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船舶事故的特點(diǎn)與原因分析

文檔作者：王雪君1 2 婁朝輝1 2 袁成清1 2 文檔來源： 1．武漢理工大學(xué) 2．武漢理工大學(xué)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年10月24日
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第27卷第3期
2014年6月
中國修船
CHINA SHIPREPAIR
V01．27 No．3
Jun．2014
船舶事故的特點(diǎn)與原因分析
王雪君1’2，婁朝輝1’2，袁成清1’2
(1．武漢理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院可靠性工程研究所，湖北武漢430063；
2．武／X．理．Z-大學(xué)船舶動(dòng)力工程技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢430063)
摘要：文章在分析船舶運(yùn)行環(huán)境特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，從事故船舶種類、事故類型、故障部位、故
障模式、事故原因等幾個(gè)方面綜合探討了船舶事故的特點(diǎn)，并從系統(tǒng)安全工程學(xué)的角度對(duì)船舶事
故的影響因素進(jìn)行了分析，為預(yù)防船舶事故提供了安全管理的重點(diǎn)，最后展望了船舶事故未來的
研究方向。
關(guān)鍵詞：船舶事故；機(jī)械故障；安全性；可靠性
中圖分類號(hào)：U673 doi：10．13352／j．issn．100l一8328．2014．03．005
Abstract：To ensure ship transportation，security has become a serious issue in shipping industry currently，
SO the study of ship incidents is very important．This article analyzed the characteristics of the operating environ—
ment of ships and discussed the characteristics of ship incidents comprehensively from the aspects of vessel type，
incident type，fault position，fault mode and fault causes，which were analyzed to provide safety management fo-
CUS on prevention of ship incidents．Finally the research of ship incidents was outlined in the future．
Key words：ship incident；mechanical failure；safety；reliability
船舶作為水運(yùn)主要的交通工具，其安全保障也
受到越來越多的關(guān)注。2013年6月至9月底，我
國水上交通運(yùn)輸系統(tǒng)在全國范圍內(nèi)開展安全生產(chǎn)大
檢查。運(yùn)輸船舶共發(fā)生水上交通事故158件、死亡
失蹤148人、沉船87艘、直接經(jīng)濟(jì)損失2．5億元，
水上交通安全工作任重道遠(yuǎn)。
劣，對(duì)船舶機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和船舶的安全航行具有
重要影響。船舶處于溫度變化大、濕度變化大、含
有鹽霧、油霧等腐蝕性氣體的環(huán)境中，加速了船舶
機(jī)械的腐蝕。船舶機(jī)械設(shè)備在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)處于一種
高溫、高壓及振動(dòng)的運(yùn)行工況中，容易產(chǎn)生不可避
免的摩擦磨損而使性能降低，直至失效。
1 船舶運(yùn)行環(huán)境特點(diǎn)2船舶事故特點(diǎn)
船舶運(yùn)輸作為水上運(yùn)輸業(yè)的主體，其營運(yùn)環(huán)境
與陸上運(yùn)輸有著不同之處，形成了船舶事故發(fā)生的
