【货物运输】 钢材货物的积载和系固知识分享
1. 妥善积载和系固的原则
妥善积载和系固的基本目标是：防止货物在装上船后、海运途中、及卸船结束前，在舱内发生移动或位移。与货物移动或位移所产生的力有关的风险包括：可能导致货物受损、人员伤亡、货舱结构损坏、对稳性和适航性产生负面影响、船期延误，及/或与船上货物重新积载有关的额外费用。
国际海事组织（IMO）第A.714(17)号决议，即《1991年货物积载与系固安全操作规则》（《CSS规则》），及其修正案对货物积载和系固的一般原则做出了规定。该规则具有强制性，适用于除固体和液体散货以外的货物。在钢质货物方面，该规则规定了关于载运钢卷的具体安全做法（附件六），其他货物类型未包含在这一指引中。《CSS规则》与《货物系固手册》构成了船舶绑扎和系固方面的标准习惯做法。
2.积载图
积载图通常由船东或租船人的代表（即，相关运输合同项下负责货物积载、绑扎和系固的当事方）准备。船长应当从安全角度，考虑与积载图相关的各项因素，包括但不限于确保：
在考虑单件货物的重量，以及多层货物（如钢卷）的累计重量的情况下，待装船货物不应超过货舱底部（或者就甲板货物而言，主甲板或舱盖）的最大允许强度；
装船货物的数量不得使船舶超过《1966年国际载重线公约》中规定的允许载重量；
积载计划应当虑及二层甲板的允许载荷和船舶的纵向强度（弯矩和应力）；
装卸期间和海运途中，船舶稳性不受影响；
承运货物在各货舱之间妥善分配，以确保任一货舱与其他货舱相比不会负荷过重；
考虑船舶将停靠多个港口，并在中途港口装卸货物的情况。该等作业不得导致货物配载不良，从而对船舶在剩余航程中的应力、强度和稳性产生不利影响；
装货完成后，货物之间是否存在不相容性，和/或货物存在绑扎和系固困难。举例而言，在货舱内，集装箱或滚装货物（卡车）被置于其他货物的顶端；设备或箱形货物被置于圆形货物（如轧制钢卷）的顶端等。如发现上述情况，则不得接受该积载图，并应当予以修改。
只有当船长和负责相关工作的当事方（如租船人和/或货物托运人）充分了解待装货物的详细情况，审核并商定积载、衬垫、绑扎和系固方案后，货物才可装船。
3.关于货物积载的货舱底部强度
积载货物的总重量取决于货舱底部的最大允许载荷。每平方米表面积的最大允许载荷由造船厂提供，并且经船级社批准。每一货舱的详细数据通常在船舶《纵倾和稳性计算书》、《装载手册》和/或《货物系固手册》中提供。但是，除另有说明外，所规定的允许载荷以重量均匀分布为前提，此种情况发生在货物为谷物、煤或铁矿石等同质散装货物时，但不适用于卷钢运输。卷钢会在与衬垫物/货舱底部的接触点施加集中的点荷载力。
需牢记，通过使用衬垫物料，使单件或多件货物的重量充分、适当地遍布于计算所使用的货舱底部面积上。如有任何疑问，请立即咨询船级社。某一货舱内允许积载的同质散货的最大理论允装吨数的计算方法如下：
货舱底部面积（平方英尺或平方米）*货舱底部每平方英尺或平方米的最大荷载吨数。
关于卷钢装载强度计算，可参考☞：【货物】如何进行卷钢装载舱底强度计算
货舱底部结构中钢质船材的厚度可能随时间的流逝而变薄。货舱底部的最大理论允装吨数是在船舶建成时给定的。因此，就旧船而言，谨慎的做法是，在考虑货舱底部的最大允装吨数时，留有安全余量。
斜边舱底部强度的考虑。在传统散货船运输钢制品时，必须考虑下部斜边舱的强度和承载能力。还需要关注斜边舱的斜板。如图5.1所示，斜边舱底部的荷载力“R”，被表示为竖向荷载力“M”的函数，计算方法如下：
R = M * cos α
