海运镍矿风险分析及对策

2014-09-17

天津职业院校联合学报 2014年8期

(天津海运职业学院，天津 300350)

一、引言

镍矿作为一种主要的战略资源，其含量在地球中占到千分之0.018。由于它熔点高，机械性质和延展性强，且化学稳定度高，不氧化等特征，因此广泛的应用于机械制造业。这种良好的特性，使镍成为人类生活中必不可少的资源，在航天航空、船舶制造、国防科技方面发挥着重要的作用。在全球范围内，由于镍的广泛需求，也促使镍矿海上运输的发展，但镍矿在海运中又会由于本身的特性给运输带来风险，那么怎样降低海上镍矿的运输风险，是值得我们关注和分析的。

二、镍矿运输中存在的问题

2010年底，装有镍矿的三艘船舶在从印尼港口出发后，在运输途中发生事故，船舶沉没，44名船员不幸遇难。2011年底，又是一艘载有镍矿的货船在驶往中国港口的途中，不幸沉没，除一人幸运脱险外，其余船员全部遇难。这些事故的发生，究其原因都与所装镍矿货物有关。当载运的镍矿含水量到达流动水分点，这时货运就会超过适运水分线。矿粉受到船舶航行中的颠簸、摇摆等外部因素的影响,其水分逐渐渗出,会在表面形成大量的泥浆和水,形成可移动的流态化的物质,从而降低船舶的稳性, 当船舶的稳性高度GM值接近于0甚至是负值时,即使船舶受到很小的外力(风浪等影响),也会造成严重的横倾,横倾逐渐造成货舱中的货物移动,而无法恢复,最终导致船舶的倾覆。因此，影响船运镍矿安全的最大原因是镍矿的易流态化性质。

三、镍矿易流态化分析

镍矿属于易流态化货物，所谓易流态化货物,是指在受到外力的影响时产生流态的可能性较大的货物。根据《国际海运固体散装货物规则》,固体流态化是指较细颗粒物质与流动的流体接触，使颗粒物质承类似于流体的状态。该物质如果在外在因素的作用下，产生流态的趋势及可能性是易流态化货物最显著的特征。

(一)当装运精镍矿时，镍矿的颗粒较小，且呈粉末状。在航行中船舶发生摇摆和振荡，这时货物间的相对位置随之发生改变，颗粒间的气体受到挤压被排出，使货物体积减少，形成下沉的趋势。下沉导致颗粒之间的摩擦力和粘合力减少，货物之间抵抗剪切力的能力下降，最终造成镍矿的流动，使货物产生易流态化的性质，呈现出泥浆状态。(如图1 a→b所示)

(二)当装运的镍矿颗粒较大时，货物中的水份能很好的渗出到货物的外部。经过航行中的摇摆和晃动，大量的水份会渗到货物的表面，形成自由液面。这些水份如果能够被排水设备及时的排出货舱，则会使货物之间更加地紧密结合起来，货物堆码更加牢固，有利于货物的安全运输。相反如果水份不能得到及时的排出，一方面会使货物表面形成自由液面，从而影响船舶的稳性；另一方面，水份会使货物之间的摩擦减少，出现滑动的危险。同时这些危险因素也会使货物向一侧流动，使船舶形成横倾角，严重时将导致船舶的倾覆(如图1所示)。

(三)当镍矿本身的含水量较低时，货物之间就会有充足的内部空气，使货物之间的压力增加，摩擦力增大，这样就不会出现流态化的性质，运输也会更加安全可靠。

四、镍矿含水量过多的原因

通过对镍矿易流态化的分析我们可知，如产生b图的结果，在运输过程中，由于船舶的摇摆会使货物产生流动，而浆状货物易使船舶产生横倾角，降低船舶稳性。对于c图的结果，一方面产生了自由液面降低了船舶的稳性，另一方面货物的滑动也会使船舶产生横倾角，同时也对舱壁钢板的强度造成影响。因此，含水量是影响镍矿运输安全的根本原因，只有控制了镍矿的含水量，才能防止易流态化性质的出现，保证运输的安全。

问题分析(如图2所示)：

图1 镍矿装舱分析图

图2 镍矿含水量过大原因分析图

(一)货物问题：货物本身含水量多，这与当地的气候、矿坑本身及天气等因素有关。

(二)货主问题：开采后的堆场管理及运输途中的管理有关。

1.挖矿环节中。为了防止镍矿过多地暴露在空气中而遭受潮湿的空气或雨淋，对于灰土层的清除要尽可能地限制它的表面积。同时也要挖出排水孔，防止凹陷处积水。

2.堆场环节中。堆场的地势要高且干燥，也可使用吸水材料作为衬垫，铺设在堆场底部。在堆码时要采用倾斜堆码，形成倾斜的坡度，为防止积水，可在斜坡上留出排水通道。对于本身含水量较多的镍矿，可进行摊晒或翻晒的方法进行处理。堆场最好形成封闭式或半封闭式，以防雨水淋湿，如无此条件，也可在镍矿表层加盖塑料布或防水材料。

