Геец Сист. наливных судов

ся величиной ПДК – предельно допустимой концентрации. Она устанавливается на основе научных исследований. Чем она меньше, тем опаснее вещество для здоровья людей и живых организмов. Члены экипажа судна обязаны знать о степени токсичности перевозимого груза или инертного газа и о мерах предотвращения отравления ими.

Коррозионность – свойство, зависящее от содержания в грузе кислот, щелочей и агрессивных солей. Они становятся агрессивными в присутствии влаги, которой при морских перевозках жидких грузов почти всегда бывает достаточно, чтобы вызвать коррозию корпусов и систем судна. Продукты коррозии вредят качеству груза или могут быть источником повышенной взрывоопасности воздушно-газовой среды в грузовых танках при насыщении их легкоиспаряющимися фракциями груза. Повышенной коррозии металлических конструкций танкера способствует балластировка танкера морской водой.

Содержание воды и механических примесей характеризует чистоту гру-

за, а следовательно, его качество. Важно, чтобы обводнение и загрязнение не произошло в процессе транспортировки груза морем, так как это может значительно ухудшить финансовые результаты работы судна.

3. Пожароопасность жидких грузов

Ряд транспортных характеристик следует выделить особо в связи с тем, что они связаны с безопасностью судна.

Температура вспышки – наименьшая температура, при которой кратковременно вспыхивают пары жидкости над ее поверхностью, но при этом жидкость не воспламеняется.

Температура воспламенения – наименьшая температура, при которой при вспышке паров от источника огня воспламеняется сама жидкость. Температура воспламенения на 25 – 30 оС выше температуры вспышки.

Температура самовоспламенения – это температура воспламенения от нагревания без поднесения источника огня.

Из перечисленных характеристик пожароопасности наибольшее значение имеет температура вспышки. По ней нефтепродукты делят на категории пожарной опасности. Нефтепродукты с температурой вспышки в закрытом тигле менее 60 оС называют летучими или легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ). Они в свою очередь делятся на три категории опасности:

первая категория – особо опасные ЛВЖ, имеющие температуру вспышки менее -18 оС;

вторая категория – постоянно опасные ЛВЖ, имеющие температуру вспышки от -18 до +23 оС;

третья категория – постоянно опасные при повышении температуры ЛВЖ, имеющие температуру вспышки от +23 до +60 оС.

11

К «нелетучим» относятся углеводороды с температурой вспышки выше 60 оС. Если при подогреве температура нефтепродукта отличается менее, чем на 5 оС от температуры вспышки, их следует относить к ЛВЖ.

Электризация – способность накапливать заряды статического электричества. Она обусловлена низкой электропроводностью груза. Этим свойством обладают светлые нефтепродукты. Темные (сырая нефть, мазуты) благодаря содержащимся в них электропроводных примесей статическое электричество не накапливают.

Заряды статического электричества образуются на поверхностях неоднородных материалов при их контакте и последующем разъединении (рис. 2). При этом один из материалов должен быть диэлектриком. Электродуговой разряд в присутствии газовоздушной смеси может вызвать пожар или взрыв.

Рис. 2. Основные источники искровых разрядов в грузовом танке: а – волны на поверхности жидкого груза; б – разряды между элементами набора и груза; в – пла-

вающие предметы вблизи переборок танка; г – взятие пробы груза; д – измерение уровня груза футштоком

На танкерах наиболее опасная разность потенциалов статического электричества образуется:

-при прохождении жидкости по трубопроводу или металлические фильтры;

-при осаждении в жидкости твердых частиц;

-при выбросе из сопла мелких частиц и капель во время вентилирования

ипропаривания танков;

-при всплеске жидкости и образовании брызг в начальный период заполнения танка или при ударе струи воды во время мойки танков;

-при трении синтетических полимеров и последующем их разъедине-

нии.

