13 Предупреждение потерь сыпучих грузов при перевозке

При перевозке сыпучих грузов грузоотправитель обязан принять меры, исключающие потери груза, загрязнение окружающей среды и желез­нодорожного пути.

Все потери можно разделить на три вида: течь груза в конструктив­ные зазоры и неплотности кузова вагона; выдувание мелких фракций воздушным потоком, обтекающим движущийся поезд; осыпание груза, размещенного выше бортов. Эти потери возрастают при увеличении ско­рости движения поезда.

При перевозке каменного угля мелких фракций, коксовой мелочи, концентратов руд черных и цветных металлов, минеральных удобрений и торфа потери изменяются от 1,5 до 5,5 т на один вагон. Помимо матери­ального ущерба при потерях грузов происходит загрязнение железнодо­рожного пути и окружающей среды.

Загрязнение балласта концентратами руд цветных металлов, железо­рудными концентратами нарушает надежную работу электрических рель­совых цепей и автоблокировки, вызывает задержки в движении поез­дов. Проникновение пылевидных частиц, отличающихся абразивносгью, в движущиеся части подвижного состава вызывает его преждевремен­ный износ и выход из строя. В результате загрязнения пути создаются антисанитарные условия для пассажиров, нарушаются требования охра­ны труда для работников, связанных с движением поездов. Избежать или снизить до минимума потери сыпучих грузов возможно путем со­вершенствования, контейнеризации и пакетизации перевозок, широкого применения специализированного подвижного состава (хопперов-минераловозов, цементовозов, специальных цистерн).

При перевозке сыпучих грузов в открытом подвижном составе грузо­отправитель обязан принять все необходимые меры, предотвращающие выдувание мелких частиц при перевозке, течь груза и осыпание его при погрузке с «шапкой».

Разравнивание поверхности груза. Потери сыпучих грузов от выдувания можно сократить на 15—20%, если при погрузке раз­равнивать их поверхность. Для этого необходимо под загрузочным бункером установить металлический разравниватель из листовой стали, имеющий в сечении контур трапеции или сегмента. При продвижении полувагона под бункером разравниватель, как скребок, планирует поверхность сыпучего груза и придает «шапке» трапецеидальную или сегментную форму.

Уплотнение поверхности груза. Для формирования оптимальной высоты погрузки, разравнивания поверхности и уплотнения сыпу­чего груза, погруженного выше уровня бортов был разработан способ статического уплотнения, основанный на при­менении специальных катков-уплотнителей. Этот способ получил широкое распространение на углепогрузочных предприятиях.

Рабочим органом установки является каток-уплотни­тель, который изготовляют из листовой прокатной стали. Его форма обусловлена требованиями, предъявляемы­ми к конфигурации верхней части штабеля груза при перевозке по железной дороге с высокими скоростями движения поездов.

Каток состоит из цилиндрической части, конусных концов с углами откоса 20—25^о к образующей цилиндра, неподвижной оси, на ко­торой крепится барабан катка. Оптимальную массу катка и диа­метр определяют из условий прохождения его по поверхности груза, при которых образуется ровная поверхность при уплотнении. Для достижения необходимой массы катка его пустотелый барабан заполняют песком или бетонируют. Большие основания конусов закрывают днищами. Каток крепят к раме установки, состоящей из четырех опор, соединенных поверху балками по типу порталов, или непосредственно к бункерной эстакаде. Крепление осуществля­ется с помощью подвески5. Подъем катка в нерабочее положение и опускание его на поверхность «шапки» осуществляются с помо­щью 3—5-тонной самотормозящей лебедки с дистанционным управлением.

Рисунок – Установка для уплотнения груза статического действия

Для разравнивания и уплотнения легковесных сыпучих грузов используют установки вибростатического действия. Они отличаются от установок статического действия тем, что на раме подвески, состоящей из двух балок, кроме катка-уплотнителя, крепят плиту предварительного уплотнения и вибровозбудители. Чем больше частота вибрирования, тем сильнее меняются напряжения по глу­бине и тем существеннее фактор сжимаемости груза.

Рассмотрим технологический процесс разравнивания и уплот­нения поверхности сыпучего груза, погруженного выше уровня бортов. При размещении установки на выходе груженых вагонов из-под погрузочных бункеров первый загруженный полувагон, на­ходящийся в голове всей партии, подают с помощью маневровой лебедки под каток-уплотнитель, который опускают на поверхность груза и прокатывают, уплотняя груз до оптимальной высоты. Скорость продвижения полувагонов под установкой регламентиру­ется временем загрузки последующего полувагона.

При подходе катка-уплотнителя к заднему торцовому борту каток приподнимают, после уплотнения груза по всей партии полу­вагонов каток-уплотнитель возвращают в нерабочее положение. Управление операциями подъема, опускания и регулирования вы­соты катка-уплотнителя осуществляется оператором с пульта дис­танционного управления.

