沿海敞口集裝箱船建造檢驗(yàn)機(jī)電部分要點(diǎn)解析

◎ 陳凱 安徽省皖江船舶檢驗(yàn)局

1.引言

近年來(lái)集裝箱船行情火爆，民營(yíng)船廠接的新船訂單多為近海集裝箱船，近海多用途船以及沿海敞口集裝箱船。往年建造的敞口集裝箱船數(shù)量不多，船廠的不少施工班組缺乏施工經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)船師對(duì)這類船的檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)也不足，加上法規(guī)對(duì)敞口集裝箱船的要求比較高，相比散貨船，有艙蓋的集裝箱船要增加不少系統(tǒng)，所以新建敞口集裝箱船需要引起設(shè)計(jì)公司、船廠、驗(yàn)船師的特別重視。

敞口集裝箱船在國(guó)內(nèi)法規(guī)的定義是指一種特殊設(shè)計(jì)的集裝箱船，其一個(gè)或多個(gè)貨艙沒(méi)有設(shè)置艙口蓋。由于敞口集裝箱船不用設(shè)置艙口蓋，可以提高集裝箱裝卸效率，引得市場(chǎng)青睞，特別是沿海航線；也正是因?yàn)檫@一點(diǎn)（沒(méi)有設(shè)置艙口蓋），敞口集裝箱船需要特別注意大風(fēng)浪以及暴雨天氣導(dǎo)致貨艙大量積水的情況發(fā)生，一方面會(huì)導(dǎo)致貨艙超載影響船舶安全，另一方面大量積水會(huì)形成自由液面影響船舶穩(wěn)性。

結(jié)合124.6m沿海敞口集裝箱的建造過(guò)程，在現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)中總結(jié)出一些機(jī)電部分的經(jīng)驗(yàn)與大家分享交流。

2.敞口集裝箱船概述

本船為鋼質(zhì)、單機(jī)、單槳、單舵、柴油機(jī)推進(jìn)的沿海航區(qū)敞口集裝箱船。結(jié)構(gòu)形式為混合架式，貨艙區(qū)域?yàn)殡p底、雙舷縱骨架式，其它區(qū)域?yàn)闄M骨架式。總長(zhǎng)124.6m，兩柱間長(zhǎng)121.9m，型寬21.6米，型深11.2米，吃水7.4m。本船全船裝箱量為660TEU，其中貨艙內(nèi)可裝載534TEU貨箱和126TEU空箱。全船設(shè)置三個(gè)貨艙，其中第二貨艙可裝載危險(xiǎn)貨物類別為第3（閃點(diǎn)大于23°）、4.1、5.1、6.1、8、9類包裝危險(xiǎn)貨物。本船圖紙的設(shè)計(jì)依據(jù)是中國(guó)船級(jí)社《國(guó)內(nèi)航行海船建造規(guī)范》（2022版）、中華人民共和國(guó)海事局《國(guó)內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》（2020）[1]（簡(jiǎn)稱20法規(guī)）。

3.要點(diǎn)分析

按照法規(guī)對(duì)敞口集裝箱的特別要求，就其貨艙艙底水系統(tǒng)，貨艙水噴霧系統(tǒng)、抽煙式探火系統(tǒng)、危險(xiǎn)貨物貨艙通風(fēng)系統(tǒng)等重要系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)說(shuō)明分析，尤其需要關(guān)注裝載危險(xiǎn)貨物的特別要求。之前敞口集裝箱船的設(shè)計(jì)依據(jù)有《敞口集裝箱法定檢驗(yàn)暫行規(guī)則》（2008）[2]，2020法規(guī)在其第11篇其他附加要求中新增敞口集裝箱附加要求，并修訂敞口貨艙應(yīng)設(shè)置固定式水噴霧系統(tǒng)的噸位及系統(tǒng)的設(shè)置要求。

