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引言 近二十多年来在海上运输易流态化货物中频繁出现沉船和重大人员伤亡事故，对人命和财产安全带来严重威胁，许多船员对装载易流态化货物甚至出现恐慌心理。航运界也对相关问题发表了许多研究和探讨，普遍观点认为货物流态化后表面形成自由液面，导致船舶稳性大幅下降而倾覆，因此采取在双层底加注压载水以减少船舶倾斜、提高稳性的应急措施。本人根据现场处置此类险情的实际情况，认为这观点值得商榷。 1 流态化货物表面是否形成自由液面 我国2011年执行的《水路运输易流态化固体散装货物安全管理规定》中对“易流态化固体散装货物”定义为：是指本身含有部分细颗粒和一定量水分、当其含水率超过适运水分极限时可能形成自由液面或固液两相流动层的固体散装货物，包括铁精矿、高岭土、红土镍矿和其他具有类似物理性质的货物。而2019年执行的《海运固体散装货物安全监督管理规定》中则定义为：是指含有部分细颗粒和一定量水分的，当水分含量超过适运水分极限时会流态化的固体散装货物。在《国际海运固体散装货物规则》（IMSBC）第1.7条定义中对“易流态化货物”描述为：系指至少含有部分细颗粒和一定量水分的货物，在运输中，如果这些货物的水分含量超过其适运水分极限，会流态化。虽然我国2011年规则明确说明货物流态化后可能形成自由液面，但2019年规则和IMSBC基本相似，其中没有相关自由液面的表述（在IMSBC附则1精矿粉等的载运要求里有free water above the cargo的表述，应该译为货物上面有游离水而不是文中的自由液面）。 据相关案例显示，各类货物流态化后表面状况差别很大，大多数货物流态化时呈泥浆状或粘稠状，形成一定程度的流动性，但并不是自由流体状态，船舶摇摆时货物移动是非常缓慢而少量的，不会像油水一样跟随船舶摇摆同步自由流动。本人现场处置的货物流态化事件中，为了减少船舶横倾，将倾斜20°的船舶在浅滩水平坐底近10个小时，呈20°倾斜的货物表面未出现任何流动和改变，这样的货物表面显然不是自由液面。个别流态化货物在船舶运行中表面析出的少量游离水，通常只积聚在货舱四周和货物表面的低洼凹坑内，也不会形成自由液面。即便假设这部分游离水平整地摊在货物表面，因其水深很浅，船舶倾斜后将汇聚于低舷一侧，引起的自由液面影响很小,更不能用货舱宽度来计算自由液面的影响。因此从国际规则和实践经验均表明流态化货物表面不是传统意义上的自由液面，货物的流态化并不是舱内的固体散货直接转化成了自由流体，流态化后的根本变化是原本固体货物的可滚动和滑动性转变成液化后的可流动性，这种转变使船舶倾斜时货物会逐步向低舷一侧流动，而使货物表面始终处于水平状态。其流动性随着货物特性、颗粒大小及分布、水分含量等不同而差别很大，水分含量接近适运水分极限的货物（这是海上运输中最易出现的情况）流态化后其流动性远未达到自由流体的状态，特别粘稠的流态化货物只有在船舶不断震动摇晃中才会缓慢流动。 2 流态化货物运输中导致船舶倾覆的原因分析 在《国际海运固体散装货物规则》第7节易流态化货物第7.2.3款明确说明：“当水分含量超过适运水分极限（TML）时，可能出现液态化造成的货物移动”。并在第7.2.4款进一步描述了流态化货物移动的过程：“当形成黏性流体状态时，若船舶往一侧倾斜时货物可能流向船舶的一侧，但船舶往另一侧倾斜时货物不能完全流回。因此船舶可能会逐步地达到一个危险的倾斜角而突然倾覆”，这种流态化货物流动导致船舶倾斜不断加剧并最终倾覆的观点与本人现场处置案例的实际情况完全相符。 