#第一章 船舶与货物基本知识.docx

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#第一章船舶与货物基本知识

1.1船舶的重量性能和容积性能

一．船舶的重量性能

1．船舶在静水中的平衡

如图1－1所示，在静水中静静地漂浮着的船舶，只受船舶重力和浮力的作用，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一铅垂线上而平衡。

船舶重力用船舶总重量来度量，船舶浮力用排水量来度量。

2．船舶重量性能

船舶重量性能是指和浮力和载重有关的船舶性能。

它和船舶装载状态有关。

船舶装载状态可分为满载、空载及介于二者之间的任意装载状态三种。

任意装载状态时船舶重量性能如图1－2所示。

（1）船舶排水量Δ和船舶总重量W

无航速的船舶在静水中处于自由漂浮状态时，船体所排开水的重量称为排水量，用Δ表示；船舶的全部重量称为船舶总重量，用W表示。

（2）空船重量和空船排水量ΔL

船舶装备齐全但无载重时的船舶重量称为空船重量，其对应的排水量称为空船排水量，用ΔL表示。

新船的空船重量及其重心位置可从船厂提供的船舶资料中查得，在船舶营运过程中都作为定值使用。

（3）船舶满载重量和满载排水量ΔS

船舶的吃水达到规定的满载水线（通常指夏季载重线）时的排水量称为满载排水量，用ΔS表示；其对应的船舶总重量称为船舶满载重量。

（4）航次储备量ΣG

船舶在具体航次中为维持生产和生活的需要而必须储备的所有重量的总和称为航次储备量，用ΣG表示。

（5）船舶常数C

船舶营运后的空船重量和新船时的空船重量的差值称为船舶常数，用C表示。

船舶常数及其重心位置通常在定期厂修后通过倾斜试验测定。

（6）总载重量DW

船舶排水量和空船排水量的差值称为总载重量，用DW表示。

船舶满载时有最大的总载重量，用DWS表示。

在具体航次中由于吃水限制等具体航次条件所确定的最大船舶排水量求得的总载重量称为航次最大总载重量，用DWmax表示。

（7）净载重量

航次最大总载重量和航次储备量、船舶常数的差值称为净载重量，用NDW表示。

如图1－3所示，在满载情况下船舶有最大的净载重量。

（8）压载水

为了保证船舶有足够的稳性、强度和适当的吃水差，在具体航次中通常都有一定的压载水。

压载水的存在使船舶净载重量减少，如图1－4所示。

二．船舶的容积性能

船舶所具有的容纳各类载荷（甲板货除外）体积的性能称为船舶的容积性能。

1．舱柜容积

舱柜容积是指船体内部用来装载货物或燃料、淡水等液体载荷的围蔽处所的容积。

表示舱柜容积的参数有下列四个，在随船资料中可以查到：

（1）货舱散装容积

货舱内能容纳无包装的固体散货的最大体积。

计算：

货舱内两舷侧板内缘、前后横舱壁内缘、内底板或舱底板上缘、甲板下表面及舱盖板下表面和舱口围板内表面所围成的体积减舱内骨架、支柱、通风筒等体积。

可以想象成装满液体时的体积。

（2）货舱包装容积

货舱内能容纳具有一定尺度的成件包装或裸装货物的最大体积。

一般货舱的包装容积约为散装容积的90%~95%。

计算：

货舱内两舷侧肋骨或纵桁内缘、前后横舱壁骨架（扶强材）的自由翼内缘、内底板或舱底板上缘、甲板横梁或纵桁（骨）下缘所围成的体积加舱盖板下表面和舱口围板内表面所围成的体积减舱内骨架、支柱、通风筒等体积。