图5.1 | 钢卷加于斜边舱斜板上的荷载
其中“α”表示作用于斜边舱的竖向载荷与垂直载荷的夹角。还需要注意，由于船舶在海上会产生横摇，动态载荷“R”的增大率可高达50%。因此，在船舶装载卷钢等重货前，应仔细考虑斜边舱底部的载荷。当装载卷钢时，应当查阅船舶《装载手册》和《货物系固手册》，以确定是否允许在斜边舱内装载钢卷。如果不允许，请咨询船级社。
4.船舱积载前的准备
有关积载签的准备和注意事项---关于舱盖、船吊、通风和其他系统以及船舶货舱的清洗，日后再做分享！
5.依货物种类的积载原则
详见下表，以船舶运输的常见钢制品、描述及一般积载注意事项。
6 定种类钢质货物的补充积载措施。
1）卷钢
卷钢通常的装船和积载顺序为“外侧到内侧”，即：从船舶的舷侧外板开始，向内侧（即向船舱的中心）排列，每个钢卷靠置于已经就位的外侧相邻钢卷上，卷眼指向艏艉方向。在积载钢卷时，注意以下事项：
(a) 最重、最长且最大的钢卷装在下层。通常来说，如有可能，将同样长度的钢卷积载于同一排。一般的做法是，较重的钢卷装在下层，以免对可能积载在其下方的较小钢卷造成损害；
(b) 待装钢卷的层数取决于多个因素，包括船舶的纵向强度、双层底强度、局部内底强度，以及单件钢卷的重量和尺寸。重量各异的钢卷的层数可能在船舶《装载手册》中有所规定。
(c) 钢卷各横排的纵向（艏艉向）间距在4英寸（10厘米）至6英寸（15厘米）之间；
(d) 关于货舱纵向扶强材之间的距离，应确保钢卷的分布方式为（如上图4.1所示）：底层钢卷的接触点尽可能多地置于纵桁上（使纵桁“载荷”），且尽可能减少积载于纵桁之间的钢卷数量（“未载荷”）；
(e) 如果计划堆码超过15吨（15公吨）且超过一层的重钢卷，请查阅船舶《装载手册》或咨询船级社，以确保船舶有足够的双层舱底强度来承载超过一层的此等重钢卷；
(f) 如果只装载一层钢卷，则具有“关键”或“锁定”作用的一卷钢卷应当如图5.2所示，被置于两个不相连钢卷之间的空隙内，从而锁定整层钢卷的位置。最有效的做法是，将关键/锁定钢卷放置在整排货物的中心位置，除非没办法这么做，但不得将其置于斜边舱/斜边翼舱的倾斜表面上；
图5.2 | 单层钢卷的积载，以位于中心的架高钢卷为“关键”或“锁定”钢卷
(g) 根据经验，如果两个被锁定钢卷之间的间隙超过锁定钢卷直径的60%，则建议如图5.3所示，使用两个锁定钢卷。如果间隙宽度过大，且锁定钢卷可能下沉，则可以在钢卷之间放置衬垫木料，以缩短间隙，并抬升锁定钢卷的位置。锁定钢卷的直径不得超过其直径在两个相邻钢卷间隙下方部分的三分之一（1/3），如图5.4所示。
图5.3 | 为确保有效，根据经验，“关键”或“锁定”钢卷所处的间隙不得超过其直径的60%
图5.4 | 锁定钢卷的直径
(h) 堆码钢卷内的任何小间隙都应使用木楔/支撑填满，如图4.1所示；
图4.1 | 堆垛于货舱内的钢卷及衬垫物的截面图
(i) 如果在钢卷顶部积载其他货物，应注意该货物的重量，以避免造成下方钢卷变形，或超过某一点的最大允许重量。此外，装于顶部的其他货物应当稳固，并妥善安排对货物的必要绑扎和系固。图5.5和5.6展示了钢卷顶部积载不当之货物的实例；
图5.5 | 请注意，木箱不应被装于钢卷上方
图5.6 | 请注意，木箱不应被搁在钢卷的系固钢带上
(j) 如果钢卷货物的数量不足以装满整个货舱，钢卷应当装载于货舱后部、与后舱壁相邻处，以尽可能地降低在运输途中向前和向后位移的风险。应避免某排货物未装满的情况，即未覆盖从货舱一侧到另一侧的全部宽度。在装载作业即将完成时，应考虑尚未装船钢卷的数量和尺寸。这样做将确保船员和装卸工人能够对货物进行配载和积载，以避免某排货物未装满的情况。
