Складання вантажного плану судна

Вантажний план судна складається на основі загальних вимог до оптимального розміщення вантажів з врахуванням умов майбутнього рейсу. Для виконання цих вимог працівникам берегових організацій, які обслуговують судно в портах необхідно забезпечити:

- найбільш вигідне використання вантажопідйомності та вантажомісткості судна;

- можливість проведення завантаження/розвантаження судна в мінімальний строк;

- дотримання послідовності завантаження різних вантажів з врахуванням їх сумісності та можливості вільного вивантаження в проміжних портах без додаткової перевалки;

- збереження необхідної остійності, диференту та міцності корпусу судна;

- своєчасну та збережену доставку вантажів;

- дотримання норм техніки безпеки і охорони праці екіпажу судна та працівників порту.

5.1. Визначення розподіленої маси вантажних приміщень

Для того, щоб корпус судна не зазнавав додаткових напружень при плаванні морем, особливо у штормових умовах, необхідно вантажі розміщувати в вантажних приміщеннях так, щоб не були порушенні умови дотримання місцевої та повздовжньої міцності корпусу судна. Цю задачу можливо вирішити при умові, коли вагове навантаження пропорційно розподіляється по вантажним приміщенням судна.

В практиці перевезення різних вантажів використовується принцип розподілення вагового навантаження по довжині судна пропорційно об’єму вантажних приміщень. Для цієї цілі використовується коефіцієнт співвимірювання кожного вантажного приміщення (k_і), який розраховується по формулі:

k_і = W _і / W_c (18)

де W _і – об’єм і –го вантажного приміщення, м³;

W _с – сумарний об’єм суднових вантажних приміщень, м³ .

Величина розподіленої маси вантажу для і –го вантажного приміщення (Q _доп)розраховується по формулі:

Q _доп = k_і ∑ Q _i (19)

Розрахунок розподіленої маси вантажу по вантажним приміщенням судна виконується в табличній формі (Таблиця 5.1).

Таблиця 5.1. – Розподілення вагового навантаження по вантажним приміщенням судна.

Вантажне приміщення	Об’єм вантажного приміщення, м^3	Коефіцієнт спів- вимірювання, kі	Допустиме максимальне вагове навантаження, Q доп, т10437,8
Твіндек № 1		0,045	469,701
Твіндек № 2		0,074	772,39
Твіндек № 3		0,07	730,64
Твіндек № 4		0,119	1242,09
Твіндек № 5		0,073	761,95
Трюм № 1		0,0348	363,23
Трюм № 2		0,099	1033,3
Трюм № 3		0,128
Трюм № 4		0,205	2139,75
Трюм № 5		0,11	1148,15
Твіндек-бак		0,0327	341,3
Всього		≈ 1	10338,5

Сумарна розподілена маса вантажів по судновим вантажним приміщенням (трюмам, твіндекам та палубі) повинна дорівнювати плановій масі вантажів, які будуть прийнятті до перевезення. Вона є основою для розподілення вантажів, тобто складання вантажного плану судна на рейс.

5.2. Розробка плану завантаження судна

Розподілення вантажів по трюмам та твіндекам необхідно виконувати з врахуванням транспортних характеристик вантажів, техніко-експлуатаційних характеристик судна, його ефективного використання та інш.

При складання вантажного плану повинні виконуватись наступні вимоги:

- відхилення маси вантажів, які завантажуються у вантажне приміщення від розподіленої маси не повинне перевищувати 10%;

- в одному вантажному приміщенні розміщуються тільки сумісні вантажі, та співпадає їх режим перевезення;

- важкі вантажі потрібно розміщувати у нижній частині трюму (твіндеку);

- вантажі, які можуть бути пошкодженими від підвищеної температури, не розміщувати поблизу перегородок машинного відділення та біля верхньої палуби;

- вантажі, які мають високі норми вантажних робіт розміщувати у найбільші відсіки;

- вантажі однієї коносаментної партії потрібно розміщувати в одному вантажному приміщенні.

