有关Marpol 25A 的解释、分析与讨论

strawberry

自Marpol 25A执行数年来，一直对25A的理解与执行存在很多的误解。本文旨在分析25A的内容已经讨论25A执行中存在的问题，权且作抛砖引玉。本文参考CCS相关文献，仅作参考，作学术讨论之用。

1、Marpol 25A 的背景资料：
为了减少油船碰撞与搁浅后对环境造成的污染，国际海事组织于90年代初期在Marpol 73/78 附则1中增加了13F与13G的条款，规定一定载重量以上的油船必须设置双层底与边舱，随着该条款的生效，油船设计也发生了较大的变化。以往单底加2道纵舱壁的结构日趋消亡。与传统油船相比，设置双层底，相对提高了载货的重心高度，而另外一方面更为严重的是，如果不设纵舱壁，货油舱及底压载舱会存在可观的自由液面。故双壳油船的稳性较传统油船为差。
90年代初期的双壳油船的设计没有重视油船这种结构上的变化给温性带来的后果，因此当时国际上建造的双壳油船曾多次报道过在装、卸货过程中不同程度的出现了不稳定的初始横摇，从而对油船的安全航行构成了潜在的危险。
在此背景下，国际海事组织拟订并通过了Marpol 73/38 附则1 第25条A及其统一解释11A，对油船在港内与海上均提出了必须满足的稳性横准。且只允许通过设计措施，而不得借助操作程序来满足这些横准要求。这些要求的提出，提高的对船舶设计时稳性的要求。
2、25A 及 11A 内容
25A有以下几个方面：首先对油船对港内和海上规定了相应得横准要求。在港内初稳性高度不小于0.15m，在海上还应当满足：复原力臂曲线至300 、至400  或进水角（取小者）、从300  至400  或进水角（取小者）下的面积分别不小于0.005、0.09、0.03m-rad，最大静稳性曲线对应角不小于250 或者气候某处的力臂不小于0.2 m，且初稳性应按照船舶横倾为00 时的自由液面计算对稳性的不利影响。
其次对港内与海上满足这些衡准要求的装载情况也作了相应的规定，即必须考虑在任何运营吃水下，包括液体传输作业过程中与良好的操作实践相一致，但又是最恶劣的货物与压载水装载状态。在所有的状态下，压载水舱都是不满的。此外最为关键的是只允许通过设计措施而不得利用操作程序的方法来满足这些横准要求。
实际上，这个条款中只是笼统地提到可能出现的最恶劣的货物与压载水装载状态，并没有明确的指定具体的状态。有鉴于此，国际船级社协会拟定了一个解释，并被IMO采纳作为25A的统一解释11A。该解释规定了为满足25A稳性标准的最恶劣的装载情况。原文如下:
11A.1 The vessel should be loaded with all cargo tanks filled to a level corresponding to the maximum combined total of vertical moment of volume plus free surface inertia moment at 0 heel, for each individual tank. Cargo density should correspond to the available cargo deadweight at the displacement at which transverse KM reaches a minimum value, assuming full departure consumables and 1% of the total water ballast capacity. The maximum free surface moment should be assumed in all ballast tanks. For the purpose of calculating GMo, liquid free surface corrections should be based on the appropriate upright free surface inertia moment. The righting lever curve may be corrected on the basis of liquid transfer moments.
11A规定了最危险状态的装载情况，现在谈下对于这个装载状态的理解：
11A是通过分析船舶装、卸货过程中初稳性最小的条件而对最危险的装载状况作了规定。
初稳性的公式： GM = KM – KG
GM——自由液面修正后的初稳性高
KM——基线至横稳心高的距离
KG——经自由液面修正后的船舶重心高度
所谓最危险的装载状态，则GM值最小。如何获得这个最小的GM值呢，可以使KM值达到最小，而同时KG值又达到最大。KM值最小一般出现在满载吃水以下附近（不一定就是在满载吃水），当吃水取这个吃水时的排水量，则KM值可以达到最小。
对于KG值
KG=(ΣWiXkgi+Σfsm)/ΣWi
Wi——各重量项目
Kgi——各重量的重心高度
Fsm——各液舱的自由液面力矩和
对于固定吃水情况下则，ΣWi对某一确定的船舶为定值。此时只要要求分子部分达到最大，则KG值为最大。
分子主要由货物与压载水的大小决定，而压载舱的重心较货物重心为低，尽量减少压载水量，则会提高船舶的重心高度。所以，假设每个舱都有1%的压载水剩余。同时也考虑到自由液面所能产生的最大影响，各个压载舱都取最大自由液面进行修正。
货物的装载量应使重心达到最高值，同时又能形成最大自由液面，但这两个条件是相互制约的，在一定范围内呈相反的趋势，只能考虑它们的组合效应，要求各个货舱与自由液面惯性矩之和达到最大1。在排水量以及装载量固定后，货物密度也就可以相应的求出2。
对于消耗舱液体，按出港计。
据统计资料显示，不稳定事故的发生一般都出现在货物装或卸载至95~99%左右，并带有少量压载水时。所以可以认为11A基本上模拟了实际情况中最危险的状态。