(k) 货舱的几何结构可对钢卷的积载布置、及舱内可装载的货物数量产生重要影响。对于往往具有不规则几何结构的艏部和艉部货舱而言，尤其如此。在此等情况下，如果货物有可能装载于斜边舱，则需考虑舱内载荷（如上图5.1所示）；
(l) 同样地，钢卷重量和尺寸可影响载货空间内的积载和系固布置。图5.7和5.20展示了依据船舱几何结构、钢卷尺寸及其他影响因素而定的各种实用布局的实例；
图5.7 | 单层钢卷的积载，其中有两个对称放置的锁定钢卷。
图5.20 | 局部两层重或超重钢卷的积载。请注意，两个“关键”或“锁定”钢卷被系固/绑扎于下层中心的两个钢卷之上。
(m) 船级社也许可以为计算船舶的允装钢卷量提供协助。某船级社建议，根据经验，当装载钢卷时，舱内货物的总重量不得超过重量均匀分布时，该货舱内最大允装吨数的一半；
(n) 使用货盘的钢卷。使用货盘的钢卷通常的积载方式是：“卷眼朝上”，如图5.21所示。与常见的冷轧钢卷相比，此等钢卷往往属于价值较高的货物。使用货盘的钢卷直接积载于货舱底部，一个紧挨着另一个。在一些钢卷之间，以及外侧钢卷与船侧结构之间可能需要垫塞衬垫木料。
图5.21 | 使用货盘的钢卷以“卷眼朝上”的方式积载。
当积载超过一层使用货盘的钢卷时，为了不损坏装于下方的钢卷，应在各钢卷的顶部放置衬垫物，并将衬垫物钉在一起，而并不只是将各块衬垫物单独放置。原因是单块衬垫物容易移动，而且一旦衬垫物发生移动，下方钢卷的边缘可能受损。此外，装于上方的货物不应过重而可能使装于下方的钢卷受损。
2）钢盘条
积载时，盘条通常横向排成行，卷眼与艏艉向一致。盘条的最大堆码层数取决于许多因素，例如盘条重量、包装刚性及盘条的积载方式。如有疑问，请咨询托运人和/或生产商。
注意妥善保护外侧盘条（特别是位于下层的外侧盘条），免受船舶舷侧肋骨的损害，原因是盘条压靠于舷侧肋骨上，可发生变形损坏，如图1.2所示。
图1.2 | 积载的钢丝和小直径钢管。请注意，后排最左的钢卷由于压靠在舷侧肋骨上而发生了变形。对于较高的钢卷货堆，这一点尤其值得注意，因为低层钢卷会有被压向船舶外部舱壁的情况。
盘条也可堆码于其他钢质货物上方（如图4.2所示），但其他货物不得积载于堆码盘条的上方，原因是盘条可能在其上方货物重量的作用下变形。
图4.2 | 堆垛于包装钢管上方的单层和双层钢盘条
3）钢板及捆装钢片、钢锭和大小钢坯
如果未妥善使用衬垫物，钢板、钢片、钢锭等容易发生位移。因此，对于此类货物，考虑以下事项：
(a) 使用长度足以横跨钢制件或多个钢制件之宽的衬垫木料，将其横向排列于货舱底部。然后，在各层之间放置衬垫木料，使衬垫物位于一条垂线上，如图5.22所示。该衬垫物应当在钢制件之间适当地水平隔开，以免造成变形（如图5.23所示）。
图5.22 | 垂直积载的钢板和钢锭的正确衬垫方法。
图5.23 | 变形的钢板。请注意，衬垫物未正确垂直放置，且水平间距过大。
(b) 衬垫物未垂直对齐，以及水平间距过大，会增加钢板在运输途中发生永久性变形的可能性（如图1.9和上图5.23所示）。钢锭由于厚度较厚，通常不像钢板那样容易变形，但作为典范做法，建议采取相同的衬垫物放置方法；
图1.9 | 由于衬垫物未垂直排列而变形的钢板。
(c) 当以非垂直对齐的方式积载钢板或钢锭时（例如装入斜边舱），应当特别注意。在沿着斜边舱积载细长钢板或钢锭时（如图5.24和图5.25所示），尤其如此。应当沿着斜边舱布置保护性的衬垫物，同时考虑以下事项：
