Loading article…
ばら積み貨物船またはバルカーとは、通常、穀物、石炭、鉱石、林産物、鋼コイル、セメントなどの包装されていないばら積み貨物を貨物倉に積んで輸送するために特別に設計された商船のことである。
1852年に最初の特殊ばら積み貨物船が建造されて以来、経済情勢の変化に伴い、これらの船舶は大型化し、高度な技術が用いられるようになった。今日のばら積み貨物船は、積載量、安全性、効率性、耐久性を最大限に高めるように特別に設計されている。
今日、ばら積み貨物船は世界の商船隊の21%を占めており[ 2 ] 、その大きさは単一貨物倉の小型ばら積み貨物船から、 載貨重量40万トン（DWT）を積載できる巨大な鉱石運搬船まで多岐にわたる。特殊な設計の船もいくつか存在し、自力で貨物を荷揚げできるもの、港湾施設に荷揚げを依頼するもの、積み込みと同時に貨物を梱包するものなどがある。ばら積み貨物船の半数以上はギリシャ、日本、または中国の所有者が所有しており、4分の1以上がパナマに登録されている。韓国はばら積み貨物船の最大の建造国であり、これらの船の82%はアジアで建造された。
ばら積み貨物船では、乗組員は国際海事法規に従い、船舶の運航、管理、保守に携わり、安全、航行、メンテナンス、貨物管理などを担当します。乗組員の人数は、小型船では3人から、大型船では30人以上まで様々です。
貨物積載作業の複雑さは様々で、貨物の積み下ろしには数日かかる場合がある。ばら積み貨物船には、ギアレス型（ターミナル設備に依存する）とギア付き型（船体にクレーンが一体化されている）がある。
ばら積み貨物は非常に密度が高く、腐食性や研磨性がある場合があります。そのため、貨物の移動、自然発火、貨物の飽和など、船舶を脅かす安全上の問題が発生する可能性があります。腐食の問題を抱えた古い船舶の使用、およびばら積み貨物船の大きなハッチは、1990年代に発生したばら積み貨物船の沈没事故の多発と関連付けられています。効率的な貨物取り扱いに重要なこれらの大きなハッチは、嵐の際に大量の水の流入を許し、船が傾いたり傾斜したりすると沈没を加速させる可能性があります。その後、船舶の設計と検査を改善し、乗組員が船を放棄するプロセスを合理化するために、新しい国際規制が導入されました。
ばら積み貨物船という用語は、さまざまな方法で定義されています。1999 年現在、海上人命安全条約では、ばら積み貨物船を「単甲板、上部側タンク、貨物スペース内のホッパー側タンクを備え、主にばら積みの乾貨物を輸送することを目的とした船舶、鉱石運搬船、または複合運搬船」と定義しています。 [ 3 ]ほとんどの分類協会は、ばら積み貨物船を包装されていない乾貨物を輸送する船舶とする、より広い定義を使用しています。[ 4 ]多目的貨物船はばら積み貨物を輸送できますが、他の貨物も輸送でき、ばら積み貨物輸送専用に設計されているわけではありません。「乾ばら積み貨物船」という用語は、ばら積み貨物船を、石油、化学薬品、液化石油ガス運搬船などの液体ばら積み貨物船と区別するために使用されます。非常に小型のばら積み貨物船は、一般貨物船とほとんど区別がつかず、多くの場合、設計よりも船舶の使用に基づいて分類されます。
ばら積み貨物船を表す略語はいくつかあります。「OBO」は鉱石、ばら積み貨物、および石油の組み合わせを輸送するばら積み貨物船を表し、「O/O」は石油と鉱石の組み合わせを輸送する貨物船に使用されます。[ 5 ]超大型および極超大型鉱石およびばら積み貨物船を表す「VLOC」、「VLBC」、「ULOC」、「ULBC」という用語は、スーパータンカーの名称である超大型原油運搬船および極超大型原油運搬船から採用されました。[ 6 ]
特殊なばら積み貨物船が開発される以前は、荷送人はばら積み貨物を船で輸送するために 2 つの方法を使用していました。 1 つの方法では、港湾労働者が貨物を袋に詰め、袋をパレットに積み重ね、クレーンを使用してパレットを貨物倉に入れていました。[ 7 ] 2 番目の方法では、荷送人は船全体をチャーターし、時間と費用をかけて合板製のコンテナを貨物倉に作る必要がありました。[ 8 ]そして、貨物を小さなハッチから誘導するために、木製のフィーダーと移動板を製作する必要がありました。[ 8 ]これらの方法は時間がかかり、労働集約的でした。コンテナ船と同様に、効率的な積み下ろしの問題がばら積み貨物船の進化を促しました。