特殊背景。營運(yùn)環(huán)境的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在船員流動(dòng)性
及船舶航線變化等動(dòng)態(tài)因素。船員的流動(dòng)性影響了
船舶正常保養(yǎng)和安全連續(xù)運(yùn)行；船舶航線的不斷變
化使船舶面臨不同的海洋環(huán)境，極大影響了船舶的
安全營運(yùn)。并且，船舶內(nèi)部的工作環(huán)境也比較惡
2．1事故船舶種類
集裝箱船、油船、干散貨船以及LNG船是典
型的船舶類型，并且各類船舶均有向大型化快速發(fā)
展的趨勢，因此船舶的安全運(yùn)輸變得尤為重要。各
類船舶的用途不同，發(fā)生的船舶事故也具有不同特
點(diǎn)：①集裝箱船在運(yùn)輸危險(xiǎn)貨物方面得到普遍應(yīng)
用。然而對(duì)于運(yùn)輸有爆炸、易燃、毒害、腐蝕、放
基金項(xiàng)目：教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃項(xiàng)目(NCET一12—0910)；湖北省高端人才引領(lǐng)培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目(鄂科技通
[2012]86號(hào))
作者簡介：王雪君(1989．)，女，湖北武漢人，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)槟Σ翆W(xué)及表面工程。
·12·
萬方數(shù)據(jù)
2014年第3期王雪君，等：船舶事故的特點(diǎn)與原因分析第27卷
射性及海洋污染等特性的危險(xiǎn)貨物的集裝箱船，在
載運(yùn)途中對(duì)船舶、貨物、海洋環(huán)境和人員安全均構(gòu)
成了潛在的威脅¨j。②油船事故的形式主要有火
災(zāi)、爆炸、溢油和碰撞、擱淺和傾覆等，給人們的
生命財(cái)產(chǎn)安全造成極大的危害，也污染了海洋環(huán)
境。③干散貨船用途廣泛，主要用來運(yùn)輸煤炭、礦
石等散裝物資，其數(shù)量僅次于油船。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)
計(jì)，干散貨船發(fā)生的事故主要有擱淺、碰撞、機(jī)械
故障、結(jié)構(gòu)損壞。④隨著清潔能源LNG的廣泛使
用，LNG的運(yùn)輸安全也引起人們的重視。由于
LNG具有易燃易爆性、快速相變性以及LNG船舶
結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性、航行安全性、特殊的低溫保存要求
等，決定了LNG船舶運(yùn)輸?shù)陌踩L(fēng)險(xiǎn)較大舊J。
2．2船舶事故類型
船舶事故的類型大致可分為：碰撞、擱淺、觸
損、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)、沉船及其它事故。通過收集和整
理一些國家和地區(qū)具有代表性的船舶事故，對(duì)船舶
事故按其類型進(jìn)行了分類統(tǒng)計(jì)，如圖1【3 J。
A
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·操作
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一火災(zāi)
+傾覆
+{7傲
年份
圖1 1990年一7．,007年韓國主要船舶事故分類
從圖1中可以看出，機(jī)損事故是組成船舶事故
的最主要部分，其次是碰撞事故。另外5種類型的
船舶事故中，發(fā)生的比例由高到低分別為操作失
誤、擱淺、火災(zāi)和爆炸、傾覆和沉沒。通過對(duì)事故
類型的分析，發(fā)現(xiàn)機(jī)損事故發(fā)生的數(shù)量較大，并且
由圖1中折線的趨勢可以看出，機(jī)損事故發(fā)生的數(shù)
量變化也較大，深入研究機(jī)損事故對(duì)于減少船舶事
故十分重要。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自2008年1月一2010年6
月，寧波轄區(qū)內(nèi)共計(jì)發(fā)生機(jī)械故障類事故95起，
其中2008年19起，2009年45起，2010年上半年
3l起，發(fā)生的頻次呈現(xiàn)增長趨勢，足見機(jī)械故障
類險(xiǎn)情已成為威脅水上交通安全的重大隱患。以下
