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船舶系泊仍然是航运业的一项基本功能。对于系泊系统,从系泊设备和布置到系泊实践,有各种各样的标准、指南和建议。然而,伤害船舶和码头人员的事件仍然发生在系泊过程中。OCIMF已在第四版中对系泊设备指南进行了重大修订,重点是船舶和码头人员的安全。它涉及四个重要的关注领域:
●从事故中吸取的教训,最明显的是从HMSF 系泊缆绳事故中吸取的教训。
●以人为本的系泊设计和系泊作业中的人为因素。
●国际海事组织(IMO)关于系泊安全方面新的和开发中的法规和指导。
●替代的系泊技术,以及如何将其安全地纳入船舶和码头系泊系统的设计中。
第1 节 系泊介绍.
第2 节 人为因素
第3 节 系泊力和环境条件
第4 节 系泊安排和布置图
第5 节 系泊缆绳
第6 节 系泊绞车
第7 节 系泊和拖带装置
第8 节 结构加强
第9 节 泊位的设计和装置
第10 节 船/岸界面
第11 节 替代系泊技术
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表5.2:缆绳管理计划中的维护、检查和淘汰要求的概述
*对于所有系泊缆绳,应监控接触面的局部损坏,并应制定转移这些磨损区域的计划,以免过多的局部损坏。应全面考虑本节中提供的建议,目的是随着时间的推移,最有效地沿缆绳的长度分布磨损。裁剪部分缆绳进行剩余强度测试和分析也可以达到转移磨损区域的目的,并且在制定LMP的过程中也应该仔细考虑。有关减轻缆绳局部损坏的指导,请参阅5.4.4节。
**检查频率可以根据日常检查的详细程度而变化。这些检查应由缆绳制造商的代表或其他经过认证/能胜任的人进行,这些人可以来自第三方,也可以来自经营人组织。有关检查类型和流程的详细信息,请参见表5.3。
注释:如图5.10概述的那样,计划维护和检查活动的适当频率取决于靠泊频率,因此,船舶经
营人应监控和管理船舶系泊时间内每根缆绳的使用历史。此外,恶劣的环境条件(即导致系泊缆
绳负荷超出正常操作负荷)可能需要进行临时详细的检查,以确定是否有损坏。
***剩余强度测试和缆绳状态分析不是LMP的要求,但是建议的做法有助于改善缆绳的可靠性。船舶经营人可以决定如何最有效地执行这个过程。有关剩余强度测试和缆绳状态分析的更多详细信息,请参见第5.4.5节。
当船舶经营人接管现有船舶的管理时,应对系泊系统和LMP进行审查。在决定当前的缆绳选择和预期的使用寿命是否合适时,应考虑缆绳选择和预计的贸易模式。
如果审查表明缆绳的选择不合适并且需要更换,则应考虑缩短更换期。在此期间可以增加监控,以便在适当的时间范围内采用合理和成本效益高的方法更换所有缆绳,同时始终保持在失效前淘汰缆绳。
LMP框架也可用于管理系泊尾索。它应该确保尾索在失效前被淘汰。
5.4.3检查流程
根据船舶经营人总体的计划维护政策,应在船舶LMP中明确规定缆绳的检查频率。每次系泊操作也为现场检查提供了时机。这些现场检查可以由系泊方在缆绳部署和回收期间进行,并且可以识别局部损坏。
应根据系泊频率、负荷状况的严重程度、缆绳配置的一致性以及其他因素,在船舶的LMP中规定并记录每种类型缆绳的检查频率。表5.3提供了系泊缆绳的检查类型及其频率的指导。
表5.3:系泊缆绳检查类型的示例
在制定检查程序时,船舶经营人应与缆绳制造商合作,确保选择合适的检查频率以适合船舶的贸易模式。图5.10显示了如何利用靠泊频率和环境的严重性来确定检查频率。图5.10描述了规定检查频率的基本原理。
图5.10:检查频率图
5.4.4磨损区域的管理
所有类型的系泊缆绳都会因为常见的缆绳路径选择和部署过程而导致局部疲劳和损坏。例如,在导向滚轮周围循环受力产生的损伤,在受力情况下与缆桩和导向滚轮接触时引起的局部磨损等。系泊缆绳上这种损伤的位置和程度可能因多种因素而有所不同,其中包括:
船舶交易模式的可变性。
码头布局和设计的可变性。