通常船舶在风浪中左右摇摆幅度是不一致的，特别在横风横浪时向下风浪一侧的摇摆角度会大一些，船舶因装载不均衡，航行途中使用油水不当等也会使船舶出现少量横倾。船舶摇摆时流态化的货物跟随着左右晃动，向低舷一侧摇摆时流动的货物会多于向高舷一侧的流动量，导致船舶向一侧倾斜逐渐增大，船舶倾斜、横摇越大，向低舷侧流动的货物越多、越快。货物的横向移动使船舶重心向浮力作用线靠近，导致复原力臂（力矩）减小。随着船舶横倾不断增大，大量货物向低舷侧移动，当船舶重心移至浮力作用线上时复原力臂为零，复原力矩消失，船舶在外力和移动货物的共同作用下将即刻倾覆。或横倾超过船舶进水角，货舱、机舱等大量进水，船舶浮力急剧减少而使船舶沉没。 装载易流态化货物船舶倾覆前都出现慢慢向一侧倾斜，后倾斜逐渐增大且不断加快，最终倾覆沉没的过程，船舶倾斜逐步增大就是货物不断流动造成的，这与船舶初稳性不足，在左右均衡缓慢摇摆中因风浪等外力增大而突然侧翻的过程完全不同。 3 固体散装易流态化货物运输船舶的稳性状况 通常易流态化货物的细颗粒密度较大，精矿粉、高岭土等货物积载因素大都在0.5㎥/t左右，满载时货物在舱内高度一般仅有三分之一至一半的舱高。由于货物重心低，船舶的初稳性高度大都达到3米以上，远远大于0.15米的初稳性衡准要求。专用矿砂船为了降低船舶稳性，改善船舶摇摆，建造时采用提高双层底高度来提高货物重心。船舶发生小角度倾斜时由于货物移动数量不多，重心偏移不大，船舶能保持较大的复原力臂（力矩），仍具有良好的稳性。随着船舶倾斜增大，大量货物向低舷一侧流动，船舶重心也随之向浮力作用线靠近，导致复原力臂（力矩）快速减小，船舶大倾角稳性急剧变差。一旦船舶倾斜减小，货物不断回流，船舶重心将向船舶中心线移动，复原力臂也随之增大，稳性快速提高。 4 快速调整船舶倾斜的合理方案 为了阻止货物向低舷一侧流动，采取应急措施的关键就是尽快减少船舶横倾，使流向低舷一侧的货物回流。最佳方案应选择距船舶中心线最远且能快速来回转驳的舱柜加注油水，以较小转驳或压载量达到较大的回复力矩。在舷侧顶边柜加注压载水应是最合适选择（应确保顶边柜水密完整，压载水不会渗漏至货舱），虽然这会提高船舶重心而降低初稳性，但对装运精矿粉之类初稳性极佳的船舶影响很少。若在倾斜船舶的双层底加注压载水，开始时压载水会集中在船中部位，回复力臂相对较小，对调整倾斜效果不明显。且双层底一般舱容比较大，使船舶恢复水平的压载量难以控制，如舱内部分压载，不仅会产生较大的自由液面，减少船舶干舷，一旦船舶向压载侧倾斜，压载水将汇聚到舷侧而产生较大的倾覆力矩，使船舶快速进水和倾覆。 5 船舶倾斜角度的合理控制 由于货物流态化后在舱内流动缓慢，如何合理控制船舶倾斜角度非常重要。在压载时应随时观察船舶倾斜变化，如倾斜幅度明显减少应适时暂停压载，等待低舷侧的流态化货物逐步回流而使船舶倾斜进一步减小。不应一次性用压载水快速将船舶直接调至正浮状态，因流态化货物移动缓慢，船舶快速扶正后舱内货物仍未达到水平状态而继续流动，导致船舶将向压载一侧倾斜，在流动货物和压载水的共同作用下船舶会快速向另一侧倾斜，这是许多事故中向一侧倾斜船舶最终却反向倾覆的主要原因。 当压载后船舶倾斜逐渐减小至5度左右，应将加注的压载水逐步排掉，防止船舶扶正后加载的油水在船舶向另一侧倾斜时转变成倾覆力矩。船舶接近正浮状态前应将加注的压载水全部排空，使船舶的载荷分布基本恢复到开航时的平衡状态。驳载调整后使船舶维持较小的倾斜状态，如果倾角再次增大继续进行压载控制，避免倾斜增大引起舱内货物流动过多、过快。船舶重载时双层底压载水由于舷外出水口压力大，很难排出，而大多数船的顶边柜可以直接快速排放，这也是选择顶边柜压载而避免双层底的重要原因。 