依據(jù)中國遠(yuǎn)洋運(yùn)輸公司1993年～2003年發(fā)生的船
舶機(jī)損事故案例從故障部位和故障模式方面分析船
舶機(jī)損事故原因，為船舶安全管理提供重點(diǎn)。
2．2．1船舶機(jī)械故障部位
隨著時(shí)間的推移，船舶機(jī)械設(shè)備在外部因素
(如工作負(fù)荷、運(yùn)行時(shí)間和環(huán)境等)和內(nèi)部因素
(如設(shè)計(jì)、材料、制造和安裝工藝)等各種條件的
作用下會(huì)逐漸喪失其規(guī)定功能而造成重大的船舶事
故。對(duì)船舶機(jī)械故障發(fā)生的部位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如
圖2所示。通過統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以得出，主機(jī)事故58
起，占43．3％；副機(jī)36起，占26．9％；另外發(fā)電
機(jī)7起，鍋爐7起，其它設(shè)備10起，潤滑油和火
災(zāi)事故分別為3起和6起，這些總共占29．8％。
這說明在船舶機(jī)艙系統(tǒng)中，主機(jī)系統(tǒng)仍然是事故發(fā)
生率最高的部位，其次發(fā)電柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、鍋爐
及起重機(jī)械事故也占有很高的比例。餮◆
圖2船舶機(jī)損事故發(fā)生翻l位
2．2．2船舶機(jī)械故障模式
船舶機(jī)械的故障模式有磨損、腐蝕、疲勞破壞
等。了解各部位的故障模式和故障比例可以逐步分
析故障發(fā)生的原因，為設(shè)備部件的正確合理制造、
使用和維修提供了科學(xué)的指導(dǎo)依據(jù)。對(duì)各部件故障
模式的統(tǒng)計(jì)分析中，由于主機(jī)是船舶機(jī)械故障發(fā)生
率最高的部位，著重對(duì)主機(jī)各部件的故障模式和比
例進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，如表l所示【3 J。
由表1可以看出，在船舶機(jī)艙設(shè)備中，主機(jī)系
統(tǒng)是事故發(fā)生概率最高的部位，根據(jù)其它資料的統(tǒng)
計(jì)，主機(jī)各部件的損傷占機(jī)損事故的35％一45％。
活塞、活塞環(huán)、汽缸套、汽缸蓋以及氣閥這些燃燒
室周圍的部件發(fā)生故障的概率較高。通過統(tǒng)計(jì)各種
故障模式，發(fā)現(xiàn)這些部件的故障主要表現(xiàn)為磨損、
裂紋、斷裂、燒蝕和變形。其中磨損故障32例，
占40．5％；裂紋、斷裂25例，占31．6％；燒傷、
粘著4例，占5．1％；變形移位6例，占7．6％。
這說明磨損是導(dǎo)致船機(jī)零件損壞或船舶機(jī)械失效的
主要故障模式，是影響船舶機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)和船舶安
全航行的主要因素之一。另外松動(dòng)或脫落、臟堵或
臟污、銹蝕咬著及泄漏等故障也比較常見。
·13·
萬方數(shù)據(jù)
2014年第3期中國修船第27卷
表1主機(jī)部件故障模式
損傷情況
故障部件
損壞部位磨損或裂紋或松動(dòng)或臟堵或燒蝕或銹蝕或變形或異常油品
泄漏其它
總計(jì)
損壞斷裂脫落臟污粘著咬著移位關(guān)閉劣化
比例／％
活塞組7 6 2 2 2 19 24．1
汽缸套、汽缸蓋9 7 16 20．3
排氣閥2 2 1 l 1 1 8 10．1
高壓油泵2 l 3 3．8
曲軸、軸系2 l l 4 5．1
凸輪裝置1 1 2 4 5．1
主機(jī)鏈條裝置1 2 3 3．8
軸承、螺栓4 3 1 1 9 11．4
增壓器l l 1．3
空冷器l 1 2 2．5
透平3 2 1 6 7．6
調(diào)速操縱機(jī)構(gòu)l l 2 2．5
燃油滑油系統(tǒng)2 2 2．5
總計(jì)32 25 4 1 4 5 6 2 79
故障模式比例／％ 40．5 31．6 5．1 1．3 5．1 6．3 7．6 2．5
2．3船舶事故原因
船舶事故原因由于船舶類型、事故類型的不
同，具有不同的特點(diǎn)。
各類船舶由于在運(yùn)輸貨物方面存在差異，事故
發(fā)生的原因不同：①集裝箱船。由于運(yùn)輸危險(xiǎn)貨物
的爆炸、易燃、毒害、腐蝕等特殊性質(zhì)，會(huì)有發(fā)生
爆炸、火災(zāi)、人員傷亡及海洋污染的可能。②油
船。由于油船承載的各種油都是低燃點(diǎn)，極容易爆
