薛船長在上海航運(yùn)在線
摘要：中國港口裝載卷鋼及鋼板經(jīng)常會在租船人與原船東/船長之間由于鋪墊問題產(chǎn)生沖突，有時是船東/船長提出超出正常范圍的要求，有時是租船人不適當(dāng)?shù)毓?jié)省墊料以降低成本造成海上貨物移動。更為重要的是，大多情況下鋼板出廠時并未打捆，按公約要求應(yīng)層層墊，實務(wù)中難以操作，然而若違反公約規(guī)定將會給鋼廠帶來很大風(fēng)險。本文收集了不同知名保賠協(xié)會、船級社的處理經(jīng)驗加以分析，提出卷鋼與鋼板的襯墊方法。
關(guān)鍵詞：堆積載荷（Stack Load ），集中載荷(Point Load)，襯墊(Dunnage)，投影法（Shadow Area Method）
鋼材的襯墊容易被各方面忽視，經(jīng)驗方法在海運(yùn)實務(wù)中尤為重要。從實踐中總結(jié)規(guī)律對保證安全、充分利用載貨能力有很大幫助。
一、卷鋼的襯墊要求
（1）《貨物積載與系固安全操作規(guī)則》（Code ofSafe Practice for Cargo Stowage and Securing，以下簡稱《CSS規(guī)則》）附則6：卷鋼應(yīng)在橫向放置的墊木上積載，卷鋼應(yīng)使軸線在縱向積載，每卷應(yīng)緊靠另一卷。在裝卸時要防止移動, 必要時應(yīng)使用楔子。
《CSS規(guī)則》列入經(jīng)修正的SOLAS公約后，由建議性規(guī)則變?yōu)閺?qiáng)制性規(guī)則，必須嚴(yán)格遵守。
（2）《Thomas Stowage》的要求：卷鋼要裝在足夠數(shù)量木板排成的線上，通常2-3排木板。卷鋼的中心要與艏艉線一致。積載從船的一側(cè)開始向艙的中間延伸，注意卷鋼下面要放置至少兩個楔子以抵住卷鋼，一定要指向船舷側(cè)。[1]。
（3）由徐邦禎教授主編的《船舶貨運(yùn)》（以下簡稱教材）對卷鋼襯墊描述得很詳細(xì)：墊木一定要用硬雜木（果木，雜木等），規(guī)格不得小于50mm x 100mm x 1.5m。若擬裝鋼卷的質(zhì)量較重，可鋪2層墊木。對于縱向裝載的卷鋼，第1層橫向鋪放；若有2層墊木，則第1層襯墊板縱向鋪放，第2層襯墊橫向鋪放，對于橫向裝載的鋼卷，襯墊板的鋪放方向與前者相反。
教材中在保證船舶局部強(qiáng)度的論述中還提及了按集中載荷計算最小襯墊應(yīng)跨的骨材數(shù)的計算方法[2]。
無疑上述三個權(quán)威資料對卷鋼的鋪墊要求不一致。實務(wù)中的混亂表現(xiàn)在幾方面：
（1）卷鋼裝載時，一排沒裝滿，也就沒有鎖定卷，盡管綁扎時五花大綁，可能到卸貨港卷鋼還是變成發(fā)條。
（2）二層柜裝卷鋼，將二層柜壓塌之事不勝枚舉，SKULD保賠協(xié)會就明確禁止二層柜裝不帶托盤的卷鋼[3]。
（3）某大船東對卷鋼襯墊要求苛刻，甚至因襯墊問題放棄裝卷鋼的業(yè)務(wù)。直到看到該公司人員撰文論述裝卷鋼墊木的計算[4]，我才明白誤解有多深。這是促使筆者撰寫本文的原因。
（4）襯墊方法無法說服船長及檢驗師，導(dǎo)致大量甩貨或者墊料成倍增加。有經(jīng)驗的租船人租船時，會問清楚艙底負(fù)荷以及能裝重卷的層數(shù)。
（5）卷鋼是禁止卷心橫向裝載的，教材中的提及“橫向裝載的卷鋼”的字樣明顯與《CSS規(guī)則》附則6 相沖突，會給經(jīng)驗不足的船員造成困擾。
二、實務(wù)中的卷鋼的裝載與鋪墊
1.幾個強(qiáng)度概念