6 易流态化货物的适运水分极限 不同货物的适运水分极限差别巨大，同类货物因矿物含量、颗粒分布不同也差别较大，过去曾笼统规定精选矿粉和矿产品的可运含水率按不超过８％的标准执行，这显然是不科学的。完全大颗粒或极细粉末的货物不会出现流态化，只有一定大小的细颗粒含量在一定比例范围内，其水分含量也达到一定比例时，在外力作用下才会出现流态化。如大多数煤炭均不是流态化货物，按IMSBC附则1中对煤的表述，若小于1mm的颗粒按重量计在10%至50%之间时就可能出现流态化。同一货物细颗粒大小、分布比例的变化都会引起适运水分极限的变化，因此IMSBC要求适运水分极限测定试验应在装货前6个月内进行，如果货物的成分或性质因风吹日晒等任何原因可能发生了变化，就应重新检测适运水分极限。 鉴于各类货物甚至同一货物在不同成分含量、不同颗粒分布比例时的适运水分极限均不相同，船员在用各种简易方法（如目前常用的CAN TEST）检测某票货物水分含量，确定水分是否超标时存在很大困难和不确定性，应向船员提供更明确可行的检测方法，以严格控制水分含量超标的货物装上船。 7 控制货物流态化的合理措施 船舶运行中货物出现流态化是一种逐步扩散的过程，先从某一货舱的货物表面局部形成，再扩散至整个货舱和多个货舱，本人现场处置的案例就是从第一货舱局部开始流态化的。影响货物流态化的主要外部因素是船舶在海上震动、颠簸、摇摆等对货物的冲击，船舶在大风浪中航行会使水分含量超标的货物快速流态化，船舶大幅度摇摆也会使流态化货物快速移动。因此船舶在设计计划航线时应根据货物状况综合考虑航经海区气象海况、避风条件等因素，避免船舶进入大风浪海域航行。如巡查时发现货物水分游离、货物流动、船舶发生倾斜等异常情况，应根据船舶所处的环境和海况采取一切措施使船舶平稳航行，控制货物流态化进一步加剧，如顺风顺浪航行以减少船舶摇摆颠簸，适当降低船速以减少船舶震动，将船舶航行至风浪小的遮蔽区域或港口以采取进一步措施。顶风顶浪航行虽减少了船舶横摇，但船首受波浪冲击会增大，船舶颠簸会加剧，不利于减缓货物流态化，较多案例显示前部货舱易先出现液化现象。 货物流态化后在船上是难以逆转的，一旦发现货物出现流态化，说明载运的货物水分含量超过了适运水分极限，不能满足海上安全运输要求，应果断与公司联系协商，在采取最有效的应急措施下尽快到就近港口卸货处理。船舶运行中货物一旦出现流态化，就会不断扩散加剧，船舶倾斜时出现流动的货物会越来越多，控制船舶倾斜会越来越困难，安全隐患就在不断恶化。对舱内货物的安全风险未能正确评估，以为通过压载把船舶倾斜调平就消除了险情的想法是非常危险的，侥幸冒险续航是该类事故频发的主要原因。 建议在租船运输合同内明确托运人应确保托运的货物适合海上安全运输，对运输途中发现不适运的货物，承运人有权在任何港口将货物卸下而视为完成了运输合同，以促使托运人加强对托运货物的管控，切实履行保证货物适运的基本义务，从根本上消除此类事故的根源。 结论 装载易流态化货物船舶倾覆的主要原因是流态化货物移动导致船舶倾斜不断增大，防止此类事故发生的关键是避免水分含量超过适运水分极限的货物装船，出现货物流态化时的主要应急措施是控制船舶倾斜和避免货物流态化加剧。以上是根据实践经验结合相关国际规则和货运理论总结的个人观点，未对各类货物在船舶运输中具体的流态化过程及其表面的实际状况进行系统的实验验证，希大家能对这些根本性问题进行深入探讨研究，并尽可能通过实践检验，以提出更科学合理的理论指导船员正确操作，避免此类灾难性事故的发生。 |
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