После уплотнения «шапка» груза приобретает обтекаемую фор­му, ровную по длине и ширине полувагона. Понижение высоты «шапки» при уплотнении катком достигается не только уплотне­нием груза, но и равномерным его распределением по всей поверх­ности полувагона — заполнением пустот вдоль бортов и у торцовых дверей.

Применение защитных пленок. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработан способ защиты сыпучих грузов от выдувания при перевозке с повышенными скоростями движения поездов. Способ заключается в равномерном распылении через форсунку жидких вяжущих смесей и образовании на поверхности груза достаточно прочной защитной пленки толщиной 2—5 мм, способ­ной выдерживать ветровые и динамические нагрузки в процессе движения поезда. Данный способ в сочетании с предварительным разравниванием и уплотнением сыпучего груза, погруженного в вагон, полностью предотвращает потери его от выдувания при существующих и перспективных скоростях движения поездов.

В качестве исходных материалов для получения защитных пле­нок используют дешевые промышленные отходы и полупродукты химического производства. Наиболее перспективными в экономиче­ском и технологическом отношениях являются отходы целлюлозно-бумажной и нефтеперерабатывающей промышленности, например концентрат барды жидкой (КБЖ), сульфат-лигнит и пек — остаточные продукты переработки древесины на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности.

Рисунок – Нанесение пленкообразующего материала

Предотвращение потерь от течи. Предотвратить потери сыпучего груза от течи в зазоры кузова вагона можно за счет:

- применения разового уплотнения зазоров кузова вагона специ­альными пастами на основе связующих материалов и наполни­телей;

- модернизации кузова эксплуатируемых вагонов;

- строительства большегрузных полувагонов со сплошным цельно­металлическим кузовом;

- строительства специализированных вагонов;

- использования специальных контейнеров для перевозки сыпу­чей продукции.

Наиболее целесообразным средством для предотвращения по­терь сыпучих грузов от просыпания в щели вагона является при­менение уплотнительных материалов на основе связующих мате­риалов. В качестве продуктов для их получения используют латексы, битуминозные материалы, отходы целлюлозно-бумажной про­мышленности.

В целях предотвращения потерь при перевозке минеральных удобрений насыпью и в таре в крытых вагонах необходимо: специ­ально подбирать вагоны с зазорами в полу, не превышающими 2—3 мм; на станциях массовой погрузки минеральных удобрений создавать специальные пункты подготовки вагонов под погрузку, обеспечивая их техническими средствами ремонта и необходимым количеством запасных частей; грузоотправителю перед погрузкой уплотнять зазоры кузова связующими материалами на основе от­ходов химического производства. Повышать сохранность минераль­ных удобрений, перевозимых в крытом вагоне в затаренном виде, можно за счет пакетирования груза с применением поддонов. При затаривании удобрений необходимо соблюдать установленные тем­пературные и технологические режимы.

Вкладыши для открытого подвижного состава способствуют обеспечению сохранности перевозимого груза, позволяют увеличить срок эксплуатации вагона, так как нет прямого контакта груза со стенками.

Рис. Полувагон с расправленным контейнером, подготовленным к погрузке.

Рис. Загруженный полувагон. Контейнер завязан и подготовлен к транспортировке. 

Для транспортировки минеральных и других строительных ма­териалов все чаще применяют специальные контейнеры. Это позво­ляет значительно уменьшить потери груза, улучшить условия труда, комплексно механизировать погрузочно-разгрузочные опера­ции, снизить простои транспортных средств и улучшить их исполь­зование по грузоподъемности и вместимости. Одним из перспективных направлений в контейнеризации перевозок сыпучих грузов является применение мягких контейнеров.

Торф является легковесным сыпучим грузом, который в процес­се перевозки подвергается интенсивному выдуванию. В основном его перевозят в полувагонах. С целью лучшего ис­пользования грузоподъемности вагонов и сокращения потерь от выдувания перевозить торф необходимо только в полувагонах с нарощенными бортами высотой 900—1100 мм. После погрузки поверх­ность разравнивают и уплотняют. Для уплотнения торфа могут быть использованы катки-вибраторы, катки с регулируемым дав­лением. На уплотненную поверхность груза наносят глинисто-битумную пасту или защитную пленку на основе отходов химического произ­водства. Перед по­грузкой торфа зазоры кузова полувагона уплотняют пастами на основе связующих материалов по технологии, разработанной для сохранной перевозки сыпучих грузов. Аналогичные условия должны выполняться при подготовке вагонов под погрузку и перевозку технологической щепы и других легковесных грузов, перевозимых на открытом подвижном составе.