堆積載荷（Stack Load）強(qiáng)度主要用于集裝箱船每一底座上所能允許承受的最大負(fù)荷，單位是重量單位噸。
集中載荷（Point Load)的單位也是重量單位噸，載荷集中作用在一個較小的特定面積上，特定面積是指向該區(qū)域下的承重構(gòu)件施加集中壓力的骨材之間的面積。筆者翻閱各種造船規(guī)范，集中載荷主要用于船舶機(jī)械的放置，內(nèi)河或者小船的建造，一般遠(yuǎn)洋船的貨艙很難找到相關(guān)資料，除非是可用于裝載集裝箱的多用途船，那也可理解為堆積載荷強(qiáng)度。
常見的局部強(qiáng)度是以壓強(qiáng)為單位，又分為均質(zhì)貨強(qiáng)度（Homogeneous load）（又稱均布載荷，Uniform load)以及局部載荷強(qiáng)度（Local load)。如果裝載手冊里有局部載荷強(qiáng)度，非滿艙裝卷鋼時可采用該強(qiáng)度，否則應(yīng)用均布載荷強(qiáng)度。兩者差別有的船達(dá)一倍。
2.老船強(qiáng)度是否有下降？
教材提及“老舊船舶，船體強(qiáng)力構(gòu)件因銹蝕而使強(qiáng)度降低，因此，應(yīng)對船舶資料中所列出的許用負(fù)荷量適當(dāng)減小，其減小量應(yīng)根椐船舶強(qiáng)力構(gòu)件銹蝕的程度來確定”，筆者認(rèn)為對小船，沿海、內(nèi)河船提請船員注意是可行的，對國際航行的船，則容易引起爭議。
SKULD保賠協(xié)會認(rèn)為艙底強(qiáng)度的極限數(shù)值由建造商提供并由船級社認(rèn)可。該數(shù)字一般在船舶的生命周期內(nèi)保持不變。[5]
國際航行的船大多有國際船級社協(xié)會（IACS)的船級,對老舊船檢驗非常嚴(yán)格，構(gòu)件銹蝕超過一定范圍會要求船東更換，構(gòu)件銹蝕引起的強(qiáng)度減小量不會很大。
3.接觸面積還是投影面積？
若教條地按接觸面積算艙底強(qiáng)度，那船的艙底甚至不能裝下一支立起的鋼筆。實務(wù)中，大多采用投影法。
然而投影法可能會遭到船東的拒絕，也的確有船發(fā)生過問題。如DNV船級社 2010年6月5-10的事故信息[6]中就批露了散裝船偶爾裝卷鋼造成的艙底結(jié)構(gòu)損壞的事故。
圖1：攝于艙底板下，關(guān)于底板塌陷及肋板彎曲
左側(cè)縱骨嚴(yán)重超負(fù)荷，然而右側(cè)看起來沒受影響
原因也很簡單，卷鋼落點沒有落在艙底縱骨上，見圖1、圖2。
圖2 典型卷鋼裝載示意圖
表明卷鋼為什么作用在一些裝載點的負(fù)荷大于另一些點
這樣的裝載方式很常見，內(nèi)底縱骨之間或者內(nèi)底縱骨與桁材之間的距離一般不超過1米。對于縱骨架式結(jié)構(gòu)，船底縱桁間距不超過3.5米。(中桁材）相鄰桁材的間距一般應(yīng)不小于4.6米或船底或內(nèi)底普通扶強(qiáng)材的間距的5倍，取較小者。實肋板的間距應(yīng)不大于3.5米或4個肋骨間距，取小者[7]。一般船的肋距在0.7米，4個肋距約2.8米，所以雙層底的骨架形狀接近于0.9米X 2.8米的方格子，而件重超過8噸的卷鋼直徑基本都在一米以上，所以卷鋼沒有落在內(nèi)底縱骨或者桁材上是常態(tài)。卷鋼的重量作用在內(nèi)底板上，通過雙層底系統(tǒng)傳遞出去。所以艙底強(qiáng)度一般是以壓強(qiáng)單位來表示。
4.日本保賠協(xié)會（JAPAN P& I CLUB）對卷鋼裝載要求簡介[8]：