系泊尾索的长度和材料。
船舶在码头的移动。
环境条件。
压载或满载的船舶。
磨损区域管理技术对于从事固定航线的船舶可能更有用。对于停泊范围较大,或者靠泊期间压载或满载变化范围较大的船舶,它们可能作用甚微。为了有效管理磨损区域,船舶经营人应在LMP中记录其维护计划,并使用以下方法:
1.确定满足船舶贸易模式操作要求所需的最小长度。
2.考虑增加购买的缆绳的长度,以便在使用期间可以裁掉舷外部分的长度并由有能力的人进行拼接。这将把现有的磨损区域移到舷外。
3.制定维护计划,概述缆绳调头和盘绕在不同绞车或位置的频率和方法,有助于改变缆绳的接触点(磨损位置)。
4.应有程序规定把其中缆绳损坏的部分裁剪并送给制造商或检测实验室进行详细的检查和破断测试,该程序可以提供有关损坏的严重程度和相关强度损失的反馈,并指导今后的维护决策。
使用这些方法可以优化系泊缆绳的使用寿命,并减少与未识别的局部损坏相关的风险。船舶经营人应在LMP中记录缆绳的掉头、裁剪和移动计划,并在计划维护或需要时,对裁剪损坏的缆绳有明确的政策和说明。
这些方法中的每一种都需要能胜任的船员或受过培训的人员,以确保根据制造商的指导对缆绳进行裁剪和拼接。
图5.11和5.12显示了根据不同的港口位置和部署的缆绳长度,磨损区域在单根缆绳上的变化情况。在图5.12中系泊墩的距离比图5.11还要远,磨损部位进一步向舷外移动。
图5.11:舷外缆绳长度30米
图5.11:舷外缆绳长度50米
5.4.5剩余强度测试和缆绳状况分析
在监测的基础上剩余强度测试可以作为证实缆绳状态的工具。收集这个信息有助于评估缆绳的预期使用寿命和事后分析。在进行测试和分析时,应将每根缆绳的使用历史记录提供给制造商或测试机构。这通常包括系泊小时数、缆绳使用的位置、掉头、缆绳轮换的历史记录、以及与缆绳相关的任何其他信息,例如,损伤或修理。如果有的话,缆绳负荷的历史数据有助于确定缆绳的剩余强度。
在此类测试或分析中,至少应记录并向制造商或测试机构提供以下信息:
系泊缆绳产品的名称/材料。
系泊尾索产品的名称/材料。
系泊缆绳的位置/绞车编号。
系泊缆绳的使用历史(系泊小时数)。
如果在船上和码头上有缆绳承受负荷的历史(例如:平均的操作负荷、动态负荷事件和频率等),则应记录、存储并分享该数据以便考虑到更全面的分析。鼓励这类系统的制造商提供可以生成历史负荷数据的系统,这些数据可以提供给船舶经营人,以便在船上保留,并在剩余强度测试及改进缆绳使用寿命的政策中进行更坚定的分析。数据应以易于阅读的格式提供,例如,电子表格。
5.4.6系泊缆绳和尾索证书
所有系泊缆绳、钢丝缆和尾索都应附有制造商的证书(以及支持证书,见附录B)。
这些证书应保存并整合到船舶的LMP中。
建议在收到时,对每根系泊缆绳和尾索进行永久性标记,以便能正确识别每根缆绳和相应的证书并对使用历史进行跟踪。
这些证书是LMP的组成部分,应由缆绳制造商、造船厂或以前的船舶经营人(如适用)提供给船舶经营人。
5.5钢丝绳
5.5.1 总则
钢丝绳是由多股钢丝绞合(或铺设)成绳状构成的。产品可以通过略微不同的工艺来制造和完成,以提高缆绳的质量和性能。钢丝绳广泛应用于各种类型和尺寸的船上。
钢丝绳具有较高的强度/直径比,并具有良好的耐磨性和抵抗其他形式的机械损伤。钢丝绳需要进行日常维护以防止腐蚀,而且比合成缆绳重很多,这给船员带来了操作上的挑战。
强烈建议使用独立钢丝绳芯(IWRC)制成的钢丝绳,而不是纤维芯钢丝绳。IWRC钢丝绳具有更大的耐压性,给定直径的LDBF更高,在弯曲时能保持更高的强度。
5.5.2材料
推荐采用高质量、高强度、冷拉镀锌钢丝用于系泊缆绳。本节不包括用其他钢材材料和加工方法制造的钢丝绳。如果使用其他材料,应考虑预期用途、与连接设备的兼容性和维护。
其他钢材材料和加工方法可能包括:高碳钢、非镀锌钢、不锈钢,铝/锌涂层和热浸镀锌。
5.5.3结构