蒸気船の人気が高まるにつれて、特殊なばら積み貨物船が登場し始めた。 [ 7 ]ばら積み貨物船として認識された最初の蒸気船は、1852年に建造されたイギリスの石炭運搬船ジョン・ボウズ号である。 [ 9 ] [ 10 ]この船は金属製の船体、蒸気機関、砂袋の代わりに海水を使用するバラストシステムを備えていた。 [ 9 ]これらの特徴により、競争の激しいイギリスの石炭市場で成功を収めることができた。[ 9 ]最初の自走式荷揚げ船は、 1902年に五大湖で建造された湖水貨物船ヘネピン号である。これは、コンベアベルトを使用して貨物を移動させることで、ばら積み貨物船の荷揚げ時間を大幅に短縮した。[ 11 ]ディーゼル推進の最初のばら積み貨物船は1911年に登場し始めた。[ 9 ] [ 10 ]
第二次世界大戦前は、ばら積み貨物の国際輸送需要は低く、 金属鉱石は約2500万トンでした[ 12 ] [ 13 ]。この貿易のほとんどは沿岸で行われていました[ 14 ]。しかし、五大湖では、ばら積み貨物船がミネソタ州とミシガン州北部の鉱山から製鉄所まで大量の鉄鉱石を輸送していました。1929年には、 五大湖で7300万トンの鉄鉱石が輸送され、ほぼ同量の石炭、石灰石、その他の製品も輸送されました[ 15 ] 。ばら積み貨物船の2つの特徴がすでに現れ始めていました。1890年に採用された二重底[ 9 ]と、1905年に導入されたバラストタンクの三角形構造[ 9 ]です。第二次世界大戦後、工業国間、特にヨーロッパ諸国、米国、日本の間で国際的なばら積み貨物貿易が発展し始めました。[ 12 ]この貿易の経済性により、外洋ばら積み貨物船はより大型化し、より専門化しました。[ 13 ] [ 16 ]この時期には、規模の経済を最大化するために五大湖の貨物船が大型化し、ターンアラウンド時間を短縮するために自航式荷揚げ船がより一般的になりました。 1970年代に建造された五大湖船団の1000フィート級の船は、当時最も長い船の一つであり、1979年には 五大湖で記録的な2億1400万トンのばら積み貨物が輸送されました。[ 17 ]
ばら積み貨物船は、小型、ハンディサイズ、ハンディマックス、パナマックス、ケープサイズ、超大型の6つの主要なサイズ区分に分類されます。[ 23 ]超大型ばら積み貨物船および鉱石運搬船はケープサイズ区分に属しますが、しばしば別個に扱われます。
地域貿易では、カムサルマックス[ 24 ] 、シーウェイマックス、セトゥッチマックス、ダンケルクマックス、ニューカッスルマックス[ 23 ]などのカテゴリーが存在します。
ミニバルクキャリアは、載貨重量トン数1万トン未満の小型船舶のカテゴリーで広く用いられています。ミニバルクキャリアは500トンから2,500トンの積載能力を持ち、単一の船倉を備え、河川輸送用に設計されています。多くの場合、橋の下を通過できるように建造されており、乗組員は3人から8人という少人数です。
ハンディサイズ船とハンディマックス船は汎用船です。[ 4 ]これらの2つのセグメントは、10,000 DWTを超えるすべてのばら積み貨物船の71%を占め、成長率も最も高くなっています。[ 28 ]これは、大型船の建造に制約を課す新しい規制が施行されたことが一因です。[ 28 ]ハンディマックス船は通常、全長150～200m、52,000 ～58,000 DWTで、5つの貨物倉と4つのクレーンを備えています。[ 4 ]これらの船も汎用船です。[ 4 ]
パナマックス船のサイズはパナマ運河の閘門によって制限されており、閘門は最大幅32.31m 、全長最大294.13m 、喫水最大12.04mの船舶を収容できる 。[ 29 ]
ケープサイズ船は大きすぎてパナマ運河を通過できないため、太平洋と大西洋の間を航行するにはホーン岬を回る必要があります。以前は、ケープサイズ船はスエズ運河を通過できず、喜望峰を回る必要がありました。最近のスエズ運河の水深が66 フィート（20 メートル）に深くなったことで、ほとんどのケープサイズ船が通過できるようになりました。[ 30 ]
ケープサイズばら積み貨物船は特殊で、積荷の93%は鉄鉱石と石炭です。[ 4 ]五大湖水路を航行する船の中にはパナマックスサイズを超えるものもありますが、セントローレンス水路を通って外洋に出ることができないため、五大湖での使用に限られています。
