解读水尺计重标准.docx

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解读水尺计重标准

水尺计重是应用“阿基米德定律”的典型范例   

   最近，由于众所周知的缘故，查验鉴定业务量大幅下降。

如此也好，我能有时刻把我上世纪80年代起草，1993-11-4发布，1994-01-01实施的《进出口商品重量鉴定规程 水尺计重》进行全面解读。

逐条分析编写思路，结合具体问题，谈谈《规程》的指导意义。

在那个地址，请大伙儿提出宝贵意见和建议。

固然，所谈及内容均未正式发表，请勿转载或引用。

   解读《进出口商品重量鉴定规程水尺计重》共分十个部份，题目别离为：

一、水尺计重是应用“阿基米德定律”的典型范例

二、具有正规的船舶图表，是水尺计重的必要条件

三、水尺计重准确度5‰由“误差分析”推导所得

四、船舶水尺标记、图表及测量器具的大体要求

五、水尺计重中一些船舶与航运的术语和重要知识

六、水尺计重大体计算公式及所包括物理量的概念

七、船上技术数据的计算都源于原设计图的坐标系

八、全然氏排水量纵倾校正是水尺计重公式的核心

九、压载水正确测量、计算是水尺计重最重要环节

十、水尺计重是一项综合许多学科内容的科学技术

1．主题内容与适用范围

本规程规定了水尺计重的大体要求，船舶吃水及船用物料的测定方式和计算步骤。

本规程适用于大量量（相关于受载船舶之载重量）的散装及其他衡重方式不易确信重量1）的海运货物的重量鉴定。

   水尺计重方式要紧依据“阿基米德定律”，在上世纪六十年代初由日本工程师全然广太郎创建的。

而此刻有些培训教材中讲述水尺计重原理的文章，却把船舶当做为一大型“衡器”。

咱们明白“阿基米德定律”和“衡器”原理是截然不同的。

“衡器”是计重工具，计重的工具不必然都是“衡器”！

   《规程》中适用范围所述“大量量”是指相对大的量，比如：

5000吨货物，关于载重量是5-6万吨的船来讲是小批量；关于载重量为5-6千吨的船来讲确实是大量量。

以前曾有规定：

水尺计重的最少量是——吃水改变量大于一米，且装卸货期间不许诺泵压载水。

   记得在上世纪90年代，一次出口两万吨散装菜籽粕，要求分7批装船，每批都要做水尺计重。

其中最小的一批只有一千吨。

结果呢，大伙儿能够可想而知，做出的分批重量数全然无法同意！

真是费力不讨好！

两三万吨载重量的船，其TPC（每厘米吃水吨）可能40吨/每厘米，装载一千吨货大约吃水改变0.25米。

如此水尺计重中仅观测水尺一项，其不确信度为0.005米，约为20吨，确实是装一千吨货可能误差20‰！

后来，咱们是做整船水尺重量出证，其分批重量依照发货数按比例分摊出证。

   当初起草规程时，水尺计重做的都是外贸交接，因此《规程》中指明的是对“海运货物的重量鉴定”，随着船运散装货市场的进展，内贸中许多散船运装货也需要做水尺计重。

专门是江河中的船舶，也急需规范散装货装运的计量。

因此，我感觉以后修改《规程》时，应该把那个地址的“海运”改成“水运”，其他方面内贸交接应完全参照外贸的规定。

固然，目前的内贸船的水尺标记及载重量图表很不规范，如何规范此类船舶，将在以后的章节中具体写出。

具有正规的船舶图表，是水尺计重的必要条件

2．术语

水尺计重

   测定承运船舶的吃水及船用物料（包括压载水）。

依据船舶设计部门以完工图制作的、或船舶查验部门审定的船舶的正规图表，计算载运货物重量的鉴定工作。

   水尺计重所用的船舶资料数据，静水力图表和水舱舱容图表，是必需船方在装货前预备好的。

   为何要规定必需是以“完工图”制作的图表？

比如，建造于八十年代初的散装货轮：

一方面在造船实际放样时，许诺误差专门大（听说是5%）；另一方面一套造船设计图纸，要用上好连年，同类船舶造二三十艘，而在造船期间设计如进行改动，也可不能在新船图表上显示。