12

Величина заряда статического электричества зависит от состояния поверхности трубопроводов, обводненности и загрязнения груза различными примесями, состояния атмосферного воздуха и может достигать 350 тыс. вольт. Чтобы предупредить скопление статического электричества, необходимо, чтобы корпус и грузовые трубопроводы танкера составляли единую, электрически непрерывную заземленную цепь с береговыми коммуникациями. Кроме того, необходимо соблюдать следующие предосторожности:

-в груз добавляются присадки, увеличивающие электропроводность груза;

-ограничивают первоначальную и максимальную скорость груза;

-ограничивают производительность моечных машинок;

-погрузку/выгрузку судна осуществляют «закрытым» способом, т. е. не допускают свободного падения груза в танк;

-замер уровня груза производят после стабилизации его в танке не менее чем через 30 мин. после окончания погрузки.

Взрываемость углеводородных паров – это такая концентрация паров в воздухе, когда смесь не только вспыхивает, но и взрывается. Разрушающая сила взрыва зависит от концентрации углеводорода в воздухе.

НПВ – нижний предел взрываемости – наименьшее содержание паров в воздухе, при которой может произойти взрыв.

ВПВ – верхний предел взрываемости – наибольшая концентрация паров

ввоздухе, при которой возможен взрыв.

Взрывоопасная атмосфера в грузовых танках возникает при объемной концентрации углеводородов в воздухе от 1,5 % (НПВ) до 11,5 % (ВПВ) и при содержании кислорода более 11 % по объему. На практике эти пределы используются со значительной перестраховкой. Считаются безопасными пределы: НПВ < 1 %, ВПВ > 15 %, содержание кислорода 8 % по отношению к объему газо-воздушной смеси.

Следует заметить, что использование концентрационных пределов на судне возможно только в открытых танках, когда возможно использование газоанализаторов. В закрытых танках пользуются температурными пределами взрываемости. Для этого измеряют температуру в танке и сравнивают ее с предельно допустимыми температурами, указанными в специальных таблицах. Но даже если атмосфера в танке взрывоопасна, ничего не произойдет без источника воспламенения, возникновение которого на танкере можно исключить только очень строгими мерами пожарной безопасности.

Транспортные характеристики химических грузов.

Названия физико-химических свойств и их единицы измерений для химических грузов мало чем отличаются от описанных выше для нефтепродуктов. Тем не менее, есть и существенные различия, которыми обусловлены ряд требований к постройке судов-химовозов и технологии перевозки химикатов.

Большинство химических грузов характеризуется сильными коррозионными свойствами. Некоторые из них требуют во избежание порчи груза и

13

сохранения здоровья людей определенного температурного режима перевозки, исключения любого контакта с водой, исключения контакта людей с парами или жидкой фазой груза и т. п. Это требует специальной конструкции танков, и материалов, покрытий поверхностей, средств защиты от контакта с грузом, специальных правил очистки поверхностей и сброса с судна неоткачиваемых остатков груза. К тому же современные многоцелевые химовозы могут перевозить одновременно 10 – 20 различных видов груза без риска смешения.

При перевозке химических грузов обращают особое внимание на несколько свойств этих химикатов.

Совместимость. Существуют группы грузов, с которыми данный груз не вступает в химическую реакцию и они не повлияют на его качество. С этой целью все грузы разделены на 24 группы, которые составляют таблицу совместимости жидких химических грузов. В Правилах Регистра дана таблица несовместимости грузов. Перед приемкой груза ответственные члены экипажа судна должны иметь полную информацию о реакционной способности каждого груза.

Стабильность – устойчивость к полимеризации, окислению, разложению, взаимодействию с водой (в том числе с морской) и воздухом.

Коррозионность. Должны быть известны материалы, которые могут подвергаться коррозии при взаимодействии с данным грузом.

Пожароопасность. Должны быть известны величины всех параметров, характеризующих пожароопасность: температуры вспышки, воспламенения, самовоспламенения. В соответствии с Правилами Регистра химические грузы по пожароопасности разделяются на три категории:

1 – вещества, температура вспышки которых ниже 60 оС, а температура кипения ниже 37,8 оС;

2 – вещества, температура вспышки которых ниже 60 оС, а температура кипения выше 37,8 оС;

3 – вещества, температура вспышки которых 60 оС и выше. Противопожарная защита химовозов, перевозящих грузы 1-ой категории,

является предметом специального рассмотрения Регистра. Противопожарная защита химовозов, перевозящих грузы 2-ой категории

пожароопасности, должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к нефтеналивным судам в части VI «Противопожарная защита» Правил классификации Регистра.