图5.24 | 细长钢板在艉部货舱内积载，并以钢丝绑扎。请注意，货物在斜边舱内的装载方式为：通过在斜边舱内层叠积载，充分利用待装货物的体积。
图5.25 | 货舱内积载和绑扎的成捆钢板。请注意位于照片前景中的长钢板的垫木，垫木之间有着适当的水平间距，以防钢板在运输途中发生变形。
(i) 置于船首和船尾的、钢板或钢锭的衬垫木料不一定会垂直对齐，但正如前述(a)中提到的那样，沿着细长钢板的长度方向，将衬垫木料横向排列是建议的做法；
(ii) 当在邻近斜边舱处积载钢板时，如果钢板为艏艉向积载，衬垫物也应艏艉向积载。但衬垫物不一定垂直对齐（如图5.26所示）；
图5.26 | 钢板或钢锭沿着斜边舱堆垛，长轴与艏艉向一致。请注意上层钢板或钢锭之间未垂直对齐的垫木和木楔，其作用是防止货物在运输途中滑动。
(iii) 在图5.27和5.28中所示的情形中，在钢锭之间放置垫木，作为一种防止钢锭货物滑动的额外措施；
图5.27 | 船舶启航前，钢板之间的空隙应当适当垫塞。
图5.28 | 靠着舱壁横向堆码的钢板经适当衬垫，并使用钢质绑扎带绑扎/系固。
(iv) 沿着钢板的长度方向，将横向间隔排列的衬垫木料垂直对齐，如上-图5.22所示。
(d) 衬垫物的高度应当足够高，以方便装卸；
(e) 短钢板置于长钢板上方，以避免因堆码在上方的钢板明显外伸而需要额外衬垫物。根据经验，就重钢板而言，衬垫物的水平间距不应超过10英尺（3米）。
4）钢结构
此类钢材可能为捆装或非捆装。单件或捆装件应当艏艉向积载，每层之间使用衬垫木料。在货舱底部横向排列几排衬垫物，然后在各层之间放置，从而使衬垫物构成垂线。衬垫物适当地水平隔开，以免在运输途中造成变形。此外，相邻货物之间的间隙内可能需要放置垫木，以防位移。
5）大小钢管
无一例外地，钢管应当艏艉向积载，各层之间无需垫木，但在下层积载的钢管中心线处需要垫木。一些类型的单件或捆装钢管可能需要特定的积载布置，例如一端为承口的钢管，或者带抗磨损表面涂层的钢管。在此等情况下，租船人/托运人应当在装货前进行适当的衬垫安排。
6）加利福尼亚钢锭积载法（CBS）
关于钢锭货物积载的CBS方法是在若干年前，针对加利福尼亚州钢铁行业在南美洲与北美洲之间的运输而制定的。其本意是通过减少装卸工人的货物搬运而降低成本。但这一积载方法应当在对相关操作技术拥有专业知识的人员监督下实施。该方法涉及装载钢锭半成品，以形成独立货堆。钢锭为艏艉向积载，并在钢锭下方和钢锭之间使用最少的衬垫物。保赔协会并不建议在积载时使用CBS方法。但是，如果船东迫于压力，不得不同意使用CBS方法，美国保赔协会已发布相关指南，请参见2011年4月4日的协会第15/11号通函。概括而言，该指南规定，船东应当确保：
(a) 在同意使用CBS方法载运钢质货物之前，联系协会管理人员；
(b) 只有在将货物装入“箱”形船舱时，才可使用CBS方法；
(c) 使货物装满至船舱两侧，从而防止货物横向位移；
(d) 将这一积载方式仅用于原定的运输航线及钢锭货物；
(e) 该积载方式已获协会管理人员书面认可的、富有经验的第三方检验师批准；
(f) 就草拟的提单、租船合同、保函或其他相关文件的措辞或修改，事先咨询协会管理人员意见，从而最大程度地保护船东的利益。
7 钢材货物的系固和绑扎
1）基本原则
根据SOLAS公约第六、七章和经修正的《1991年货物积载与系固安全操作规则》（《CSS规则》），货物单元（固体和液体散货除外）在整个航程中都应当按照船舶的船旗国政府或船级社批准的《货物系固手册》（CSM）进行积载和系固。
