我國易流態化固體散裝貨物（以下簡稱易流態化貨物）船舶運輸量大、品種多。載運精礦粉、鎳礦、高嶺土等易流態化貨物船舶已發生多起沉船事故，損失慘重，引起國內外業界高度關注。貨物發生流態化現象的根本原因是易流態化貨物的含水率超過了其適運水分極限。國際海事組織頒布的《國際海運固體散裝貨物規則》（IMSBC規則）已于2011年1月1日起在全球強制實施，我國交通運輸管理部門于2011年11月9日頒發了《水路運輸易流態化固體散裝貨物安全管理規定》。為使檢測機構、取樣制樣機構、船方、托運人和安全監管機構準確有效地實施上述規定，尋找適用于強、中、弱吸水性等不同特性的固體散裝貨物的流動水分點檢測方法和貨物含水率、顆粒分布、散貨密度等參數的科學、合理、規范的試驗方法，解決貨物取樣制樣方法和程序不夠統一、規范，易流態化貨物適運性簡易判定缺乏實效、半定量和可靠方法，更缺乏標準方法等技術難題，交通運輸部水運科學研究院基于交通運輸部標準計量質量研究項目“港口裝載易流態化固體散裝貨物參數檢測技術研究”，通過大量實驗室試驗、比對、論證，解決了上述關鍵技術難題，編制了行業標準“易流態化固體散裝貨物參數檢測方法（報批稿）”，為確保水路運輸易流態化貨物安全提供了技術支撐。

主要成果簡介

易流態化固體散裝貨物吸水性分類、含水率、顆粒分布、散貨密度、適運水分極限的快速、準確檢測，以及適運性判定簡易方法是該課題研究的關鍵。

（1）粘性是易流態化貨物的主要特征之一，提出以貨物的塑性指數Ip這一判別指標進行吸水性分類，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，為強吸水性貨物。簡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，為強吸水性貨物。為不同類別吸水性貨物采用不同適運水分極限檢測方法奠定基礎。

（2）針對強、中、弱吸水性貨物分別建立了相應的適運水分極限實驗室檢測方法、適運性判定簡易方法。針對弱吸水性貨物，論證了以底部出水為判據的流盤法；針對中吸水性貨物，論證了以底部變形為判據的流盤法；針對強吸水性貨物，論證了插入度法作為實驗室檢測方法的適用性、準確性和再現性，創造性地建立了平盤法作為適運性判定簡易方法之一，同時引入快速水分儀法測定貨物含水率，現場判定貨物的適運性。

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

（4）制定行業標準《易流態化固體散裝貨物參數檢測方法》（報批稿），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、適運水分極限測定方法——流盤法、適運水分極限測定方法——插入度法、適運性判定簡易方法9個部分。

關鍵技術

該研究提出將易流態化貨物按照塑性指數和搓條形態的不同分為強、中、弱吸水性三類，并給出了判據。針對高嶺土及大多數鎳礦等強吸水性貨物采用改進后的插入度法測定適運水分極限的方法；改進流盤法，明確以底部出水作為檢測弱吸水性貨物和以底部變形作為檢測中吸水性貨物的流動水分點的判斷依據。論證了將高嶺土、鎳礦等強吸水性貨物最大粘聚力值的25%所對應的含水率作為其適運水分極限的可行性。其關鍵技術包括：

（1）強、中、弱吸水性貨物的概念及實驗室與手動判定方法。國際海事組織出版的《國際海運固體散裝貨物運輸規則》（IMSBC規則）未對易流態貨物的吸水性進行分類，僅指出“流盤法對于含粘土比例較高的同類物質，檢測結果不理想”。為此，課題組將易流態化貨物按照粘性特征的不同分為強吸水性、中吸水性和弱吸水性三大類。在大量實驗數據的基礎上，提出以貨物的塑性指數Ip作為判別指標進行吸水性分類，手動判定采用搓條法。

（2）強吸水性貨物適運性判定簡易方法。提出平盤法為強吸水性貨物適運性判定簡易方法，實現了半定量。

（3）各種實驗室試驗方法的相互驗證。對每種常見易流態化貨物的流動水分點實驗室檢測方法開展了多家實驗室、2種以上試驗方法的相互驗證實驗，確保了方法的科學性、準確性、復現性和可靠性。

創新點

項目組系統地建立了易流態化固體散裝貨物參數檢測技術體系；首次提出了基于塑性指數和搓條形態的貨物吸水性分類判據；改進并完善了流盤法和插入度法；填補了鎳礦、高嶺土等強吸水性貨物適運水分極限檢測方法的世界空白；補充了平盤法作為適運性判定簡易方法；首次開展了粘聚力與適運水分極限的關系研究。

“港口裝載易流態化固體散裝貨物參數檢測技術研究”項目通過制定行業標準《易流態化固體散裝貨物參數檢測方法》（報批稿），形成了完整的易流態化貨物取樣制樣、吸水性類別和含水率、散貨密度、顆粒分布和適運水分極限等4個參數檢測和貨物適運性判定簡易方法的整套體系，實現了檢測的科學化、規范化、便捷化，對保障易流態化固體散裝貨物水路運輸安全具有重要意義。