Объем требований к противопожарной защите химовозов, перевозящих грузы 3-ей категории, должен быть не ниже, чем на грузовых судах, строящихся на класс Регистра. Кроме того, все судовые конструкции, входящие в зону грузовых танков, должны быть типа А-60.

Важной характеристикой пожароопасности химических грузов является температура самовоспламенения, так как для многих из них она близка к температуре воздуха.

14

Токсичность химических грузов может выражаться в воздействии на человека:

-раздражающего или токсичного воздействия на кожу или слизистые оболочки глаза, носа, горла и легких в газообразном или парообразном состоянии в зависимости от давления паров;

-раздражающего воздействия на кожу в жидком состоянии;

-токсического воздействия.

Контрольные вопросы к лекции 1

1.С чего начиналось строительство танкеров?

2.Классификация танкеров по степени универсальности.

3.Классификация танкеров по роду перевозимого груза.

4.Классификация танкеров дедвейту.

5.Классификация танкеров по проходимости каналов,

6.Что такое «плотность» и в каких единицах она выражается?

7.Что такое «относительная плотность»?

8.Как определить плотность нефтепродукта, зная ее величину при 20 оС?

9.В каких единицах выражается вязкость жидкости?

10.Испаряемость и давление насыщенных паров жидкости.

11.Какой величиной измеряется токсичность вещества?

12.Какими параметрами характеризуется пожароопасность жидкости?

13.Условия возникновения взрыва паров жидкости.

14.Назвать численные значения НПВ и ВПВ для углеводородов нефти.

15.Какие опасности существуют при перевозке химических жидких грузов?

Лекция 2

4. Устройство нефтяного танкера

Особенности конструкции танкера обусловлены характером перевозимого груза. Жидкий груз способен перетекать при крене, что уменьшает метацентрическую высоту, создает в конструкции судна дополнительные напряжения. У жидкого груза происходит изменение объема при изменении его температуры, поэтому нельзя загружать танки на 100 %. Свободные поверхности способствуют сильным ударам груза о переборки. Вязкие грузы требуют подогрева перед выгрузкой. Загрузка возможна, как правило, в одном направлении, обратный переход танкер совершает с жидким балластом. Из-за этого происходит интенсивная коррозия незащищенных металлических конструкций. Грузы в большинстве пожаро- и взрывоопасны.

Для уменьшения влияния свободных поверхностей жидкого груза при бортовой качке и для увеличения продольной прочности танкеры оборудуют продольными переборками, (рис. 3).

15

Танк, расположенный между продольными переборками, называется центральным, слева и справа от него – бортовые танки. В различных литературных источниках имеются некоторые разночтения в понятиях «продольная переборка» и «второй борт», когда речь идет об обеспечении прочности корпуса танкера.

Также нет четкого разделения понятий «бортовой танк» и «межбортовой танк» (расположенный внутри двойного борта). В соответствии с Правилами Регистра длина танка должна быть не более

0,13L, где L – длина судна. Если длина танка Рис. 3. Положение уровня больше 15 м, в середине длины ставится отбойная

ми бортами нормируется ширина межбортового пространства – В/15 или 2 м, что меньше. На больших танкерах ставится продольная переборка по диаметральной плоскости. Для ограничения перемещений груза в поперечном направлении там, где необходимо, устанавливаются отбойные переборки.

В работе [1] даются варианты устройства корпуса танкеров, рис. 4. Как видно из рис. 4, двойные борта используются для хранения изолированного балласта. Там, где нет двойных бортов, под изолированный балласт выделяются грузовые танки, как правило, бортовые. На наливных судах под балласт используется также форпик. Танкеры с двойным дном и двойным бортом называют судами с двойным корпусом. Балки судового набора располагают внутри бортовых, межбортовых и междудонных танков для того, чтобы облегчалась мойка центральных (внутренних) танков при перевозке вязких грузов.