Результати розподілення вантажів заносяться у зведену таблицю 5.2.

Таблиця 5.2. – Розміщення вантажів на судні.

Вантажне приміщення	Найменування вантажів	Всього
Вантаж № 1	Вантаж № 2
маса, т	об’єм, м^3	маса, т	об’єм, м^3	маса, т	об’єм, м^3
Твіндек № 1	__
Твіндек № 2	840 -28,4		__		___
Твіндек № 3	__		648,6		648,6
Твіндек № 4	1346,5		____		1346,5
Твіндек № 5	_____
Трюм № 1	_____		318,9 -2,9
Трюм № 2			681,1		681,1
Трюм № 3	1453,3		_____		1453,3
Трюм № 4			_____			348-0
Трюм № 5	1306,6		_____		1306,6
Всього					∑ Q i	Wc

5.3. Розрахунок посадки судна після завантаження

В розрахунково-графічній роботі потрібно завантажити судно так, щоб його диферент дорівнював заданому. Для вирішення цієї задачі необхідно розмістити не тільки вантажі, але й перемінні запаси по танкам та цистернам судна використовуючи його технічні данні, які наведенні у розділі 1 (таблиці 1.1, 1.2, 1.3) та розрахувати статичний момент водовміщення судна відносно площини міделя (М _х) від сумарної дії усіх навантажень:

М _х = М _о + М _в + М _з (20)

де М _о , М _в , М _з – моменти (тм), які створюються порожнім судном, вантажами та перемінними запасами, а саме:

М _о = ∆_о х _о М _в = ∑ Q _i х_і М _з = ∑ Р _j х_j

де х _о , х_і , х_j – абсциси центра ваги (ЦВ) порожнього судна, і –ої партії

вантажу,

j – го виду перемінного запасу, відповідно, м;

Q _i – маса і –ої партії вантажу, т;

Р _j – маса j –го виду перемінного запасу, т.

Розміщення перемінних суднових запасів по танкам та цистернам, вантажів по вантажним приміщенням, розрахунки статичних моментів відносно міделя та основної площини представленні в таблицях 5.3 та 5.4.

Таблиця 5.3 – Розміщення перемінних суднових запасів для розрахунку статичних моментів відносно міделя і основної площини

Вид запасів, найменування танків та цистерн	Об’єм приміщення, м^3	Маса запасів, Р j,т	Координати ЦВ (плечі), м	Моменти, тм	Поправка ∆ mh, тм
± хj	zj	± М х	М z
Міждон цистерна ЛБ			-27,8	0,84
Міждон цистерна ПБ			-27,8	0,84
Бортов цист верхня ЛБ			-27,8	5,05
Бортов цист верхня ПБ			-27,8	5,05
Витратна гол двиг ЛБ	2,9	2,5	-53,4	11,10
Витратна ДГР ЛБ	5,0	4,2	-40,6	11,30
Витратна доп ДГР ПБ	3,8	3,2	-53,4	11,10
Всього	519,7	466,9
Вода питна, цистерна № 3
..........
Всього
Мастило, цистерна № 12, ЛБ
Всього		90,845
Всього		∑ Рзап

Абсциса центра ваги (ЦВ) вантажу (х_і ) приймається рівною абсцисі ЦВ об’єму вантажного приміщення, якщо вантаж розміщено рівномірно по довжині приміщення. Якщо вантаж розміщено на частині довжини трюму або твіндека, то його ЦВ приймають на середині довжини цієї частини.

Аплікату ЦВ вантажу (z_і ) рекомендується визначати за допомогою рисунку розміщення вантажів, на якому наведено залежність між об’ємом та координатами ЦВ вантажів відповідно рівню заповнення вантажних приміщень (рис. 1).

Для кожного вантажного приміщення приведено дві шкали:

f – по ній визначається рівень об’єму прийнятого вантажу;

c – показує на положення центра ваги об’єму, який займає вантаж.

Знаючи об’єм і –ої партії вантажу V _і = Q _і u_і, можна за допомогою цих шкал визначити рівень поверхні вантажу в трюмі та аплікату його центра ваги – z.