至此，Marpol 25A内容介绍差不多完了。关于25A的分析等，我会尽快贴出来献丑  ：）

kittyhello

很不错，谢谢，期待后面的分析

××

装载时要单独列出Marpol 的这个载况

好文章,期待后续分析

chentao9603227

15001817，加我

marine_smith

我也申请了，可是哈没有同意加入。

jorgenhojmann

关于25A的分析在哪呢？

个人感觉
“KM值最小一般出现在满载吃水以下附近（不一定就是在满载吃水），当吃水取这个吃水时的排水量，则KM值可以达到最小。”

不是太过确切
不同的型线
不同的B/D值
可能导致的KM都不一样

但是
仅仅靠查交叉曲线图来判定哪个吃水位置的KM值最小
然后按照这个吃水对应的排水量来确定计算状态
又是不尽合理的
毕竟
稳性曲线的相关因素实在是太多了

希望楼主能给出更精彩的下文
我很期待

××

25a的附则中有这样说"使各舱装载垂向体积矩与自由液面的和最大",所以一般我都是直接从舱容表内取得体积,型心高度,自由液面,这几个值,建个excel,算出这个状态.然后根据排水量倒推货油密度

个人觉得应该这么做

如果内壳板在接近甲板处是垂直的,就没必要这么做了,自由液面一定嘛,直接就是98%就ok了.

见过几个船的完整稳性算25a算错的,不过也一样船检通过,嘿嘿,无所谓

ZDXSSS789

原帖由 ×× 于 2006-5-17 17:30 发表
25a的附则中有这样说"使各舱装载垂向体积矩与自由液面的和最大",所以一般我都是直接从舱容表内取得体积,型心高度,自由液面,这几个值,建个excel,算出这个状态.然后根据排水量倒推货油密度

个人觉得应 ...

说的有道理 ，应该这样算。支持。

××

原帖由 jorgenhojmann 于 2006-3-16 08:45 发表
关于25A的分析在哪呢？

个人感觉
“KM值最小一般出现在满载吃水以下附近（不一定就是在满载吃水），当吃水取这个吃水时的排水量，则KM值可以达到最小。”

不是太过确切
不同的型线
不同的B/D值
可能导致的KM都不 ...

jorgenhojmann兄说的是，km值是比较麻烦，现在我的做法是直接在napa中输出km曲线，一般都是单调的，想知道如果没有napa怎么更精准的做出，难道通过证明函数单调性？

××

原帖由 ZDXSSS789 于 2006-11-28 14:13 发表


说的有道理 ，应该这样算。支持。

zdxsss789兄，当船舶带有梁拱，把舱容表精确到0.01m每个step时，我发现上述最危险状态基本上都不是98%

strawberry

xx老兄说的有道理， 不一定所有的船都是98%

ZDXSSS789

原帖由 ×× 于 2006-11-28 21:42 发表


zdxsss789兄，当船舶带有梁拱，把舱容表精确到0.01m每个step时，我发现上述最危险状态基本上都不是98%

真是精益求精。很多人做的时候把货油舱自由液面取到最大，是否算是偏于安全，这种算法是否正确呢。

××

原帖由 cloudforce 于 2006-11-29 01:34 发表
讲的不完全正确。
GZ的自由液面惯性矩修正并不是取最大的自由液面惯性矩，而是取横摇30度时出现最大自由液面惯性矩的装载量的真实的自由液面惯性矩。
用NAPA的用户可以注意到设定自由液面惯性矩计算方式时可以设 ...

我查了一下manuals,解释如下:

MAX
The tank (tank pair) that has the maximum free surface moment at 50% filling and at a 30 deg. heeling angle is taken into account. (IMO)
MAXL
The same as alternative 3) but only the loaded tanks are encountered. This alternative is usually only used when the IMO rules are interpreted so that only loaded tanks can have free surface moments. As seen later the default for IMO is that all tanks regardless if they are loaded or not, are taken into account.

maxl和max
...

××

原帖由 ZDXSSS789 于 2006-12-4 10:49 发表


真是精益求精。很多人做的时候把货油舱自由液面取到最大，是否算是偏于安全，这种算法是否正确呢。

zdxsss789兄,你好,一般货舱区fsm取最大,一般都是把货舱装满(即98%),然后调节货油密度使吃水达到km最值,一般是结构吃水处,这样重心较楼主文中所述状态高,加之自由液面更大,应该是更危险的状态了,这种做法很常见,接触的几个船籍社的做法各有不同,检查宽松的就直接通过,检查严格的会写到DAD内,告诉你你的做法和规范的做法有些出入,不过一般都没问题.还有就是,有时候按楼主那烦琐的做法后发现,最危险状态是货油舱装载超过98%的状态,这时候就只能取到98%了,因为油舱98%就是满的了...

ZDXSSS789

原帖由 ×× 于 2006-12-5 00:01 发表



zdxsss789兄,你好,一般货舱区fsm取最大,一般都是把货舱装满(即98%),然后调节货油密度使吃水达到km最值,一般是结构吃水处,这样重心较楼主文中所述状态高,加之自由液面更大,应该是更危险的状态了,这种做法很常 ...

十分感谢！另外什么是DAD啊。