2 Жүк нысанының параметрлерін есептеу және мұнай және мұнай өнімдірін тасымалдау технологиясы

2.1 Құйылатын заттардың сипаттамасы

Цистерналарға, арнайы ыдыстарға немесе контейнерлер мен ашық вагон-шанақтарға құйып, темір жол көлігімен тасымалданатын сұйық жүктер құйылатын заттар деп аталады.Құйылатын заттарға мыналар жатады:

- шикі мұнай, негізінен құбырлармен тасымалданады;

- мұнай өнімдері (керосин, бензин, дизель жанармайы, лигроин, мазут, минералдық майлар және т.с.с.), темір жол көлігімен тасымалданады;

- тамақ өнеркәсібінің өнімдері (спирт, өсімдік майлары, сірне, жануарлар майы және т.с.с.);

- химиялық жүктер (қышқылдар, сілтілер, бояғыштар, лактар, сұйылтылған газдар және т.с.с.).

Құйылатын заттардың басым бөлігін (> 90 %) мұнай өнімдері алады. Мұнай өнімдері бес топқа бөлінеді:

- шикі мұнай;

- ақшыл мұнай өнімдері (дизель жанармайы, керосин және реактивті двигатель жанармайы);

- қоңыр мұнай өнімдері (битум, мазут және т.с.с.);

- бензин (автомобиль және авиация бензині);

- майлар (консистенттік майлардан трансформатор майларына дейін).

Сондықтан барлық мәселелерді мұнай өнімдерінің мысалында қарастыратын боламыз. Мұнай мен мұнай өнімдерін өндірілетін жерінен өңдеу және тұтыну орындарына дейін насос стансаларының күшімен құбырлар арқылы айдап тасымалдау барынша тиімді болады. Бір км мұнай құбыры құрылысының құны жылжымалы құрамға жұмсалатын шығындарды есептемегенде, өткізу қабілеті осындай бір км темір жол желісінің құрылысынан 2 есе төмен болып шығады.

Мұнай өнімдерінің өздеріне тән қасиеттері бар, мұндай қасиеттер олардың құйылуына, тасымалдануы мен сақталуына әсер етеді.Ондай қасиеттерге мыналар жатады: тығыздығы, тұтқырлығы, теріс температурада ғана емес, плюс температурада да қатып қалуы, оңай тұтанғыштығы, буланғыштығы, жарылыс тудыру қаупі, электрленуі (статикалық электр тогы қауіпті зарядтарының жиналуы), улылығы.

Цистерналардың жүк көтерімділігін пайдалану мұнай өнімдерінің тығыздығына байланысты. Мазут (935 кг/м3) пен автотрактор майының (930 кг/м3) тығыздығы ең жоғары болып есептеледі.

Сұйықтықтың сыртқы күштердің әсерінен өз бөлшектерінің қозғалысына кедергі жасау қасиетін тұтқырлық деп атайды. Қоңыр түсті мұнай өнімдерінің көпшілігінде тұтқырлық аса жоғары болады.

Қату температурасы дегеніміз – бұл мұнай өнімдері қозғалғыштығынан айырылып (қоюланады), ыдысты еңкейткенде құйылмай қалатын температура.

Құйылатын заттардың тығыздығы, тұтқырлығы және төменгі температурада қату қасиеті оларды құю және құйып алу жұмыстарына әсер етеді. Кейбір сұйық заттар тіпті +20оС-ден жоғары температурада (мысалы гудрон +450оС, мұнай шайыры +40оС, мұнай битумдары +28оС) қатып қалады. Әдеттегі жағдайларда оларды құйып алу үшін алдын ала қыздырып алу қажет немесе арнайы цистерналармен немесе ашық вагон-шанақтармен тасымалдау керек.

Мұнай өнімдерінің буланғыштығы олардың құрамында ұшқыш заттардың едәуір мөлшерде кездесуіне байланысты: булану қарқыны зат пен ауаның температурасына, булану бетіне, атмосфералық қысымға және жыл мезгілдеріне байланысты.

Тұтану температурасы дегеніміз – бұл мұнай өнімдерінің буы айналадағы ауамен оған ашық жалынды жақындатқанда тұтанатын қоспа түзетін ең төменгі температура. Тұтану температурасына қарай мұнай өнімдері төрт класқа бөлінеді. Бірінші клас – тұтану температурасы +28оС-ден төмен (бензин, лигроин, шикі мұнай); екінші клас – 28-ден +45оС-ге дейін (керосин, дизель жанармайының кейбір сорттары); үшінші клас – 45-тен 120оС-ге дейін (дизель жанармайының кейбір сорттары, мотор майы, флот мазуты және т.с.с.); төртінші клас – 120оС-ден жоғары (мазут, майлар және т.с.с.).

Тұтану температурасы +60оС-ге дейінгі мұнай өнімдері тез тұтанатын немесе ұшқыш өнімдер деп, ал +60оС-ден жоғары – жанғыш немесе ұшпайтын өнімдер деп аталады. Авиация және автомобиль бензиндерінің тұтану температурасы теріс (–34 және ~ 36оС) болады.