(三)装货问题：装货过程中遇到雷雨天气，未及时地关舱停工。

(四)途中保管问题：途中未及时排除货物渗出的水，或货舱舱盖不水密等问题。

五、保证镍矿安全运输的对策

(一)装货前的准备工作

1.船上组织开会学习，使船员了解船运镍矿的风险，特别是甲板部的成员要了解装运镍矿的注意事项，在值班过程中能特别重视起来。

2.保证货舱清洁适货，要做到货舱干燥、清洁，舱内无以前的残留货物。

3.测量并检查污水系统，保证污水系统正常工作，防止污水井堵塞、受损。污水井盖要用麻布片封好，周围用胶布贴好。准备潜水泵作为备用。

4. 检查货舱水密情况，要确保舱盖在天气发生变化时能及时关闭，检查压载舱压排水情况，保证压排管系畅通无阻，泵浦正常有效。

5.事先准备好称重器具、容器(货样袋、料桶或塑料桶和编织袋)、铁锹、铁铲、圆罐、标签、马克笔和照相机等器材，以便做圆桶测试、检验比重、含水量的必要的现场测验、标识和记录。

6. 合理积载，制订装货计划，在整个装货过程中，要使船舶始终保持有一定的吃水差，以利于舱内货物中的水分尽快流入污水井。

7. 船长要向托运人或代理索要镍矿的货物证书。收到书面货物资料申报后，船长要逐一核实其内容的真实性。对于托运人提供的货物含水量不可过分相信，如果船长对于托运人提供的数据存在怀疑，可提出申请重新测量。如遇特殊情况也可重测。(如在装货前或装货中有大雨天出现，托运人将再次检测，以确保货物符合装运要求。)

(二)装货过程中注意事项

1.安全运输镍矿的关键在于装入货舱的货物含水量是否超过适运水分限量( 一般认为适运水分限制TML 值小于33%) 。因此，开始装货前，船长和大副要对即将装船的镍矿认真进行查看。首先对货物进行目视检查，根据经验来看，对于堆场货物的货堆，其外部状态很松散、没有结块，表明货物没有问题，含水量在TML以下。如果表面很湿、货物结块、甚至呈现泥浆状，就需要进行测试其含水量。

2.在整个装货过程中，要监督装货工人将货物均衡装载货舱内，避免船体强度应力集中。“五点平装”是装载矿石货物常用的装货方法，采取先装货舱的四个角，让后再装中部，这样装货的目的可以大大降低货物对舱底局部强度的损害，而且对于货舱的平舱工作也是十分有利的。随时保持船舶基本平衡，防止出现倾斜，为了保证船舶的稳性，横倾一般小于2°。如若发现舱底析出污水，应及时用小桶掏出或倒入污水井排出。

3.当发现天气情况有变，当值人员要及时关舱，以防货物被淋湿。再次装货前要重新检验货物是否被雨淋过，是否超过适运水分线。

4.合理平舱，平舱目的是防止货物向一面坍塌、流动。IMSBC 规定: “为尽量减少散货移动的危险，货物应在货舱边界内平舱至合理的水平”。

(三)运输途中的管理

1.选择风浪较小的航线，尽可能沿岸航行；

2.注意天气预报，及时合理的调整航线；

3.镍矿货堆有所变化的危险时期出现在开航后的一天。如果货堆表面干燥，不久后货物表面开裂或货堆与完货关舱时一样，说明货堆已经稳定。如果发现舱内货物四周有坍塌现象，要引起高度警觉。如果发现货物表面渗水很多，可以考虑在货舱中心挖坑蓄水，使用潜水泵排出船外；

4.污水井是排除舱内积水的关键，所以要派专人负责测量和排除污水井中的污水；

5.船舶中的自由液面也会降低船舶的稳性，增大船舶的横摇周期，使货堆易于变化。因此，油水的使用要尽可能地集中在某个液舱柜，减少自由液面的数量；

6.对于船舶的横摇周期的检验，驾驶员应利用秒表和经验公式等方法进行检验，以防稳性发生变化影响航行安全；

7.为防止船舶共振而产生剧烈震荡，应根据海上环境地变化适当的调整船舶的航向和转速。