（1）貨艙艙底水系統(tǒng)。20法規(guī)中明確要求船舶應(yīng)至少設(shè)有3臺(tái)艙底泵用于排放敞口貨艙艙底水，其中至少 1 臺(tái)泵具有不小于貨艙排水所要求的排量，用作排放貨艙艙底水和壓載服務(wù)，也可兼作應(yīng)急消防泵。其布置另外兩臺(tái)泵或主動(dòng)力源所在處所發(fā)生火災(zāi)或其他事故時(shí)，該泵的運(yùn)行不會(huì)受到影響，并由符合本法規(guī)相關(guān)要求的應(yīng)急電源或除主電源以外的其他動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)。如兼作應(yīng)急消防泵，則還應(yīng)符合對(duì)應(yīng)急消防泵的相應(yīng)要求。本船的最小干舷是由最小形狀干舷、完整穩(wěn)性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度確定，對(duì)應(yīng)的貨艙艙底排水系統(tǒng)的排量應(yīng)不小于下述3項(xiàng)中最大者：選取最大貨艙內(nèi)消防所需水量的4/3、相當(dāng)于封閉貨艙所要求的排量、開(kāi)敞貨艙的進(jìn)水量乘以艙口開(kāi)敞面積。本船在機(jī)艙設(shè)置兩臺(tái)140m3/h的專用貨艙艙底泵，在應(yīng)急消防泵艙另外設(shè)置一臺(tái)280m3/h的貨艙艙底壓載泵，可由應(yīng)急發(fā)電機(jī)通過(guò)應(yīng)急配電板供電（正常情況下可由主配電板經(jīng)過(guò)應(yīng)急配電板給其供電）。本船的貨艙艙底泵都是專門獨(dú)立設(shè)置的，不做其他用處。部分敞口集裝箱船的貨艙艙底泵不是獨(dú)立專用泵，可以兼作消防泵或壓載泵使用，而應(yīng)急消防泵只要排量滿足上述的計(jì)算要求也可以兼做應(yīng)急貨艙艙底泵使用。

20法規(guī)在第4篇2-2.3.10.3（5）中提到如果擬在圍閉貨物處所內(nèi)載運(yùn)易燃或有毒液體，艙底泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)能防止由于疏忽而將這種液體輸往機(jī)器處所的管路或泵；如果大量載運(yùn)這種液體，應(yīng)考慮為這些處所提供附加的排放裝置。本船NO.2貨艙裝載6.1，8類危險(xiǎn)貨物，按照法規(guī)要求需要滿足以上要求。本船為此專門為NO.2貨艙設(shè)置專用危險(xiǎn)品艙底泵以及殘液艙以儲(chǔ)存貨艙可能泄漏的液體危險(xiǎn)貨物。

設(shè)計(jì)艙底水系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)充分考慮到防止由于誤操作而使危險(xiǎn)貨物進(jìn)入安全區(qū)域[3]。在裝載危險(xiǎn)貨物（液體）的情況下，該貨艙的污水井至全船艙底水管系之間的專門設(shè)置的截止閥（可在甲板上操作）應(yīng)保持鎖緊關(guān)閉狀態(tài)并掛好警示牌，這樣就不會(huì)出現(xiàn)排出貨艙積水時(shí)將泄漏的危險(xiǎn)液體通過(guò)艙底水管系引至機(jī)艙及其他處所，引發(fā)潛在的危險(xiǎn)。