超大型鉱石運搬船と超大型ばら積み貨物船は、 200,000 DWTを超える船舶のために確保されたケープサイズカテゴリーのサブセットである。[ 23 ]このサイズの運搬船は、ほぼ常に鉄鉱石を運搬するように設計されている。[ 23 ]
2022年10月、商船三井（MOL）のばら積み貨物船「松風丸」が処女航海でニューカッスルに到着し、帆走風力推進技術を部分的に利用した初のばら積み貨物船となった。燃料消費量が5％削減されると見込まれていた。[ 31 ]
世界のばら積み貨物輸送は膨大な規模に達しており、2005年には 石炭、鉄鉱石、穀物、ボーキサイト、リン酸塩の17億トンが船舶で輸送されました。[ 38 ]現在、世界のばら積み貨物船隊には 10,000 DWTを超える船舶が6,225隻あり 、総トン数では全船舶の40%、船舶数では39.4%を占めています。[ 33 ]小型船を含めると、ばら積み貨物船の総積載量は約3億4,600 万 DWTになります。[ 39 ]複合貨物船は船隊のごく一部であり、この積載量の3%未満を占めています。[ 39 ]五大湖の湖水貨物船は、総重量320万DWTの98隻を擁し、総トン数では全船隊のごく一部を占め、年間10ヶ月しか運航していないにもかかわらず、航路が短くターンアラウンドが速いため、世界のばら積み貨物の10分の1を輸送していた。[ 33 ] [ 40 ]
2005年時点で、ばら積み貨物船の平均船齢は13年強でした。[ 41 ]ばら積み貨物船全体の約41%が10年未満、33%が20年以上、残りの26%が10年から20年でした。[ 41 ]五大湖航路に登録されている98隻のばら積み貨物船はすべて20年以上経過しており、2009年時点でまだ航行していた最古の船であるセント・メアリーズ・チャレンジャー号は106歳でした。[ 42 ]
2005 年現在、米国海事局は世界中で10,000 DWT以上 のばら積み貨物船を6,225 隻数えている。 [ 44 ]パナマには1,703 隻のばら積み貨物船が登録されており、これは他の 4 つの旗国の合計よりも多い。[ 44 ]ばら積み貨物船の登録数で上位 5 つの旗国には、香港(492 隻)、マルタ (435 隻)、キプロス (373 隻)、中国 (371 隻) も含まれる。[ 44 ]パナマは、載貨重量トン数でもばら積み貨物船の登録で圧倒的なシェアを占めている。2 位から 5 位は香港、ギリシャ、マルタ、キプロスである。[ 44 ]
ギリシャ、日本、中国はばら積み貨物船の保有数で上位3カ国であり、それぞれ1,326隻、1,041隻、979隻を保有している。[ 45 ]これらの3カ国で世界の船隊の53%以上を占めている。 [ 45 ]
いくつかの企業は大規模な民間ばら積み貨物船隊を所有している。多国籍企業のGearbulk Holding Ltd.は70隻以上の ばら積み貨物船を所有している。[ 46 ]カナダのFednav Groupは 、北極の氷上での作業用に設計された2隻を含む80隻以上のばら積み貨物船隊を運航している。 [ 47 ]クロアチアのAtlantska Plovidbaddは14隻の ばら積み貨物船隊を所有している。[ 48 ]ドイツのハンブルクにあるH. Vogemann Groupは19隻のばら積み貨物船隊を運航している。[ 49 ]ポルトガルのPortlineは10隻のばら積み貨物船を所有している。 [ 50 ]デンマークのDampskibsselskabet TormとスペインのElcanoも注目すべきばら積み貨物船隊を所有している。[ 51 ]他の企業はミニバルクキャリアの運航を専門としており、イギリスのStephenson Clarke Shipping Limitedは8隻のミニバルクキャリアと5隻の小型ハンディサイズバルクキャリアを所有し、[ 52 ]トルコのCornships Management and Agency Inc.は7隻のミニバルクキャリアを所有している。[ 53 ]
