特殊建造船舶货舱水位探测系统失效问题及对策

田大春

一、引言

每年巴西雨季到来时，露天矿场铁矿石含水量增加，形成易液化铁矿。船舶运输超适运水分极限（TML-Transportable Moisture Limit）的铁矿，会在货舱内形成自由液面，易导致船体结构受损、稳性丧失、船舶明显倾侧甚至船毁人亡等严重海上事故。根据公约要求，普通散货船严禁承运含水量超TML易流态货物，加上含水量超标还会引起货物黏度增加，致使以皮带机装货的码头装货速率放缓，导致巴西部分以铁矿石出口为主的码头（如PMDPonta da Madeira）压港严重，普通散货船需在锚地等待数周甚至超过1个月的时间才可靠泊装货。

淡水河谷2018年在巴西的主要装货港开始接靠40万t级Valemax 2G（第二代Valemax）船舶，Valemax 2G通过特殊建造货船（Specially Constructed Cargo Ships，SCCS）认证，可以用于装载超TML水分含量的易流态铁矿，这对加快港口货物周转、减少压港、提高营运效率意义重大。第二代VLOC虽然是经过船级社和船旗国认证的可以装运易液化铁矿的特殊结构船舶，但并非意味着绝对安全。随着巴西雨季强势到来，Valemax 2G SCCS承运易流态化铁矿将会呈现常态化，未雨绸缪，研究SCCS运输风险，制定统一、有效的附加安全替代措施是十分有必要的。

二、特殊建造货船的相关规定和发展情况

（一）国际公约和国内法规的相关规定

船舶运动可能会对所装载的流态货物产生影响导致船舶倾覆。含有一定比例小颗粒和水分的固体散货，由于船舶运动使货物密实，颗粒之间的空隙减小，引起水压增加。水压的增加减小了颗粒间的摩擦，造成货物抗剪强度减小，这种流态化现象称为易流态化。航行中呈易流态化的货物在《国际海运固体散货规则》（IMSBC）中被称为A组货物。当水分含量超过适运水分极限时，可能出现流态化造成的货物移动。即使平均水分含量低于适运水分极限，有些货物也易出现水分渗移，形成危险的湿底。当船舶往一侧倾斜时货物可能流向船舶的一侧船舷，但船舶往另一侧倾斜时货物不一定完全回流。这样，船舶可能会达到一个危险的倾斜角而突然倾覆。[1]

国际海事组织（IMO）海安会于2008年12月4日以MSC.268（85）号决议通过了IMSBC规则，在规则第7节关于易流态化货物的运输中第7.3.1.1条规定：“只有在实际含水量少于适运水分极限时，方可装载易流态化的精矿或其他货物。尽管有本规定，在专门建造或装有专用设备的船舶上，即使货物的含水量超出适运水分极限，也可装载此类货物。”规则第7.3.2规定水分含量超过适运水分极限的货物只能以特殊建造的或装有特殊设备的船舶运输。特殊建造的货船设有永久性结构限界，其布置可将货物的移动限制在允许的范围内。这种船舶须携带其经主管当局批准的证明。

《海运固体散装货物安全监督管理规定》（交通运输部令2019年第1号）规定，已经建造或者设置防止货物移动的特殊结构、设备，并持有相应检验证书的中国籍船舶，或者持有相应检验、批准证书的外国籍船舶，不受“拟交付船舶载运的易流态化固体散装货物，水分含量不得超过其适运水分极限”的限制。

（二）SCCS发展情况

根据国际干散货船东协会（Intercargo）发布的干散货船事故报告显示，货物液化是干散货物安全运输面临的最大问题之一。为了处理这个问题并确保世界散货船队的安全，部分船级社对SCCS进行了独立研究。2012年3月，日本船级社制定了“特殊建造货船”结构要求、稳性要求，并将该要求作为镍矿石安全运输指南的一部分，公布后供海事行业采用。2012年9月，由日本内海造船（Naikai Zosen Corporation）建造的全球第一艘镍矿石运输船“Jules Garnier I”交付日本船东JX航运有限公司，这是第一艘被确认满足IMSBC规则要求的SCCS。挪威船级社于2015年10月发布了第一版船舶运输货物液化导则，并在2019年5月发布新版导则，新版导则将过去几年获得的实践经验纳入考量，增加的内容将有助于更好地描述在航行中或者检测到货物液化时应采取的预防措施。DNV GL的新船级符号BCLIQ发布于2018年，船舶充分考虑到自由液面影响，譬如在货舱侧壁设置宽的边压载舱并对货舱舱壁的关键区域进行结构加强，从而能够运载实际含水量超过适运水分极限的货物。该符号表明船舶的设计建造符合《国际海运固体散货规则》（IMSBC）中SCCS的要求，提高了船舶的装载灵活性、效率和安全性。

