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【技术】丢过锚也未必知道,这样做可以预防丢锚

 踏雪无痕zmbk92 2020-02-10

CPI 资 讯 No. 164

作者:王勇  船长

摘要

根据相关数据统计,丢锚事故已经成为船舶险单损五大索赔之一。航海经验总结,当船舶在水深超过25米的水域抛锚时,即视为深水抛锚,不能采取水面备锚自由抛落的方式。一次顺利安全的锚泊作业不但要依靠在抛起锚时单纯的技术操作,更重要的是在于从抛锚前的周密计划及设备检查以及锚泊中的谨慎值守乃至起锚前的有条不紊。本文通过一次丢锚事故,分析了整个锚泊过程中存在的典型的问题,供会员公司参考,以期预防或减少此类事故的发生。

浅析深水抛锚的风险防范

锚设备是船舶最重要的设备之一,自古就有“重千钧者系巨舰于狂渊”之说。现代锚设备的设计初衷是为了船舶在港口附近或遮蔽水域临时待泊所用,而实践中锚又被广泛而频繁地运用于检疫、候潮、待泊、过驳中,甚至用于抵御恶劣天气、协助靠离泊以及深水锚泊作业等超大负荷环境中,可谓船舶安身立命之本。


一、锚设备简介

锚设备一般包括锚、锚链、锚链筒、制链器、锚机、锚链管、锚链舱和弃链器等几部分。锚通过锚干、锚爪、锚掌、锚冠、横销等设备的巧妙组合设计在抛锚时能够迅速翻转啃底形成初步抓力。在锚干末端由锚卸扣和锚端链节与锚链相连,锚链是连接锚与船体的锁链,每个普通链环通过浇铸、焊接或锻造技术连接在一起,以节为单位,每节锚链的标准长度约27.5米,节与节之间用连接链环相连形成一个整体,在每个连接链环处又作以不同标记来标识抛锚时出链节数。平时锚链通过锚链管被存放在锚链舱内,在锚链末端以一套末端链节与设置在锚链舱壁上的弃链器相连,以便在紧急情况下船员可以从锚链舱外部操纵手柄使锚链与船体迅速脱开。锚链舱底部有污水井,起锚时锚链筒内的冲水装置对锚链进行冲洗后残留的水和泥沙以及甲板上浪后涌入锚链舱的海水可以进入污水井内再由喷射泵排出船外。锚机由机械部分、齿轮组、链轮、涡轮、离合器、刹车等设备组成,一般被安置在船首,锚机两侧并挂着缆车和滚筒。锚机为抛起锚提供动力,启动锚机通过齿轮组及链轮将锚链从锚链舱中送出或由外部收回至锚链舱。锚机的刹车装置和制链器用于刹紧锚链,防止锚链滑出船外,并将锚收紧于锚穴或紧贴于船体。

锚泊时,锚爪的抓力和卧底锚链的重力构成总的锚泊力,使船能够抵御风流影响稳定于锚地。国际船级社协会(IACS)基于风速25米/秒,流速2.5节  ,无涌浪,船舶出链与水深比为6-10的前提条件,根据经验公式EN = Δ2⁄3 + 2.0hB + A/10计算出船舶配备锚设备的舾装规范,为船舶安全锚泊提供理论支持。但是锚设备本身长期暴露在外,在锚链舱内的锚链也难于日常保养,再加之船员操作中的疏忽大意,所以因操作错误而造成的丢锚事故时有发生。


二、丢锚案例介绍

印尼当地时间2015年9月22日凌晨,协会会员公司的一艘PANAMAX型散货船在萨马林达港外进行抛锚作业时,左锚连同13节锚链全部丢失,弃链器变形,锚链舱破损变形、锚链筒和锚链管也有局部变形开裂,幸运的是没有人员伤亡。

根据事故调查报告显示:

