船舶常数的产生及修正措施的研究

黄雪忠，梁志强，杨 威

(中国船级社江阴办事处,江苏 江阴214431)

船舶常数的产生及修正措施的研究

黄雪忠，梁志强，杨 威

(中国船级社江阴办事处,江苏 江阴214431)

针对船舶常数导致货物承运各方对货物计重不一致的问题，提出了船舶常数测量的改进方法。在分析船舶常数产生原因的基础上，总结船舶常数测量中常见影响因素，通过采取空船重量的测定、附着物的清理、液舱的测量、规范水尺的读取等修正措施，提高了船舶常数测量的精度，同时也降低了船舶货物计量的误差。

船舶常数；水尺计重；测量误差；测量方法

0 引言

货物的重量与各相关方切身利益息息相关。在船舶装卸和运输货物过程中，发货方、收货方以及货物承运人都希望能掌握装载货物的准确重量，因此精确地计算出货物的实际重量就显得尤为重要。然而实际货物装卸过程中，发现通过水尺得到的载货量与码头计量过的货物重量往往无法达到一致，有时货物重量差值甚至达到数百吨之多。

为了减小货物重量的差值，通常采用船舶常数的方法进行衡量。尽管业内已经对船舶常数产生的原因做了大量的研究[1-3]，但如何精确测量船舶常数，以减小对货物重量影响的问题依然有待解决。本文通过对实际案例的分析，提出了船舶常数测量的改进方法，以提高货物测量的精度。

1 船舶常数定义

对于货物重量的量取通常采用2种方式：一种方法是读取船舶吃水，根据静水力表计算出船舶的排水量，然后减去空船重量以及淡水、燃油等重量，得到货物重量D1；另一种方法是码头的收货方或发货方对输送货物进行计重D2，例如某些码头在装载煤矿时，发货方先将煤矿过磅称重，然后再通过传送带装载上船。由此可知，货物重量的差值Δ按式(1)计算：

Δ=D2-D1=D2-(D排-D空-D油水)

(1)

式中：D1为货物重量；D2为货物重量；D排为载货时船舶排水量；D空为空船重量；D油水为燃油及压载水重量。

当船舶处于空载状态时，即货物重量D2=0，货物重量的差值Δ按式(2)计算：

(2)

上式中的空船重量在船舶完整稳性资料中可获取，空载排水量可以通过吃水读取，而燃油及压载水的重量可以通过液位测量准确计算得出。理论上未装货时的船舶排水量为空船重量和燃油、压载水重量之和，故而C应该等于0。然而在实际的测量中，由于计量条件的不确定性和计量误差的存在，导致常数C不为0，并且会随着测量结果的变化而发生变化。

由此可见，船舶常数并非是公约或者规范中所定义的概念，而是实际工作中船舶空船重量测量不准的现象的总称。

2 船舶常数产生的原因

船舶常数由船舶排水量、空船重量以及燃油压载水的重量计算而得出的，在计量过程中既会受到船舶重量的影响，又有人为操作因素的作用，因此要确定船舶常数，就需要了解空船重量、船舶排水量以及燃油压载水的计算方法和精度。

2.1 船舶空船重量

船舶空船重量的变化是导致船舶常数产生的一个重要因素。空船重量是指船舶装备齐全但无装载时的重量，它包括船体钢材、舾装及机电设备，但不包括燃料、润滑油、淡水、人员及供应品等。理论上船舶空船重量是个固定值，一旦确定后通常不会发生变化。

部分船舶在长时间营运后，其空船重量会发生变化，即船体钢材、舾装及机电设备会发生一些变动。例如某些船舶在营运后，其结构会产生腐蚀甚至减薄，如货舱内结构等。当这些构件折减超过规范许用范围时，就需要对构件进行换新。当修理所需的原始规格材料无法获得时，会采用其他材料进行替代。如某船内底板原始厚度为18.5 mm，修理时使用19 mm钢板进行替代。上述腐蚀以及修理的过程都会造成船舶空船重量的变化。

除了结构的修理外，船舶增加设备也会改变空船重量。如某散货船为了提高作业能力，在甲板上增加4台克令吊，同时增加了船舶的空船重量。

由此可见，在船舶的寿命周期中，空船重量并非固定不变，而会在某些特殊情况下发生变化。

2.2 船舶附着物的重量

在船舶营运过程中，除了船舶自身结构和设备重量发生变化外，还会由于船舱内的沉淀物、舱室内的残水以及船底外表面附着物的产生而增加船舶的重量。

(1)船舶在航行过程中，需要不断地对压载舱进行调整。由于近海水域海水所含泥沙等杂质较高，久而久之就会在压载舱内沉淀大量的泥沙，这些泥沙会长期附着于压载舱的底部。

(2)船舶压载舱骨架构件中设置了大量流水孔，用于调节压载水时水的自由流动。船舶在经过长时间营运后，部分流水孔会被堵塞，导致该区域内的压载水不能由吸水泵排出，形成残余液体。

(3)此外随着长时间的航行，水下部分的外板还会附着大量的海生物。

这些附着物的产生是无法避免的，在实际的测量中，都会被计入船舶自身重量中，进而影响了常数的准确性。

2.3 压载舱测量

压载水的重量通过测量压载舱内液位高度后，根据舱容表换算成液体重量。然而在测量过程中，其测量结果受以下几个因素的影响。

(1)船舶的浮态。船舶的浮态会对液位的测量产生较大的影响，液舱测量的理想状态应是船舶正浮状态。当船舶在纵倾或者横倾的状态下，液舱内的液体就会集中在舱室的一侧，此时测得的液位无法反映实际的液位高度。通常船舶的横倾可以通过侧翼边柜压载来实现，而纵倾的影响则难以避免[1]。

