IACS及其共同结构规范近况
2019-05-06林德辉
林德辉
(中国船舶及海洋工程设计研究院 上海200011)
1 国际船级社协会的成立与现况
国际船级社协会(International Association of Classification Societies,IACS)的历史可以追溯到1930年召开的国际船舶载重线会议。这次会议建议根据1930年国际载重线公约第九条的规定,经政府承认的船级社“应经常协商……,以求在执行据以勘划干舷的船体强度标准时尽可能地统一。”这次会议虽然还称不上是IACS的雏形,但却表明这样一种意向:为确保船舶航行安全,各船级社之间应充分协商,对共同关心的重大问题统一彼此的意见。
1939年,由意大利船级社(RINA)主持,在罗马召开了第1届国际船级社会议。参加会议的有美国船级社(ABS)、法国船级社(BV)、挪威船级社(DNV)、德意志劳埃德船级社(GL)、英国劳氏船级社(LR)以及日本海事协会(NK)的代表。会议期间,与会代表一致同意船级社之间的合作应进一步发展,并在适当的时候再召开这种会议。但那时还没有建立正式的组织。此后各届会议的情况是:1955年由法国船级社主持在巴黎召开;1965年由美国船级社主持在纽约召开;1968年由挪威船级社主持在奥斯陆召开,此次会议上,一致同意建立国际船级社协会。
1968年9月11日,7个船级社(ABS、BV、DNV、GL、LR、NK、RINA)在德意志劳埃德船级社总部所在地汉堡召开会议,决定成立国际船级社协会。1969年10月29日,在伦敦召开的政府间海事协商组织(IMCO,1982年起改称国际海事组织,简称IMO)第6届大会上,IACS获得咨询地位。由于承认IACS与IMO相互关系的重要性以及IACS对IMO活动所做的贡献,1976年IACS理事会决定指派一名常驻IMO的代表。
自1968年IACS成立后,会员数逐渐增加,至2010年前后,其会员数已增至10个船级社(ABS、BV、CCS 、DNV、GL、KR 、LR、NK、RINA、RS),期间新增了中国船级社(CCS)、韩国船级社(KR)和俄罗斯船级社(RS)。
至2011年6月前后,IACS会员数已增至13个,即新增了CRS、IRS和PRS这3个船级社:
·CRS系克罗地亚船级社。1992年之前,CRS为成立于1949年的南斯拉夫船级社(Yugoslav Register of Shipping,JR);1973~2004年,CRS为IACS的联系会员(Associated Member);自2011年5月起,CRS获得IACS的会员资格,其总部位于克罗地亚共和国的斯普利特(Split: Republic of Croatia)。
·IRS系印度船级社,原为IACS的联系会员,此期间获得IACS的会员资格。
·PRS系波兰船级社,2011年6月3日,PRS 被IACS理事会接受为IACS的会员。
截至2019年2月16日,国际船级社协会(IACS)有12个会员(Members)。原有13个会员中,DNV(挪威船级社)和GL(德意志劳埃德船级社)已于2013年9月合并为DNV·GL。如果说从1968年至2011年的40余年间,IACS会员数的逐渐增加表明了船舶及其检验业务的增长,在2011年至2013年9月期间,IACS会员数保持13个。此后,由于DNV与GL的合并,而使IACS会员数减至12个,但这并不表明船舶及其检验业务的衰退,因为船级社的合并以及共同结构规范的诞生,表明了各船级社正在寻求组织上的合作以及规范文件的协调和统一,以应对日益增长的船舶检验业务。
现将IACS的12个会员的英文全称、缩写、网址、E-mail和标志分列如下(按各船级社缩写的英文字母顺序排列):
中国船级社(C C S):C H I N A C L A S S I F I C A T I O N S O C I E T Y网址: h t t p://w w w.c c s.o r g.c n E-m a i l:c c s@c c s.o r g.c n克罗地亚船级社(C R S):C R O A T I A N R E G I S T E R O F S H I P P I N G网址: h t t p://w w w.c r s.h r E-m a i l:i a c s@c r s.h r挪威船级社-德意志劳埃德船级社(D N V·G L):D E T N O R S K E V E R I T A S- G E R M A N I S C H E R L L O Y D网址: h t t p://w w w.d n v g l.c o m E-m a i l:i a c s@d n v g l.c o m印度船级社(I R