（3）液货舱容积

液货舱内所能容纳特定的液体货物的最大容积。

计算方法和货舱散装容积类似。

（4）液舱容积

船舶的燃油柜、润滑油柜、淡水柜、压载水柜等所能容纳相应液体载荷的最大容积。

计算方法和货舱散装容积类似。

2．舱容系数ω

舱容系数是指货舱总容积和船舶净载重量的比值，即：

式中，ΣVch为船舶的货舱总容积，m3。

舱容系数表示平均每一吨净载重量所拥有的货舱容积。

可用来表征船舶适宜装载重货或轻货。

在随船资料中可以查到该值。

3．登记吨位

登记吨位是指船舶因登记注册需要而依据有关规范丈量的船舶容积。

有关规范为：

《国际船舶吨位丈量公约》和我国《海船法定检验技术规则》。

登记吨位有三种：

（1）总吨位GT

（2）净吨位NT

（3）运河吨位：

包括巴拿马运河吨位和苏伊士运河吨位两种。

1.2船舶静水力参数图表及其使用

一．船舶静水力参数图表

1．概念

船舶浮性参数、稳性参数和船型系数合称为船舶静水力参数。

通常都是指船舶在静止的标准海水中保持正浮时的计算值。

静水力参数随船舶平均吃水变化关系以曲线、表格等形式表示出来就称为船舶静水力参数图表。

2．种类

有船舶静水力曲线图、静水力参数表和载重量表尺三种。

3．用途

计算船舶浮态、稳性和强度等。

二．船舶静水力曲线图

静水力曲线包括浮性曲线、稳性曲线和船型系数曲线三部分。

其中，船型系数曲线较少使用。

1．浮性曲线

（1）型排水体积曲线VM

（2）标准海水排水量曲线Δ和标准淡水排水量曲线Δf

（3）浮心距船中距离曲线Xb

一般规定：

船中前为正，中后为负。

有些国家取浮心距尾垂线距离。

（4）浮心距基线高度曲线KB

（5）水线面面积曲线AW

（6）漂心距船中距离曲线Xf

一般规定：

船中前为正，中后为负。

有些国家取漂心距尾垂线距离。

（7）厘米吃水吨数曲线TPC

2．稳性曲线

（1）（横）稳心距基线高度曲线KM

（2）纵稳心距基线高度曲线KML

（3）厘米纵倾力矩曲线MTC

三．载重表尺和静水力参数表

1．载重表尺

载重表尺是将静水力曲线图中的排水量、总载重量（由排水量计算出）、厘米吃水吨数、厘米纵倾力矩这四个重要参数和吃水的对应值，按英制、公制、海水、淡水情形，编列成表尺。

2．静水力参数表

静水力参数表是完全将静水力曲线数字化，便于查用。

四．静水力曲线图的使用

1．已知吃水d,求其他要素。

1.1在纵轴上量吃水d，过吃水点作横轴平行线，交各曲线；

1.2过各曲线交点引垂线交横轴,量出在横轴上相应的厘米数,乘以相应的比例,即得各值；

1.3注意:

