Физические и химические свойства наливных грузов

Лекция 4. Перевозка наливных грузов и газа.

1 Физические и химические свойства наливных грузов

2 Классификация и конструктивные особенности танкеров

3 Подготовка к погрузке

4 Погрузка и плавание с грузом.

5 Перевозка сжиженных газов

6 Транспортная классификация сжиженных газов, грузовых емкостей и газовозов

Рекомендованная литература:1,2,3,4,5,9.

Основные теоретические положення

Нефть и нефтепродукты объединяют по присущим им общим при­знакам в группы:

светлые нефтепродукты - бензин, керосин, дизельное топливо и др.;

темные нефтепродукты - сырая нефть, мазут, моторное топливо, гудрон и др.;

масла - все виды масел.

Нефть и нефтепродукты по пожаро- и взрывоопасности подразде­ляются на:

легко воспламеняющиеся вещества - способные воспламеняться от кратковременного воздействия источника зажигания с низкой энер­гией;

вещества средней воспламеняемости - способные воспламеняться от длительного воздействия источника зажигания с низкой энергией;

трудно воспламеняющиеся вещества - способные воспламеняться только под воздействием мощного источника зажигания.

Легковоспламеняющиеся жидкости по температуре вспышки (наи­меньшая температура, при которой счесь паров жидкости с воздухом вспыхивает при поднесении к ней пламени), классифицируются на:

особо опасные - температура вспышки меньше -18°С;

постоянно опасные -температура вспышки от -18°С до+23°С;

опасные при повышенной температуре - температура вспышки от +23°С до +61°С.

Смесь углеводородов с воздухом не может гореть, если соотношение смеси газов и воздуха находится за пределами двух концентраций, из­вестных как нижний (НПВ) и верхний пределы взрываемости (ВПВ) или воспламеняемости. Зона взрываемости паров углеводородов нефтепро­дуктов практически находится в пределах от 1% смеси паров с воздухом по объему для НПВ и до 10% смеси паров с воздухом для ВПВ .

Кроме температуры вспышки для характеристики нефтепродук­тов применяют величины:

температуру воспламеняемости - наименьшая температура, при которой нефтепродукт воспламеняется и горит от поднесенного от­крытого пламени не менее 5 с при атмосферном давлении;

температуру самовоспламенения - температура, при которой про­исходит самовоспламенение паров нефтепродуктов без поднесения открытого огня;

температуру застывания - температура, при которой нефтепродукт теряет подвижность;

плотность - отношение массы жидкости к ее объему;

динамическую вязкость - сила сопротивления относительному дви­жению двух слоев жидкости;

кинематическую вязкость - отношение динамической вязкости к плотности жидкости;

условную вязкость - отношение времени истечения определенного количества испытуемой жидкости при определенной температуре (в мировой практике 15°С, в России и некоторых других странах - 20°С) к времени истечения такого же количества дистиллированной воды.

По степени вязкости нефть и ее продукты подразделяются на:

невязкие - до 1.0 мм²/с;

маловязкие - 1.0 - 35 мм²/с;

средней вязкости - 36 - 148 мм²/с;

высоковязкие - свыше 148 мм²/с.

С увеличением температуры груза вязкость уменьшается.

Нефть и нефтепродукты восприимчивы к образованию в них опас­ных зарядов статического электричества, что необходимо учитывать при выполнении грузовых и балластных операций.

Когда в нефти и нефтепродуктах присутствует даже небольшое коли­чество воды во взвешенном состоянии, а также воздуха или окислов ме­таллов, их опасность к образованию опасных зарядов статического элек­тричества резко увеличивается.

В нефтепродуктах опасные величины потенциалов статического электричества образуются при:

движении по трубопроводам со скоростью, превышающей 1 м/с;

свободно падающей струе груза;

продувании сжатым воздухом или паром грузовых шлангов или тру­бопроводов.

Нефтепродукты и их газы обладают ядовитыми свойствами и при не­соблюдении правил обращения с ними могут вызвать отравление.