对于所有的一般系泊缆绳,建议使用6x36或6x41(6 x36级)的钢丝结构,其中每一股均为等距捻和常规(普通)右捻。图5.13显示推荐的钢丝绳结构。
图5.13:钢丝绳结构
5.5.4影响钢丝缆性能的因素
影响钢丝缆系泊性能的关键因素是强度、弯曲疲劳、拉伸疲劳、挤压和变形、腐蚀和磨损、温度。下面将更详细地解释这些因素,并在可行的情况下提供如何解决每个问题的指导。
5.5.4.1强度
新的钢丝缆(即LDBF)的抗拉强度应根据第1节的设计指导规定。建议使用最小抗拉强度为1,770至2,160N / mm2之间的钢丝。具有这些抗拉强度等级的预成型镀锌冷拉钢丝现在已经广泛使用,并建议代替非镀锌钢丝等级。
5.5.4.2弯曲疲劳和D/d的比
与所有绳索一样,钢丝弯曲超过一定半径就会损失强度。这是在船上钢丝绳设备设计中的一个主要因素,因为绞车滚筒和导缆孔应该有足够的直径或表面半径。第5.2.3节中列出的推荐最小值是基于使用推荐的IWRC钢丝绳。在给定的弯曲比下,纤维芯钢丝绳比IWRC钢丝绳会失去更多的强度。因此建议不要使用纤维芯钢丝绳。
建议最小的弯曲比(D/d)为15。
5.5.4.3疲劳和磨损
钢丝缆的疲劳主要是由于钢丝在绞车滚筒、滑轮或甲板导缆孔上弯曲引起的。用大的多股钢丝构成的钢丝绳,如6×19结构,与用较小的多股钢丝构成的钢丝绳相比,具有较小的抗弯曲疲劳的能力,如6×36结构。
钢丝的磨损可能是由于它经过甲板上的装置,或在绞车滚筒上盘绕时与自身摩擦造成的。
5.5.4.4动态负荷
动载负荷(通常被称为冲击负荷)是一种突然的高负荷,它被转移到此前处于低负荷或静态负荷下的缆绳上。这可能会导致峰值负荷高于建议的负荷极限,或者在极端情况下,缆绳剩余的破断负荷会导致缆绳失效。反复的动态负荷会造成缆绳强度的明显损失。这在正常情况下很难检测到,并可能导致缆绳在一段时间后失效,即使在低于最大负荷限制的情况下使用。
应始终记录超过WLL的动态负荷,并应向缆绳制造商咨询是否可以继续使用。
5.5.4.5挤压
绞车有一层以上的缆绳时,绞车上的高压或在高负荷时将钢丝弯曲在甲板装置上,都会造成挤压损伤。应根据制造商的指南将钢丝绳用反向拉力的方式安装在绞车上,并应均匀盘绕。建议使用IWRC绳索而不是纤维芯绳索,因为它们具有更高的耐压强度。
5.5.4.6腐蚀
钢丝缆的腐蚀会增加它的疲劳速度,应避免。在5.5.6.3节中提供了有关正确的维护和防腐蚀的更多细节。
5.5.4.7温度
尽管钢丝润滑剂和末端(如插接和紧箍圈)在极端温度下的使用可能有局限性,在大多数应用中,钢丝绳通常可以在低至-40℃和高至+90℃的温度下使用。应该从缆绳制造商那里获得进一步的建议。
5.5.5规格和采购
目前没有专门用于船用系泊钢丝绳规范的国际标准。6 x36级的钢丝适用于大多数系泊缆绳的应用。购买者应与供应商协商,以确保符合他们要求的性能标准,并且钢丝绳的测试适合预期用途。附录B提供了一个框架,供船舶经营人在选择钢丝绳时使用。
钢丝绳产品符合许多国家和国际标准。以下标准涉及使用上述推荐材料和结构的钢丝绳。
American FederalSpecification(FS)RR-W-410-F Wire Rope and strand.(6 x 37 with IWRC extraimproved plow steel).
BS EN 12385-4+A1Steel Wire Ropes. Safety. Stranded Ropes for General Lifting Applications.
BS EN 10264-2Steel Wire and Wire Products. Steel Wire for Ropes. Cold Drawn Non-alloy SteelWire Rope for General Applications.
BS EN 13411-8 Terminationsfor Steel Wire Rope Safety. Swage Terminals and Swaging.
