轮船运输大量、沉重的货物,似乎已经成为共识。然而你知道吗?货轮最大的克星,竟然就是我们天天都要吃的大米!

2004年3月12日,一艘装载着120吨大米的货船,在湖南省岳阳市湘阴县南阳镇的一个渡口附近转弯时,由于驾驶员对江中地形不熟悉,加之船速过快,所以转弯时货船突然翻沉。

导致船上的大米全部倾洒入江中。幸运的是,没有人在事故中受伤。

事故虽然很触目惊心,但也不用太紧张,这并不是一件发生概率很高的事情,就跟飞机火车一样,不排除有危险性,但大多数情况下都属于是非常安全的一些交通方式。

不过这也不意味着可以完全松懈,因为危险因素一直都存在。

这会提到一个概念,叫休止角。

休止角又称为安息角,是物体在水平面上停止滑动时与水平面的夹角,代表物体在受到摩擦力作用时能达到的最大倾斜角度。

大米是颗粒状物质,遵循休止角的规律,即当大量被倾倒于水平面上堆积为锥体时,堆积物的表面与水平面所成内角即为休止角。

休止角的大小与大米的密度、颗粒的表面积和形状,以及该物质的摩擦系数密切相关。

当休止角越小,摩擦力越小,流动性就会越好。一般来说,当休止角θ≤30度时,大米的流动性好;θ≤40度时,可以满足生产过程中的流动性需求。

当轮船在海上颠簸摇晃,大米受到的倾斜角度小于休止角时,静摩擦力可以使其保持静止。但一旦倾斜角度超过休止角,大米就会发生位移,导致船只重心变化,使船体失去自我平衡能力,处于倾斜状态,就会增加沉船的风险。

而且对于精制糖、大米等货物对海上运输要求较高的货物,如果想要更好地控制货物质量,集装箱无疑是非常理想的一种方式。但由于近几年集装箱的价格涨得很快,加上港口的拥挤程度有些夸张,所以有些食品贸易商选择干散货船来运输。

一来是因为散装运输不需要进行包装,从而避免了包装材料和人工成本,显著降低了运输成本,这个过程还减少了包装过程中可能出现的破损和浪费,进一步提高了利润空间。

二来相较于包装运输,散装运输可以大幅提高运输效率。例如,在码头使用吸粮机、夹皮带机、链斗卸船机等连续型卸船机械,能够大幅提高装卸效率。

并且散装运输减少了装车和卸车的时间,使得货物能够更快地从出发地到达目的地。但这显然都是从经济角度对散装运输的分析,如果从安全角度来分析,就不是这么说了。

首先是散装运输的稳定性降低。

由于大米的物理特性,如散落性和下沉性,会使得船舶在运输过程中稳定性受到影响。

谷物的沉降量大约是体积的2%,海上波涛起伏,大米在船舱内的自由流动会比较明显,就会可能导致船舶重心变化,增加了倾覆的风险。

而大米会吸收水份的特性,会使得大米储存一定的时间过后,吸收到一定程度的水份,体积膨胀,同时重心又会压低,这样对于船舶进行的多种并不合理的作用,就更容易增加倾覆的风险。

这里可以回答有人提出的填满就不会有这样的问题的说法。对于大米这种有特殊形状的固体来说,即使一开始填的满满的,也会在运输过程中由于流动和挤压而变得更加密实。从而还是会有重心偏移而导致翻船的可能性。

其次是化学物质容易引发风险。

大米含有大量淀粉,这是一种易燃物质。在火灾发生时,大米可能会助长火势,导致船舶更快被火焰吞噬。即使与装有烟花这类易燃易爆物质的船舶相比,大米船舶的危险性也是不容忽视的,甚至可能因为火势的迅速扩散而显得更加危险。

第三会给装卸带来问题。

散装大米在装卸过程中可能会产生尘埃,对船员和甲板机械造成不利影响。因为尘埃不仅可能对皮肤、角膜、粘膜造成局部刺激,还可能对甲板机械产生腐蚀作用。

第四是对船体结构产生潜在的影响。

大米作为散货,其重量分布可能对船体结构产生压力,尤其是在不均匀分布时。长时间或不当的装载方式可能导致船体局部应力集中,从而影响船体结构及强度。

针对以上问题,人们也有针对性的想到了一些改善的方法和技术。

首先是线型优化,减少航行时的阻力,提高航行效率,同时确保船体在风浪中的稳定性。这其中船体线型的设计不仅考虑船速和燃油效率,还考虑船舶在恶劣海况下的抗风浪能力。

其次是采用高强度轻质材料,减轻船体重量,降低燃油消耗,同时保持或增强船体的强度和耐久性。这样的船体更容易调整姿态,降低因货物偏移导致的翻船风险。

第三是在满足船舶基本功能的前提下,实现船舶多功能化,提高船舶的适应性。例如,设计具有多个货舱的船舶,可以根据货物的不同性质和需求进行灵活调整,保持船体平衡。

第四是在船舶设计中,集成先进的导航和监测系统,如GPS、雷达和声纳等。这些系统能够实时获取船舶的位置、速度、航向等信息,以及周围环境的状况,帮助驾驶者及时做出正确的决策,避免翻船风险。

第五是采用分级优化设计法,首先最优配置第一级的整个材料,然后优选第二级的具体结构的尺寸。这种方法能够系统地考虑船舶的各个部分,确保整体结构的稳定性和安全性。

对于安全性和稳定性,还会通过增加船底的宽度和深来实现。

还有一个很有效的改善方法是对货仓的四个角进行处理,并增加隔仓,这样就可以限制大米在船舱内部的移动。专用的散装船还会设有加注口,确保货仓内的空间可以全部填满。

在这个基础上,美国、欧洲、日本等国家还特意设置了专门的建造标准和运营法规,并且加大检查力度,例如美国会设有海岸警卫队及其他专业机构定期对船舶进行检查确保安全性,还会对船员的素质和职业技术进行专门的培训和升级,从多个方面确保运输的安全性。

这样一来,海上运输大米这件事,就更加令人感觉到安心了。

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