我國易流態(tài)化固體散裝貨物（以下簡(jiǎn)稱易流態(tài)化貨物）船舶運(yùn)輸量大、品種多。載運(yùn)精礦粉、鎳礦、高嶺土等易流態(tài)化貨物船舶已發(fā)生多起沉船事故，損失慘重，引起國內(nèi)外業(yè)界高度關(guān)注。貨物發(fā)生流態(tài)化現(xiàn)象的根本原因是易流態(tài)化貨物的含水率超過了其適運(yùn)水分極限。國際海事組織頒布的《國際海運(yùn)固體散裝貨物規(guī)則》（IMSBC規(guī)則）已于2011年1月1日起在全球強(qiáng)制實(shí)施，我國交通運(yùn)輸管理部門于2011年11月9日頒發(fā)了《水路運(yùn)輸易流態(tài)化固體散裝貨物安全管理規(guī)定》。為使檢測(cè)機(jī)構(gòu)、取樣制樣機(jī)構(gòu)、船方、托運(yùn)人和安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確有效地實(shí)施上述規(guī)定，尋找適用于強(qiáng)、中、弱吸水性等不同特性的固體散裝貨物的流動(dòng)水分點(diǎn)檢測(cè)方法和貨物含水率、顆粒分布、散貨密度等參數(shù)的科學(xué)、合理、規(guī)范的試驗(yàn)方法，解決貨物取樣制樣方法和程序不夠統(tǒng)一、規(guī)范，易流態(tài)化貨物適運(yùn)性簡(jiǎn)易判定缺乏實(shí)效、半定量和可靠方法，更缺乏標(biāo)準(zhǔn)方法等技術(shù)難題，交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院基于交通運(yùn)輸部標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量質(zhì)量研究項(xiàng)目“港口裝載易流態(tài)化固體散裝貨物參數(shù)檢測(cè)技術(shù)研究”，通過大量實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、比對(duì)、論證，解決了上述關(guān)鍵技術(shù)難題，編制了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“易流態(tài)化固體散裝貨物參數(shù)檢測(cè)方法（報(bào)批稿）”，為確保水路運(yùn)輸易流態(tài)化貨物安全提供了技術(shù)支撐。

主要成果簡(jiǎn)介

易流態(tài)化固體散裝貨物吸水性分類、含水率、顆粒分布、散貨密度、適運(yùn)水分極限的快速、準(zhǔn)確檢測(cè)，以及適運(yùn)性判定簡(jiǎn)易方法是該課題研究的關(guān)鍵。

（1）粘性是易流態(tài)化貨物的主要特征之一，提出以貨物的塑性指數(shù)Ip這一判別指標(biāo)進(jìn)行吸水性分類，若Ip小于6，為弱吸水性貨物，若6≤Ip＜10，為中吸水性貨物，若Ip不小于10，為強(qiáng)吸水性貨物。簡(jiǎn)易判別方法為搓條法。貨條直徑不能搓至10 mm以下的，為弱吸水性貨物；能搓至3～10mm之間的，為中吸水性貨物；能搓至3mm以下時(shí)，為強(qiáng)吸水性貨物。為不同類別吸水性貨物采用不同適運(yùn)水分極限檢測(cè)方法奠定基礎(chǔ)。

（2）針對(duì)強(qiáng)、中、弱吸水性貨物分別建立了相應(yīng)的適運(yùn)水分極限實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法、適運(yùn)性判定簡(jiǎn)易方法。針對(duì)弱吸水性貨物，論證了以底部出水為判據(jù)的流盤法；針對(duì)中吸水性貨物，論證了以底部變形為判據(jù)的流盤法；針對(duì)強(qiáng)吸水性貨物，論證了插入度法作為實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法的適用性、準(zhǔn)確性和再現(xiàn)性，創(chuàng)造性地建立了平盤法作為適運(yùn)性判定簡(jiǎn)易方法之一，同時(shí)引入快速水分儀法測(cè)定貨物含水率，現(xiàn)場(chǎng)判定貨物的適運(yùn)性。