アジア企業がばら積み貨物船の建造を支配している。世界の ばら積み貨物船6,225隻のうち、約62%は日本の大島造船や佐野屋菱野名所などの造船所で建造された[54]。韓国は、大宇造船や現代重工業などの著名な造船所を擁し[4]、 643隻で建造国第2位となった。中華人民共和国は、大連、城西、上海外高橋などの大規模造船所を擁し、509隻で第3位となった[ 54 ] 。台湾は、中国船舶工業集団などの造船所を擁し[ 4 ]、129隻で第4位となった[ 54 ]。これら上位4か国の造船所が、現在航行中のばら積み貨物船の82%以上を建造した[ 54 ] 。
ばら積み貨物を船で輸送するコストには、いくつかの要因が影響します。ばら積み貨物市場は非常に変動が激しく、貨物の種類、船のサイズ、航路などすべてが最終価格に影響します。2005年には、ケープサイズ船で南米からヨーロッパへ石炭を輸送するのに、1トンあたり15ドルから25ドルかかりました。[ 55 ]同年、パナマックス船でメキシコ湾から日本へ骨材を輸送するのに、1トンあたり40ドルから70ドルかかる可能性がありました。[ 55 ]
荷主の中には、トン当たりの固定料金ではなく、日額料金で船をチャーターする者もいる。 [ 55 ] 2005年には、ハンディマックス船の平均日額料金は18,000ドルから30,000ドルの間で変動した。[ 55 ]パナマックス船は1日あたり20,000ドルから50,000ドル、ケープサイズ船は1日あたり40,000ドルから70,000ドルでチャーターできた。[ 55 ]
一般的に、船舶は船舶解体またはスクラップと呼ばれるプロセスを経て船団から除籍されます。[ 56 ]船主と買い手は、船舶の空重量（軽トン排水量またはLDTと呼ばれる）やスクラップ金属市場の価格などの要因に基づいてスクラップ価格を交渉します。[ 57 ] 1998年には、インドのアランやバングラデシュのチッタゴン などの場所で約700隻の船舶がスクラップされました。[ 56 ]これは多くの場合、船を砂浜に「座礁」させ、ガスバーナーで手作業で切断することによって行われます。これは、負傷や死亡事故、アスベスト、鉛、さまざまな化学物質などの有毒物質への曝露につながる危険な作業です。[ 58 ] [ 59 ] [ 60 ] 2004年には、50万載貨重量トンのばら積み貨物船がスクラップされ、これはその年のスクラップの4.7%を占めています。[ 55 ]その年、ばら積み貨物船は特に高いスクラップ価格で取引され、1 LDTあたり340ドルから350ドルだった。[ 55 ]
ばら積み貨物船の乗組員は通常20～30 人だが、小型船は8人で操縦できる場合もある。乗組員には船長、甲板部、機関部、給仕部が含まれる。かつてはほぼ普遍的だった貨物船への乗客の乗船は、今日では非常にまれで、ばら積み貨物船ではほとんど行われていない。[ 61 ]
1990年代には、ばら積み貨物船が驚くほど多くの難破事故に巻き込まれた。そのため、船主はさまざまな要因が乗組員の有効性と能力に及ぼす影響を解明するための調査を依頼した。[ 62 ]この調査では、ばら積み貨物船の乗組員のパフォーマンスは、調査対象となったすべてのグループの中で最も低いことが示された。[ 62 ]ばら積み貨物船の乗組員の中では、最もパフォーマンスが高かったのは、より新しく、より大型の船に乗っていた乗組員であった。[ 62 ]メンテナンスが行き届いた船の乗組員のパフォーマンスは高く、話されている言語が少ない船の乗組員のパフォーマンスも高かった。[ 62 ]
ばら積み貨物船では、他の種類の同サイズの船舶に比べて甲板士官の数が減る。[ 62 ]ミニばら積み貨物船には2～3人の甲板士官が乗船するが、より大型のハンディサイズおよびケープサイズばら積み貨物船には4人が乗船する。[ 62 ] 同サイズの液化天然ガスタンカーには、さらに甲板士官と無免許船員が1人ずつ乗船する。[ 62 ]
ばら積み貨物船の航海は市場の力によって決定され、航路や積荷はしばしば変動する。ある船は収穫期には穀物輸送に従事し、その後別の貨物を輸送したり、別の航路で運航したりする。不定期船として運航する沿岸貨物船では、積荷が完全に積み込まれるまで次の寄港地が分からないことがよくある。