目前，淡水河谷有30多艘Valemax 2G SCCS装载含量超过TML的铁矿粉往返于巴西和中国的港口。Valemax 2G 船舶具有特殊的设计特点，其较窄的货舱降低了自由液态化表面效应对船舶安全稳定性的影响，并且在结构上对其舱壁进行了特殊加强，以承受高密度易流态化货物的动态压力。通常，在运输易流态化货物方面，使用该散货船可以运输含水量超过TML的铁矿石，不会对船舶稳性和结构造成影响。Valemax 2G适装超TML的货物场景共分为4&5舱、1&3&5&7舱和所有货舱。2021年5月，香港明华船务有限公司所属“明通”轮完成巴西至舟山航线所有货舱装载超TML易液化A类铁矿运输，开启了Valemax 2G 船舶全部货舱承运易液化铁矿的新时代。

三、SCCS运输过程中存在的问题

根据船级社签发的稳性资料符合声明，Valemax 2G SCCS装载的铁矿粉最大的含水量可以达到40%，而普通A类铁矿粉适运水分极限值为9%左右。通常，船舶运输水分含量超TML的A类货物，在运输过程中，货物会发生液化、析水等现象，这就会造成安装在这些货舱的水位探测器触发报警。

散货船通常装载高密度货物，舱容利用率低，货舱留有多余空间，满载时干舷低，干舷甲板容易上浪，存在货舱进水、船体结构强度不足等风险。正是因为散货船风险高，2002年1月英国提出货舱安装水位探测报警系统的要求，尽管日本不认可专用矿砂船安装进水报警系统，但被其他国家和Intercargo否定，最终国际海事组织（IMO）海安会于2002年12月12日在76届会议上通过了《1974年国际海上人命安全公约》（SOLAS）第Ⅻ章的修正案，其主要内容是新增已于2004年7月1日生效的第12条，要求在货舱、压载舱和干燥处所安装水位探测器。水位探测器应安装在货舱的尾端，当每一货舱水位达到高出任何货舱内底0.5 m时发出预报警，并在水位高度达到不小于货舱深度的15%但不超过2 m时再次发出声光报警。对于用作水压载的货舱，可以安装一个报警越控装置。视觉报警器应能将每一货舱中探测到的两种不同的水位明显区分开。[2]

海安会于2004年12月3日通过MSC.188（79）决议，提出散货船和除散货船之外的单舱货船水位探测器性能标准。决议要求当船舶在海上航行时，水位探测系统应能连续工作，当受监控舱室内的水深在传感器处达到预警水位时，触发视觉和听觉报警。普通散货船通常采用静电容量式水位探头，矿砂船一般采用压力式水位探头，两种工作原理的水位探头均应根据MSC.188（79）决议经主管机关或授权船级社进行型式试验，证明其在IEC 60092-504规定的适当条件和某些情况下的坚固耐用性和适用性，其中包括在货/水混合物内工作。例如铁矿屑、煤屑、谷物和油类混合物，表面有一层货物的代表性微细悬浮物。就型式试验而言，海水中的代表性微细悬浮物应经过搅动。

从SOLAS第Ⅻ章修正案要求来看，货舱水位探测系统在船舶航行时应能连续工作，并在发生异常时发出声光报警提醒驾驶员。但SCCS载运超TML水分的A类货物时，因货物液化严重，货舱水位探测器始终处于触发状态，就不能保持货舱水位探测系统的正常工作和预期的报警功能，而这与空载时的暴风压载允许的越控工况条件不同。尽管SCCS可以装载超TML易流态货物，但并不意味着绝对安全，货物液化后仍会对船体结构和船舶安全构成威胁，一旦货舱进水会导致整个船舶处于危险之中。

四、对策和建议

考虑到货物液化和货舱进水风险，有必要建立统一的安全替代措施加强船舶运输的安全。

（1）货舱的舱底排水系统应处于随时可用状态，可结合公司ISM要求船舶定期检查货舱舱底排水系统，建议在抵港前或装货前对舱底排水系统包括管系、阀件、过滤装置、Cascading处理器（如有）、舱底水泵以及便携式排水装置进行检查和维护保养，以便在船舶运动过程中货物析出的多余水分通过舱底排水系统排放。

（2）注意所装货物的水分含量不能超过船级社批准的稳性资料符合声明（Statement of Compliance-Stability Information）所列的最大值。

（3）超TML货物应根据经船级社认可的货物液化计算书的不同装载场景进行装载。

（4）船长在任何时候都有责任保持船舶具有足够的稳性，如排放货物中多余的游离态水分。因货物水分含量较高，货物整体液化严重仅靠固定式舱底排水系统无法排放上层水分，不可避免地使用便携式排水泵，因排水泵排放的污水并非通过固定管系排放，可能含有较多的货物残余，建议将此过程记录在垃圾记录簿Part II部分J项货物残余（non-HME）项。

（5）可以针对SCCS水位探测系统的问题研究对策，如在货舱深度1/3处安装第3个货舱水位报警点或持续监控货舱水位系统。

（6）现阶段SCCS在运输超TML水分货物时，如驾驶员发现货舱水位探测被触发处于报警状态，驾驶员应用其他监测手段，如货舱视频监控系统或遥控吃水显示系统等定期观察，并增加人工测量货舱污水变化的次数；任何测试和观察的记录都应记录在航海日志中。

（7）应通过“船舶应力监控系统（HSMS）”“监测船舶摇摆周期”“船舶实时横倾状态”判断船舶是否存在潜在危险，一旦船舶发现危险情况应立即启动应急预案，将船舶损失降到最低。