Шкали f та c побудовані для навалочних вантажів, тому при використанні їх для генеральних вантажів необхідно використовувати умовний об’єм вантажу, який визначається по формулі:

V^* _i = V _i W ⁿ_н / W ⁿ_с (21)

де W ⁿ_н, W ⁿ_с – об’єм n –го вантажного приміщення насипом та стосовий, м³.

Якщо у вантажне приміщення завантажено два різних вантажі з об’ємами V₁ та V₂ , то аплікату ЦВ нижнього вантажу визначають по шкалі с для об’єму V₁ , а ЦВ верхнього вантажу приймають розміщеним на середині висоти його шару.

Для більш точного визначення складається рівняння статичних моментів об’ємів вантажів відносно основної площини:

z _{V 2} = { (V₁ + V₂) z_ΣV - V₁ z _V1 } / V₂ (22)

де z_ΣV – апліката ЦВ сумарного об’єму вантажів, яку визначають по шкалі c для об’єму V₁ + V₂ .

Таблиця 5.4 – Розрахунок водовміщення та координат центру ваги судна

Назва вантажних приміщень	Назва вантажу	Маса Q i, т	Координати ЦВ (плечі), м	Моменти, тм
± хі	zі	± М х	М z
Порожнє судно
Твіндек № 1
Твіндек № 2
.........
Трюм № 1
Трюм № 2
.........
Всього по вантажам		∑ Q i
Всього по перемінним запасам		∑ Рзап
Судно завантажене		∆			М х	М z

Використовуючи данні таблиці 5.4 розраховується абсциса ЦВ завантаженого судна:

x_g = М _х / ∆ (23)

Розраховується диферентуючий момент:

М _диф = ∆ (x_g – x_с) (24)

де x_с – абсциса центра величини завантаженого судна, визначається з кривих елементів теоретичного креслення по величині ∆.

Розраховується диферент судна після завантаження (на відхід з порту):

d = М _диф / М _пит. (25)

де М _пит. – питомий диферентуючий момент тм/см, визначається з кривих елементів теоретичного креслення по величині ∆, або з використанням співвідношення:

М _пит. = ∆ / 90 (26)

Якщо розрахований диферент значно відрізняється від заданого, то необхідно виконати його виправлення шляхом зміни місць розміщення «важких» та «легких» вантажів одного та того ж об’єму.

Осадки носом та кормою розраховуються по формулах:

Т_н = Т_ср + d /2 Т_к = Т_ср – d /2 (27)

де Т_ср – осадка середня (на міделі), визначається по вантажній шкалі в залежності від ∆ та щільності води (γ_води) в порту завантаження.

5.4. Перевірка остійності судна

Здатність судна повертатися до початкового зрівноваженого положення після припинення дії на нього зовнішнього моменту називається остійністю судна. Остійність є однією з важливих якостей судна, яка забезпечує безпеку його плавання, особливо в штормових умовах. В теорії остійності використовуються терміни початкова остійність (тобто остійність на малих кутах крену) та остійність на великих кутах крену.

Остійність на малих кутах крену характеризується початковою метацентричною висотою судна (h), остійність на великих кутах крену – залежністю плеча остійності (l) від кута крену (θ). Графічне відображення цієї залежності носить назву діаграми статичної остійності (ДСО) (рис. 2).

В реальних рейсах перевірка остійності судна виконується також на відповідність з рекомендаціями Міжнародної морської організації (ІМО). Згідно з рекомендаціями ІМО остійність судна вважається достатньою, якщо:

- площа ДСО при крені до 30^о, м · рад (А ₃₀) ≥ 0,055;

- площа ДСО при крені до 40^о, м · рад (А ₄₀) ≥ 0,09;

- площа ДСО при крені між 30^о та 40^о, м · рад (А_30-40) ≥ 0,03;

- найбільше плече ДСО (l_max), м ≥ 0,2;

- кут крену (θ_max), відповідний максимуму ДСО, ^о ≥ 25;

- виправлена метацентрична висота (h), м > 0,15;

- критерій погоди (K = b/a) ≥ 1;

- кут крену від постійного вітру (θ_о), ^о ≤ 16^о або 0,8 θ_d (θ_d – кут входу головної палуби в воду), вибирається менше із значень 16^о або 0,8 θ_d.