對(duì)于敞口集裝箱，20法規(guī)要求艙底排水系統(tǒng)的布置，應(yīng)使系統(tǒng)在船舶正浮和橫傾達(dá)22.5°或首、尾傾達(dá) 10°，或在這些范圍內(nèi)出現(xiàn)的任何組合的傾斜角度時(shí)能有效地工作。因?yàn)榉ㄒ?guī)規(guī)范對(duì)常規(guī)船型比如散貨船，集裝箱船的貨艙排水只需考慮正浮、橫傾、尾傾的情況，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段往往會(huì)忽視敞口集裝箱船在首傾10°的情況下的貨艙排水，僅僅在貨艙尾部設(shè)置污水井。如果圖紙?jiān)O(shè)計(jì)無(wú)法保證在首傾10°的情況下有效排水，就應(yīng)該在貨艙首尾（左右舷）分別設(shè)置污水井，這樣可以滿足各種狀態(tài)下貨艙艙底水排水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（2）貨艙艙底水高位報(bào)警裝置。所有敞口貨艙應(yīng)設(shè)置艙底水高位報(bào)警裝置，該報(bào)警裝置應(yīng)在機(jī)艙和有人操作處所發(fā)出聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)報(bào)警，并應(yīng)獨(dú)立于艙底泵控制裝置。有人操作處所一般指的是駕駛室、控制站或機(jī)器處所。有的船舶在建造過(guò)程中僅在駕控臺(tái)設(shè)置報(bào)警裝置，而機(jī)艙（集控室）未設(shè)置貨艙艙底水高位報(bào)警面板，一旦貨艙大量積水，機(jī)艙的值班人員不能第一時(shí)間得知貨艙積水而去開(kāi)啟艙底水泵對(duì)貨艙進(jìn)行排水，所以在駕駛室以及機(jī)艙均應(yīng)設(shè)置能發(fā)出聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)報(bào)警的艙底水高位報(bào)警面板。在極端天氣下，不論駕駛室還是機(jī)艙工作人員都應(yīng)該能夠及時(shí)掌握貨艙內(nèi)的積水情況，以避免貨艙內(nèi)形成自由液面影響船舶穩(wěn)性危及船舶安全。

除此之外，船艏應(yīng)急消防泵艙也應(yīng)該設(shè)置艙底水高位報(bào)警裝置。《國(guó)內(nèi)航行海船建造檢驗(yàn)規(guī)范》2022中明確要求，對(duì)于水線以下通常無(wú)人的其他機(jī)器處所都要設(shè)置艙底水報(bào)警裝置。這一點(diǎn)容易被忽視，

（3）貨艙固定式水噴霧系統(tǒng)。2000 總噸及以上的敞口集裝箱船的敞口貨艙應(yīng)按MSC/Circ.608/Rev.1通函（見(jiàn)通函之9）的要求設(shè)置固定式水噴霧系統(tǒng)，該系統(tǒng)能有效地將火抑制在火源所在的集裝箱箱跨內(nèi)。該水噴霧系統(tǒng)的管路應(yīng)沿著艙口圍和導(dǎo)軌設(shè)置成環(huán)路，應(yīng)利用這些結(jié)構(gòu)物使水噴霧噴嘴受到保護(hù)，以防止集裝箱在裝卸過(guò)程中損壞噴嘴。每一個(gè)環(huán)路為一個(gè)分區(qū)，在貨艙內(nèi)可分為一個(gè)或多個(gè)分區(qū)。箱跨的定義是沿船長(zhǎng)方向?yàn)橄涓駥?dǎo)軌間的距離（通常以40英尺的集裝箱尺寸設(shè)箱格導(dǎo)軌，長(zhǎng)度約為12.2，本船定義的箱跨長(zhǎng)度是船長(zhǎng)方向?yàn)?個(gè)20英尺集裝箱的長(zhǎng)度），沿船寬方向?yàn)樨浥摰膶挾取?/p>

本船設(shè)置的三個(gè)貨艙長(zhǎng)度不同，按照以上的定義，在NO.1貨艙設(shè)置三個(gè)分區(qū)（見(jiàn)圖1），在NO.1，NO.2貨艙各設(shè)置兩個(gè)分區(qū)。水噴霧系統(tǒng)應(yīng)能向一個(gè)敞口貨艙的每個(gè)集裝箱箱跨的外側(cè)垂直界面噴射水霧，并能冷卻相鄰的結(jié)構(gòu)。均勻噴水密度應(yīng)不小于1.1L/min·m2。按照噴水密度計(jì)算出專用泵的排量，然后通過(guò)選取的噴頭參數(shù)包括噴頭的流量以及噴射范圍再計(jì)算所需噴頭的數(shù)量。法規(guī)中特別提到每一個(gè)環(huán)路為一個(gè)分區(qū)，所以設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)給每個(gè)環(huán)路設(shè)置一個(gè)截止閥，將每個(gè)分區(qū)作為一個(gè)獨(dú)立個(gè)體。