  • 01:16船舶到达萨马林达锚地等待引水协助抛锚,当时锚地西南风3级,能见度良好。

  • 01:29当地引航员登轮操纵船舶向指定锚地进发。

  • 01:30船长下令给船头备锚的大副和水手长,备左锚1.5节入水。

  • 01:50大副回复船头左锚1.5节入水备好。当时主机已停车,船舶对地速度3.7节。此时船长指示大副,先将锚链刹住待到达抛锚点后再送出半节锚链。

  • 02:00船舶对地速度1.7节,引航员下令送两节锚链入水,船长随即命令大副送两节锚链环出锚链筒。

  • 02:01引航员下令倒车降低船速(后退一,后退二),随后停车。

  • 02:03船首向202度,航速0.5节,引航员、船长下令抛锚,大副回复抛锚指令,水手长打开刹车,左锚抛出后快速下滑刹不住,导致13节锚链全部丢失。

左锚丢失后,船舶遂向西北方向调整船位,最终于02:08送出右锚,船舶重新锚泊于萨马林达锚地。

事故发生后该轮在萨马林达港进行了临时修理,包括对左锚链舱打孔止裂、焊接弃链器下部锚链舱裂缝、打水泥封堵弃链器上部裂口、封堵左锚链管等。随后2015年11月在天津港进行了永久性修理,包括更换新锚、锚链、锚机刹车带以及修复受损部件等。经初步统计,事故造成直接经济损失约十多万美元。

三、事故分析

船东公司、船级社及协会先后指派专业人员对事故进行了调查,调查结果显示此次丢锚事故主要原因是船长及执行抛锚人员对深水抛锚风险认识不足。当然任何事故都不是由单一因素导致,研读调查报告,借助SHEL模型,协会技术部来分析此事故产生的具体原因。



硬件问题

(1)锚机刹车带磨损严重。

2015年6月船员进行的锚机刹车带测量记录显示,锚机刹车带的最薄厚度为8.0毫米,刹车带的原始厚度为12.5毫米,公司保养体系要求,当锚机刹车带被磨损超过1/3时,应给予更换,但是船方并没有及时更换,从后期登轮调查看,刹车带磨损严重,老化严重。


(2)刹车带调节丝杠锈蚀严重。

调节丝杠锈蚀相当严重,没有间隙来对刹车带进行调节以弥补刹车带磨损后导致刹车力的丧失。


软件问题 

船舶管理工作存在漏洞。当2015年第二季度船舶的PMS报告显示锚机刹车带测量最薄处厚度为8mm时,船长及公司都没有足够重视,公司并给予肯定确认。根据后期登轮调查,刹车调节丝杠的锈蚀十分严重,绝对不是三两个月造成的。同样在第二季度报告中船员报告,丝杠状态良好,而船长和公司没有对此核实确认。

环境因素 

(1)锚泊点附近海图水深显示54-59米,测深仪显示水下富余水深51.5米,船首吃水6 米,实测水深57.5米,基本与海图标注水深吻合,属于深水锚地;


(2)到达锚地时间为凌晨一点,正是常人熟睡之际,执行抛锚的大副和水手长临时被叫醒到船首参与抛锚,难免会产生疲劳,注意力不够集中。

人为因素 

在此案例中,引起事故的自身因素定位在船长自身,而在其他外界人员的界定中,报告中没有明显提及引航员的细节,所以其他人员限定为参与抛锚的大副、水手长,一并归为人为因素。

(1)在60米水深锚地采用先送出两节锚链再自由下锚的方法,船长和参与抛锚的大副、水手长对深水抛锚风险认识不足,方法选择错误;

(2)船长下达给大副的抛锚指令不清楚,使用“不要松多了”这样模糊的指令;

(3)水手长在松开刹车后,没有及时控制住刹车,还是按照正常抛锚的习惯去刹车,导致刹车时机太晚。


 

四、经验教训及预防措施

根据相关数据统计,丢锚事故已经成为船舶险单损五大索赔之一。相关机构对导致丢锚事故的几种情况进行了统计。虽然在下述分析中将丢锚的原因分为七类,水深原因位列其中,但实际上丢锚往往不是由单一原因造成的,而是诸多因素互相影响(co-incidence)下最终导致的。



不考虑风浪影响,业内对锚泊作业最安全锚地水深的界定为1.5倍的船舶最大吃水,但是现实中的很多港口锚地水深都远远超过这个衡量标准。航海经验总结,当船舶在水深超过25米的水域抛锚时,即视为深水抛锚,不能采取水面备锚自由抛落的方式。同时深水抛锚也正是对锚设备所有安全措施的综合考验,很多船舶于深水锚地丢锚,其实不仅仅是水深过大问题,而是诸多潜在缺陷被集中暴露,深水抛锚只是一个直接诱因而已。一次顺利安全的锚泊作业不但要依靠在抛起锚时单纯的技术操作,更重要的是在于从抛锚前的周密计划及设备检查以及锚泊中的谨慎值守乃至起锚前的有条不紊。针对此丢锚事故,协会技术人员对整个锚泊过程仔细研究发现了若干典型的问题。基于此,协会提醒船长在进行深水锚泊时应注意下述问题:

  • 船长首先应尽一切可能避免在深水区下锚,特别是水深超过80米时。国际标准化组织《ISO 4568规则》中对锚机进行的动力试验,是以3节标准锚链(82.5米)水深为抛起锚测试标准。在船舶试航时,船厂、生产厂家、船级社、船东在进行的联合试验中,也是基本参照这一试验原则。船舶长期营运后,锚设备频繁使用,不可避免地会导致锚机性能下降,特别是刹车性能的下降。在超过80米水深抛锚,用锚机送出锚链没有问题,但起锚时很可能会起不来,最终导致锚链被崩断或转环脱落或锚冠被拽掉或锚机过载故障。船长应该与当地代理保持紧密联系,及时获取靠泊信息,如果可能,应采用在港外开阔水域漂航来代替深水锚泊;

  • 船长和大副应该充分了解船舶锚设备的技术细节,包括锚机的动力装置、控制装置、制动装置、锚的种类及拉力试验负荷、锚链等级及拉力试验负荷、连接链环的拉力试验负荷及破断负荷。这些资料在锚设备的使用手册和型式认可证书中可以查阅,但建议船长将其复印,附于船长和大副交接班报告中;

  • 每次到港前,船长应安排大副、水手长及甲板部人员至少提前一天对锚设备进行彻查,包括测试锚机动力装置,控制单元、刹车、制链器、弃链器,外观检查锚冠、锚爪、横销、连接卸扣、转环组、末端连接链环等,并做好到港前检查记录。这种检查相当重要,尤其是船舶执行长航程又遭遇坏天气后,锚的某些连接装置很有可能被浪打松了,诸如连接卸扣销子脱出、末端连接链环破裂、转环组严重磨损、锚冠安全横销脱出等。提前做好通过全面检查,一旦发现问题,可以有充足的时间临时解决问题,也可以避免到港前盲目抛锚导致不明原因的丢锚;


  • 船长在确定到港前需要抛锚待泊后,特别是在深水锚地抛锚,应召集锚泊小组进行风险评估并尽快制定锚泊计划。计划中应包括预计选定的锚地锚位、预计到达锚地的时间、锚地天气和水流情况、锚地水深和底质、准备抛哪个锚(正常情况下左右锚交替使用)、驾驶台团队和抛锚团队的配置、指挥团队和操作团队的通讯方式,特别是在拥挤锚地多艘船共用一个工作频道时,更应该明确区分抛锚口令。提前制定好详尽的抛锚计划,才能在抛锚时按部就班有条不紊。船舶经常于夜晚常人熟睡之际到达港口,如果船舶临时接到锚泊指令,船长匆忙上驾驶台,紧接着叫醒大副或其他执行抛锚人员到达抛锚现场,没有任何事先计划准备,很容易在船员迷迷糊糊的状态下产生程序上的混乱和技术上的纰漏。船长在到港前应该在海图上明确标识出叫船长点(Call Master),尤其是在夜间,正常人的视力适应夜视需要5分钟,要达到最佳夜视能力,适应驾驶台夜间瞭望则要20分钟,因此在此建议,夜间到港船长至少提前2小时上驾驶台,在船舶到达繁忙、复杂的港口水域之前,适应驾驶台操作环境,再提前叫醒抛锚小组落实抛锚计划,最终能够有条不紊地进行抛锚操作;


 

  • 深水区抛锚所采取的方法与锚地实际水深和当时的风流影响以及抛锚船密度等因素直接关联。如前所述,当锚地水深超过25米时,抛锚时不能采用自由抛落式,可以采取用锚机先将锚链送出距离海底5-10米,再自由抛落。但这也不是绝对标准,还是要视锚机刹车、锚地风流涌浪情况而定。若水深超过50米,则建议采取全程用锚机送出法。锚位应选在底质良好的泥底或沙底,等深线均匀分布的地方,避免在等深线交接处下锚,这样极易造成锚向更深的区域滑落造成走锚、锚绞不起来甚至丢锚事故。船长还应该充分意识到船舶于公开水域的深水区抛锚所面临的更大风险,在公开水域内,海图标注底质不详尽,周围没有遮蔽,受风浪影响大,丢锚的风险更大,所以非到万不得已,不要在公开水域抛锚;