Xf、Xb应从船中线量起,左负右正。

2．已知其他任一要素,求吃水及其他要素。

以已知船舶重量（海水排水量）为例。

2.1将排水量除以图中海水排水量的比例得厘米数；

2.2在横轴上量出相应厘米数，过该点向上作垂线交海水排水量曲线；

2.3过海水排水量曲线交点作水平线交各曲线及纵轴,其余步骤同1.1和1.2。

1.3船舶吃水

一．吃水和水尺标志

1．吃水

水线面至船底龙骨板下缘的垂直距离称为实际吃水。

正浮时，水线面至船底龙骨板上缘的垂直距离称为型吃水。

通常，实际吃水和型吃水之间相差一个龙骨板厚度。

2．水尺标志

为了反映船舶处于纵倾或横倾时各处吃水的大小，在船舶两舷的首、中、尾共六处勘划了水尺标志，分别表明这六处的实际吃水：

尾左吃水dAP中左吃水dZP首左吃水dFP

尾右吃水dAS中右吃水dZS首右吃水dFS

其中，首吃水标志勘划在首柱上，尾吃水标志勘划在尾柱或舵杆上，近似代表首、尾垂线处的吃水。

则首、中、尾吃水由下式计算：

二．平均吃水dM

1．概念

平均吃水是查取静水力曲线的依据，十分重要。

船舶横倾角或纵倾角不大于10~15°时称为小倾角倾斜。

船体左右对称而首尾不对称，所以小倾角横倾时倾斜轴过左右对称线，而小倾角纵倾时倾斜轴不是过船中而是过漂心，如图1－5所示。

2．实际平均吃水计算

（1）正浮时，船舶各处的吃水通常相等，故可取船中实际吃水为实际平均吃水：

（2）小倾角横倾（无纵倾）时，取任一处左、右吃水的平均值为实际平均吃水：

（3）小倾角纵倾（无横倾）时，实际平均吃水计算式推导如下：

（4）船舶既有纵倾又有横倾时，实际平均吃水由下式计算：

注意：

以上计算是在假定船体为刚体的条件下导出的，实际上船体是弹性体，可能存在一定的纵向弯曲变形，影响吃水计算。

所以，必要时应对船体拱垂变形影响进行修正。

三．舷外水密度变化对吃水的影响

舷外水密度变化对船舶吃水有明显的影响，特别是当船舶由海水域进入淡水域时，船舶吃水显著增加，可能导致搁浅事故。

舷外水密度变化引起船舶平均吃水的变化量也可从静水力参数图表中查取。

1．平均吃水变化量计算

设航行水域的水密度由ρ1变化为ρ2，由于船舶总重量不变，故排水量Δ不变，但排水体积由V1变化为V2，平均吃水由d1变化为d2，则平均吃水变化量δd由下式计算：

式中，ρS——标准海水密度，1.025t/m3

TPC——标准海水中的厘米吃水吨数，t/cm（教材不严格）

注意：

该式是在直壁船舷假定下导出，船舶接近满载时误差很小，但轻载时误差很大。

2．淡水超额量FWA

船舶由标准海水域进入标准淡水域时平均吃水变化量称为淡水超额量，用FWA表示。

取ρS=1.025t/m3，ρ1=1.025t/m3，ρ2=1.0t/m3，代入平均吃水变化量δd计算式，则淡水超额量FWA如下式计算：

3．半淡水超额量

水密度在标准海水和标准淡水之间（1.000<ρ<1.025）的水域称为半淡水域。

船舶由标准海水域进入半淡水域时平均吃水变化量称为半淡水超额量。

计算式如下：

1.4载重线标志和载重线海图

一．储备浮力和干舷

1．储备浮力

储备浮力是指满载水线以上船体水密空间所具有的浮力，它是表征船舶适航性的指标之一。

海船的储备浮力约为满载排水量的25~40%。

2．干舷F

干舷是指船中处从干舷甲板边缘上表面至满载水线之间的垂距，用F表示。

储备浮力和干舷的大小成正比，干舷越大，储备浮力就越大。

干舷和型深D、满载吃水d之间的关系是：

F=D+δ－d

式中，δ为干舷甲板边缘的厚度。

3．最小干舷的确定

为了保证船舶有足够的储备浮力，国际社会制定了《国际载重线公约》，我国也制定了相应的规则。

综合船体强度、稳性、抗沉性等方面的要求，确定出船舶应有的最小干舷，进而确定出船舶的满载载重线。