散裝船艙底負(fù)荷會從15噸到25噸每平方米，甚至更高。艙底負(fù)荷的計算應(yīng)用均布載荷，裝載時，部分艙底板承受了卷鋼的重量，可能會超過設(shè)計的最大許可負(fù)荷。比如裝重25噸，直徑1.5米的卷鋼，接觸到的艙底僅有0.2米寬，總計接觸面積僅0.3平方米，那么小的艙底承受壓強(qiáng)大約是83噸/平方米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過任何散裝船的最大允許的強(qiáng)度。盡管點負(fù)荷超過了，但一個卷鋼不會造成結(jié)構(gòu)損傷，因為重量通過艙底板傳遞到雙層底結(jié)構(gòu)中去了。
墊木要橫向鋪放，通常情況下三條線。
計算卷鋼裝載層數(shù)時，最簡單的方法是保證底層一排卷鋼每個承受總的重量不超過30噸，那10噸的卷鋼可以裝3個高，超過10噸最大15噸的卷鋼可裝2個高，但超過15噸的卷鋼只能裝1個高了。這種方法可用于艙底強(qiáng)度未知或者設(shè)想其很低的船。
如果已知艙底的最大允許強(qiáng)度，可用一個經(jīng)驗方法：組成底層卷鋼的每件合計承重不超過艙底板最大允許強(qiáng)度的三倍。如最大允許18噸/平方米，25噸的卷鋼可放2層高，15噸的卷鋼可放3層高。并且卷鋼的件重有重有輕，可以堆放2或者3層到最大底層卷鋼承重不超過54噸（即18 X 3）。
以上兩種方法未考慮卷鋼的外型尺寸。這種方法經(jīng)常叫做投影法(Shadow Area Method)。計算時要有一個安全冗余量，要考慮到對艙底結(jié)構(gòu)的不利因素及不正確的裝載導(dǎo)致超出極限。要有15%的冗余量，也即最大允許負(fù)荷18噸/平方米，用于計算裝卷鋼的投影面積時不超過15噸/平方米。
上述方法被相關(guān)各方所接受。即便遭受特別惡劣氣象，也沒有造成船底板或內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞。
最終的方法由船級社提供，但計算出來的裝卷鋼艙底強(qiáng)度與層高會比上述投影法要小得多。
船舶的裝載手冊會給出不同貨物的裝載方法，有的給出各貨艙卷鋼裝載表。這在船舶設(shè)計階段就經(jīng)過計算確定下來了。準(zhǔn)備積載計劃時，要遵守這些要求。
對日本保賠協(xié)會的推薦性意見，筆者非常敬佩，多年實踐總體是安全可行的。
有兩點是有建設(shè)性的：
4.1有的船舶裝載手冊中未提供艙底強(qiáng)度，日本保賠協(xié)會設(shè)定其僅能裝一排件重30噸的卷鋼的。實務(wù)中航行于中、日、韓間兩三千噸的小船只要艙底加強(qiáng)過的，也都經(jīng)常裝30噸件重的重卷，當(dāng)然有的艙底未加強(qiáng)過的船也遇到過導(dǎo)致艙底縱骨變型現(xiàn)象，這是極個別的現(xiàn)象，一般船東攬貨時會事先指出來。
4.2組成底層卷鋼的每件合計承重不超過艙底板最大允許強(qiáng)度的三倍，這句稍難理解一點。筆者用國產(chǎn)卷鋼驗算過，寶鋼與鞍鋼的卷鋼大致適用這樣一個公式：熱卷外徑=(根號下)√（卷重÷6.039÷板面寬度） + 0.5802
冷卷 = 以上計算值– 0.15 M
25噸重，1.2米寬的卷鋼，外徑約2.44米，投影面積為1.2 X 2.44 = 2.93平方米，若每平方米18噸，2.93 X 18 =52.74噸，若考慮前后的空隙，允許54噸還是可行的。冷卷一般件重較輕，常常受限于堆疊層高，而不是艙底強(qiáng)度。
