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狹水道內船舶主機及舵失控的應急措施


導讀

船舶日常航行中有時會遇到因機械故障而導致船舶失控的情況,這對航行安全影響極大,處理不當極易造成重大事故。

特別是當船舶航行在通航密度很高的島礁區的狹水道時,更是增加了處置和應對的難度,尤其是主機故障和舵機故障,處理得當,就可避免事故發生,處理不當,就會導致事故發生威脅到本船、他船甚至所在港口的安全。 

據信德海事網獲悉,UTC 3月23日,長榮海運旗下的一艘名為EVER GIVEN 超大型集裝箱船駛入蘇伊士運河后不久,在蘇伊士運河北部航段擱淺,位置如下圖。

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造成蘇伊士運河雙向航道關閉。

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本次事故發生時間在當地時間本周二(3月23日)上午7點40分,初步消息稱,全船跳電black out是導致本次擱淺事故的一個主要原因。

據英國《衛報》援引一名埃及官員的話稱,23日,該地區刮起了狂風和沙塵暴,陣風高達50公里/小時。

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擱淺事件發生時,“長賜”號正在由南向北航行,擱淺后,其后一個由15艘船只組成的船隊被迫停止運行。

造成擱淺事故的具體原因尚待官方認定,本文僅分析狹水道內船舶主機及舵機失控的應急措施。


狹水道船舶失控的一般應急措施  

狹水道兩側多是島礁、岸壁,大多彎曲狹窄,水流多變,礙航物較多。

受地形影響,狹水道內水深流急,且往來船舶密集,通航密度高,船舶在正常航行都存在一定困難。

一旦船舶在狹水道中失控,常常會引起駕引人員的一時性荒亂,采取決策和措施顧此失彼,因此必須要有一套分工明確的應急方案。 

一般而言,船舶在狹水道航行時,必須要注意以下幾點: 

1.引航員或船長應迅速確定失控時的準確船位,觀察周圍船舶的動態及會遇態勢,當時當地的風流狀況和船舶與最近礙航物、島礁、淺灘、助航標志乃至碼頭設施和附近作 業漁船的相對位置。

2.通過VHF發布航行警告,提醒周圍船舶并報當地VTS和海事部門。

同時按規定顯示相關的號燈、號型。

如周圍有VHF聯系不上的小型船舶或漁船等,則應采用號笛、燈光、音響、擴音喇叭等一切有效手段予以告知并要求其采取避讓行動。 

3.做好應急拋錨準備,雙錨根據周圍水深情況松出相應鏈長,以錨距海底5~10m左右為宜。

此點在水深超過50m以上的狹水道尤為重要。 

4.盡快了解失控的具體原因及恢復可能,根據故障的具體情況來決定進一步的應對方案。 


主機失控的處理措施

主機失控在船舶失控事件中最為常見,一般主要由于主機供油系統、冷卻系統等故障引起,也有一些自動化程度高的船舶因相關報警導致主機保護性停車造成失控。 

1.有效利用余速控制船位

正常航行的船舶,失控后的初始階段仍保持有較高余速,能維持一定舵效。

此時應立即操船遠離岸線、島礁、碼頭設施、固定助航標志、附近作業漁船及海底管線礙航物,同時盡可能的搶占上風上流位置,爭取延長可供應急處置的時間。

如前后都有交會船舶還應留出足夠的水域供他船避讓操縱。

2.充分使用側推器、護航拖輪或附近的大馬力引航艇來協助控制船位

(1)一般船舶當余速在3節左右時即失去舵效,大型集裝箱船和大型重載散貨船在余速 5~6節時,就已無明顯舵效。 

此時對于配有側推器的集裝箱船和化工品船來說就應充分利用側推器的協助保持船位,特別是控制船首與風流保持合理的夾角,以使船舶獲得有利的風流壓差遠離危險物。

如有足夠旋回水域,最好利用側推器的良好操縱效果,使船舶完全頂風頂流。

以更利于船舶控制船位及進行應急拋錨操作。 

2008 年12月15日,276m 長的大型集裝箱船EP輪在蝦峙門桃花島燈塔順流進口后不久即主機失控,由于初始為避讓漁船,船位離右側桃花島僅1.2鏈。

雖然前后都有進出口大型船舶,但左側水域較寬,當事引航員果斷下了左滿舵的口令。

以利用余速盡量擴大與右側岸壁的距離,在與對駛的另一出口大型集裝箱船會遇后,使用側推器推首向左,成功擴大了離岸距離并有效調整了流壓,為下一步避開海底電纜及深水錨泊(約100m)打下了很好的船位基礎。