二．载重线标志

载重线标志是指勘绘于船中两舷，标明满载载重线位置以限制船舶最大吃水，确保船舶最小干舷的标志。

它包括甲板线、载重线圈及横线、各载重线三部分组成。

1．种类

载重线种类主要有以下几种：

（1）国际航行非运木船舶的载重线标志；

（2）国际航行运木船舶的载重线标志；

（3）国际航行船舶的全季节载重线标志；

（4）国内航行船舶的载重线标志。

2．国际航行非运木船舶的载重线标志

该标志有5~6条载重线组成，垂直线船尾一侧为淡水载重线，船首一侧为海水载重线。

（1）夏季载重线S

该线上缘和载重线圈中心（横线上缘）平齐，标有字母“S”。

夏季载重线标明船舶在夏季海水中的满载水线（设计水线）或满载吃水（其他载重线意义雷同），是基准载重线，其干舷为最小干舷。

其他载重线均由夏季载重线推定。

（2）热带载重线T

该线比夏季载重线高1/48夏季满载吃水，标有字母“T”。

（3）冬季载重线W

该线比夏季载重线低1/48夏季满载吃水，标有字母“W”。

（4）北大西洋冬季载重线WNA

该线比冬季载重线低50cm，标有字母“WNA”。

注意：

勘划该线是确保小型船舶安全，船长超过100m的船舶不勘划北大西洋冬季载重线。

（5）夏季淡水载重线F

夏季淡水载重线标有字母“F”。

该线比夏季载重线高ΔS/40TPCcm，其中ΔS和TPC分别为夏季标准海水的满载排水量和厘米吃水吨数。

如果该满载排水量ΔS不能确定，则夏季淡水载重线应比夏季载重线高1/48夏季满载吃水。

（6）热带淡水载重线TF

热带淡水载重线标有字母“TF”。

该线比热带载重线高ΔS/40TPCcm，如果ΔS不能确定，则热带淡水载重线应比热带载重线高1/48夏季满载吃水。

下表为某船在不同载重线时对应的吃水、排水量和总载重量。

从表中可以看出，夏季海水、淡水排水量相同；热带海水、淡水排水量相同；夏季、冬季、热带排水量不同，热带最大，冬季最小，夏季居中。

载重线

实际吃水（m）

排水量（t）

总载重量（t）

淡水

海水

淡水

海水

夏季

9．022

20881

15510

冬季

8．835

20405

15034

热带

9．210

21367

15996

夏季淡水

9．224

20881

15510

热带淡水

9．412

21367

15996

三．载重线海图

1．概念

按《国际船舶载重线公约》要求，船舶的水线在任何时刻、任何地点均不得超过相应的载重线。

这是船舶适航的要件之一。

对违反此项规定的船舶，各国的港口当局将禁止其进港或出港；一旦发生海损事故，还不能享有免责权。

然而，在同一时间，世界各海区的海水温度、风浪状况有差别；同一海区在不同时段，其海水温度、风浪状况也可能不同。

因此，《国际船舶载重线公约》将世界各海区划分为不同的区带和季节区域，制成《商船用区带、区域和季节期海图》，简称载重线海图，如教材附录所示。

2．区带

区带是指一年中风浪、水温变化不大的海区。

共有两种区带：

（1）热带区带，在赤道附近，海图上用深绿色标示；

（2）夏季区带，在热带区带两侧，海图上用米黄色标示。

3．季节区带

季节区带是指一年中风浪、水温变化较大，需要分为两个季节的海区。

共有两种季节区带，每种季节区带又有若干块季节区域：

（1）冬季季节区带，包括北太平洋冬季季节区带、北大西洋冬季季节区带I、II等，全年分为冬季和夏季两个季节，海图上用浅兰色及浅绿色等标示；

（2）热带季节区带，包括南、北太平洋热带季节区带等，全年分为热带和夏季两个季节。

海图上用黄色标示。

4．我国沿海区带划分

（1）公约规定

《国际船舶载重线公约》将我国沿海划分为两个区带：

以香港和菲律宾苏阿尔连线为界，以北为夏季区带，以南为热带季节区带。