  • 船舶于深水区下锚可以采用进速抛和退速抛,这取决于当时的风流作用,当船舶顶风或顶流或偏顶进入锚地时,可采取退速抛锚,当船舶顺风或顺流进入锚地时,可采取进速抛锚,深水区水深足够,不必担心进抛时锚链刮船底。业内很多声音不建议大型船在进速下抛锚,很多船长也不习惯进抛法,不过借此也要特别提醒船长在锚泊船密度大的锚地,可以灵活运用进速和退速抛锚法,一味地采取退速抛锚可能会在掉头时由于船速慢受到风流影响大导致船位无法控制,而产生与锚泊船碰撞的危险。船舶采取倒车退速抛锚时,随着船速降低,倒车排出流横向力的影响逐渐增强,而伴流横向力逐渐减弱,对于定距桨船舶,船首将出现明显的右偏,变距桨船则会出现左偏。虽然船仍有进速,但倒车排出流却大大降低了舵处的来流速度,此时基本没有舵效,所以采取倒车抛锚时应在倒车入位前适当用反舵来克服倒车后的船首偏转。如果船舶配有首侧推器,应该启动侧推器来协助船舶摆位。相比之下进速抛锚照比退速抛锚的优点在于船位更好控制,锚位更加精准,只要控制好余速即可。由于深水锚泊时锚链悬垂长,重量大,特别是大型船,船舶惯性很大,所以在抛锚时,无论进退都要将余速控制在0.5节为宜,船速过快,会对整个锚设备带来很大冲击。在进速抛锚中,对于抑制船舶的淌航惯性,可以采取倒车停船再进车打舵摆正船位顺势送锚的的方式。至于深水抛锚出链长度,一般保持4-5节锚链卧底。《ISO4568规则》中对于锚机在工作负载下的性能要求为具有连续工作30分钟的能力,绞锚速度不小于0.15米/秒,因此在30分钟内,锚机正常可以绞起约10节锚链。假设深水区锚链悬垂3节,加之卧底5节,在锚机正常工作性能期间内,理论上25分钟可以绞起8节锚链,则剩余5分钟可以作为进车调整锚链垂直和最终将锚绞离底的安全余量;

  • 深水锚泊期间,船长应该安排好锚泊值班,不要因为船舶锚泊掉以轻心而减员值班,有些船舶值班期间只留一名驾驶员值守,殊不知夜间驾驶员一人值班,在无人监督的情况下很容易造成驾驶员困倦甚至睡着。所以锚泊值班应等同于在航值班,船长应督促值班人员格外注意锚泊安全,定期派船员到船头观察锚链受力方向和锚链与锚链孔处的磨损程度,特别是船舶在重载时,如果锚链有向前趋势并与锚链孔有摩擦,说明锚链受力很大,可以适当再送出些许锚链,一则可以减少锚链持续受力而产生走锚,二来可以减少锚链局部摩擦严重。如果船舶在锚地抛锚时间比较长要注意活锚,即将锚绞起来再重新下锚,否则锚很有可能会下陷,特别是在沙底,锚下陷会很厉害,起锚时很可能绞不出来。船舶起锚前同样需要制定好起锚计划,船长应充分考虑到深水起锚时的锚机负荷大,所需时间长,还有可能锚绞不起来的情况。实践经验表明,在深水区特别是当水深超过80米时,在锚接近离底时,极有可能绞不起来。例如阿曼的Fujairah港,其锚地A,B,D,S大部分区域水深超过100米。因此起锚前的准备工作是非常重要的,在冬季应该提前预热锚机,当锚绞不起来时,可以用刹车和制链器将锚链刹住,用微速进车再停车再微速倒车来活络锚,再绞,再刹锚链,再动车活络…… 如果多次尝试未果,不可持续用车,可以用另一部缆车协助拉锚链,如果船上有起货设备和开关舱设备,也可以用事先插接好的钢丝绳通过导缆孔或导缆轮与锚链相连,来协助拉锚链。一旦锚绞离底后,从锚离底到出水可能需要相对较长时间,比如三节锚链彻底绞清爽水面要大约10分钟,船长应该格外注意此时风流对船位的影响,必要的话要在锚出水前提前用车、舵、侧推器来调整船位,以避免船被风流压向附近其它锚泊船或者危险浅滩。当锚出水后,现场指挥人员应给予操作人员以警示,命令放慢提绞速度,以免造成绞锚速度过快,在锚归位时与船体或锚唇或锚穴产生撞击导致锚设备损坏;


 