此為主機失控后側推器與余速配合操船一典型案例。 

(2)對于本身就有拖輪護航的試航船、問題船,失控后應立即指揮拖輪在下風流處到位,協助頂拖以控制船位。

使船首保持頂流,避免船舶在急流中打橫出現順流高速漂移的被動局面。

此時船位控制是第一位的,只有等船位相對穩定安全之后,才進一步考慮有關拖帶事宜。 

2008年7月2日,160m 長的QM輪在拖輪護航下蝦峙門水道出口,船出小雙山外1海里時主機失控,此時漲水流在3.5節左右,船停車后不到5分鐘即有退速,并在流的作用下打橫漂移。

當事引航員在只有一艘護航拖輪的情況下 先指揮拖輪頂推該輪右艏使船首頂流以減小流壓影響和流致漂移,待船位相對穩定后抓緊時間帶上拖輪向前拖帶,使船舶成功避開海底電纜禁錨區,為應急錨泊創造了條件,同時避免了船舶順流漂移碰撞架空電纜的可能。 

(3)如附近有可供指揮的大馬力引航艇,駕引人員應果斷征用協助控制船位或通過VTS協調征用。 

2008年5月21日,122m 長的W輪在響水門出口時主機失控,因船位離岸很近,立即拋錨會導致船尾在偏轉過程中碰撞岸壁,此時剛好有一大型引航艇執行任務經過,當事引航員立即調動其到船首協助頂推,增大了離岸距離,化解了險情。

2009 年4月17日,250m 長的M輪在蝦峙門航道入口處主機失控。

此時該輪前方有兩艘VLCC排隊出口,后面有四艘VLCC排隊進口,如在口門處應急拋錨勢必堵塞航道。

在拖輪不能及時到位的情況下,當事引航員調用附近的兩條大型引航艇頂推并利用有利的落潮流,成功將此大型重載船舶移至錨地拋錨。

3.正確利用雙錨,適當合理的選擇拋錨方式和拋錨時機

狹水道內主機失控的船舶,除非短時間內主機能迅速恢復或能快速組織起有效拖帶行動,大多數船舶拋錨是其最終的安全之策。

但狹水道水深流急,怎樣使用雙錨,何時拋錨以及采用什么樣的拋錨方法在船舶失控后的應急情況下都有值得探討的地方。

(1)除非非常明確失控水域水深都在20m以上或前方水域足夠寬闊,可滿足船舶長時間漂航等待主機修復且沒有碰撞、擱淺的風險。

失控船舶都應在第一時間用錨機松出相應長度的錨鏈,長度以距海底5~10m為宜。

以保證船舶隨時都能拋錨并保證錨和錨鏈不受損傷。

當船舶在蝦峙門、螺頭水道、冊子水道等水深大于60m的水道失控時,至少應先將錨鏈松至2節入水,為拋錨爭取足夠時間。

(2)如無其他特殊情況,狹水道內主機失控的船舶在逐漸失去舵效后既應考慮拋錨以控制和穩定船位,等待主機修復或足夠馬力的拖輪到位后再做進一步處置。

失控船前方如無遮擋,不存在碰撞、擱淺等危險,海底也無管線等禁止拋錨區,可等船舶余速減至2節以下,根據水深按相應拋錨方法拋錨應急。

雖然大多數教課書都建議深水拋錨的水深限度需小于3倍鏈長甚至是小于70m,但盡快穩定船位,使船舶盡早處于安全錨泊狀態是失控后船舶的第一要務。

如過多考慮水深限制擔心丟錨斷鏈而放棄拋錨措施,哪怕是因為猶豫而錯過了拋錨時機都有可能造成更進一步嚴重的后果。

據了解,許多大型,超大型船舶都有100m左右水深拋錨的經歷。

前文提到的大型集裝箱輪EP最終在蝦峙門內應急拋錨時的實際水深就在100m左右。

 2010年1月15日,104m長的M輪在冊子水道失控后拋錨應急,實際錨泊水深為 105m。

2010 年3月12日,198m長的SS輪在蝦峙門失控后應急拋錨,實際錨泊水深也在 90m 以上。

這些船舶在救助拖輪到位后,都能順利將錨絞起。 

(3)狹水道內船舶主機失控后,如前方有島礁、淺灘、固定助航標志、碼頭設施、正在捕魚作業的船或其他不能立即采取主動避讓行動的船舶,且與本船的距離明顯小于本船正常的停車沖程,而采用左右滿舵又會造成另一更危險的局面時,則應立即采取拋錨、拖錨淌航等減速手段,以盡快做到在安全距離內把船停住。