5.卷鋼的襯墊的目的
筆者認(rèn)為襯墊的目的主要是避免卷鋼與艙底直接接觸，增加摩擦系數(shù)，避免艙底不平對艙底與卷鋼的損壞以及便于防止汗水對卷鋼的銹蝕。至于擴(kuò)大接觸面積分散艙底受力方面作用微乎其微。我所能找到的資料均是要求用木板襯墊：
（1）《CSS規(guī)則》附則6 要求卷鋼應(yīng)在橫向放置的墊木上積載。沒有提及是用木板還是木方，什么規(guī)格。
（2）教材中要求用木板，強(qiáng)調(diào)用硬雜木，未提及襯墊幾排，強(qiáng)調(diào)若擬裝卷鋼質(zhì)量較重，可鋪2層墊木[9]。
（3）SKULD保賠協(xié)會：卷鋼重量不超過15噸，用兩排雙層的規(guī)格為6"x1" (15cm x 2.5cm)木板，超過15噸的卷鋼要墊三排這樣的木板[10]。英國保賠協(xié)會也有類似表述。
（4）英國保賠協(xié)會：底層的卷鋼要裝在雙排橫向放置的墊木上，這樣任何艙底的或者艙頂?shù)暮顾闪飨蛭鬯宥粨p壞貨物。[11]。此處也沒提及墊木的規(guī)格。
6.若用于增加艙底強(qiáng)度，該如何襯墊？
挪威船級社認(rèn)為如果要增加墊木厚度，那厚度要增加到500毫米或者聯(lián)合使用一些高強(qiáng)度的工字鋼，這樣艙底才可被視為平均分布的載荷。使用5排墊木代替3排墊木，只要是墊木還是很薄效果非常有限。
相比較日本保賠協(xié)會，挪威船級社就顯得有點保守，后者有一個經(jīng)驗方法：卷鋼重量應(yīng)限制在最大裝載均布載荷重量的一半[12]。
三、卷鋼襯墊結(jié)論
（1）若裝載手冊（Loading Manual)上有卷鋼裝載的章節(jié)，按手冊來裝載與襯墊即可。筆者見過一些船，卷鋼是裝不滿載的。
（2）實務(wù)中，若因艙底強(qiáng)度問題，必須加強(qiáng)襯墊，就需要用挪威船級社的推薦方法，在波羅的海指數(shù)處于低位時，大批量地如此鋪墊失去商業(yè)意義。
（3）挪威船級社提供的經(jīng)驗方法與日本保賠協(xié)會推薦方法都有其合理性，理解角度有所不同[13]。
四、關(guān)于鋼板的襯墊
鋼板一般在艙內(nèi)不會移動，鋼廠、碼頭工人、船長、船東都疏于對鋼板的襯墊與綁扎。某輪將一變壓器放于一摞鋼板旁（見圖3），劇烈涌浪作用下，鋼板稍許移動，將變壓器油管碰破，損失超過50萬美元。
圖3 未妥善襯墊的鋼板導(dǎo)致旁邊重大件損壞
中國鋼材的出口基本都是Free In條款，即由發(fā)貨人裝貨，發(fā)貨人常常是大鋼廠，是有巨額資產(chǎn)的實體，一旦違反妥善裝貨的義務(wù)，將會造成相當(dāng)大的責(zé)任。上述索賠案中，保險公司去告船東、租船人、乃至船舶代理，唯獨(dú)遺漏了鋼板的發(fā)貨人，但鋼廠決不應(yīng)因此疏忽自己的責(zé)任。
1.摩擦系數(shù)
IMO推薦的摩擦系數(shù)非常小，鋼與潮濕的木頭摩擦系數(shù)為0，鋼與干燥的木頭或者橡膠摩擦系數(shù)0.3，相當(dāng)于傾斜17度。該數(shù)據(jù)是過于保守的，英國保賠協(xié)會有資料提及干的木材與鋼鐵間的摩擦系數(shù)從0.3（170）到0.7（350）不等。
該保賠協(xié)會還在利物浦做過試驗。分別用干的木頭，在干的艙蓋上，濕的木頭在干的艙蓋上，干的木頭在濕的艙蓋上，最終濕的木頭在濕的艙蓋上試驗?zāi)Σ料禂?shù)，最低數(shù)值是0.51（270），發(fā)生在濕的木頭在濕的艙蓋上，到最高0.645（330），干的木頭在干的艙蓋上[14]。
