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当提到危险货物时，人们脑海中第一时间会想到毒废料或爆炸物。但碎石矿石和矿砂等颗粒状货物每年都会造成大量的船舶发生意外。据了解，过去十年，平均每年有10艘装有“易流态化固体散装货物”的船舶发生事故。 易流态化固体散装货物是指，不加包装而直接装运的颗粒状货物可突然从固态转变为液态。由固态转为液态这一过程也被称作为液化，固体散装货液化可对船舶和船员造成灾难性的影响。 2015年，56,000吨的散货轮“Bulk Jupiter”在越南西南300海里处沉船，19名船员中只有一人幸免于难。因此，国际海事组织针对相对较新的固体散装铝土矿可能出现液化的情况发出了警告。 我们在岩土工程和地震工程中，可了解很多关于颗粒物质液化的知识。例如，地球剧烈震动导致地下水的压力增加进而导致土壤液化。然而，我们并没有将对这种现象的理解和防止它发生的方法运用到航运业中，来避免航运事故。 易流态化固体散装货物 因为物质的固体颗粒之间含有水，所以固体散装货物通常是具有“两种物态”的物质。当颗粒之间可以相互接触时，颗粒之间的摩擦力使物质像固体一样（即使有液体存在）。但当水压上升时，颗粒间的摩擦力减小使其强度降低。当摩擦力减小到零时，物质就像液体一样（即使固体颗粒仍然存在）。 货物在装载上船的过程中颗粒中水的压力会积聚上升，因此导致在码头上为明显稳定固体的散装货物液化。尤其是按照惯例，货物在从码头由传送带送入货舱的过程中，货物高度的下降导致货物颗粒中的水压上升。在航行期间，发动机的振动和海浪带来的晃动也会增加水压并导致固体散装货流态化。 当固体散装货物液化后可能会在舱内发生移动，造成船舶不稳定。流态化的货物有可能完全堆积到货舱的一侧，当它恢复其强度并恢复固态后，货物将会停留在移动后的位置上，造成船舶倾斜。之后货物有可能再次液化并进一步增加倾斜角度。 在某些时候，大角度的倾斜或者由于大浪使船舶不足够稳定，导致水通过舱口盖进入船中。水与散装货物接触后造成货物流态化，因此这些进入船中的水进一步的影响了船舶稳定性。这时除非停止船体晃动，否则将会遇到沉船的危险。 据获悉，国际海事组织已经制定了规范，规定固体散装货物的含水量以防止流态化。那为什么还会发生这种情况呢？ 从技术角度上，现有的关于装载和运输固体散装货物的规定过于简单。物质液化的可能性不仅取决于散装货物的水分含量，还取决于其他因素。例如颗粒大小分布、固体颗粒与水的体积比、货物的相对密度、装载方法、以及航行期间船舶的晃动情况。 当我们开始生产运输一些新的材料（如铝土矿），以及运输前对传统矿石进行深层加工，这都意味着越来越多货物的物质特性尚未被充分了解，增加了货物液化的风险。 商业的压力也起到了作用。例如，因需要快速装载货物而导致货物的水压上升。另外迫于运送同吨位货物的压力，航行中船员并不被鼓励排放货舱水也可能导致货物水压上升。 解决方法 为解决这些问题，航运业需要更好地了解如今运输的固体散装货物的物质特性，并规定相应的测试方法。新的科技也许可以提供帮助，船上的传感器可以监控散装货物的水压，或使用激光来监控货物表面并识别其位置变化。 我们需要研发一项便宜、可快速安装、并足够坚固可应对货物装卸时可能带来损耗的新设备。它可将水压、天气情况、货物运输数据和船舶信息相结合，可以实时监控货物是否出现液化情况。 船员们可根据情况采取措施以防止货物的水压过度上升。例如，通过从货舱排水（降低水压）或改变船舶航向以避免极端恶劣天气（减少船舶晃动）。通过这种方式降低易流态化固体散装货物液化的情况来减少船舶损失。 |
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