S):I N D I A N R E G I S T E R O F S H I P P I N G网址: h t t p://w w w.i r c l a s s.o r g E-m a i l:h o@i r c l a s s.o r g韩国船级社(K R):K O R E A N R E G I S T E R O F S H I P P I N G网址: h t t p://w w w.k r s.c o.k r E-m a i l:k r s i a c s@k r s.c o.k r英国劳氏船级社(L R):L L O Y D'S R E G I S T E R网址: h t t p://w w w.l r.o r g E-m a i l:L l o y d s r e g@l r.o r g日本海事协会(N K):N I P P O N K A I J I K Y O K A I网址: h t t p://w w w.c l a s s n k.o r.j p E-m a i l:x a d@c l a s s n k.o r.j p波兰船级社(P R S):P O L I S H R E G I S T E R O F S H I P P I N G网址: h t t p://w w w.p r s.p l E-m a i l:i a c s@p r s.p l意大利船级社(R I N A):R E G I S T R O I T A L I A N O N A V A L E网址: h t t p://w w w.r i n a.o r g E-m a i l:i n f o@r i n a.o r g俄罗斯船级社(R S):R U S S I A N M A R I T I M E R E G I S T E R O F S H I P P I N G网址: h t t p://w w w.r s-h e a d.s p b.r u/E-m a i l:i n t e r n a t i o n a l.d e p t@r s-c l a s s.o r g美国船级社(A B S): A M E R I C A N B U R E A U O F S H I P P I N G网址: h t t p://w w w.e a g l e.o r g E-m a i l:a b s-w o r l d h q@e a g l e.o r g法国船级社(B V): B U R E A U V E R I T A S网址: h t t p://w w w.v e r i s t a r.c o m E-m a i l:v e r i s t a r i n f o@b u r e a u v e r i t a s.c o m
IACS发布的文件有:共同结构规范(Common Structural Rules,CSR)、统一要求(Unified Requirements,UR)、统一解释(Unified Interpretations,UI)、程序要求(Procedural Requirements,PR)和建议(Recommandation)等。
2 共同结构规范的演变与修正
2000年,LR、ABS和DNV三家船级社 (简称“LAN”) 达成一致意见,为提高船舶安全性,进行油船的共同结构规范研究,主要内容是建立一套适用于150 m及以上双壳油船的共同规范。2003年6月,LAN 发起建立油船共同结构规范的计划被IACS所接受,决定由IACS统一编制油船共同结构规范,即成立 JTP (Join Tanker project,油船联合项目组) ,由LR、ABS和DNV三家船级社联合制定草案,征求意见;与此相对应,散货船共同规范由IACS中除LR、ABS和DNV以外的所有成员(当时IACS有10个成员,即由BV、CCS、GL、KR、NK、RINA、RS等7个成员)参与制定,成立散货船联合项目组(Joint Bulker Project,JBP),制定草案并征求意见。
经IACS理事会批准,为满足工业界对“坚固、耐用”船舶的需求。IACS于2006年1月1日出版《双壳油船共同(结构)规范》和《散货船共同(结构)规范》,其生效日期为2006年4月1日。这两项共同规范均经多次修改(Change)和勘误(Corrigenda),为此出版了多个综合文本,这两项共同规范综合文本的最后版本为2012年综合文本(生效日期2012年7月1日)。
《双壳油船共同(结构)规范》(Common Structural Rules for Double Hull Oil Tanker,CSR Double Hull Oil Tanker)适用于船长为150m或以上的双壳油船。