此類情況多發生于航道轉向點附近或交叉航路的交匯路口,操作時稍有不慎即會釀成重大事故,駕引人員必須引起高度重視,既要冷靜沉穩,采取措施又要果敢堅決。 

① 拋錨時應合理確定初始出鏈長度,一般控制在實際水深加15m鏈長為宜,既能有效剎減船速又能保護錨、鏈和錨機,并能保證及時剎住錨鏈。

待船速減至5節以下時,再一次性加松50m 左右錨鏈以進一步達到減速效果。

當船速減至2節以下時,可根據當時的態勢逐步松出足夠鏈長直到把船完全停住。

如擔心一側錨鏈松出過長,會造成船舶與前方目標的危險,則應立即拋下另一側錨,松出相應鏈長把船拉住。 

② 同時需充分考慮高余速下船舶拋錨后,艏向拋錨舷側偏轉及船尾反向漂移對船位及船舶操控帶來的不利影響。

根據拋錨前船首的偏轉趨勢,采取反側下錨的方法,既有利于減速,又能抵消下錨后艏部偏轉和尾部漂移帶來的不利影響。

如已明確一側錨機提前備妥,則拋錨前需向拋錨舷反側打滿舵,以取得相似效果。

但當拋錨產生的偏轉效應對本船有利時,則應盡可能的加以利用。 

③ 拋雙錨應急也應注意下錨的先后秩序,切記不可同時拋下雙錨,以防萬一操作不當導致雙錨同時丟失,而喪失進一步采取行動的機會。

可在第一錨拋下剎住后,根據船舶運動態勢及減速情況適時拋下另一錨,并適當多松出 1~2 節錨鏈以利減速。

還可通過調整兩側錨鏈的出鏈長度來適當調整首向。

如發現第一錨丟失,則在松出余下全部錨鏈的同時,迅速拋下另一側錨,并盡量操作謹慎,以防第二個錨再次丟失。

當然實際操縱中以避碰為首選,在保證不會碰撞的前提下再考慮錨和錨機的安全。 

④ 當船舶在水深大于60m的狹水道水域失控,而碰撞、觸礁、擱淺、撞山等險情很難避免時,不管當時船速多高,都應果斷下令拋錨。

并盡量剎住錨鏈。

與碰撞,觸礁等事故產生的損失相比,丟錨和斷鏈的損失相對是可以承受的,況且錨鏈 并不一定會丟。

筆者曾親眼見到300m長的礦船CK輪在蝦峙 門100m 水深的地方以11節速度航行時,錨突然溜脫,了頭水手迅即使用剎車,在12節入水時將錨鏈剎住。

事后錨及12節錨鏈悉數收回。

可見高速、深水都并非船舶丟錨、斷鏈的必 然條件。

姚化利先生在《自由拋錨控制技術研究方向的分析》提到“按著我國的船用起錨絞盤的有關標準規定,最大拋錨速度限定在 300m/min 以內......應根據錨機規格大小確定錨機的拋錨速度,同時,應根據拋錨深度和配置錨鏈的總長度,或根據拋出錨鏈的長度、拋出錨鏈的允許時間來綜合確定,拋 錨速度范圍可在60 m/min~300m/min 之間選取,大型錨機拋錨速度推薦在 60m/min~120m/min 之間選取”。