В состав некоторых сортов нефти входит опасный газ - сероводород. Если содержащийся в грузе сероводород находится в концентрациях, опасных для вдыхания, грузоотправитель обязан уведомить об этом капи­тана танкера в письменной форме.

Классификация и конструктивные особенности танкеров

В соответствии с СОЛАС-74 все танкеры подразделяются с точки зрения пожарной безопасности на две категории:

— танкеры для перевозки сырой нефти и нефтепродуктов с температурой вспышки ниже 60 °С и давлением паров ниже атмосферного;

— танкеры для перевозки нефтепродуктов с температурой вспышки свыше 60 °С.

Неф­тяные танкеры по назначению классифицируются в соответствии с Добавлением В к Международному свидетельству о предотвращении загрязнения нефтью (IOРР):

— танкеры для перевозки сырой нефти;

— танкеры-нефтепродуктовозы;

— танкеры для сырой нефти/нефтепродуктов;

— танкеры для битумных растворов;

— танкеры-химовозы;

— комбинированные суда: нефтенавалочник/рудовоз (ОБО) (О/О) — OIL/ORE.

К каждому из перечисленных типов танкеров предъявляются определенные требо­вания по конструктивной защите танков, оборудованию и методам мойки и защите танков, порядка сброса балласта и нефтесодержащих смесей.

В мировой практике принято следующее разделение танкеров по дедвейту: мало­тоннажные до 5 тыс. тонн, среднетоннажные до 30 тыс. тонн, крупнотоннажные свы­ше 30 тыс. тонн, в свою очередь крупнотоннажным танкерам даны следующие наиме­нования:

Supertanker 30-70 тыс. тонн;

Mammath tanker 70-150 тыс. тонн;

VLCC 150-300 тыс. тонн;

ULCC 300-800 тыс. тонн;

Megatanker 1 млн. тонн;

Существенное влияние на конструкцию танкеров, оборудование и их эксплуатацию оказывают опасные свойства грузов, которые они перевозят, и вред, который могут причинить эти грузы окружающей среде и человеку, в случае аварии танкера.

Конструктивное развитие средне- и крупнотоннажных нефтетанкеров характери­зуются в настоящее время одним общим направлением — переходом к «экологиче­скому» устройству судового корпуса и внутреннего оборудования, предотвращающего загрязнения моря. Европейский стандарт танкера «ЕЕЕ» — экологический, экономи­ческий, европейский танкер.

Конструкция корпуса танкера. Требования безопасности к танкерам регламенти­руются, правилами МАРПОЛ-73/78 и СОЛАС-74, рекоменда­циями ИМО.

В качестве основного типа наливного судна принято однопалубное судно с кормо­вым расположением машинного отделения, корпус которого разделен продольным и поперечными переборками на грузовые отсеки – танки.

Грузовые танки и сливные цистерны в противопожарных целях должны быть отде­лены от машинного отделения, грузового трюма, постов управления и служебных по­мещений с помощью коффердамов.

По всей длине судна от кормовой надстройки до полубака проложен переходной мостик, чтобы обеспечить прокладку труб, кабелей, и передвижения экипажа. Он должен иметь прочную конструкцию, достаточное количество упругих и скользящих связей.

В районе грузовых танков на палубе должно быть установлено, вместо фальшбор­та, только леерное ограждение, с целью избежания скопления на палубе углеводород­ных паров и скопления забортной воды в штормовых условиях. Фальшборт с откры­тыми портиками устанавливается только вне грузовых танков.

Грузовой танк и его размеры Разделение грузовых помещений на танки и ограничение их размеров вызвано необходимостью:

— уменьшить свободную поверхность жидкости, для уменьшения момента инер­ции свободной поверхности, вызываемой качкой судна.

- обеспечения непотопляемости танкера;

- уменьшения размеров загрязнения моря нефтью в случае аварии;

Размеры и расположение грузовых танков должны отвечать особым требованиям.

Новые суда строятся с двумя продольными переборками и двойным дном, междудонное и межборто­вое пространство используется для изолированного балласта. При этом грузовые танки имеют гладкие поверхности, т. к. весь набор находится внутри двойных конструкций.