《散货船共同(结构)规范》(Common Structural Rules for Bulk Carriers,CSR Bulk Carrier)适用于船长为90 m或以上的散货船。此散货船共同结构规范包含了适用于散货船的IACS的统一要求(UR),包括UR SIA、S12、S17、S18、S20、S21、S25、S26、S27和Z11.2.2,此外还考虑了法定检验规则的要求,例如经修正的SOLAS第II-1/3.6条中有关永久性通道设施的要求。
尽管散货船和油船有其内在的本质区别,且在两套规范出版前还进行了充分协调,并在规范开始执行之后,IACS进一步继续考虑将工业界的意见融入规范的持续更新中,但是两个独立的散货船和双壳油船的共同结构规范的不协调性仍饱受造船界争议。为了解决共同结构规范中的应用维护问题和不协调问题,满足工业界和船东的需求,IACS制定了长期计划。此计划是合二为一的编制一本《协调版共同结构规范》(Harmonized Common Structural Rules, CSR-H)。
为此,IACS继2012年7月1日发布《协调版共同结构规范》(CSR-H)草案第1稿后,又于2013年4月1日发布草案第2稿,于2013年4月1日至8月31日期间,第2次供公众评审并征求工业界的意见。在征求意见过程中,该规范草案封面上的名称已逐渐由《协调版共同结构规范》改为《散货船和油船共同结构规范》(Common Structural Rules for Bulk Carriers and Oil Tankers,简称CSR)。
截至2019年1月10日,可从www.iacs.org.uk查得其CSR的英文名称为《CSR for Bulk Carriers and Oil Tankers》。该规范2013年12月18日通过,2015年7月1日生效,且替代上述生效日期均为2012年7月1日的《双壳油船共同结构规范》和《散货船共同结构规范》。
从上述网址可下载以下版本的《散货船和油船共同结构规范》:
(1)2014年1月1日发布的《散货船和油船共同结构规范》(Common Structural Rules for Bulk Carriers and Oil Tankers - 1st January 2014 Issue)(英文版814页),2015年7月1日生效。
(2)2015年1月1日发布的《散货船和油船共同结构规范》(英文版824页),2015年7月1日生效。
(3)2017年1月1日发布的《散货船和油船共同结构规范》(英文版824页)。
共同结构规范的综合文本,包括2015年1月1日发布的散货船和油船共同结构规范以及其后的修改和勘误(CSR consolidated version contains 01 January 2015 version and its subsequent changes and Corrigenda),2017年7月1日生效。
(4)2018年1月1日发布的《散货船和油船共同结构规范》。
共同结构规范的综合文本,包括2017年1月1日发布的散货船和油船共同结构规范以及其后的修改和勘误,2018年7月1日生效。
可见,截至2019年1月10日,可查找到的最新版本为2018年1月1日发布的《散货船和油船共同结构规范》[1],其生效日期为2018年7月1日,且替代2017年1月1日发布的《散货船和油船共同结构规范》。该规范英文版为822页。
该规范分成2部分(Part),第1部分为“通用船体要求”(General Hull Requirements),适用于散货船和油船;第2部分为“船舶类型”(Ship Types),分别阐明对于散货船和油船的专用要求(或附加要求)。
该规范第1部分各章的标题如下:
—— 第1部分“通用船体要求”分成13章(Chapter):
第1章 规范总则(Rule General Principles)
第2章 总布置设计(General Arrangement Design)
第3章 结构设计原则(Structural Design Principles)
第4章 载荷(Loads)
第5章 船体梁强度(Hull Girder Strength)
第6章 船体局部构件尺寸(Hull Local Scantling)
第7章 直接强度分析(Direct Strength Analysis)
第8章 屈曲(Buckling)
第9章 疲劳(Fatigue)
第10章 其他结构(Other Structures)
第11章 上层建筑、甲板室和船体舾装(Superstructure: Deckhouses and Hull Outfitting)
第12章 建造(Construction)