Құю кезінде мұнай өнімдерінің температурасы тұтану температурасынан кемінде 5оС төмен болуы тиіс.

Жану температурасы дегеніміз – бұл сұйықтықты, газды немесе қатты затты қыздырғанда олар ұшқынның немесе жалынның қатысуынсыз өздігінен жанатын ең төменгі температура.

Мұнай өнімдері буының ұшқынның, жалынның, қызған металл заттардың әсер етуінен жарылатын (тұтанатын) ауадағы ең аз немесе ең көп мөлшері жарылғыштық (тұтанғыштық) шегі деп аталады.

Мұнай өнімдерін құбырлар арқылы айдау барысында статикалық электр зарядтары жиналады, бұл кезде құбырдың бетінде қарама-қарсы белгілі заряд пайда болады. Электр разрядының пайда болуына жол бермеу үшін мұнай өнімдерінің құбырлар арқылы қозғалу жылдамдығы 12 м/с-тан аспауы тиіс, сондай-ақ тиісті жерге қосу жұмысы атқарылуы қажет.

Құйылып тасымалданатын заттар мынадай түрлерге бөлінеді:

-қауіпті заттар – жалпы ережелермен қатар, арнаулы ережелермен тасымалданатын заттар;

-қауіпсіз заттар – жалпы негізде тасымалданатын заттар.

Тасымалдау немесе сақтау барысында адамдар мен жануарлардың ауруына, улануына, күйіп қалуына, жарылыс, өрт тууына себепші болатын, сондай-ақ басқа жүктерді, жылжымалы құрамды, құрылыс пен құрылғыларды бүлдіретін, қоршаған ортаны ластайтын заттар қауіпті заттарға жатады. Мұндай заттар тасымалдау және сақтау кезінде ҚТЖ белгілеген ерекше ережелер бойынша сақтық шараларын басшылыққа алуды қажет етеді.

Қауіпті заттар «Қауіпті жүктер. Жіктеу және таңбалау» деп аталатын 19433-88 мемлекеттік стандартқа сәйкес мынадай кластарға жіктеледі:

1-клас – жарылғыш материалдар (ЖМ);

2-клас – қысыммен сығылған, сұйылтылған және ерітілген газдар;

3-клас – тез тұтанатын сұйықтықтар, яғни тұтану температурасы 60оС-ге дейінгі заттар;

4-клас – тез тұтанатын қатты заттар, өздігінен жататын заттар, сумен әрекеттесу кезінде тұтанатын газдар бөліп шығаратын заттар;

5-клас – тотықтырғыш заттар және органикалық асқын тотықтар;

6-клас – улы (токсинді) заттар;

7-клас – радиоактивті материалдар және жұқпалы заттар;

8-клас – күйдіргіш немесе коррозиялық заттар;

9-клас – басқа да қауіпті заттар.

Физикалық және химиялық қасиеттеріне, түрлеріне және тасымалдау кезінде қауіптілік дәрежесіне қарай әрбір сыныптың қауіпті заттары сынып тармақтарына, санаттар мен топтарға бөлінеді. Мысалы, жанғыштығы мен жарылу қауіптілігіне қарай тез тұтанғыш заттарды олардың буының 760 мм сын.бағ. қысымындағы тұтану температурасы бойынша сыныптарға топтастырады. Мұнда тұтану температурасы 60оС-ге дейінгі тез тұтанатын сұйықтықтар тез тұтанатын заттарға және 60оС-ден жоғарылары – өртену қаупі бар жанғыш заттарға жатады. Кейбір сұйықтықтардың тұтану температурасы нөлден төмен. Бұлар – бензин, бензол, ацетон, мұнай, спирт, күкіртті көміртегі. Тіпті минус температураның өзінде осындай сұйықтықтар құйылған ыдысқа ашық оттың жақындауы сөзсіз жарылыс пен өртке әкеп соқтырады.

Бензин, лигроин, шикі мұнай, керосин, дизель жанармайының кейбір сорттары және т.с.с. тез тұтанатын мұнай өнімдеріне жатады.

Дизель жанармайының кейбір сорттары, мотор майы, флот мазуты, түрлі майлар және т.с.с. тұтану температурасы 61оС-ден асатын мұнай өнімдеріне жатады.

Тез тұтанатын заттарды (бензин және т.с.с.) тасымалдауда, оларды цистерналарға құюда және цистерналардан құйып алуда айрықша өрт қауіпсіздігі шараларын сақтау қажет. Мұнай өнімдері буының ауадағы белгілі бір пайыздық мөлшерінде және оған ашық жалынды жақындатқанда мұнай өнімдері жарылыс туғызуы мүмкін (бензин буы 1,1 – 6,0 %, лигроин – 1,5-4,5 %, керосин – 2-3 %, бензол – 1,4-7,4 %).