Каждый грузовой танк имеет горловину, называемую часто расширителем. По существующим правилам сечение горловины составляет около 1м2, высота комингса – 0,8 м. Горловина закрывается водонепроницаемой крышкой, на которой имеется смотровое окно 200×300 мм. От горловины до днища установлен трап с промежуточными площадками. Горловины бортовых и центральных танков не должны располагаться на одной прямой линии, чтобы не ослабить прочность палубы. В грузовую палубу вварены лючки диаметром до 400 мм для переносных моечных машинок, которые также могут быть и стационарными.

Каждый танкер имеет один, два или три отстойных танка, суммарная вместимость которых должна быть не менее 2 % от общей вместимости грузовых танков. Имеется отдельный небольшой танк для сбора отмытых нефтеостатков.

16

Каждый нефтетанкер имеет как минимум одно насосное отделение. Основное грузовое насосное отделение располагается через переборку с машинным отделени-

лектора) проложены грузовые и зачистные трубопроводы.

Наиболее распространенный архитектурно-конструктивный тип танкера двухостровной, т. е. имеющий кормовую надстройку и полубак. Танкеры старой постройки со средней надстройкой называют трехостровными, супертанкеры без полубака – одноостровными.

Помимо указанного в подрисуночной подписи рис. 5 мы видим в носовой части мачтовый стояк со смотровой площадкой, в средней части судна

на проекциях а и б манифольд и мачту со стрелой для подъема грузовых

шлангов. На проекции в видны магистральные трубы грузовой системы. Придание форштевню бульбообразной формы позволяет увеличить ско-

рость судна на 0,7 – 0,8 мили в час.

Типичное расположение емкостей и помещений современного двухостровного танкера показано на рис 5.

В последнее время плоским переборкам между танками предпочитают гофрированные. В связи с отсутствием на них балок набора они легче, технологичнее в изготовлении, более полно отмываются моечными машинками. С целью облегчения мойки танков палубный набор на некоторых танкерах проложен поверх палубы. Ширина корпуса танкера увеличена, чтобы уменьшить изгибающий момент, уменьшить высоту надводного борта и вес корпуса. Чтобы лучше палуба освобождалась от воды в штормовых условиях, на наливном судне нет фальшбортов, палуба ограждена леерами. От по-

17

лубака до кормы на высоте 2 м от палубы прокладывается переходной мостик, под ним прокладываются трубные и кабельные коммуникации.

Рис. 5. Схема общего расположения нефтяного танкера: а – сечение по диаметральной

плоскости; б – вид сверху; в – сечение по ватерлинии. 1 – форпик; 2 – носовое насосное отделение; 3 – диптанк тяжелого топлива; 4 – цистерна изолированного балласта;

5 – грузовой танк; 6 – цистерна сбора нефтеостатков; 7 – грузовое насосное отделение: 8 – машино-котельное отделение; 9 – ахтерпик; 10 – отстойные танки; 11 – цистерна тяжелого топлива; 12 – мачтовый стояк; 13 – мачта с грузовой стрелой; 14 – манифольд; 15 – днищевые грузовые магистрали

5. Перечень и краткая характеристика специальных систем танкера

Грузовая система танкера – основная система на наливном судне. Предназначена для приема и выкачки груза в порту. Включает в себя грузовые насосы (обычно, центробежные), трубопроводы, компенсаторы, арматуру, приемные устройства в танках, распределительные устройства (манифольды). Насосы грузовой системы работают при выдаче груза, все остальное – и при выдаче, и при приеме груза. Грузовые насосы могут также перекачивать груз внутри судна, участвовать в мойке танков.

Зачистная система. Дублирует почти полностью грузовую систему, но имеет диаметры труб и арматуры в 2 – 3 раза меньшего размера, насосы объемного типа. Понятие «зачистка» танка (не путать с мойкой и удалением твердых загрязнений) означает удаление остатков груза после «срыва» цен-

18

тробежного насоса из-за прохвата воздуха. У приемника насоса в танке (его называют «храпком») образуется воронка, через которую в грузовой трубопровод всасывается воздух. Производительность насоса сначала падает, а при содержании воздуха в жидкости около 10 % по объему он прекращает полностью подачу груза. Высота этой воронки достигает 0,8 м. Время полной зачистки составляет около 30 % общего времени выгрузки.