要記住鐵與鐵之間的摩擦系數(shù)小到接近于0。
2.相關(guān)方要求
（1）《CSS規(guī)則》附則7對鋼板的襯墊要求：對于薄板和小包件, 已證明縱向和橫向交替積載是令人滿意的。應(yīng)在不同層次間使用足夠的干墊木或其它材料增加摩擦力。
顯然，公約要求鋼板必須層層墊。
（2）《Thomas Stowage》：散的鋼板常堆在碼頭并不使用墊木，并且堆得很漂亮，顯然不能這樣裝到船上去，鐵與鐵之間直接接觸將很危險，并且會花很多時間用于起吊前的穿鋼絲。需要用墊木，并要墊得特別小心，墊木要厚度相同，垂直對齊以免鋼板永久變形,堆碼要保持水平。
（3）STANDARD 保賠協(xié)會要求得更明確：鋼板要前后方向上裝載，墊木要橫向每層鋪墊[15]。
然而在中國的碼頭上，常常看到這樣的鋼板，如圖4所示，可怕的是很多也是就這樣裝上船的，然而很少有人意識到其中的危險。
圖4 典型的鋼板在碼頭堆放情況
散的鋼板最好出廠時打5噸以下的捆（5噸以上國內(nèi)裝卸費(fèi)會增加），這樣每捆之間襯墊就相當(dāng)容易了。在此要向鋼廠呼吁，到了碼頭若再按照公約要求層層鋪墊，那成本將十分巨大。
[1]《THOMASSTOWAGE》THIRD EDITIONP66-67
[2]《船舶貨運(yùn)》P326,P297大連海事大學(xué)出版社，2011年3月第一版
[3] SKULD 保賠協(xié)會《Carriage of Steel Cargoes》第二部分
[4]米鐵武、齊立平《船舶裝運(yùn)卷鋼等重件所需墊木的計算和應(yīng)用》，《航海技術(shù)》2014年第一期6
[5]SKULD 《Carriage ofSteel Cargoes》Part 2 Cargo Care SECTION 1 -LOADING AND STOWAGE
[6] Information from DNV to the maritime industry No. 5-10 June 2010
[7]《散貨船共同結(jié)構(gòu)規(guī)范》中國船級社譯，2006年P(guān)248，P55
[8] JAPAN P&I CLUB 《P&I Loss Prevention Bulletin》2011年3月，第20期
[9]《船舶貨運(yùn)》P326,大連海事大學(xué)出版社，2011年3月第一版
[10] SKULD 《Carriage of Steel Cargoes》Part 2 Cargo Care SECTION 1 - LOADING AND STOWAGE
[11]UN PNI 《Carefully toCarry》 Carriage of steel P3、P6
[12]《CasualtyInformation Information》 from DNV to the maritime industry No. 5-10 June 2010
[13]參見2.1，局部強(qiáng)度與均布強(qiáng)度有的船會差一倍。
[14] UK CLUB 《Carefully to Carry Lashing and securing deck cargoes》，2006年9月P4
[15] STANDARD CLUB《Guide to the Carriage of Steel Cargo》 December 2009，P4
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