（2）我国规定

我国在加入《国际船舶载重线公约》时对上述划分作了两项保留：

a）以香港和苏阿尔连线为界，将沿海分为南、北两个热带季节区域；

b）把南热带季节区域中热带季节期延长了4个月。

两项保留的目的都是为了提高船舶效益，扩大和延长热带季节期。

四．载重线标志的使用

1．必须采取限制总载重量等措施，确保船舶不论在进港、出港或航行时，相应于船舶所在的区带、区域或季节期的载重线的上缘不被淹没。

此项要求是否满足，应以实际观察结果为准，不得以任何计算方法来替代。

2．无论由承运人或货方装船，保证船舶在载重线方面适航的责任都在船方。

对于超载要求船方有权拒载。

3．国际航行的中国籍船舶在我国沿海航行时应遵守我国规定。

1.5货物的基本性质

一．货物的化学性质

1．锈蚀性：

金属及其制品发生氧化反应；

2．自热性：

煤、谷物等氧化时发热；

3．自燃性：

货物氧化发热并且累积达到其燃点时自行燃烧；

4．化学爆炸性：

一些货物在高温、高压等作用下发生化学爆炸；

5．腐蚀性：

强酸、强碱泄漏造成腐蚀。

二．货物的物理性质

1．吸湿性和发汗性

含有水分的货物同时具有吸湿性和发汗性，如果控制不当，会影响货物质量。

影响货物吸湿性和发汗性的主要因素有：

（1）环境的温度、相对湿度和货物的含水量；

（2）货物蒸发水分的蒸汽压；

（3）货物的表面积；

（4）货物的种类。

2．冻结性和熔化性

3．膨胀性和物理爆炸性

4．放射性

三．货物的生物性质

1．腐败性

2．霉变性

四．货物的机械性质

货物的机械性质是指货物及其包装所具有的抵抗外界压力和冲击力避免发生变形或破坏的能力。

1.6货物的亏舱率、积载因素和自然损耗

一．件杂货的亏舱和亏舱率

1．货物的量尺体积VC

从一票件杂货中取若干件（12~20件），在平整的场地上尽可能紧密地堆积成规则形状，测量其外形尺度，由此外形尺度计算得到的体积就是这些件杂货的量尺体积。

进一步可计算出整票货的量尺体积。

量尺体积通常比货物的实际体积大一些。

2．件杂货的亏舱舱容δV

件杂货在货舱中所占据的货舱容积Vch通常要大于自身的量尺体积，这二者之间的差值就是货物的亏舱舱容：

δV=Vch－VC（m）

造成亏舱的主要原因有：

货物外形不规则、堆码不齐、留通风通道、绑扎固定空间等。

3．亏舱率Cbs

亏舱率是指货物亏舱舱容和货物所占货舱容积的百分比。

即：

亏舱率的大小和货物的种类、包装、货舱结构、堆码方式等有关。

二．积载因素

每吨货物所占的货舱容积或量尺体积称为货物的积载因素。

散货不存在亏舱问题，因此散货的积载因素只有一个。

而对于件杂货而言，积载因素有包括亏舱和不包括亏舱之分。

（1）不包括亏舱的积载因素SF'（量尺积载因素）

不包括亏舱的积载因素是指货物的量尺体积VC和货物的重量Q之比，即：

常见的积载因素一般都是指不包括亏舱的积载因素，如货物运输资料中列出的积载因素、货主申报的积载因素、装货清单列明的积载因素等。

（2）包括亏舱的积载因素SF（装舱积载因素）

包括亏舱的积载因素是指货物所占货舱容积Vch和货物总重量Q之比，即：

满舱时Vch为货舱的包装容积；

（3）两种积载因素之间的关系

由亏舱率的定义可导得两种积载因素之间的关系：

三．货物的自然损耗

1．自然损耗

按重量进行交接的货物，因货物本身性质、自然条件和运输技术手段等因素造成的不可避免的重量减少，称为货物的自然损耗。

自然损耗的原因主要有干耗、挥发、渗漏、沾染、飞扬和散失等。

2．自然损耗率

交货时的自然损耗占接收货物时货物总重量的百分比称为自然损耗率。

自然损耗率和货物种类、装卸方式及次数、气候条件、航程长短等因素有关。

在航运界公认的自然损耗率范围内或合同约定的范围内，承运人可以不赔。