ばら積み貨物は荷揚げが非常に難しいため、ばら積み貨物船は他の船舶よりも港に長く滞在します。ミニばら積み貨物船の調査によると、平均して、船の荷揚げには積み込みの2倍の時間がかかります。[ 62 ]ミニばら積み貨物船は 一度に55時間港に滞在しますが、 同サイズの木材運搬船は35時間です。[ 62 ]この港での滞在時間は、ハンディマックスでは74時間、パナマックスでは 120時間に増加します。 [ 62 ]コンテナ船の一般的な12時間のターンアラウンド、自動車運搬船の15時間のターンアラウンド、大型タンカーの26時間のターンアラウンドと比較すると、ばら積み貨物船の乗組員は陸上で過ごす機会が多くなります。[ 62 ]
ばら積み貨物船の積み下ろしは時間がかかり危険を伴う。この作業は、船長の直接的かつ継続的な監督の下、一等航海士によって計画される。国際規則では、作業開始前に船長とターミナルマスターが詳細な計画に合意することが義務付けられている。[ 63 ]甲板士官と荷役作業員が作業を監督する。積み込みミスによって船が転覆したり、桟橋で真っ二つに折れたりすることがある。[ 64 ]
使用される積載方法は、貨物と船上および埠頭で使用可能な設備の両方に依存します。最も未発達な港では、ハッチカバーから注ぎ込むシャベルや袋で貨物を積み込むことができます。このシステムは、より速く、労働集約的でない方法に置き換えられつつあります。[ 65 ] 1時間あたり1,000トンの速度で積載できるダブルアーティキュレーションクレーンは 広く使用されている方法であり、[ 65 ] 1時間あたり2,000トンに達する陸上ガントリークレーン の使用が増加しています。[ 65 ]クレーンの排出速度は、バケットの容量（6～40 トン）と、クレーンが荷物をつかみ、ターミナルに置き、次の荷物を取りに戻る速度によって制限されます。最新のガントリークレーンの場合、つかみ、置き、戻るサイクルの合計時間は約50 秒です。[ 4 ]
コンベヤベルトは非常に効率的な積載方法であり、標準的な積載速度は 毎時100～700トンですが、最先端の港では 毎時16,000トンの速度を実現できます。[ 65 ] [ 66 ]ただし、コンベヤベルトの起動と停止の手順は複雑で、実行に時間がかかります。[ 66 ] 自走式荷揚げ船は、毎時約1,000トンの積載速度のコンベヤベルトを使用します。 [ 65 ]
貨物が荷揚げされると、乗組員は船倉の清掃を開始します。これは、次の貨物が異なる種類のものである場合に特に重要です。[ 67 ]貨物倉の巨大なサイズと、貨物が物理的に刺激を与える傾向があるため、船倉の清掃は困難になります。船倉がきれいになると、積み込み作業が始まります。
安定性を維持するためには、積載中に貨物を水平に保つことが非常に重要です。[ 8 ]船倉が満載になると、掘削機やブルドーザーなどの機械を使用して貨物の位置を固定することがよくあります。貨物が移動しやすいため、船倉が部分的にしか満載されていない場合は、水平を保つことが特に重要です。[ 68 ]縦方向の仕切りを追加したり、貨物の上に木材を固定したりするなど、追加の予防措置が講じられます。[ 7 ]船倉が満載の場合は、トミングと呼ばれる技術が使用されます。[ 8 ]これは、ハッチカバーの下に6フィート（2メートル）の穴を掘り、袋詰めの貨物または重りで満たすものです。[ 8 ]
ばら積み貨物船の設計は、主に積載する貨物によって決まります。貨物の密度、つまり積載係数が重要な要素です。一般的なばら積み貨物の密度は、 軽い穀物の0.6トン/立方メートルから 鉄鉱石の3トン/立方メートルまで様々です。[ 4 ]
鉱石運搬船の設計においては、貨物の密度が高いため、貨物全体の重量が制限要因となる。一方、石炭運搬船は、ほとんどのばら積み貨物船が最大喫水に達する前に石炭で完全に満載できるため、全体の容積が制限要因となる。[ 4 ]
特定のトン数の場合、船の寸法を決定する2番目の要因は、航行する港や水路の大きさです。たとえば、パナマ運河を通過する船舶は、幅と喫水に制限があります。ほとんどの設計では、長さと幅の比率は5から7の間で、平均は6.2です。[ 4 ]長さと高さの比率は11から12の間になります。[ 4 ]
ばら積み貨物船の機関室は通常、船尾付近の上部構造物の下にあります。ハンディマックス以上の大型ばら積み貨物船は通常、固定ピッチプロペラに直結された単一の2ストローク低速クロスヘッドディーゼルエンジンを備えています。電力は、プロペラシャフトに連結された補助発電機および/またはオルタネータによって生成されます。小型ばら積み貨物船では、1つまたは2つの4ストロークディーゼルエンジンが減速ギアボックスを介して固定ピッチまたは可変ピッチプロペラを回転させ、このギアボックスにはオルタネータの出力も組み込まれている場合があります。[ 4 ]ハンディサイズ以上のばら積み貨物船の平均設計船速は13.5～15ノット（25.0～27.8 km/h、15.5～17.3 mph）です。[ 23 ]プロペラの回転速度は、プロペラのサイズによって異なりますが、約90回転/分と比較的低速です。[ 4 ]