如此，就算是姐妹船，其不同也是专门大的。

因此，以船舶“完工图”制作的图表，进行水尺计重是必需的，是水尺达到其计重准确度靠得住保证。

通过量年比较发觉，以完工图制作的日本图表，重复性（Repeatability）和再现性（Reproducibility）都比较好。

以这些船做水尺计重，一样都比较准。

   我国船舶图表审定的归口单位是船检局。

只是有些地址（内河）船检局，实在不敢恭维，有时在船上能够拿出两本该船要紧数据不同的，同时都盖有船检审定章的图表；有时图表只有两三页纸，竟也盖着船检部门的红印；有时船上连水尺标记都还没勘绘，竟然也拿出了船检认可的载重量表！

   作为商检，在利用船方图表进行水尺计重时，应付这些图表进行把关。

船方若是没有这些正规图表，或所持图表明显失准，就该把这些船判为不具有水尺计重条件的船舶。

请他们找正规的船检从头标定后再进行水尺计重。

其实这些工作咱们不做，还有谁会去做呢？

咱们不管，还有谁会去管呢？

   作为商检，没有比“力求船舶制表准确”更高的要求了！

若是你手拿一杆失准的秤，坐在市场公平秤的窗口内，你还会有所作为吗？

水尺计重准确度5‰由“误差分析”推导所得

3．计重准确度

   水尺计重进程中，阻碍其计算准确度的因素很多。

若是船舶制表准确度在1‰，其水尺计重准确度能够在5‰之内。

   所有贸易关系人，不管是发货人仍是收货人，都很关切水尺的计重准确度。

可是往往又把它同免陪率混淆。

   水尺计重准确度包括船舶制表、观测水尺、水舱测量、港水密度测量的准确度及计算公式、及修正公式的舍入误差等。

咱们明白，船舶图表制表方式是多种多样的，大致分为曲线图和表格两种。

（以前有些船舶是用静水力曲线图、水舱舱容曲线图，还要加上曲线图测量误差。

现在船上所见的曲线图愈来愈少了）。

而综合所有这些线性无关的误差，又不能用简单的算术和来得出。

那时我曾经用“误差分析”的方式，分析了十几条船，共计几十航次的数据。

取得上述“计重准确度小于5‰”的结论。

固然船上若是是那种曲线图，船舶本身制表准确度就高达3‰，那么如此的船综合准确度很难保证小于5‰；还有确实是再好的船若是只是少量装卸，也是得不出5‰的结果的。

   那份“水尺计重误差分析”论文，是我搜集资料和理论推导，花费了许多时刻；但仍是有很多人都看不懂，拿着论文来问我，什么缘故是5‰？

我一下子很难说清楚，若是一两句话就能够说清楚，那还用得着花精力写吗？

只能如此回答，当看完我的论文，你就明白答案了。

此刻的人们写规程，都不肯去完成依我看是必需的环节。

你写的是“计重”规程，人们完全依照规程的要求操作，在如此的操作下，你连能达到多少准确度都说不清，还写什么规程！

何时，我把20年前写的论文从箱底翻出来，到在那个地址晒一晒。

只是推导进程是及其枯燥无味的，想必没有人会情愿尝试的。