2）货物系固装置
租船人（在履行装卸货、衬垫、提供货物系固和绑扎材料时）通常希望尽量降低衬垫物料及绑扎和系固材料的成本。因此，租船人倾向于使用易获得的、性价比高的系固和绑扎材料。建议船长和检验师从租船人或其绑扎服务提供商取得绑扎和系固材料的证书。一些用于系固和绑扎的标准材料包括但不限于：
平直钢带，用于将钢卷等钢制品（如图5.29所示）绑扎在一起；
钢丝绳与“Bulldog”或“Crosby”绳夹、螺旋扣和卸扣一起使用。为方便使用，常见的绑扎用钢丝绳为0.6英寸（16毫米）的6 x 12钢丝绳（见图5.30）；
用于系固绑扎物的可移动“焊接”眼板；
钢链（见图5.31）和快动夹具；
钢质止动扣（见图5.31）；以及
尼龙捆扎带和棘轮紧线器，如图5.32所示。
图5.29 | 用1英寸（2.5厘米）宽的平直钢带，穿过钢卷中心进行系固/绑扎。请注意，视积载排布而定，顶层钢卷与下层或相邻钢卷以三个为一组绑扎在一起。
图5.30 | 装卸工人正准备对前景中的钢棒及钢板桩进行绑扎。背景中的槽钢已使用钢丝绳、绳夹和螺旋扣绑扎。
图5.31 | 用于系固钢质货物的钢链和止动扣
图5.32 | 用于“工”型梁的尼龙捆扎带和棘轮紧线器
3）系固和绑扎：若干基本原则。
各种钢质货物的系固和绑扎通常是留给具有多年知识积累和经验的、完全胜任的货物管理员、或码头船长、和/或装卸工头的工作。船东及其船长应当核实将用于系固钢质货物的方法是否符合相关条例、《CSS规则》及船舶《货物系固手册》。
尽管各个港口使用着不同的系固方法，这些方法可能被认可和批为“符合”《CSS规则》的方法。建议船长从装卸工人和绑扎工人代表取得该批准的证明。
在任何情况下，依据相关合同对货物装载、积载、衬垫、系固、绑扎和/或卸载责任的规定，避免将绑扎物直接绑缚于舷边肋骨（如图5.33和5.34所示）上，原因是这样做可能造成船舶结构损坏。
图5.33 | 应避免如图所示，将绑扎物绑缚于舷边肋骨上。
图5.34 | 应避免如图所示，将绑扎物绑缚于包括梯子在内的船舶结构上。
依货物种类的系固和绑扎：若干基本原则。就特定钢质货物而言，需考虑以下若干基本习惯做法：
钢卷
钢卷的常见绑扎材料为1英寸（2.5厘米）平直钢带。一般原则是，与层数无关，使用绑扎物将顶层的每个钢卷与下一层的两个钢卷固定在一起。绑扎物应当穿过钢卷的中心。常见的习惯做法是，钢
卷至少以三个为一组，绑扎在一起，如图5.29所示（该图为两层、五
个钢卷之基本构造的实例）。
如为单层，钢卷仍需以三个为一组，与水平相邻的钢卷绑扎在一起，但关键/或锁定钢卷除外。请参见图5.7至5.20中，符合上述标准的关于积载、系固和绑扎的综合排布。建议将外侧的低层钢卷固定在相邻的内侧钢卷上，以保持横摇时货堆的稳固性。请参见图5.14和5.19中的实例。
图5.7 | 单层钢卷的积载，其中有两个对称放置的锁定钢卷。
图5.8 | 两层钢卷的积载，其中第二层钢卷排布至舷侧外板。
图5.9 | 两层钢卷的积载，其中第二层钢卷按两个半金字塔形装载。请注意，与图5.8相比，第二层的外侧钢卷有额外绑扎/系固，以防这些钢卷在运输途中向舷侧外板移动。
图5.10 | 局部两层钢卷的积载，其中两个锁定钢卷对称放置，第二层的部分钢卷以“覆盖”方式绑扎于第一层的两个中心钢卷的上方。
图5.11 | 局部两层钢卷的积载，其中两个锁定钢卷对称放置。请注意，考虑到第二层钢卷之间的较大空隙，顶部中心钢卷被牢牢地系固/绑扎在四个相邻的钢卷上。
