看，無(wú)法理解其意義，也許是考慮對(duì)于制作樣板、現(xiàn)場(chǎng)定位更方便一些。

中國(guó)船級(jí)社檢驗(yàn)的32.5萬(wàn)噸級(jí)礦砂船1號(hào)船下水

近日，中國(guó)船級(jí)社（CCS）檢驗(yàn)的32.5萬(wàn)噸級(jí)礦砂船1號(hào)船在青島北船重工順利下水。該船總長(zhǎng)340米，船寬62米，結(jié)構(gòu)吃水21.4米，服務(wù)航速14.6節(jié)，同時(shí)增加了LNG Ready、一人駕駛、能效在線監(jiān)控等最新技術(shù)的解決方案，該船在綠色、環(huán)保、節(jié)能和安全性能方面更加突出。此項(xiàng)目共計(jì)6艘船舶，預(yù)計(jì)2020年10月全部建造完工。