   此刻有些船公司规定，船上散装货水尺计重误差必需小于3‰！

我说，你船舶图表制表准确度就高达2-3‰，怎么可能做到那个要求呢？

在如此的规定下，船方就做小动作，他在暗处咱们商检在明处，稍不留意就会犯错。

记得以前商检与船方关系一直不错，其一是水尺计重的国际老例是5‰；其二是船方不负散装货短重责任。

如此就没必要做手脚。

因此，如没有人为因素，一样装卸两地的水尺重量差，一样是可不能超过5‰的。

   顺便说一下，日本造船企业造的船，一直是配备以“完工图”制作的图表，如此的图表，其计重准确度完全能达到小于1‰。

那时我在起草规程时就注意到了，我国的造船企业要赶上世界水平，也因该做到这一点。

后来，韩国的船也用“完工图”制作的图表了。

可是，二十年过去了，你有几回看到过咱们自己的“完工图”制作的图表？

船舶水尺标记、图表及测量器具的大体要求

4.水尺计重大体要求

船舶的水尺、载重线标记笔迹要清楚、正规、分度正确。

具有本船有效、正规的下列图表：

 a.容积图或可供艏艉水尺纵倾校正的有关图表；

 b. 排水量或载重量表；

 c. 静水力曲线图表或可供排水量纵倾校正的有关图表；

 d. 水油舱计量表及水油舱液深纵倾校正表，或可供纵倾校正的有关图表。

 不具有有关纵倾校正图表者，吃水差应调整或维持在此期间0.3m（或1ft）之内。

 备妥、检查下列器具

 a. 经检定准确度为万分之五的铅锤密度计；

 b. 容量大于500mL的港水取样器和玻璃量筒；

 c. 电子计算器、钢直尺、钢卷尺、干舷尺、直角尺、量水尺、量油尺、和分规等测算器具。

 查明下列实际情形

 a. 各项图表上的计算单位、比例倍数、公英制、海淡水、容量和重量等；

 b. 淡水、压载水、燃油等舱位的散布情形和贮存量，和压载水的密度；

 c. 燃油、淡水的每日消耗量和装卸期间的转变；

 d. 货舱污水沟（或井）、尾轴隧道和隔离柜等处的污水；

 e. 铺垫物料和其他货物重量，和装卸货期间的变更。

   为使船舶运载货物的水尺计重结果达到预期的计重准确度，必需对船舶设定最低要求。

但事实上船舶及图表不规范的情形常常发觉！

   水尺标记不正规的有：

分度不按规定10cm厘米，而是从8cm～12cm都有；数字下的横线不是水平的，有的倾斜角有10°～15°；左右水尺标记相差20cm；艉水尺标记由于位置关系是倾斜的，但仍是标了10cm字高，如此若是倾斜角有45°，实际字高只有7cm；更有甚者一条不到90米的船，装货后中垂50cm！

我问大副，你的船可不能折断吗？

他说这是“沙滩船”，出厂时就如此。

其实我明白，这是应付海事检查，前后水尺标记成心标小的。

   船舶图表不正规的有：

姐妹船用统一的造船设计图表，图表没有标出本船有效的船名；航行证书、船舶资料、静水力曲线图，满载载重量永久对不上号；几张A4纸复印的表，只有第一张有船名，无法相信这些表与这条船有联系。