图5.12 | 完整三层钢卷的积载。请注意，底层无系固/绑扎，只有顶层被系固于紧挨着的下一层钢卷上。
图5.13 | 排布至舷侧外板的完整三层钢卷的积载。请注意，只有上面两层有系固/绑扎。
图5.20 | 局部两层重或超重钢卷的积载。请注意，两个“关键”或“锁定”钢卷被系固/绑扎于下层中心的两个钢卷之上。
图5.14 | 排布至舷侧外板的完整三层钢卷的积载。请注意，第三层最外侧的两个钢卷有额外系固绑扎。
图5.15 | 局部三层钢卷的积载。
图5.16 | 单层超重钢卷的积载。请注意，与图5.7相比，超重钢卷中的“关键”或“锁定”钢卷有额外系固/绑扎。
图5.17 | 单层重或超重钢卷的积载，其中两个锁定钢卷对称放置。请注意，与图5.7相比，超重钢卷中的“关键”或“锁定”钢卷有额外系固/绑扎。
图5.18 | 两层重钢卷的积载，其中第二层钢卷排布至舷侧外板。请注意，与图5.8相比，第二层外侧的两个钢卷有额外绑扎。
图5.19 | 两层重钢卷的积载，其中第二层钢卷按半金字塔形装载，且外层钢卷未排布至舷侧外板。请注意，与图5.9相比，第二层外侧的两个钢卷有额外绑扎。
钢板及捆装钢片、钢锭和大小钢坯
积载时，单件货物之间的空隙应当使用坚固木材垫塞，如图5.27所示。钢板、钢锭等货物通常使用钢丝绳或钢带绑扎，如图5.25和图5.28所示。
图5.25 | 货舱内积载和绑扎的成捆钢板。请注意位于照片前景中的长钢板的垫木，垫木之间有着适当的水平间距，以防钢板在运输途中发生变形。
大直径钢管
参见图5.35的注释。
图5.35 | 经系固/绑扎的大直径钢管。请注意，前景中插入钢管内的垫木是用来绑扎和系固积载于顶层的钢管的。
钢结构
参见图5.24的注释。
图5.24 | 细长钢板在艉部货舱内积载，并以钢丝绑扎。请注意，货物在斜边舱内的装载方式为：通过在斜边舱内层叠积载，充分利用待装货物的体积。
加利福尼亚钢锭积载法。此方法仅对顶层进行系固，而不对其他钢锭进行系固，希望其在航程中保持原位，不会发生偏移/移位。然后，使用钢质捆扎带和金属夹，而不是传统的钢丝绳和螺旋扣，将积载于顶层的货物捆绑在一起。位于货堆内部的钢锭实际上是不需要支撑物的。它们完全靠自重、外侧上方钢锭的重量和捆扎带固定就位。
以上即为本期关于钢材货物的积载和系固知识分享，下期将分享有关钢材货物的通风相关知识，感谢阅读！
钢材货物参考文献:
1.国际海事组织。第A.714(17)号决议，《货物积载与系固安全操作规则》。伦敦：国际海事组织出版社，1991年。
2.J. Isbester船长。《散装货船实务（Bulk Carrier Practice）》。第2版。伦敦：英国航海学会出版社，2010年。
3.J.R. Knott船长。《甲板货物的绑扎和系固（Lashing and Securing of Deck Cargoes）》。第3版。伦敦：英国航海学会出版社，2002年。
4.A. Sparks和F. Coopers。《钢制品：海上运输（Steel：Carriage by Sea）》。伦敦：Informa出版社，2009年。
5.R.E. Thomas船长。《Thomas积载法：货物积载特点（Thomas’ Stowage: The Properties of Stowage of Cargoes）》。G. M. Pepper船长（商船船长）校订版。格拉斯哥：Brown, Son & Ferguson出版社，2016年。