1973年の石油危機、1979年のエネルギー危機、そしてそれに伴う石油価格の高騰の結果、1970年代後半から1980年代初頭にかけて、石炭を燃料とする船舶の実験的な設計が試されました。オーストラリア国営ライン（ANL）は、リバー・ボイン号とリバー・エンベリー号と呼ばれる74,700トンの石炭燃焼船2隻を建造し[ 69 ] 、 TNT社が建造したTNTカプリコニア号とTNTカーペンタリア号（後にフィッツロイ・リバー号とエンデバー・リバー号に改名）も建造しました。これらの船舶は、その寿命の間、経済的に有効であり、蒸気機関は19,000馬力（14,000kW ）の軸出力を発生させることができました[ 69 ]。この戦略は、ボーキサイトや同様の燃料貨物の運搬船にとって興味深い利点をもたらしましたが、メンテナンスコストが高く効率的な現代のディーゼルエンジンと比較してエンジンの効率が悪く、未等級の石炭の供給によるメンテナンスの問題や初期費用が高いという欠点がありました。[ 69 ]
ハッチまたはハッチウェイは、貨物倉の上部にある開口部です。ハッチを開閉するための機械装置はハッチカバーと呼ばれます。一般的に、ハッチカバーは船幅（ビーム）の45%から60%、貨物倉の長さの57%から67%です。[ 4 ]貨物を効率的に積み下ろしするには、ハッチを大きくする必要がありますが、大きなハッチは構造上の問題を引き起こします。船体の応力はハッチの縁に集中するため、これらの領域を補強する必要があります。[ 66 ]多くの場合、ハッチ領域は、局所的に寸法を大きくするか、補強材と呼ばれる構造部材を追加することによって補強されます。これらのオプションの両方とも、船の重量が増加するという望ましくない効果があります。
1950年代までは、ハッチには木製のカバーが付いており、開閉するのではなく、手で分解して組み立て直していました。[ 70 ]最近の船舶には、油圧式の金属製ハッチカバーが付いており、多くの場合、一人で操作できます。[ 67 ]ハッチカバーは、前後左右にスライドしたり、持ち上げたり、折り畳んだりできます。ハッチカバーが防水であることは不可欠です。密閉されていないハッチは、貨物倉への偶発的な浸水につながり、多くのばら積み貨物船の沈没の原因となっています。[ 71 ]
ハッチカバーに関する規制は、 MV Derbyshire の沈没後の調査以降、進化を遂げてきた。[ 72 ] 1966 年の満載喫水線会議では、ハッチカバーは海水による1.74 トン/m 2の荷重に耐えることができ、 ハッチカバー上部の最小寸法は 6 mm でなければならないという要件が課せられた。その後、国際船級協会連合は、 1998 年に統一要件 S21 [ 73 ]を作成することで、この強度基準を引き上げました。この基準では、特に船首部分に位置するハッチカバーについては、海水による圧力を乾舷と速度の関数として計算することが求められています。[ 73 ]
ばら積み貨物船は、建造が容易で貨物を効率的に保管できるように設計されています。建造を容易にするため、ばら積み貨物船は単一の船体曲率で建造されます。[ 4 ]また、球状船首は船が水中をより効率的に移動できるようにしますが、設計者は大型船では単純な垂直船首を好む傾向があります。[ 4 ]大きなブロック係数を持つフルハルはほぼ普遍的であり、その結果、ばら積み貨物船は本質的に低速です。[ 4 ]これは効率によって相殺されます。船の積載能力を空船時の重量と比較することは、その効率を測定する方法の1つです。[ 4 ]小型のハンディマックス船は、自重の5倍の貨物を積載できます。[ 4 ]大型設計では、この効率はさらに顕著です。ケープサイズ船は、自重の8倍以上の貨物を積載できます。[ 4 ]