炸，因此在油船的供油、運(yùn)輸及洗艙過程中，若不
嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，加強(qiáng)監(jiān)督檢查，會(huì)造成安全隱
患。③干散貨船。機(jī)械故障和結(jié)構(gòu)損壞在干散貨船
海難事故中所占比例很高，并且多發(fā)生在船齡高的
船舶中，這說明機(jī)械老化、機(jī)械動(dòng)力不足、機(jī)械維
護(hù)不足、結(jié)構(gòu)老化、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足是引發(fā)事故的主
要原因HJ。③LNG船。當(dāng)LNG發(fā)生泄漏時(shí)，與空
氣形成的混合物中甲烷濃度達(dá)到其爆炸極限就會(huì)引
發(fā)爆炸，從而引發(fā)船舶火災(zāi)；并且由于LNG具有
低溫危害性和快速相變性，會(huì)造成船體材料的低溫
脆性斷裂，破壞船體結(jié)構(gòu)的完整性；泄漏還會(huì)使空
氣中甲烷濃度急劇升高，造成人員的窒息死亡舊J。
各種類型的事故也是由不同原因引起的。機(jī)損
事故發(fā)生的頻率較高，根據(jù)相關(guān)資料對(duì)機(jī)損事故的
原因統(tǒng)計(jì)，維修不善、部件異常損耗、操作失誤是
引起故障的主要原因。碰撞和擱淺事故很大程度上
是由于人為失誤造成的，包括船員應(yīng)變能力差、疏
忽大意、導(dǎo)航員的失誤以及不遵守相關(guān)預(yù)測和回避
規(guī)則等等。此外，推進(jìn)系統(tǒng)的故障、舵機(jī)或其它機(jī)
械設(shè)備的故障都有可能導(dǎo)致碰撞。另外，操作失誤
也是導(dǎo)致事故的重要因素，包括決策錯(cuò)誤、操作不
當(dāng)?shù)?。在各類常見事故中，火?zāi)和爆炸是油輪事故
的主要形式。
3船舶事故主要影響因素
通過以上對(duì)船舶事故發(fā)生的船舶種類、事故類
型、以及事故原因特點(diǎn)的分析可以得出：人為因素
和機(jī)械設(shè)備因素是引起事故的主要原因。根據(jù)系統(tǒng)
安全工程學(xué)的理論，船舶事故發(fā)生的影響因素從宏
觀上可分為人(船員、船公司、管理者)、船(船
舶自身機(jī)械設(shè)備和油品)以及環(huán)境因素。
3．1人為因素
相關(guān)船舶事故的統(tǒng)計(jì)分析表明，人為因素造成的
船舶事故比例達(dá)到80％甚至以上。對(duì)于船員主要表現(xiàn)
在工作責(zé)任心不強(qiáng)、維護(hù)保養(yǎng)不到位、業(yè)務(wù)水平低和
操作失誤。對(duì)于船公司管理者，缺乏對(duì)船舶的日常監(jiān)
督管理，造成了安全隱患。人是船舶運(yùn)行中的關(guān)鍵因
素，船舶船況的好壞直接與人聯(lián)系起來。如果能掌握
充分的技術(shù)知識(shí)，通過對(duì)船舶良好的維修保養(yǎng)，選擇
適航的環(huán)境條件，船員工作謹(jǐn)慎，使人、船和環(huán)境三
者處于良好的狀態(tài)，就可以有效避免事故的發(fā)生。人
為因素之所以成為船舶事故的主要原因，是因?yàn)槿司?
有不穩(wěn)定性，包括知識(shí)、技能、責(zé)任、經(jīng)驗(yàn)、生理、
心理、健康狀況、行為特點(diǎn)等很多方面"J?？刂茊渭?
的人為因素很難完全預(yù)防控制船舶事故，而由于管理
失誤、維護(hù)保養(yǎng)不良、操作失誤、設(shè)計(jì)不合理、加工
·14·
萬方數(shù)據(jù)
2014年第3期王雪君，等：船舶事故的特點(diǎn)與原因分析第27卷
不良、安裝不正確、材料性能差等可控制的人為因素
引起的船舶事故占據(jù)了很大比例，因此，這些因素若
通過規(guī)范人的行為來預(yù)防和消除，能很大程度上減少
船舶事故的發(fā)生。
3．2船舶機(jī)械設(shè)備因素
機(jī)損事故是構(gòu)成船舶事故的重要組成部分，這
是由于船舶機(jī)械設(shè)備故障而引起的，船舶機(jī)械設(shè)備
故障主要由以下幾個(gè)方面引起：①材料。各種零部
件的材料質(zhì)量有缺陷或者各種油品含有雜質(zhì)，這樣
在使用時(shí)會(huì)直接或間接地引起相關(guān)部件的失效而造
成故障。因此要在源頭上保證各種部件材料和使用
油品的質(zhì)量，這是預(yù)防事故發(fā)生的基礎(chǔ)。②設(shè)備工