（3）確立了測(cè)試含水率的烘箱法和快速水分儀法，測(cè)試顆粒分布的干篩分法、濕篩分法和目測(cè)法以及測(cè)試散貨密度的容量法。

（4）制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《易流態(tài)化固體散裝貨物參數(shù)檢測(cè)方法》（報(bào)批稿），包括通則、取樣制樣、含水率、散貨密度、顆粒分布、吸水性分類判定方法、適運(yùn)水分極限測(cè)定方法——流盤法、適運(yùn)水分極限測(cè)定方法——插入度法、適運(yùn)性判定簡(jiǎn)易方法9個(gè)部分。

關(guān)鍵技術(shù)

該研究提出將易流態(tài)化貨物按照塑性指數(shù)和搓條形態(tài)的不同分為強(qiáng)、中、弱吸水性三類，并給出了判據(jù)。針對(duì)高嶺土及大多數(shù)鎳礦等強(qiáng)吸水性貨物采用改進(jìn)后的插入度法測(cè)定適運(yùn)水分極限的方法；改進(jìn)流盤法，明確以底部出水作為檢測(cè)弱吸水性貨物和以底部變形作為檢測(cè)中吸水性貨物的流動(dòng)水分點(diǎn)的判斷依據(jù)。論證了將高嶺土、鎳礦等強(qiáng)吸水性貨物最大粘聚力值的25%所對(duì)應(yīng)的含水率作為其適運(yùn)水分極限的可行性。其關(guān)鍵技術(shù)包括：

（1）強(qiáng)、中、弱吸水性貨物的概念及實(shí)驗(yàn)室與手動(dòng)判定方法。國際海事組織出版的《國際海運(yùn)固體散裝貨物運(yùn)輸規(guī)則》（IMSBC規(guī)則）未對(duì)易流態(tài)貨物的吸水性進(jìn)行分類，僅指出“流盤法對(duì)于含粘土比例較高的同類物質(zhì)，檢測(cè)結(jié)果不理想”。為此，課題組將易流態(tài)化貨物按照粘性特征的不同分為強(qiáng)吸水性、中吸水性和弱吸水性三大類。在大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，提出以貨物的塑性指數(shù)Ip作為判別指標(biāo)進(jìn)行吸水性分類，手動(dòng)判定采用搓條法。

（2）強(qiáng)吸水性貨物適運(yùn)性判定簡(jiǎn)易方法。提出平盤法為強(qiáng)吸水性貨物適運(yùn)性判定簡(jiǎn)易方法，實(shí)現(xiàn)了半定量。

（3）各種實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)方法的相互驗(yàn)證。對(duì)每種常見易流態(tài)化貨物的流動(dòng)水分點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法開展了多家實(shí)驗(yàn)室、2種以上試驗(yàn)方法的相互驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，確保了方法的科學(xué)性、準(zhǔn)確性、復(fù)現(xiàn)性和可靠性。

創(chuàng)新點(diǎn)

項(xiàng)目組系統(tǒng)地建立了易流態(tài)化固體散裝貨物參數(shù)檢測(cè)技術(shù)體系；首次提出了基于塑性指數(shù)和搓條形態(tài)的貨物吸水性分類判據(jù)；改進(jìn)并完善了流盤法和插入度法；填補(bǔ)了鎳礦、高嶺土等強(qiáng)吸水性貨物適運(yùn)水分極限檢測(cè)方法的世界空白；補(bǔ)充了平盤法作為適運(yùn)性判定簡(jiǎn)易方法；首次開展了粘聚力與適運(yùn)水分極限的關(guān)系研究。

“港口裝載易流態(tài)化固體散裝貨物參數(shù)檢測(cè)技術(shù)研究”項(xiàng)目通過制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《易流態(tài)化固體散裝貨物參數(shù)檢測(cè)方法》（報(bào)批稿），形成了完整的易流態(tài)化貨物取樣制樣、吸水性類別和含水率、散貨密度、顆粒分布和適運(yùn)水分極限等4個(gè)參數(shù)檢測(cè)和貨物適運(yùn)性判定簡(jiǎn)易方法的整套體系，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)的科學(xué)化、規(guī)范化、便捷化，對(duì)保障易流態(tài)化固體散裝貨物水路運(yùn)輸安全具有重要意義。