ばら積み貨物船は、ほとんどの商船と同様の断面形状をしている。船倉の上部と下部の角は、二重底部分と同様にバラストタンクとして使用される。角のタンクは補強されており、船のトリムを制御する以外にも別の目的がある。設計者は、角のタンクの角度を、想定される貨物の安息角よりも小さく設定する。 [ 14 ]これにより、船を危険にさらす可能性のある貨物の左右の動き、つまり「ずれ」が大幅に軽減される。[ 14 ]
二重底構造にも設計上の制約があります。最も重要なのは、配管やケーブルを通すのに十分な高さを確保することです。また、調査やメンテナンス作業を行う人が安全にアクセスできる十分な広さも必要です。一方で、重量過多や容積の無駄を避けるため、二重底構造は非常に狭い空間にならざるを得ません。
ばら積み貨物船の船体は鋼鉄製で、通常は軟鋼が使われます。[ 74 ]近年、自重を減らすために高張力鋼を好むメーカーもあります。[ 75 ]しかし、縦方向および横方向の補強に高張力鋼を使用すると、船体の剛性と耐食性が低下する可能性があります。[ 14 ]プロペラシャフトサポートなど、船体の一部には鍛造鋼が使われています。 [4 ]横隔壁は波形鉄板でできており、底部と接続部が補強されています。[ 4 ]コンクリートと鋼鉄のサンドイッチ構造を用いたばら積み貨物船の建造が研究されています。[ 76 ]
過去 10 年間で、二重船殻が普及しました。 [ 4 ]ばら積み貨物船はすでに二重底が義務付けられているため、二重側面を持つ船を設計すると、主に船幅が広がります。[ 77 ]二重船殻の利点の 1 つは、すべての構造要素を船倉から取り除いて側面に配置するスペースを確保できることです。[ 78 ]これにより船倉の容積が増加し、構造が簡素化されるため、積み込み、積み下ろし、清掃が容易になります。[ 79 ]二重側面は船のバラスト容量も向上させます。これは軽量貨物を輸送する際に役立ちます。船は安定性や耐航性のために喫水を増やす必要がある場合があり、これはバラスト水を追加することによって行われます。
Hy-Conと呼ばれる最近の設計は、単胴船と双胴船の長所を組み合わせようとしている。ハイブリッド構成の略であるこの設計では、最前部と最後部の貨物倉を二重にし、他の貨物倉は単胴のままにする。[ 80 ]このアプローチにより、船の主要部分の堅牢性が向上し、全体の自重が軽減される。[ 81 ]
二重船殻の採用は純粋に建築上の決定というよりは経済的な決定であったため、二重船殻の船は包括的な検査を受ける機会が少なく、隠れた腐食の影響を受けやすいと主張する人もいる。[ 82 ]反対意見にもかかわらず、二重船殻は2005年にパナマックス船とケープサイズ船の必須要件となった。[ 83 ]
貨物船は常に「船体が折れる」危険にさらされており[ 84 ]、そのため縦方向の強度は主要な設計上の懸念事項です。造船技師は、縦方向の強度と船体厚の集合（スカントリングと呼ばれる）との相関関係を利用して、縦方向の強度と応力の問題を管理します。船体は、部材と呼ばれる個々の部品で構成されています。[ 85 ]これらの部材の寸法の集合は、船のスカントリングと呼ばれます。[ 85 ]造船技師は、船が受けることが予想される応力を計算し、安全率を加えて、必要なスカントリングを計算できます。[ 85 ]
これらの解析は、空荷航行時、積載および荷降ろし時、部分積載時および満載時、一時的な過積載条件下で実施されます。[ 4 ]最も大きな応力がかかる箇所、例えば船倉底、ハッチカバー、船倉間の隔壁、バラストタンク底部などは、綿密に調査されます。[ 4 ]五大湖のばら積み貨物船は、波との共振、すなわちスプリング現象にも耐えられるように設計する必要があり、スプリング現象は疲労破壊を引き起こす可能性があります。[ 75 ]
2006年4月1日以降、国際船級協会連合は共通構造規則を採用している。この規則は全長90メートルを超えるばら積み貨物船に適用され、寸法計算において腐食の影響、北大西洋 でよく見られる過酷な条件、積載中の動的応力などの項目を考慮する必要がある。また、この規則では腐食に対する許容値を0.5～0.9mmと定めている。[ 86 ]
1980年代と1990年代は、ばら積み貨物船にとって非常に危険な時代でした。この時期には多くのばら積み貨物船が沈没し、1990年から1997年の間にだけでも99隻が失われました。[ 12 ]これらの沈没のほとんどは突然かつ短時間で起こり、乗組員が脱出することは不可能でした。同じ期間に650人以上の船員が命を落としました。[ 12 ] MVダービーシャー 号の沈没が一因となり、1990年代にはばら積み貨物船に関する一連の国際安全決議が採択されました。[ 71 ]