且相關規范要求錨機鏈輪上的剎車裝置能制動錨鏈斷裂負荷 45% 的拉力,當自由拋錨速度達5~7.5m/s 時,仍能有效剎住正在下滑的錨鏈。

可見當船舶在深水狹水道失控后,緊急拋錨是可行的減小損失,避免碰撞、擱淺的措施。

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舵失控處理措施 

狹水道內航行時舵失控造成的后果往往是災難性的,極易導致碰撞、觸礁等嚴重事故。

舵失控多因失電、操控系統故障、舵機或舵本身機械故障而引起。 

1.立即停車并派人攜帶有效通訊工具到舵機間待命

舵失控后往往處于隨動狀態,螺旋槳排出流和潮流都會對其產生影響,使其隨流偏轉,即而造成船舶的偏轉。

而船舶一旦出現向一側的偏轉趨勢,反過來又會影響舵角,增加船舶的轉向角速度。

停車可消除排出流對舵的影響,并可迅速達到減速目的,為接下來可能采取的倒車、拋錨等措施爭取一定的時間和空間。 

無論如何,到舵機間都需要一定的時間,不管操控系統是否可以馬上恢復,必須盡快做好舵機室應急操舵的準備。 

2.迅速切換到輔助操舵裝置

船舶一般配有多套舵機操控系統,發現舵失控后,應立即切換到其他系統進行操作,特別是測試輔助操舵裝置是否可用。

如在駕駛臺可以控制輔助操舵裝置,則仍可滿足正常航行需求。

如無反應,則應脫開駕駛臺的控制系統,改由在舵機間直接操控。 

3.應急操舵 

人員到舵機間后應立即啟用應急手操舵。

并保證通信暢通,通信聯絡應以駕駛臺與舵機間的直線音頻電話為主,VHF通信為輔助聯系方式。

以滿足輔助操舵裝置要求的航速駛至安全水域錨泊檢修。 

4.緊急情況下舵失控的處置

一般舵失控時都并非處于正舵位置,所以失控后船舶迅速進入旋回狀態。

即使應急舵能用也一時改別不了船舶的旋 回態勢。

狹水道內航行的船舶將直接面對的就是碰撞局面。

停車后立即倒車并配合使用雙錨,以求盡快把船停住是避免碰撞的唯一辦法。

多數船舶從前進三到后退三的緊急倒車過 程需5分鐘左右的時間,超大型船舶甚至在10分鐘以上。 

此段時間當然不能坐以待斃,因立即采用主機失控時的拋錨方法進行處置,再在倒車開出后相互配合,以達到盡快把船停住的目的。

下面為一典型案例。 

2009 年12月19日,巴拿馬型AL輪在航道內以9.6節速度正常航行時,發生舵失控事件,舵卡于右舵 20°處。 

當事引航員立即停車應對,但在高余速作用下,一分鐘后船舶即進入快速旋回狀態。

船舶直沖航道右側距船7鏈處一大型碼頭而去。

下令全速后退未能立即響應。

雖然當時船位所處水域水深在100m以上,立即下令順序拋下左右錨,分別在6節和7 節入水后剎住錨鏈。

即抑制了船舶旋回趨勢,又能拖雙錨減速。

4分鐘后倒車啟動,即全速后退。

又過了2分鐘,右艏以2節余速碰撞該大型碼頭最南端一系纜礅。

此例提供了一個強烈信息,即在主機倒車無法及時響應的情況下,應急拋錨在減速和控制船位方面可發揮重要作用。

在事故不可避免的情況下也能盡量減少損失。

此事故過程從失控發生到最終碰撞橫距7鏈外的碼頭設施僅用了短短8分鐘時間。

此處水道相對較寬,如狹水道寬度為7 鏈,則相同情況下,船舶在4分鐘內就會碰撞岸壁。

可見狹水道內一旦舵失控,可供反應和處置的時間和空間都非常有限。

所以駕引人員采取措施一定要果斷堅決,多種方法配合使用,盡可能避免碰撞的發生。

哪怕在碰撞不可避免的情況下,也應盡量通過選擇碰撞角度及碰撞部位來減小損失。 

5.絕不放過任何可供利用的機會

舵失控后,機艙會采取一切措施進行修復。

有時雖不能徹底解決,但可能會有短暫的恢復過程。

駕引人員需抓住有利時機,盡量消除已出現的不利局面。

2008 年4月15日,225m長的GP輪在蝦峙門出口過程中輔機故障造成跳電,主機驟停,舵機也因失電而失控,舵角卡在了左舵10度位置而無法動作,駕駛臺一切導航設備皆因停電而癱瘓,整個船舶處于完全失控的狀態。

此時,船舶在左舵10度的作用下以大約11節的余速緩慢左轉,沖向桃花島引航艇及客渡碼頭,危險迫在眉睫。

備錨過程中,當事引航員發現電力恢復,立刻自己動手將舵打到了右滿舵位置。

舵剛到位全船再次失電。

右滿舵迅速產生了效果,不光止住了船首的左轉趨勢,并開始使船右轉。

而船舶右側水域相對開闊且有一處 20 多米的淺灘可供從容拋錨。

一瞬之間化險為夷。

此事雖有偶然性,但當事引航員在萬分緊急關頭沒有放棄希望,善于抓住機會是事件成功處置的關鍵。

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結語 

狹水道內失控與其他水域的失控相比起來,存在更多的不利因素,尤其是主機和舵失控,應急操船更為困難,但只要應急準備充分,采取合理的應急措施,沉著應對,冷靜處置,大多數情況下都有轉危為安的可能。

即使經過努力事故仍不能避免,也可通過采取的措施來將損失減小到最低。

本文原創作者系:

舟山引航站   馮開峰 (一級引航員)  

本文首發于《中國水運》2011年第3期,圖片來源于網絡,如侵權請后臺聯系刪除。

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來源:網絡

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