第13章 营运船舶——换新衡准(Ship in Operation - Renewal Criteria)
—— 第2部分“船舶类型”分成2章,第1章“散货船”(Bulk Carriers)和第2章“油船”(Oil Tankers),其各章节的标题如下:
—— 第2部分第1章“散货船”分成6节(Section):
第1节 总布置设计(General Arrangement Design)
第2节 结构设计原则(Structural Design Principles)
第3节 船体局部构件尺寸(Hull Local Scantling)
第4节L<150 m散货船的船体局部构件尺寸(Hull Local Scantling for Bulk CarriersL<150 m)
第5节 货舱舱口盖(Cargo Hatch Covers)
第6节 抓斗附加船级标志(Additional Class Notation Grab)
—— 第2部分第2章“油船”分成4节:
第1节 总布置设计(General Arrangement Design)
第2节 结构设计原则(Structural Design Principles)
第3节 船体局部构件尺寸(Hull Local Scantling)
第4节 船体舾装(Hull Outfitting)
3 统一要求及其在极地规则中的引用
统一要求是针对与船级社的特定规范要求和实践直接相关的或涉及的事项所通过的决定。
经每一会员船级社主管机关的批准,在该会员船级社的规范和实践中应载入这些统一要求(Subject to ratification by the governing body of each member society,unified requirements shall be incorporated in the rules and practices of the member societies)。
UR的出现并不要求会员船级社颁布相关的规范(如果该船级社并无相关类别船舶或海洋结构物的规范)。
统一要求是最低要求,每一会员船级社可以制订更严的要求(Unified requirements are minimum requirements,each member remains free to set more stringent requirements)。
UR中可以找到与新散货船相称的船级附加标志和相应的设计装载条件。
截至2019年1月23日,统一要求涉及:
UR A Mooring and Anchoring 系泊和锚泊;
UR D Mobile Offshore Drilling Units 海上移动式钻井平台;
UR E Electricity 电气;
UR F Fire Protection 防火;
UR G Gas Tankers 气体运输船;
UR I Polar Class 极地船级
UR K Propellers 推进器;
UR L Subdivision,Stability and Load Line 分舱、稳性和载重线;
UR M Machinery Installations 机械装置;
UR N Navigation 航行;
UR P Pipes and Pressure Vessels 管路和受压容器;
UR S Strength of Ships 船舶强度;
UR W Materials and Welding 材料和焊接;
UR Z Survey and Certification 检验和证书。
以上IACS UR I “对极地船级的要求”(Requirements concerning Polar Class)[2]分为3部分,截至2019年1月23日,此3部分已有多次修改和勘误,最近一次修改为2016年4月。该修改适用于2017年7月1日及之后签建造合同的船舶,详见下页表1。
2014年12月的国际海事组织(IMO)海上安全委员会第94届会议(MSC 94)通过了MSC.385 (94)《国际极地水域营运船舶规则》【International Code for Ships Operating in Polar Waters(Polar Code),以下简称“极地规则”】,其涉及与在两极周围水域营运船舶相关的设计、建造、设备、营运、训练、搜救和环境保护等事项,该规则具有强制性[3]。
在极地规则第I-A篇第3章“船舶结构”中,明确本章目标是规定结构的材料和构件尺寸,基于因环境载荷和条件所产生的整体和局部响应(Based on global and local response due to environmental loads and conditions),保持其结构完整性。为实现此目标,本章包括下列功能要求:对预期在低气温营运船舶,使用的材料应适合于船舶在极地服务温度下营运;对冰区加强船舶,船舶结构应设计成抵御预见冰况下预期的整体和局部结构载荷。