Температураның артуына қарай сұйықтықтың булануы да артатынын есте ұстау қажет. Бензин 40–50 оС температурада қайнай бастайды.

Мұнай өнімдерінің құбырларға және ыдыстардың қабырғасына үйкелуінен пайда болатын статикалық электр разряды әсерінен мұнай өнімдерінің буы жануы немесе жарылыс туғызуы мүмкін. Мұнда бірнеше мың вольттік кернеу пайда болады! Егер бұл кернеуді басқа арнаға, мысалы, жерге бұрып, разряд жағдайын туғызбаса, сұйықтықтың буын тұтандыратын ұшқын аралығы түзіледі. Нақ сондықтан да бензин тасығыш автомашиналарда металл шынжыр қолданылады, ол жермен сүйретіле жүріп, қозғалыс кезінде бензиннің цистерна қабырғасына үйкелуінен пайда болатын статикалық электрді бұрып жібереді. Статикалық электрдің қауіптілігін тұрмыста да ұмытпау керек. Киімді бояудан, майлардан және т.с.с. тазарту кезінде статикалық электр заряды пайда болып, өрт туғызуы және күйдіруі мүмкін. Статикалық электр зарядының жиналуына жол бермеу үшін мұнай өнімдері құйылатын құбырлар мен құрылғылар үздіксіз жерге қосылып тұратын тізбек болуы тиіс.

Көптеген сұйықтықтардың буы уландыратындықтан, адам ағзасына зиянды болады.

Күшті у болып есептелетін этильденген бензинмен жұмыс істеуде айрықша сақ болу керек.

Сұйықтықтардың өздері емес, олардың буы жанады, мысалы, егер машина майын арнаулы құрал-ваннада қыздыратын болсақ және осы кезде оған оқтын-оқтын сіріңкені жақындатсақ, майдың температурасы 1800оС-ге жеткенде май емес, оның буы тұтанады. Жанғыш және тез тұтанатын сұйықтықтардың буы ауамен қосылғанда жарылыс қаупі бар концентрация түзеді. Мысалы, бензин буы ауадағы концентрациясы 0,8-5,4 % (көлеміне қарай) болғанда жарылуы мүмкін. Айталық, ішінде бензині бар бөшке қауіпті ме, әлде бензиннен босаған бөшке қауіпті ме? Бөшкедегі бензин лап етіп жанды делік. Бөшкенің аузын дымқыл шүберекпен, киізбен немесе брезентпен жаба қойсақ, оның жануы тоқтайды. Егер бөшкеде бензин аз болса, немесе оның іздері ғана қалса, бөшкенің іші ауамен араласқан бензин буына толады. Болмашы ұшқыннан жарылыс болады. Міне, сондықтан да бензині бар бөшкеден гөрі бензиннен босаған бөшке қауіптірек деп саналады.

Тез тұтанатын және жанғыш сұйықтықтарды арнайы қоймалар мен бөлмелерде металл ыдыстарда сақтау керек.

Мұнай өнімдерінің тұтқырлығы оларды тасымалдау әдістеріне және жүк операцияларының орындалуына әсер етеді. Цистерналармен тасымалданатын құйылатын заттар аса тұтқыр, орташа тұтқыр және тұтқыр емес заттар болып бөлінеді.

Аса тұтқыр мұнай өнімдері – мазуттың түрлі сорттары, гудрон, жартылай гудрон, сірне, автол, компрессор, кеме, авиация, зығыр, күнбағыс, қыша майлары және т.с.с. – тіпті жаздың ішінде құюда және құйып алуда қыздыруды керек етеді. Орташа тұтқыр мұнай өнімдерін (жеңіл және ауыр мотор жанармайы, флот мазуты және т.с.с.) жылы мезгілде қыздырмастан құйып алуға болады.

Парафинді мұнай өнімдерін әдетте олардың қату температурасынан 10оС асыра қыздырады. Сұйықтықтың температурасы қаншалықты жоғары болса, оның тұтқырлығы соншалықты төмен болады. Сұйық заттардың тығыздығы да олардың құбыр бойымен ағуына – құюға және құйып алуға – әсер етеді.

Металдың жемірілуіне қарай сұйық заттарды үш топқа бөледі: орташа жеміретін, күшті жеміретін және жемірмейтін сұйықтықтар. Тас көмір шайыры, карбол қышқылы, күкірт қышқылы – орташа жеміретін сұйықтықтар. Азот қышқылы, хлорсульфин қышқылы және т.с.с. – күшті жеміретін сұйықтықтар. Қалған сұйық заттардың барлығы жемірмейтін заттар болады.

Сұйық заттар құйылатын цистерналар мұқият тазартылып, осы заттарды тасымалдауға толығымен даяр болуы тиіс.

Арнаулы цистерналардың сырты тиісті түске боялады немесе оларға түрлі түсті жолақтар және жүктің қауіптілігін көрсететін («Тез тұтанғыш», «Улы», «Күйдіргіш сұйықтық») трафареттер жапсырылады.