圖1 NO.1貨艙水噴霧系統(tǒng)設(shè)置

水霧滅火系統(tǒng)的滅火效能受很多因素的影響，比如管子的直徑、平衡孔板的位置、排放壓力和水滴的大小、噴頭噴孔直徑、噴孔的沖擊角以及噴嘴處的噴霧速度等[4]。即使相關(guān)計(jì)算滿足法規(guī)要求，也需要通過(guò)效用試驗(yàn)驗(yàn)證該系統(tǒng)的有效性。檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，為了貨艙空間利用最大化，集裝箱側(cè)面離布置在艙口圍上的噴頭距離過(guò)近，會(huì)導(dǎo)致噴頭的噴射范圍減少可能無(wú)法全覆蓋集裝箱的外側(cè)界面。如果使用增加噴頭數(shù)量的方式擴(kuò)大噴射覆蓋面，又會(huì)導(dǎo)致艙口圍上的開(kāi)孔過(guò)多影響艙口圍自身的強(qiáng)度，同時(shí)也給船東帶來(lái)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。如果存在類似的盲區(qū)，建議使用消防水帶的水來(lái)協(xié)助。這一點(diǎn)法規(guī)說(shuō)得不是很清晰，需要在以后的修訂版本中明確相關(guān)要求。

（4）貨艙抽煙式探火系統(tǒng)。本船由于NO.2貨艙可以載運(yùn)危險(xiǎn)品集裝箱，根據(jù)法規(guī)要求需要設(shè)置抽煙式探火系統(tǒng)。實(shí)船在貨艙兩舷艙口圍上設(shè)置共4個(gè)取煙口，利用風(fēng)機(jī)單元的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，將取煙口處的煙氣通過(guò)鍍鋅管路抽至檢測(cè)單元檢測(cè)，當(dāng)探測(cè)到煙霧或其他燃燒產(chǎn)物時(shí)，控制板和指示裝置應(yīng)發(fā)出視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)信號(hào)。控制板應(yīng)設(shè)置在駕駛室或消防控制站內(nèi)，如控制板設(shè)置在消防控制站內(nèi)時(shí)，應(yīng)在駕駛室安裝一個(gè)指示裝置。本船將控制板設(shè)置在二氧化碳室，在駕駛室設(shè)置了一個(gè)指示裝置，見(jiàn)圖2。由于該船是敞口集裝箱船，尾部甲板還要裝載集裝箱，二氧化碳室空間相對(duì)較小，也無(wú)法單獨(dú)設(shè)置艙室安裝控制板。本船圖紙?jiān)O(shè)計(jì)是將其設(shè)置在二氧化碳室。建議把控制板直接設(shè)置在駕駛室，這樣可以不用另外設(shè)置指示裝置，不過(guò)特別注意通過(guò)風(fēng)機(jī)抽過(guò)來(lái)的有毒煙氣不得泄漏到有人區(qū)域。

圖2 抽煙式探火系統(tǒng)