貨物の移動はばら積み貨物船にとって大きな危険となる。穀物貨物の場合、この問題はさらに顕著になる。穀物は航海中に沈下し、貨物の上部と船倉の上部の間に余分な空間ができるからである。[ 7 ]船が揺れると、貨物は船の片側からもう片側へ自由に移動する。これにより船が傾き、さらに貨物が移動する。このような連鎖反応はばら積み貨物船を非常に短時間で転覆させる可能性がある。[ 7 ]
1960年のSOLAS条約は、このような問題を規制しようとした。[ 87 ]これらの規則では、上部バラストタンクが移動しないように設計されている必要があった。また、貨物を水平にする、つまり船倉内で掘削機を使用してトリミングすることも必要だった。[ 16 ] [ 88 ]トリミングを行うと、貨物の空気と接触する表面積が減り[ 89 ]、石炭、鉄、金属くずなどの貨物の自然発火の可能性が減るという有益な副次的効果が得られる。[ 89 ]
乾燥貨物に影響を与える可能性のあるもう 1 つのリスクは、周囲の水分の吸収です。[ 90 ]非常に細かいコンクリートや骨材が水と混ざると、船倉の底にできた泥が簡単に移動し、自由表面効果を生じる可能性があります。[ 90 ]これらのリスクを制御する唯一の方法は、適切な換気方法と水の存在に対する注意深い監視です。[ 90 ]
国際海事機関は、ばら積み貨物の安全な積付けと輸送に関する国際基準と規則を定めています。これには、国際海上固体ばら積み貨物規則、ばら積み穀物の安全輸送に関する国際規則、木材甲板貨物を運搬する船舶の安全実施規則が含まれます。[ 91 ] [ 92 ]
1990年だけでも、ばら積み貨物船20隻が沈没し、乗組員94人が犠牲になった。1991年には、ばら積み貨物船24隻が沈没し、154人が死亡した。 [ 93 ]この規模の損失により、ばら積み貨物船の安全面に注目が集まり、多くのことが学ばれた。米国船級協会は、損失は「貨物倉構造の破損に直接起因する」と結論付けた[ 32 ]。ロイズ船級協会は、船体側面が「局所的な腐食、疲労亀裂、および運用上の損傷の組み合わせ」に耐えられないと付け加えた。[ 93 ]
事故調査では明確なパターンが示されました: [ 71 ]
従来の慣行では、船は前方の貨物倉1つが浸水する事態に耐えることが求められていましたが、2つの貨物倉が浸水する事態への対策は講じられていませんでした。後方の貨物倉2つが浸水した場合も同様で、機関室がすぐに浸水し、船は推進力を失います。船体中央部の貨物倉2つが浸水すると、船体にかかる負荷が非常に大きくなり、船体が真っ二つに折れてしまう可能性があります。
その他の要因として、以下のものが挙げられます。
SOLAS条約の1997年附属書で採択された新規則は、隔壁や縦方向のフレームの補強、より厳格な検査（特に腐食に重点を置く）、定期的な港内検査などの問題に焦点を当てた。[ 7 ]また、1997年の追加規定では、制限付きばら積み貨物船（例えば、特定の種類の貨物の輸送が禁止されている船）には、船体に大きくて見やすい三角形の標識を付けることが義務付けられた。[ 97 ]
2004年12月以降、パナマックス型およびケープサイズ型のばら積み貨物船には、船尾のデッキハウス後方に自由落下式救命ボートを搭載することが義務付けられている。 [ 7 ]この配置により、乗組員は壊滅的な緊急事態が発生した場合に迅速に船を放棄することができる。[ 98 ]自由落下式救命ボートの使用に反対する意見の一つは、避難者がボートに乗り込み、降ろすには「ある程度の身体的な可動性、さらには体力」が必要であるという点である。[ 99 ]また、例えば安全ベルトが正しく装着されていない場合など、降ろし中に負傷する事故も発生している。[ 99 ]
2002年12月、SOLAS条約第XII章が改正され、すべてのばら積み貨物船に高水位水警報装置と監視システムの設置が義務付けられました。この安全対策により、船倉に浸水が発生した場合、操舵室と機関室の当直員に迅速に警告が発せられます。[ 7 ]壊滅的な浸水の場合、これらの検出器は船を放棄するプロセスを迅速化することができます。