没有排水量、水舱纵倾修正表，水舱纵倾修正表还能够自己做一个，但排水量纵倾修正表是无法人工作出的。

   不具有排水量纵倾修正表，理论上能够把船调至30cm之内，事实上空船吃水差不管如何是调不到30cm之内的。

   一样准确度为万分之五的铅锤密度计，是由商检自己配备的，专门港水是淡水的码头。

因为内河测定港水用的是淡水密度计（ρ=～），而海轮上一样配备都是海水密度计（ρ=～）。

铅垂密度计只有在规定范围内才呈其线性特性。

比如：

准确度为万分之五、测量范围为～的铅垂密度计，用作测量ρ=的淡水，其准确度就不是万分之五了。

   其他器具，一样都是船方配备的，自己带些计算器、直尺即可。

固然能带一把量水尺，更能保证测量的准确性。

   必需注意查明的其他实际情形，我将在以后的章节中一一论述。

水尺计重中一些船舶与航运的术语和重要知识

5.测定

船舶吃水

5.1.1用目力观测或测看或实测艏、艉、舯的左右吃水数。

5.1.2船舶无舯水尺标记或不能直接观测舯水尺读数者，可从船舶左右舷甲板线或夏日载重线上缘测至水面的距离，同时查对法定干舷高度。

港水密度

   测看水尺的同时，用港水取样器，从船中舷外吃水深度一半处，取得港水样品，用密度计测定其密度。

淡水、压载水

   用量水尺逐舱测量淡水和压载水的深度，测量管总深度，要注意左右两舱的测量管总深度应大体一致。

污水

   货舱污水沟、尾轴隧道和隔离柜等处存有较多污水且在装卸货期间有所变更，可按其实际形状进行测定。

燃油

   用量油尺逐舱测量燃油的油深，每日消耗量在3t以下，亦可由船方自行测定，并提供贮油量。

   船舶的型吃水、实际吃水，教课书上一样是如此概念的：

   船舶的型吃水——是指船中处自龙骨上缘至实际水线间的垂直距离，型吃水亦称设计吃水。

   船舶实际吃水——等于船舶相应的型吃水加上龙骨板的厚度。

   可是人们往往把实际观测到的水尺，错误地看成“船舶实际吃水”。

   一条新船在勘绘载重线和水尺标记时，把基线（龙骨上缘）作为原点，别离量出甲板线、夏日满载水线等，水尺标记也是从基线（或基线以上0.4米）开始勘绘的。

观测到水线所覆盖的水尺标记，是不包括龙骨高度的！

   为了对二者加以区别，那个地址用了“观测水尺”这一个名词。

   此刻有些权威的培训教材上，错误地把水尺标记写作：

“应以横线的下缘为基准线”。

那个原则性错误直接致使水尺读数错误，横线宽度一样为20mm，也确实是说每次水尺少看20mm，关于万吨轮大约将产生几十吨的误差。

   咱们明白船上的所有标记都服从一个原则——以数字的下缘或以横线的上缘为基准线。

   甲板线——是一条与干舷甲板相平行，长300mm、宽25mm的水平线，甲板线应勘绘在船中的两舷，其上边缘一样应通过干舷甲板上表面向外延伸与船壳外板表面的交点。

对舷缘为圆弧形的散装船，甲板线应勘绘在圆弧与船壳外板的切线上。

   有些权威的培训教材上却把甲板线写成“是一条上缘与主甲板上沿相切的水平线……”。

主甲板大体呈水平状态的，水平状态的物体哪来的上沿？

要说最高点，应该在横向的船中位置。

其实此刻要想写得准确并非难，只要网上搜索一下各类“规范”“标准”即可，不能自以为是权威，拍脑袋写东西。

结果是误人子弟！

   “夏日载重线”与“载重线圈和横线”的横线，高度一样是持平的。

从远处看进出口岸的大轮，那上下别离用两种颜色油漆的分界限，确实是夏日载重线。

很容易看出这条船是不是超载！

   只是，仅仅规范的船是如此的！

此刻很多船为了应付海事检查，把这条分色线往下移动，远远望去，水线是露出来了，就仿佛没有超载一样！

其它画成弧线的、画成前低后高的……，各式各样应有尽有。

   由于咱们一直是沿着“阿基米德定律”那个思路在走，就必需对那个物体产生浮力的介质进行测定。

这确实是咱们所要测定的——港水密度。

   一样情形下，停泊的大轮周围的港水密度，相差是不大的。

咱们只要在船中部吃水深度的一半处取得水样即可。

   可是在特殊情形下（比如停泊位置的隔壁，正好有一个淡水的入海口；等等……），就需增加取水样点，使取得的水样更具代表性。

   取得的水样后，马上应找个无风的地址测定港水密度！

   有个酷热的夏天，取得水样后，马上在大副办公室测得港水密度为：

ρ= 算好后发觉所装货物短少，大副以为是那时港水密度看错了，应该是ρ=！

我说你办公室的室温只有18度，通过一个多小时的计算，水样的水温已是与室温达到平稳了。

从头去水样再测，结果仍是一样。