  • 锚回收到位后,正常情况下制链器应该与锚链卡紧,锚冠和锚爪也应紧贴于锚唇或被收入锚穴内,但是锚经过长期抛起后,在拉力作用下锚链会被局部拉长,如果锚被收紧后,制链器将与锚链相抵触,不能完全卡住,如果放松锚链使制链器卡住锚链,则锚爪和锚冠将不能完全贴合于锚唇或不能收紧于锚穴内,船在航行中受风浪拍打震荡,锚暴露于船首外部,锚爪、锚冠、连接卸扣、转环组及连接部位会与船体及锚链管相撞,极易使锚设备损坏、断裂甚至丢锚。为了避免这种间隙对锚设备带来的潜在风险,建议应该彻底收紧锚,即使制链器卡不住,也可以用钢丝和松紧器进行额外绑扎,使锚与船体紧密结合;

  • 单纯地考虑到锚设备的安全而不顾及商业影响,在恶劣天气来临前船舶起锚驶离深水锚地是避免在恶劣天气影响下于深水区丢锚的一个重要举措,然而现实中船长将不得不考虑驶离锚地躲避恶劣天气产生的多余油耗以及再次办理进出口手续等额外开支。如果船舶不得不在深水锚地锚泊来抵抗恶劣天气,在抛锚时可以采用双锚一点抛法,并在大风浪来临前备车,用车来抵御风浪影响以减少锚链受力。实践证明一点锚是最能够有效减少走锚及防止单锚受损的双抛法。

除此之外,锚设备的维修保养对于防止丢锚也至关重要。锚设备大多数被安置在船首,由于设备沉重,使用频繁,而且长期暴露在外受风浪直接侵袭,所以锚设备受损快且难于保养。尽管如此,在一线工作中的船员也应该尽量对锚设备进行保养。在船舶锚泊期间,如果天气条件允许,船员可以通过救助艇对锚设备进行检查,尤其是锚冠、锚爪、锚杆、各类销子、连接卸扣和转环组等这些平时难以近距离检查的装置。通常可以每半年检查一次,并做好检查记录。锚机刹车带应定期测量其磨损程度,目前还没有统一标准规定刹车带磨损多少或者使用多长时间要进行更换,这要根据刹车带厂家给出的具体标准来确定。当在实际使用刹车后刹车带掉落粉尘较多甚至有小块状带皮脱落,或刹车瓦上的沉头螺栓有普遍松动,或正常使用刹车出现打滑时,船员应意识到刹车带磨损严重而需要更换。船员在使用锚机刹车时,应该尽量让刹车片和轮毂之间保持清爽,不要让油脂、灰尘等进入间隙中,否则对刹车带功效影响很严重,甚至可以减少25%的刹车功效,而且没有好的解决办法只能更换刹车带。除非锚机刹车带明显处于良好状态,否则在船舶进厂修理期间,建议船舶更换刹车带,在此特别提醒刹车带有反正面,切记不要装反了。船员自行更换锚机刹车带是个很艰难的工作,并不仅仅是因为更换刹车带程序上有多么复杂,而是因为有些连接装置长期不动,很难活络拆解,再加上船员缺少专业工具,作业确实有难度。同时在坞修理期间还应对整个锚设备进行检测,包括锚的失重、裂纹、锚爪磨损、锚链磨损极限、链环变形松动等,还要将全部连接链环拆解重装,以及首尾一节锚链互换,最后油漆做标记。

船上工作应该秉承“传帮带”的优良传统,船长应该对甲板部全体船员进行锚泊安全操作培训并在风险不大的锚泊作业中让驾驶员及有经验的水手参与,这样才能综合提高船员在锚泊作业中的技能,增加船员的风险意识。实践中往往在频繁地锚泊作业后,很多船长和大副对于这项习以为常的工作不以为然。曾有些船员戏称“抛锚简单如丢下一块大铁”,殊不知这种思想上的麻痹正是“无知者无畏”的表现,思想上的松懈是导致程序上的混乱和操作上的失误的一个近因,也是在丢锚事故调查中容易被船员有意隐藏的一个重要因素。祸患常积于忽微,只有在平时对锚设备多检查、多保养,同时船员自身多积累、多学习,才能在具体的锚泊作业中有的放矢,不慌不乱。船长及参与锚泊作业的每位船员应该以自己生平第一次作业时的小心谨慎来对待每次抛锚和起锚,这样的话,相信丢锚事故势必会大大减少。

以上内容仅供会员公司参考。如需具体建议,请与协会相关人员联系。

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