(2)测深管的布置，为了能准确地测量压载舱内的液位，测量管需要测到最低处的压载水。但在实际的布置中，由于压载舱的形状为不规则，测深管有时会终止于斜坡板的位置，不能到达舱室最底部，对位于测深管底部以下的液面无法测量得。

此外，测深管会设计成弯曲的形状，以避开液舱内部的结构件。在这种情况下，测深尺显示的数值等于测量管的长度，而非真实的液位高度，这就导致压载水测量误差。

2.4 水尺测量

船舶的排水量通过测量船舶吃水获得。在读取船舶六面水尺的数值后，查阅静水力曲线数据得到船舶排水量。因此，水尺的计量在常数计算过程中起着至关重要的作用。

水尺的读取受外界因素影响比较大。除了受到自然环境干扰导致的度数误差外，还会受到人为操作因素的影响[4-5]。

船舶设计和使用中，有型吃水和实际吃水之分。型吃水是指自平板龙骨内缘量至水面的垂直距离。实际吃水是从自平板龙骨外缘量至水面的垂直距离，两者的大小相差一个板厚。读取水尺时应该注意吃水结果的选取，以免在计算中产生误差。

3 修正措施

3.1 空船重量的测定

在船舶营运过程中，船舶修理或改装会使空船重量发生永久性的变化，这种变化会导致稳性资料和静水力表失去参考意义。

当船东在对船舶空船重量产生怀疑的情况下，为了准确得到船舶的空船重量，可以通过倾斜试验重新测量船舶的重量及重心位置。

某散货船在加装克令吊后，空船重量发生了明显变化，因此对该船进行了倾斜试验。经重新计算，该船的空船重量由10 565 t变更为11 285 t，空船重量增加了720 t,约占空船重量的7%，重心位置也相应变化。船舶的稳性数据重新进行计算审批，为水尺测量和计重提供依据。

3.2 附着物的清理

对于船舶航行中产生的附着物应进行定期清除，如在每次排尽压载水后，应清洁压载舱内的淤泥。同时在船舶进坞时还应清理外板上的海生物。

3.3 液舱的测量

在测量液舱时，应修正纵倾的影响。在大纵倾的状态下，测量液体体积V数据应不小于式(3)，此时方可认为该舱为满舱[4]。

V=h+ltanα

(3)

式中：h为液舱满舱高度，m；l为液舱长度，m；α为船舶纵倾角。

当船舶处于大纵倾，且舱内压载水比较少时，此时测得的水舱的数据与实际情况相差比较大，这种情况下可以根据SN/T 0187—1993《进出口商品重量鉴定规程水尺计量》的方法对测得的水深进行修正。舱底浸水面长度l1按式(4)计算：

l1=sLBP/TC+d

(4)

式中：l1为舱底浸水面长度，m；LBP为垂线间长，m；TC为艏艉纵倾校正后吃水差，m；s为实测水深，m；d为测量管距横舱壁间距离，m。

当l1≥l时：

m=s±c

(5)

c=TC(l/2-d)/LBP

(6)

式中：m为平均吃水，m；c为水深纵倾校正值，m，测量管在舱前，校正值：艏倾为负，艉倾为正；测量管在舱后，校正值：艏倾为正，艉倾为负。

当l1

(7)

除此之外，还应对测量管的设计进行控制，使其尽可能垂直设计布置并延伸液舱最底部。

3.4 规范水尺的读取

对于水尺读取过程中的误差，需要明确水尺的计量标准，即在读取数值后，应该换算成型吃水，避免吃水读数上的误差。

船舶的稳性和静水力曲线计算时采用型吃水进行计算,而水尺测量得到的是实际吃水。因此在计算时，需要将实际吃水减去船底外板厚度，换算成型吃水，然后根据静水力表确定船舶排水量。而测量人员往往会混淆型吃水和实际吃水两者的区别，在计算时误将实际吃水数据代替型吃水，使得测量的排水量数据有误。船舶型吃水和实际吃水示意图见

图1。图中，δ为龙骨厚度；T为型吃水，即自平板龙骨上缘至实际水线面间的垂直距离；Tk为实际吃水，即直接从船舶水尺标志读取的船舶吃水。

4 结语

在货物运输过程中尽管希望能够精确地测量货物重量，减少货物的计量的误差，然而在实际的运输过程中，货物重量计量的误差仍存在于各个环节。本文通过对船舶常数的研究，提出了船舶常数测量的改进方法，从而提高了船舶常数测量的精度，同时也减少了船舶货物计量的误差，降低货物相关方的法律和道德风险，促进了航运事业的健康有序发展。

[1] 张斗胜.浅谈散货船运输中水尺计重的关键问题[J].江苏船舶,2008，25(1)：17-19.

[2] 孙升贤.船舶常数的测定及误差分析[J].中国水运,2011，11(10)：4-5.

[3] 林火平.散货船水尺检量中计算所得船舶常数的误差[J].航海技术,1996(6)：26-27.

[4] 王锦法.水尺计量存在问题的探讨[J].天津航海,2005(1)：24-25.

[5] 郭志新.水尺计量误差分析与解决办法[J].武汉船舶职业技术学院学报,2008(6)：18-20.

[6] 刘辉强.水尺计重及其误差分析[D].大连：大连海事大学，2010.

2016-08-10

黄雪忠(1984—)，男，硕士，工程师，从事船舶检验工作。

U692.7

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