Гладкие поверхности позволяют обеспечить надежное покрытие, упрощают зачистку танков, улучшают подток груза к всасывающим патруб­кам, сокращают время грузообработки танкера.

На днище грузового танка располагаются трубопроводы грузовой и зачистной ма­гистрали, система подогрева груза — змеевики. У кормовой переборки находятся за­мерные трубы для определения уровня груза в танке и дистанционные указатели уров­ня, штоки для управления клинкетами. Каждый грузовой танк имеет горловину — «расширитель», сечением около I м², с высотой комингса 0,8 м. Расширитель закрыва­ется крышкой в водонепроницаемом исполнении. На крышке имеется смотровое окно диаметром 200-300 мм. Через окно ведется наблюдение за грузом, производятся кон­трольные замеры уровня взлива груза (пустот) с помощью футштока — «крестовины», а также отбор проб. От горловины до днища танка установлен металлический трап с промежуточными площадками. Не рекомендуется устанавливать в одном поперечном сечении горловины центральных и бортовых танков. В грузовую палубу вварены люч­ки диаметром до 400 мм для переносных моечных машинок. Таким же образом обору­дуются отстойные и сливные танки.

Танки имеют сообщение через клапана с палубным стояком, через который при повышении давления стравливаются инертные и другие газы.

Также имеются предохранительные клапана (+1400 мм вод ст./-300 мм.вод.ст).

Насосное отделение. Помещение для грузовых насосов располагается в корму от грузовых танков, рядом с машинным отделением. От грузовых танков насосное отделе­ние отделено коффердамом или является коффердамом между машинным отделением и грузовыми танками. В насосном отделении размещаются грузовые и зачистные насосы, системы управ­ления грузовыми операциями и переключения трубопроводов. Помимо этого в насосном отделении устанавливается оборудование и механизмы для мойки грузовых танков: на­сосы, подогреватели воды и др. Ко всем механизмам, клинкетам и приборам системы управления грузовыми операциями должен быть обеспечен безопасный доступ.

Отстойные танки. «Отстойные танки» (Slop tank) — танк, специально предназначенный для сбора остатков из танков, промывочной воды или других нефтесодержаших смесей.

Они состоят из двух/трех емкостей, сообщающихся между собой (1-я ступень и 2-я ступень). В емкости 1-й ступени отстаивается промывочная вода от ос­новного количества смытых остатков груза, во 2-й ступени обеспечивается более пол­ный отстой промывочной воды, что позволяет использовать ее по второму циклу мой­ки.

При перевозке последовательными рейсами одного сорта груза используется метод погрузки поверх остатков LOT (load over top): нефтесодержащая промывочная вода, включая балласт, отстаивается в отстойном танке, далее сепарируется и сбрасывается за борт, а отстоявшийся слой нефти возвращается в грузовой танк.

Новые нефтяные танкеры дедвейтом 20 000 т и более и каждый нефтепродуктовоз дедвейтом

30 000 т и более должны иметь:

систему контроля за давлением в танках:

танки изолированного бал­ласта (S.B.T. - Segregated Ballast Tanks), вместимость которых должна быть такой, чтобы судно могло безопасно совершать балластные перехо­ды, не прибегая к использованию нефтяных танков под водяной балласт.

Ни в коем случае водяной балласт не должен приниматься в нефтя­ные танки, за исключением случаев, когда в тяжелых условиях погоды, по мнению капитана, необходимо принять дополнительный водяной балласт в нефтяные танки для обеспечения безопасности судна. Такая дополни­тельная балластная вода обрабатывается и сбрасывается согласно Правилу 9 и в соответствии с требованиями Правила 15 MARPOL-73/78

танкер должен иметь одобренную Администрацией Систему контро­ля за количеством сбрасываемой в море нефти (Oil Discharge Monitor­ing - ODM).

Каждый новый танкер для перевозки сырой нефти дедвейтом 20 000 т и более должен быть оборудован системой очистки грузовых танков пу­тем мойки сырой нефтью. (Crude Oil Washing - COW).

Система инертных газов должна быть предусмотрена в каждом грузовом и отстойном танках.

Дата добавления: 2014-01-15