（5）危險(xiǎn)貨物貨艙通風(fēng)系統(tǒng)。第二貨艙可裝載危險(xiǎn)貨物類別為第3（閃點(diǎn)大于23°)、4.1、5.1、6.1、8、9類包裝危險(xiǎn)貨物，需滿足20法規(guī)該條款：應(yīng)向圍閉貨物處所提供足夠的動(dòng)力通風(fēng)；通風(fēng)的布置應(yīng)以空倉(cāng)貨物處所為基礎(chǔ)每小時(shí)至少換氣6次，并從貨物處所的上部或下部相應(yīng)位置排除蒸汽。通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，本船為NO.2貨艙設(shè)置了6臺(tái)無(wú)火花型防爆風(fēng)機(jī)，每臺(tái)風(fēng)量為6000m3/h，分別布置在該貨艙的前后兩道橫艙壁的空艙內(nèi)，在風(fēng)管的不同高度設(shè)置了抽風(fēng)口（設(shè)有金屬絲網(wǎng)），確保貨艙的抽風(fēng)效果。風(fēng)機(jī)的設(shè)置是防止易燃蒸汽在貨艙內(nèi)聚積引發(fā)危險(xiǎn)，而且風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口是釋放源，應(yīng)以此確定貨艙的危險(xiǎn)區(qū)域，特別注意該區(qū)域內(nèi)的電氣設(shè)備的防爆要求。20法規(guī)對(duì)圍閉貨物處所沒(méi)有具體的定義，這一點(diǎn)存在一定的爭(zhēng)議；但是結(jié)合實(shí)際來(lái)看敞口貨艙是存在蒸汽積聚的可能，應(yīng)該視為圍閉貨物處所，希望后續(xù)法規(guī)修訂能對(duì)此詳細(xì)說(shuō)明以免出現(xiàn)誤解。

另外，危險(xiǎn)品艙底泵艙的通風(fēng)要求，20法規(guī)也有明確的規(guī)定：機(jī)器處所以外設(shè)有艙底泵的圍閉處所，應(yīng)設(shè)置機(jī)械通風(fēng)次數(shù)，每小時(shí)換氣不小于6次。

該處所的風(fēng)機(jī)也是防爆電機(jī)，同樣必須考慮出風(fēng)口是釋放源，在其危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的設(shè)備防爆要求。由于危險(xiǎn)品艙底泵艙可能積聚易燃?xì)怏w，人員進(jìn)入之前務(wù)必要先開(kāi)啟通風(fēng)以免出現(xiàn)危險(xiǎn)，風(fēng)機(jī)的開(kāi)啟按鈕一定要設(shè)置在危險(xiǎn)品艙底泵艙之外。建議在危險(xiǎn)品艙底泵艙的出入口設(shè)置警告牌注明進(jìn)入前需通風(fēng)。

4.結(jié)論

敞口集裝箱船是建造檢驗(yàn)中難度系數(shù)比較大的船型，需要特別關(guān)注。不管是圖紙?jiān)O(shè)計(jì)人員還是驗(yàn)船師都應(yīng)該把法規(guī)的條款吃透，不僅要關(guān)注法規(guī)對(duì)敞口集裝箱船的特殊要求，還要注意載運(yùn)危險(xiǎn)貨物時(shí)法規(guī)要求設(shè)置的相關(guān)系統(tǒng)以及危險(xiǎn)區(qū)域中設(shè)備的防爆要求。船廠現(xiàn)場(chǎng)的施工班組必須按圖施工，尤其是艙底水管系比較復(fù)雜，遇到問(wèn)題及時(shí)與現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)船師溝通，利用好圖紙?jiān)O(shè)計(jì)人員的技術(shù)支持。圖紙?jiān)O(shè)計(jì)人員、船廠施工班組、現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)船師需要通力合作，保證船舶的建造質(zhì)量。

建造檢驗(yàn)中重點(diǎn)關(guān)注船體部分（比如材料、裝配精度以及焊接質(zhì)量等）比較多，機(jī)電部分其實(shí)也不容忽視。新船在建造完工之后不僅要向船檢機(jī)構(gòu)申請(qǐng)定期檢驗(yàn)，還要接受海事部門的安檢，這些檢驗(yàn)的重點(diǎn)往往落在機(jī)電部分，尤其是敞口集裝箱這種系統(tǒng)復(fù)雜的船型。建造檢驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)船師要有責(zé)任心，把好船舶質(zhì)量的一道關(guān)，不要留下重大缺陷。不然到船舶營(yíng)運(yùn)階段，這些與生俱來(lái)的缺陷整改難度大，會(huì)影響到船舶的正常營(yíng)運(yùn)甚至危及船舶安全，給船東帶來(lái)不可挽回的損失。