订购钢丝绳时,最好提供尽可能多的应用和背景信息。建议更换的钢丝绳应与现有钢丝绳的性能相匹配,并与系泊设计兼容。为确保达到这一目的,应遵循附录B中概述的采购和测试框架。虽然并非所有性能指标都是相关的(例如,温度),但这将有助于用户通过确认强度、刚度、成角耐力等来确保产品的适用性。
5.5.6使用和保养
以下是钢丝绳的使用和使用中的注意事项的一般性指导。更详细的信息可以在EN12385-3,ISO 4309和钢丝绳技术委员会的“钢丝绳用户手册”中找到。还应从缆绳制造商获得进一步的建议。
5.5.6.1存储
最好是干净、通风良好、干燥的、有遮盖的地方,例如,绳索库房是首选。如果室外存放不可避免,绳索应该用防水材料覆盖,以保护其免受阳光和天气的影响。绳索应存放在不容易受盐水、蒸汽、化学烟雾或其他腐蚀性物质影响的地方,并加以保护使之不会受到任何意外损害。
在长期存放期间,卷轴或绞车应定期转动,特别是在温暖的环境下,以防止润滑剂从钢丝绳中泄漏和/或转移到系泊缆绳的其他区域。应确保绳索与甲板没有任何直接接触,并且确保卷轴下方有空气流动。应考虑在绳索库房或甲板上安装牢固的简易A型框架或支架,以支撑卷轴。
应定期检查储存中的绳索,必要时应使用与润滑剂相匹配的合适敷料。应联系绳索供应商,以获得可用的敷料类型和使用方法的指导。敷料完成后,除非制造商另有规定,否则应将钢丝绳重新盘绕。
在不使用时安装在绞车上的钢丝绳应用防水油布或其他合适的覆盖物覆盖。
5.5.6.2安装
钢丝绳的安装程序应按照制造商的建议进行计划,并应在一名或多名专业人员的监督下按照详细的计划进行。为了避免事故,绳索应小心轻放。钢丝绳卷筒或绳卷不应掉落,应注意防止在搬运过程中钢丝绳被损坏。
应检查钢丝绳,确认在卸货和运输到仓库或场地时没有损坏。安装新的系泊钢丝绳时,应始终使用转盘或类似装置,以避免临时储存滚筒在松出缆绳时不旋转而造成钢丝绳扭曲和扭结。
在安装绳索和投入使用之前,应获得相关证书,以确保绳索或其包装上的标记经过验证并与证书相符。应检查绳索直径和终端部位,以确保它们与要安装的设备兼容。
应从绳索制造商获取更详细的安装指导。
5.5.6.3维护
应由一名有能力的人员定期检查整个长度的缆绳,并注意那些由经验证明是主要恶化区域的部分。其中包括磨损区域、眼环、拼接部分,和在系泊操作承受负荷时位于绞车顶层的那部分钢丝绳。
使用中的钢丝绳可能会受到腐蚀损坏。腐蚀会影响钢丝的剩余强度,但也会影响钢丝的柔软性和其他机械特性,并可能会缩短使用寿命。
建议钢丝绳应通过钢丝镀锌和使用适当的润滑剂来提供防腐蚀保护,并根据需要在钢丝的使用寿命内重新做好保护。
钢丝绳本身不受紫外线的影响,但在某些情况下,使用的润滑剂可能会受到紫外线的影响。应征求钢丝绳制造商的意见。
5.5.6.4检查
具体的检查程序和频率应作为经营人LMP的一部分来规定并记录。
只有有资格和经验丰富的人,采取适当的安全预防措施并穿着适当的防护服,才能负责检查使用中的钢丝绳。
钢丝绳恶化的主要原因是过度磨损、断丝、变形和腐蚀。作为LMP的一部分,应定期检查的区域包括:
o 绞车固定点和紧靠它的那部分钢丝。
o磨损区域的那部分钢丝,特别是经常通过甲板导缆孔和围绕导向滚轮的那部分。
o眼环,特别是眼环的弯曲部分及其端部。
o绞车滚筒上钢丝的交叉部分。
o终端部位,特别是Talurit型,用于辨别出任何松动、裂纹、变形或腐蚀。
表5.4总结了ISO 4309中钢丝绳的检查和报废标准。
InspectionCriteria检查标准 Discard Criteria报废标准
表5.4:ISO 4309中钢丝绳的检验和报废标准摘要
应向制造商寻求有关钢丝绳维护的进一步指导。
未完待续....
作者简介:
于雪生,1971年生,高级船长。从事远洋运输事业27年,11年的船长经历,VLCC航线遍及亚欧非和南北美洲;曾获中国海事局“安全诚信船长”、大连市政府口岸工委“优秀共产党员”等荣誉称号;中国航海学会专家库成员,辽宁省综合评标库(水上运输方向)、大连市政府采购(水上运输方向)评审专家;潜心刻苦钻研国际、国内航运法律法规和业务知识,多次在国家级刊物上发表远洋运输领域专业论文。