表1 IACS UR I “对极地船级的要求”各部分的历次修改及其适用日期
为符合上述功能要求,该章对A类船舶、B类船舶和冰区加强的C类船舶的构件尺寸作出规定。其中,对A类船舶,要求符合IACS UR-Ⅰ“对极地船级的要求”中极地船级PC1-PC5的要求;对B类船舶,需符合IACS UR-Ⅰ中极地船级 PC6-PC7的要求;C类船舶不需要符合特定的极地船级要求,即指定在开敞水域或在严酷度低于A类和B类船舶所涉及的冰况下航行。
UR-Ⅰ被IACS各会员船级社采用, UR-Ⅰ极地船级符号描述见表2。
表2 极地船级描述(Polar Class descriptions)
可见,在极地规则中引用了IACS UR I “对极地船级的要求”,这说明IACS的统一要求对于IMO的规则十分重要。
在极地规则中规定,如经评估,C 类货船无船舶结构和设备额外改造要求,允许基于文件审查确认符合极地规则适用要求,可签发极地船舶证书,下次计划检验时进行船上检验,以减少 C 类船舶检验发证的行政负担;冰区加强的 C 类船舶的构件尺寸应经主管机关或其认可的组织批准,考虑适合其营运区域所遭受之冰类型和密集度的可接受标准;如主管机关认为船舶的结构适合于其预定的营运,则C类船舶不需要冰区加强。
4 统一解释
统一解释是针对在执行IMO公约或建议的要求中所产生问题而通过的决定。这些决定可包括对IMO公约、规则或决议的统一解释,公约中的这些问题是要求主管机关满意,或者是含糊的。
解释在各相关主管机关征求意见,或发送IMO(如合适)。
解释应被(其相应船旗国主管机关尚未对相关条款颁布解释的)船级社所采用。应明确执行日期。
截至2019年2月17日,统一解释涉及:
5 程序要求和建议举例
程序要求是对程序问题所通过的,供会员船级社遵循的决定(Procedural requirements are adopted resolutions on matters of procedures to be followed by members)。例如:IACS PR 9《国际安全管理规则认证的程序要求》(PR 9 Procedural Requirements for ISM Code Certification)。
IACS编制了与所通过决议有关的建议和指南(IACS produces recommendations and guidelines related to adopted resolutions),它们并非入级的必要事项,但IACS认为其将有助于对船舶工业提供某些建议。例如:
IACS Rec.11《海上移动式钻井平台材料选择指南》(Materials Selection Guideline for Mobile Offshore Drilling Units);
IACS Rec.14《舱口盖的压紧和密性》(Hatch Cover Sercuring and Tightness) ;
IACS Rec.34《标准波浪数据》(Standard Wave Data)。
6 船级社的诞生与规范发展历程
6.1 船舶的两种检验与英国劳氏船级社的诞生
由于船舶的价格昂贵牵涉到“保险”以及所拥有的船籍,使得船舶及其产品的检验分为入级检验和法定检验,这种特定的检验又催生了船舶规范与规则。
法定检验是船旗国(又称船舶登记国)政府对船舶的监督性检验,属官方对船舶的强制性检验。从事国际航行的船舶,一般都在本国登记取得船籍并在船尾悬挂登记国的国旗,但因某些原因,也可在别国登记。船舶应遵守登记国法令、法规,并受登记国保护。法定检验将获得有关法定证书。因此可认为法定检验是为了“挂旗”。
入级检验是船东自愿申请船舶接受某船级社的检验,船级社对不同的船舶都授予规定的船级符号:并将新入级的船舶登载在本船级社定期出版的“船舶录”中向世界公布,以表明此船经船级社检验,其性能和安全性符合船级社的规范要求,并由船级社负责向该船核发船级证书。只有具有船级证书的船舶,才能取得保险。海上航行风险大,船东往往要求保险商提供保险,而保险商则根据船级确定保险费率(具有著名船级社的船级,能获得较有利的保险费率),因此可认为入级检验是为了“保险”[4]。这一点可从LR的诞生中得到印证。