作異常。包括了燃燒不良、潤滑不良、泄漏、溫度
過高、過載以及運(yùn)行時(shí)間過長等。一般是由于材料
缺陷或船機(jī)人員的不規(guī)范行為等因素而導(dǎo)致了設(shè)備
工作的異常，引起故障的發(fā)生。③操作管理。包括
加工不良、安裝不良、密封不良、燃油凈化不良、
滑油凈化不良以及操作失誤和管理不當(dāng)?shù)取＿@種行
為失誤會(huì)間接地導(dǎo)致故障的發(fā)生，但往往是導(dǎo)致機(jī)
械故障發(fā)生的重要影響因素。很多因素表面上是機(jī)
械設(shè)備方面的原因，但都與人為因素聯(lián)系在了一
起。因此，加強(qiáng)船機(jī)人員的安全操作是保障船舶機(jī)
械設(shè)備良好運(yùn)行的一個(gè)基本保證∞J。
3．3環(huán)境因素
環(huán)境因素直接關(guān)系到船舶運(yùn)行的安全，所以要
保證船舶處在良好的作業(yè)環(huán)境和航行條件下。自然
環(huán)境包括了水文、氣象及地形等因素，對(duì)船舶事故
的影響體現(xiàn)在：①視距的降低。由于氣象條件的影
響，如霧、雨雪和夜間引起的視距降低，給船舶的
操縱帶來了困難，導(dǎo)致船舶事故的概率加大。②氣
象惡劣。風(fēng)浪給船舶海上航行造成了不可抗拒的自
然災(zāi)害。③海上礁石、淺灘及水中障礙物給船舶帶
來影響明顯。航行環(huán)境包括交通條件和助航設(shè)施2
方面。交通條件指水域內(nèi)船舶交通的密集程度和交
通量的大小。在狹窄航道和交通密集水域情況下，
船舶導(dǎo)航的難度增加。港口、海區(qū)、航道與海峽，
沿海及交通密集水域是海事多發(fā)處。因此要加強(qiáng)這
些區(qū)域的整治，創(chuàng)造良好的航行環(huán)境，保障船舶的
安全營運(yùn)。助航設(shè)施導(dǎo)致船舶發(fā)生事故主要表現(xiàn)在
海上燈塔、航路標(biāo)志的故障、海上航行資料的失
效。然而根據(jù)大量事故案例表明，純粹由環(huán)境因素
導(dǎo)致的船舶事故所占比例很小，因?yàn)椴涣嫉沫h(huán)境因
素可以通過人為的分析和操作進(jìn)行規(guī)避。
4船舶事故研究展望
根據(jù)船舶事故的特點(diǎn)和原因分析，未來的研究
需要在以下方面重點(diǎn)加強(qiáng)：①做好船舶事故數(shù)據(jù)的
統(tǒng)計(jì)分析工作，為事故模型的建立與運(yùn)用奠定基
礎(chǔ)。積累船舶事故發(fā)生的數(shù)據(jù)，進(jìn)行原因分析并總
結(jié)經(jīng)驗(yàn)，才能更好的建立船舶設(shè)備的可靠性評(píng)價(jià)模
型，預(yù)防船舶事故的發(fā)生。②不斷將新的數(shù)學(xué)方法
和理論用于船舶事故原因分析中。針對(duì)船舶事故發(fā)
生的特點(diǎn)，彌補(bǔ)已有研究方法的缺陷，不斷優(yōu)化數(shù)
學(xué)方法和理論在船舶事故原因方面的研究，使理論
模型具有實(shí)用性和可操作性。③運(yùn)用新的技術(shù)手段
對(duì)人的身體疲勞狀態(tài)加以監(jiān)控和警示。針對(duì)面部特
征尤其是眼睛狀態(tài)來識(shí)別駕駛員的疲勞已有廣泛的
研究應(yīng)用。如何根據(jù)船舶操作者的行為特點(diǎn)，結(jié)合
身體的疲勞狀態(tài)特點(diǎn)加以實(shí)時(shí)監(jiān)測，開發(fā)可實(shí)用的
疲勞監(jiān)測系統(tǒng)以減少人為的失誤將是一個(gè)很好的研
究方向。④融合船岸信息一體化技術(shù)，研制船舶動(dòng)
力系統(tǒng)監(jiān)測診斷與故障緩解的綜合保障技術(shù)。通過
構(gòu)建船岸一體化的船舶安全監(jiān)督管理系統(tǒng)信息網(wǎng)
絡(luò)，可以掌握船舶機(jī)械設(shè)備的工作狀態(tài)。特別是對(duì)
于船舶動(dòng)力系統(tǒng)，選擇重要部件的合適監(jiān)測參數(shù)，
通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷并及時(shí)反饋，從而采取有效
措施預(yù)防故障的發(fā)生。這種綜合保障技術(shù)有利于加
強(qiáng)船舶管理者和操作者之間的信息融合，通過共同
的管理和決策實(shí)現(xiàn)船舶安全運(yùn)行。
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