大伙儿能够算一下，由于那个问题，港水密度产生的不同超过3‰！

   由于在装卸货进程中，淡水和压载水是变更的。

因此“测量水舱”是水尺计重中最重要的环节！

若是把握不行，其不确信度或许是“观测水尺”的几倍！

   测量管的总高，是咱们须重点关注的。

由于测量管底部成心无心的堵塞，都将使量得的测量数据不准，从而使计算出的压载水结果失实！

另外，测量管的总高数值还能够判定该舱在舱顶部份，制表是不是有问题。

我的论文，就谈到了那个问题。

   压载水的测量的问题还有很多，以后列一个题目专门讨论。

   由于在装卸货期间，一样只是辅机消耗燃油，燃油量变更很少。

咱们能够依照船舶日消耗量计算。

若是船上加油，则能够查对加油发票。

可是，要注意的是在此期间是不是有废油泵出！

由于此刻收废油的都是些私人的小划子，交易往往是私下交易的。

没人明白收掉多少废油，其实若是收掉10吨，那么咱们的水尺计重结果就会多算10吨。

   顺便提一下，若是在装卸货期间，收废品的收掉了绑扎、支撑、垫舱物料，也会使水尺计重结果数比实际卸货数大！

水尺计重大体计算公式及所包括物理量的概念

6.计算

水尺计算

依照所测的艏、艉、舯的左右吃水数，和水尺计重公式，取得拱陷校正后平均吃水（D/M）。

6.1.1公式：

Fps=1/2·（Fp+Fs）                ……………………

（1）

Aps=1/2·（Ap+As）                ……………………

（2）

T=Aps–Fps                          ……………………（3）

Mps=1/2·（Mp+Ms）                ……………………（4）

Fc=T·dF/（Lbp+dF–dA）       ……………………（5）

Ac=T·dA/（Lbp+dF–dA）       ……………………（6）

Mc=T·dM/（Lbp+dF–dA）       ……………………（7）

Fm=Fps+Fc                           ……………………（8）

Am=Aps+Ac                           ……………………（9）

Mm=Mps+Mc                          ……………………（10）

Tc=Am–Fm                           ……………………（11）

MFA=1/2·（Fm+Am）                ……………………（12）

D/M=1/8·（Fm+Am+6Mm）            ……………………（13）

式中：

 Fp  ――艏左吃水数，m（ft）；

 Fs  ――艏右吃水数，m（ft）；

 Ap  ――艉左吃水数，m（ft）；

 As  ――艉右吃水数，m（ft）；

 Mp ――舯左吃水数，m（ft）；

 Ms  ――舯右吃水数，m（ft）；

 Fps ――艏平均吃水，m（ft）；

 Aps――艉平均吃水，m（ft）；

 T   ――艏艉吃水差，m（ft）；

 Mps——舯平均吃水，m（ft）；

 Fc  ——艏吃水校正值，m（ft）；

 Ac  ——艉吃水校正值，m（ft）；

 Mc  ——舯吃水校正值，m（ft）；

 Lbp——两垂线间船长，m（ft）；

 dF  ——艏吃水点至艏垂线间距离，m（ft）；

 dA  ——艉吃水点至艉垂线间距离，m（ft）；

 dM ——舯吃水点至船舯间距离，m（ft）；

 Fm ――纵倾校正后艏平均吃水，m（ft）；

 Am ――纵倾校正后艉平均吃水，m（ft）；

 Mm ――纵倾校正后舯平均吃水，m（ft）；

 Tc  ――艏艉纵倾校正后吃水差，m（ft）；

 MFA――纵倾校正后艏艉平均吃水，m（ft）；

 D/M――拱陷校正后平均吃水，m（ft）。

   国家标准中早就有明确规定，撰写国家标准必需用国际计量单位！

可是当初在实际工作中常常会遇上英制图表的船舶，于是就破例许诺临时把英制的图表和公式列上。

我想，此刻删去“英制”部份的机会已经成熟，以后修订的《规程》不将提及“英制”的问题。

   当初，我在起草时的原始公式（3）（7）（8）（9）别离是：

   T=Fps–Aps，Fm=Fps–Fc，Am=Aps–Ac，Mm=Mps–Mc

   其关键点确实是艉倾时，吃水差T的“正负”问题。

在航海专业的教材上概念：

吃水差T等于艏吃水减去艉吃水，船舶在艉倾时吃水差T小于零！