Перевірка остійності судна (розрахунок метацентричної висоти) в порту після

завантаження:

1. З таблиці 5.4 вибирається значення статичного моменту навантажень відносно основної площини М _z.

2. Розраховується апліката ЦВ завантаженого судна (z_g):

z_g = М _z / ∆ (28)

3. Метацентрична висота судна (h) в порту після завантаження розраховується по формулі:

h = z_m – z_g (29)

де z_m – підвищення поперечного метацентру над площиною кіля, визначається

з кривих елементів теоретичного креслення по величині ∆, м.

5.5 Перевірка загальної повздовжньої міцності корпусу судна

При плаванні судна морем на його корпус діють сили ваги та сили підтримання (Архімедові сили). При цьому корпус судна зазнає додаткову напругу та перерізуючі зусилля. Для перевірки загальної повздовжньої міцності корпусу судна виконуються розрахунки в наступній послідовності:

1. Розраховується складова згинаючого моменту (М_зг ) на міделі від маси порожнього судна:

М_о = k _o ∆_o L_в (30)

де k _o – коефіцієнт, який рівняється 0,1 – для суден з машинним відділенням

(МВ) розміщеним в середній частині; 0,126 – для суден з МВ у кормі;

L_в = L / 0,96 – довжина судна по ватерлінії.

2. Розраховується складова згинаючого моменту на міделі від сил дедвейту (М _DW) як половина суми моментів, що створюються вантажами та перемінними запасами:

М _DW = ½ (∑ Q _i | ‌‌‌ х_і | + ∑ Р _j | х_j | = ½ | М _х | (31)

Для розрахунку М _DW використовуються данні таблиці 5.4.

3. Розраховується складова згинаючого моменту на тихій воді:

М_тв = – k_тв ∆ L_в (32)

де k_тв – коефіцієнт, який приймається рівним 0,0895δ + 0,01315.

Коефіцієнт повноти об’ємного водовміщення (δ) визначається по кривим елементів теоретичного креслення, або по формулі:

δ = V / L B T_ср (33)

де V – об’ємне водовміщення судна при даному завантажені, м³.

4. Розраховується величина згинаючого моменту на тихій воді в районі міделя:

М_зг = М_о + М _DW + М_тв (34)

Позитивне значення М_зг свідчить про те, що судно зазнає перегинання, а негативне значення моменту вказує на прогинання корпусу судна.

5. Розраховується нормативна (допустима) величина згинаючого моменту (М_доп) на тихій воді:

М_доп = k _o B L^2,3 (35)

де k _o – коефіцієнт, приймається рівним 0,0182 при прогинанні (М_зг < 0) та

0,0205 при перегинанні (М_зг > 0).

6. При порівнянні М_зг та М_доп , робиться відповідний висновок.

Якщо | М_зг | ≤ М_доп , то загальна поздовжня міцність корпусу судна вважається забезпеченою.

Якщо | М_зг | ≥ М_доп , то загальна поздовжня міцність корпусу судна вважається незабезпеченою, необхідно переглянути вантажний план та внести до нього корективи.

При перегинанні величину М_зг можна зменшити, якщо перемістити вантажі з носових та кормових вантажних приміщень до приміщень, які розміщених посередині, при прогинанні – перемістити вантажі від міделя до носу та корми. Розраховане нове значення М_зг необхідно порівняти з допустимим М_доп.

Після того, як здійснено остаточне розподілення вантажів та запасів, яке дозволяє забезпечити морехідні якості та міцність корпусу судна, виконується формування виконавчого вантажного плану судна – графічно відображується розміщення вантажів на схематичному кресленні повздовжнього розрізу судна по діаметральній площині (рис.3).

Дата добавления: 2017-01-14