英国劳氏船级社(LR)从17世纪爱德华·劳埃德拥有的一家伦敦咖啡馆发展而来,并继承其名。当时劳埃德咖啡馆成为海运保险商、商人及与航运相关人员最喜欢光顾的地方。劳埃德将其听到的所有新闻印于纸上,供大家传阅,帮助顾客交流信息。1760年,由咖啡馆的顾客组织了船级社,即LR于1760年诞生成为一家船级社,并于1764年开始印制船舶登记资料,为保险商和商人提供保险及租用船舶的运行状况。1834年,该组织改制为英国与国外航运劳氏船级社,开始出版第一份规范,第一年就雇用了63名验船师,截止1840年,根据规范已经检验了15 000艘船舶。1852年,船级社在加拿大开设其第一家海外办事处,随后发展到世界各地。进入20世纪,劳氏船级社将其在海运领域的专业技术应用于诸多领域,形成今天多元化的业务。随着业务的不断发展和公司的日益壮大,LR也逐渐涉及多个领域并成立分公司,如:劳氏质量认证有限公司,主营ISO 9001,环境体系认证等相关业务;劳氏工业技术服务有限公司,主营钻井平台检验、工业品检验等;斯堪伯奥科技有限公司,主营核电业务;劳氏还涉及交通运输等众多领域。[5]
6.2 规则与规范的不同发展历程
法定检验的基本要求是国际海事组织(IMO)、国际电信联盟(ITU)以及国际劳工组织(ILO)所制订的公约、规则等,对挂“非方便旗”(如美、德、英、挪威旗等)的船舶,还需满足相应各船旗国的有关规则(例如 USCG、SBG、DOT和NMD等)的要求,详见下页表3。
可见,船舶法定检验的规则是在IMO、ITU和ILO等国际组织的规则(有关运河、航道等规则也可归类于国际规则)之外,再附加船旗国的规则(对方便旗国家,无船旗国的规则),往往是先有国际组织规则,再有船旗国规则,因此船旗国规则是对国际组织规则的补充或提出更高要求。
而对于船舶入级检验的规范,则完全是另一回事,即先有各船级社及其规范(LR于1760年诞生,1834年出版第一份规范),相隔约200年后,直至1968年9月11日才成立国际船级社协会(IACS),但此时各会员船级社都已有其相当成熟的规范。为此,IACS先是通过统一要求(UR)、统一解释(UI)、程序要求(PR)和建议(Recommandation)等,希望经每一会员船级社主管机关批准,在该会员船级社的规范和实践中载入有关的UR和UI等。
表3 国际航行船舶须符合的主要规则举例
2000年后,为提高船舶安全性,各会员船级社分工进行油船和散货船的共同结构规范研究,至2006年1月1日,IACS出版《双壳油船共同结构规范》和《散货船共同结构规范》,这两项共同规范的最后版本为2012年综合文本(生效日期2012年7月1日)。
此后,IACS于2013年12月18日通过《散货船和油船共同结构规范》,2015年7月1日生效,且替代上述生效日期为2012年7月1日的《双壳油船共同结构规范》和《散货船共同结构规范》。截至2019年1月10日,其最新版本为2018年1月1日发布的《散货船和油船共同结构规范》,2018年7月1日生效。
综上所述,从2000年至今的近二十年中,IACS及其会员船级社为共同规范作出了巨大努力,曾打算先搞结构专业,再搞机电等其他专业的共同规范。在结构中,目前散货船和油船的共同规范已经完成,其他船型的共同结构规范尚有待开发。
中国船级社(CCS)已在其《钢质海船入级规范 2018》(以下简称“钢船规范”)中采用了IACS《散货船和油船共同结构规范》,详见该规范的“第 9 篇 散货船和油船结构(CSR)”,第 9 篇中等同采用了IACS《散货船和油船共同结构规范》,仅在该共同结构规范的第1部分后附加了以下3个附录:
·CCS 附录 A 基于等效设计波法的波浪载荷直接计算方法
·CCS 附录 B 直接计算载荷工况补充要求
·CCS 附录 C 船体梁极限强度评估的非线性有限元方法
并在该共同结构规范的第2部分后附加了以下2个附录:
·CCS 附录 A IACS Rec.14 舱口盖的压紧和密性( Corr.1 Oct.2005)
·CCS 附录 B IACS Rec.34 标准波浪数据( Corr. Nov. 2001)
以上所述“钢船规范”第 9 篇是对符合共同结构规范(CSR)的油船和散货船的要求。此外,在此第9 篇 第 1 部分 第 1 章 第 1 节“ 适用范围”的1.1.3 中明确:“本规范不适用的船舶应符合船级社的相关规范”。即对不符合CSR的油船和散货船,应符合“钢船规范”第 2 篇“船体”中第 5 章“双壳油船”和第8 章“散货船”[6]的要求。
可见,CCS采用了IACS《散货船和油船共同结构规范》,但有补充和变通的要求。IACS的其他会员船级社也采取与CCS类似的做法,这表明IACS对共同结构规范研究、编制和被各会员船级社采用的道路将是艰巨而漫长的。尽管如此,IACS拟协调和统一各船级社规范的努力是有价值的,它不仅会提高各会员船级社规范的水平,提升船舶设计与建造的水准,而且会营造更安全的航行,使船东、船厂、设计所以及航运相关人员得益,并最终惠及海运保险商。