2月24日，悬挂马绍尔群岛船旗，建造于2016年的30万DWT级大型矿砂船（VLOC）“Stellar Banner”号，在中午时分满载离开巴西马德里亚角港后于当晚发生严重右倾，约8小时后到附近浅水区坐浅。事故发生后即刻引起业界广泛关注，虽然事故原因仍在调查，但业界已经对其进行诸多探讨。不管最终调查结果如何，可以肯定的是本次事故为VLOC的安全再次敲响警钟。鉴于该类船舶的船型特点及以往类似事故的经验教训，业界一直对VLOC，特别是对40万DWT级VLOC的结构安全和营运风险高度关注。
船舶结构特点
从船舶构造特点上划分，目前市场上的VLOC主要分两类：一是改装船，即由油轮改装而来的船舶；二是新造船，较为典型的是40万DWT级VLOC，该船型是根据中国和巴西两国相关铁矿石港口吃水极限而设计开发的船型，是目前世界上最大载重吨的矿砂船。与其他散货船船型相比，40万DWT级VLOC的结构特点可概括为超大主尺度、超大货舱开口、超大边压载舱、超高双层底等，同时由于铁矿石密度大，通常为 0.307～0.377 m3/t，以及积载因数较小，货舱容积较小。
40万DWT级VLOC的装载状态包括空船压载和载货满载，不同装载状态下的船舶受力情况大不相同。根据该船型典型结构特点，当处于空船压载状态时，船舶压载舱的容量与货舱相当，在船舶横向上等同于隔舱装载的工况，在此工况下，船体结构承受较大剪力，对船舶横向强度是很大考验；在船舶载货满载状态下，舷侧边舱为空舱状态，船体结构要承受货舱内的货物载荷与外部海水载荷和底部浮力载荷的联合作用。在这种工况下，船体会产生较大的剪力和弯矩，导致船体结构存在较高的应力水平，易导致横向结构屈曲变形。 除上述压载和满载状态外，船舶靠泊码头装卸货过程中的典型受力也不可忽视。在船舶装卸货特别是在装货过程中，由于采用快速装载方式，如巴西马德里亚角港可达2.4万t/h的持续超高装货速率，如果船舶排水及时，完成 40 万吨矿砂的装货只需12.5小时。在这种超高速装货过程中同时伴随着船舶排放压载水形成的动态受力变化，能够使船舶局部结构在瞬间产生较大剪力和弯矩，是对船舶的极大考验。
业界对40万DWT级VLOC在不同装载工况下的典型受力状况跟踪勘验后，发现第一代 40 万DWT级VLOC存在局部结构的屈曲变形问题，主要表现为舷侧边舱内横向强框架和横舱壁扶强材屈曲变形、机舱横向强框架和艏尖舱内多层平台出现裂纹和发生屈曲变形等。随着该类船舶结构问题的出现，业界已经对第一代40万DWT级 VLOC 的结构变形部位进行局部加强或修复处理，并对船舶的一些重点部位进行局部加强处理。同时在第二代40万DWT级VLOC设计和建造时，已经对第一代所表现出的结构问题进行了强度优化。但是由于该类型船舶的典型结构特点和船体结构受力的复杂性，无论对于第一代还是第二代VLOC，船舶结构完整性都需要给予持续关注。
船体疲劳会导致船舶结构老化，进而对船舶结构完整性造成影响。船舶无论是在港装卸货还是在海上航行过程中，在波浪力及各种惯性力等交变载荷的作用下，船体结构内产生交变应力易造成船体结构疲劳损伤。《船级社指南》规定，散货船的疲劳评估装载工况为均匀满载、隔舱满载和正常压载三种工况。因此从船舶设计角度，无法对船舶实际装载情况下的受力情况进行模拟，也无法确定船舶局部疲劳的产生。目前，船体结构的强度评估是通过建立舱段或全船结构有限元模型，用舱段或全船结构有限元分析的方法来解决。一些船级社开发具有高计算分析精度的高级屈曲评估软件，通过结合船舶日常检查发现的结构疲劳进行分析计算，并对所有板架结构的屈曲强度给出全面的评估，以便可以根据规范要求对船体结构进行修复和优化。
应该注意到一些营运中的船舶对船体结构检查往往流于形式，船舶是否真正按管理体系的要求，对包括所有压载舱和货舱在内的船舶关键结构部件进行定期检查也缺乏有效监督。鉴于40万DWT级VLOC典型结构特点，船舶在营运中应严格落实相关船舶船体的结构安全检查制度，重点加强对关键结构节点的检查，一旦发现裂纹、严重结构疲劳等问题及时修复以免导致更严重的结构破坏。
确保靠泊安全
40万DWT级VLOC的设计建造虽然兼具了智能、环保、节能、安全等特点，但在船舶设计时对VLOC所接靠码头的技术状况、自然水文条件、港口习惯做法等因素考虑较少。靠泊安全是40万DWT级VLOC安全管理的一项重要工作，船舶应根据不同气候、水文条件等因素并能按照装卸作业，打排压载水等操作及时采用有效的调整方法，保证船舶的靠泊安全。如果在船舶靠泊期间存在一些对特定港口的变量细节考虑不周的情况，可能会导致非常严重的后果。
船舶在港内靠泊期间，在自然环境因素作用下会产生震荡，同时由于码头受外海传来的涌浪影响，可能使在泊船舶失去平衡产生较大幅度的偏荡，此时缆绳受力不均在瞬间顿力的作用下非常容易破断；船舶减载或空载船舶吃水浅，自固力差，在涌浪的作用下更容易产生纵摇、横摇及垂荡的现象，缆绳由于仰角大与导缆桩底座或舷墙边缘产生摩擦也可能被磨断。而且一根缆绳的破断极有可能导致整体布缆受力失衡而产生连锁反应（一般靠泊系缆达30多根），进而导致极端险情出现，对船舶在港靠泊安全构成很大威胁。
考虑到这类船舶的结构特点，在靠泊作业期间，船方应安排专员密切关注码头区域天气情况及变化趋势，如果港口气象变化会对安全作业产生影响，应立即通知作业现场停止装卸货作业。作为码头运营方应密切关注气象及地质部门发出的警报信息，并建立极端气象情况下的应急预案。一旦得知极端气象预警信息，立即与现场操作人员取得联系，按照应急预案保证相关人员、船舶及货物的安全。
（作者单位：中国船东互保协会）