因此，大部份大副都认同是如此的。

在规程鉴定会上有人提出，“吃水差T应等于艉吃水减去艏吃水”。

由于鉴定会上所提问题不多，我只能违心地许诺修改。

于是就有了此刻的版本。

我想请大伙儿试探一下（读航海的朋友就没必要说了，你们已是先入为主了），究竟该如何概念吃水差T？

   在公式（5）（6）（7）中分母上的（Lbp+dF–dA），有位镇江的同行曾经问我公式是不是有错，在dF和dA前的符号，怎么是一个‘+’一个‘–’？

   由于dF和dA不仅有大小，而且有位置（垂线前或后）转变。

如此的dF和dA都是矢量，即有数值大小及有方向的量。

比如：

艏吃水点在艏垂线后0.8米，则dF=–；艉吃水点在艉垂线后5.4米，则dA=。

如此概念的公式有个益处，在编制计算程序时，只要在那个设定的坐标系上，遵循前‘+’后‘–’的原则，其他就无需再考虑其修正值究竟是加仍是减！

   顺便提一下，培训教材上关于艏、艉垂线的概念是错误的。

第一它引进了错误的艏柱、艉柱概念。

大伙儿不妨网上搜索一下“艏柱艉柱”。

绝大部份的搜索结果是西方古帆船的模型制作、木质海洋渔业船舶……等等。

现代的所造钢铁船，那里还有“艏柱艉柱”？

所述的“艉柱后缘”更是令人哭笑不得！

不知是从何处剽窃而来！

   船舶规范上只有艏艉垂线和舯线，没有“舯垂线”如此的说法！

   另外在水尺计重的有个重要的物理量在《规程》中没有提及，确实是——装载拱垂值Mps–MFA，当拱垂值小于零表明船舶“中拱”；拱垂值大于零表明船舶“中垂”。

依照体会，正常的拱垂值为Lbp/1200；极限的拱垂值为Lbp/800；危险的拱垂值为Lbp/600。

船上技术数据的计算都来自原设计图的坐标系

6.1.2吃水校正

a.船舶具有艏、艉、舯水尺纵倾校正表，可据以校正，必要时予以查对；

b.艏吃水校正值：

艏倾时（+）艉倾时（–）；

c. 艉吃水校正值：

吃水点在垂线前，艏倾时（–）艉倾时（+）；吃水点在垂线后，艏倾时（+）艉倾时（–）。

6.1.3 船图上标明吃水点至垂线间距离，可查取数据，依照公式予以校正。

6.1.4 船图上未标明吃水点至垂线间距离，则应由以下方式确信：

6.1.4.1 艏吃水点至艏垂线间距离

将艏吃水按船图上的比例缩小，用分规量出艏吃水点，并测量该点至艏垂线间距离。

再按比例放大即得艏吃水点至艏垂线间实际距离dF。

6.1.4.2 艉吃水点至艉垂线间距离

船图上标明艉水尺标记，则可按求dF之方式量出艉吃水点至艉垂线间的距离。

如图上未标明艉水尺标记，则可在船舷侧以目测或实测确信为艉吃水点至舵杆中心之间的实际距离。

6.1.4.3 吃水点至相应垂线间距离值：

在垂线前为（+）在垂线后为（–）。

6.1.5 艏艉垂线的确信

船图上无两垂线时，可将夏日载重线高度，按船图比例缩小，作一平行于基线的水线与船首相交，并以此相交点作一垂直于基线的垂线为艏垂线，以舵杆中心线为艉垂线。

6.1.6 舯吃水的确信

a. 舯吃水从甲板线测按时：

   舯左（右）吃水等于法定干舷加夏日载重线高度减左（右）舷实测干舷高度。

b. 舯吃水从夏日载重线测按时：

  舯左（右）吃水等于夏日载重线高度减左（右）舷实测干舷高度。

   在这一节要紧讲的是艏艉吃水点至艏艉垂线距离的确信，其实从公式（13）能够看出：

舯吃水在拱陷修正中的权，是艏艉吃水的6倍。

舯吃水点至舯线距离更要求十分准确。

由于“载重线圈”必需勘绘在船中位置，因此只有当满载时，舯吃水标记才会离开舯线，但由于满载时的吃水差又不可能专门大，因此舯水尺的修正频率不是很高。

值得注意的是：

有条船在出厂时，舯水尺标记就向后标错一个肋骨位（0.70米）。

如此的船，若是忽略了舯水尺的修正，专门是空船时，那就将出大问题！

   碰到过如此一条船，其右舷勘绘的是公制，从水尺标记到艏艉吃水点至艏艉垂线距离；而左侧则全都是英制，那个公英制标明的距离明显有不同。

这时该如何修正呢？

规程上也没答案啊！

我在左右平均前，先将左和右别离对水尺纵倾修正，然后再做左右平均，最后在做拱陷修正。

情形确实是如此，没有现成的模板，只能依照规程的主题来现场发挥！

   从艏艉垂线的作图确信，你会对艏艉垂线的概念有进一步熟悉。

事实上，船舶设计确实是从确信船舶坐标系开始的。

以舵杆中心线为Z轴；以基线为X轴；以这两条线的交点横向作出Y轴。

由于原点在舵上，不是固定的。

就此概念了艏垂线和舯线作辅助。

……于是就有了“静水力资料”和“水油舱资料”，就可用作航行用的初稳性高度