Балластная система – система изолированного от груза балласта, которым заполняются балластные танки, когда судно совершает рейс без груза. Наличие независимой системы не исключает прием забортной воды в чистые или грязные грузовые танки, если этого требует обстановка.

Газоотводная система предназначена для предотвращения повышения давления или вакуума в танке выше допустимого, так как это может привести к деформации или разрушению стенок грузовой емкости. Различают «большое дыхание» - возникновение в танке давления/ваккума при погру- зочно-разгрузочных и балластных операциях, и «малое дыхание» - изменение давления газо-воздущной среды при температурных колебаниях наружного воздуха, которые чаще всего происходят при смене времени суток.

Система подогрева груза. Некоторые сорта жидких грузов имеют большую вязкость и температуру застывания и их невозможно или затруднительно выкачать из танков. Для некоторых грузов требуется поддержание определенного температурного режима во время транспортировки. Для этого на танкерах существуют трубные теплообменные системы, через которые прокачивается теплоноситель.

Система инертных газов используются на танкерах для вытеснения из грузовых и отстойных танков взрывоопасных газовоздушных смесей и поддержания в них атмосферы с низким содержанием кислорода, при котором исключено возникновение взрыва и пожара.

Система мойки танков служит для удаления из танков остатков груза и очистки их поверхности перед сменой груза, осмотром или ремонтом. Мойка танков требуется также перед приемкой в них чистого балласта.

Система вентиляции предназначена для подачи в танки чистого воздуха взамен любых газов, затрудняющих дыхание, опасных для здоровья людей или взрывоопасных.

Система орошения палубы служит для охлаждения палубы при нагреве ее солнцем с целью снижения потерь от испарения груза.

На танкерах есть системы, которые, являясь общесудовыми, могут быть задействованы в эксплуатации емкостей и систем грузового комплекса. Такие системы могут быть либо общими для всего судна, например сис-

темы обнаружения и тушения пожаров, либо являются резервными по от-

ношению к какому-то компоненту специальной системы, например, насосам подачи забортной воды к системе инертных газов. Такие системы изучаются другими дисциплинами и в данной работе не рассматриваются.

19

6. Грузовые, зачистные и балластные системы

Эти системы выполняют сходные функции, дополняют, а иногда и заменяют одна другую. Поэтому целесообразно их рассматривать параллельно. К тому же требования, которые предъявляются к этим системам, в своем большинстве совпадают.

6.1. Требования к грузовым и зачистным системам

Грузовая система должна обеспечивать:

-производство грузовых операций закрытым способом (при задраенных горловинах и смотровых лючках);

-выдачу и прием от несудовых средств груза с любого борта, с кормы,

аиногда и с носа судна;

-перекачку груза между танками и группами танков;

-прием балласта в грузовые танки как самотеком, так и насосами, а также перекачку его между танками;

-удаление балласта;

-совмещение грузовых и балластных операций;

-возможность промывки трубопроводов и насосов;

-возможность использования системы для мойки танков сырой нефтью и водой.

Грузовая система не сообщается с системой изолированного балласта. Однако грузовой насос допускается для аварийного удаления изолированного балласта через съемный патрубок по согласованию с Регистром.

Зачистная система используется не только для зачистки танков. По ней можно выдавать груз, осушать грузовые трубопроводы, производить мойку танков.

Грузовые и зачистные системы должны выполняться с учетом следующих требований:

-управление работой систем должно быть дистанционным из поста управления грузовыми операциями (ПУГО);

-в грузовых танках должны быть установлены измерители уровня, вторичные приборы которых установлены в ПУГО;

-оперативная запорная арматура должна быть дистанционно управляемой и иметь устройство контроля положения запорного органа;

-каждый запорный орган должен иметь ручной привод для аварийного открытия в случае выхода из действия дистанционного привода.

В грузовых и зачистных системах должны быть предусмотрены меры, исключающие смешение разнородных грузов:

-два запорных органа между магистральными трубопроводами различных групп танков;

-исключение сальниковых компенсаторов и разъемных соединений на трубах, если грузы внутри магистрали и в танке, через который она проходит, не совместимы;

20