Лекция 3 Правила перевозки насыпных и навалочных грузов

План лекции

1. Классификация и физические свойства навалочных грузов

2. Характеристики навалочных грузов

3. Суда для навалочных грузов

4. Погрузка и выгрузка навалочных грузов

5. Правила перевозки зерна насыпью

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

Основные теоретические положення

1. Классификация и физические свойства навалочных грузов

К категории навалочных грузов относится широкая номенклатура грузов, перево­зимых без тары навалом: руда, рудные концентраты, уголь, строительные материалы, соль, сахар-сырец, зерно и т.

Навалочные грузы состоят из большого числа единиц разной величины. Например, уголь (антрацит-плита) состоит как из больших глыб, весом несколько сот кг., так и мелких кусков.

Насыпные грузы состоят из большого количества однородных частиц, например зерно, или гранулированные удобрения.

Эти грузы перевозят большими партиями. Для их перевозки используют целое судно или отдельные грузовые помещения.

Кодекс безопасной практики перевозки твердых навалочных грузов выделяет в отдельную группу «твердый навалочный груз», т. е. любой, в основном однородный по составу груз, не яв­ляющийся жидкостью или газом, состоящий из смеси частиц, гранул или любых более крупных кусков вещества, который грузится в грузовые помещения судна без применения каких-либо промежуточных видов тары.

Все эти грузы состоят из однородных или неоднород­ных частиц ограниченного размера. Перевозка навалочных грузов связана с опреде­ленной степенью опасности, которая может быть вызвана: смещением груза к борту и образованием крена судна; разжижением и перетеканием груза к борту; самонагрева­нием и самовозгоранием груза; повышенной концентрацией в грузовых помещениях ядовитых или взрывоопасных газов; пониженным содержанием кислорода в атмосфере трюмного воздуха; нарушением местной или продольной прочности корпуса, быстрой коррозией корпуса судна или механизмов вследствие химического воздействия груза на металл; образованием порывистой качки.

Сыпучесть навалочного груза определяет степень его подвижности и является одной из важнейших транспортных характеристик. Она определяется характером распространения внутренних сил в сыпучей массе груза. Степень подвижности нава­лочного груза принято характеризовать величиной угла естественного откоса и си­лой внутреннего трения, что в общем случае определяется величиной сопротивления сдвигу. Сопротивление сдвигу равно суммарной силе трения твердых частиц груза между собой по поверхности скольжения и связанности, т. е. сил сцепления частиц.

2. Характеристики навалочных грузов

Для обеспечения безопасной перевозки судоводитель обязан знать физико-химические и транспортные свойства навалочных грузов и их влияние на судно и эки­паж в процессе морской перевозки. Физический состав любого навалочного груза можно рассматривать как состав фракций твердых частиц, воды и воздуха. В зависи­мости от их соотношения можно определить основные физико-механические свойства навалочного груза: плотность и удельный погрузочный объем.

Удельный погрузочный объем (УПО) U, т.е. объем, который занимает 1 т гру­за в трюме судна, выраженный в м³/т или в фут³/т;

В зависимости от УПО грузы делятся на тяжелые U — менее 0,56 м /т; сред­ние— от 0,56 до 1,0 и легкие — более 1,0 м³/т

Плотность -  - масса вещества в единице объема (т/м³)

Скважистость - С - отношение объема свободных пространств между частицами груза к объему груза.

Усадка – уплотнение навалочных грузов вследствие перераспределения частиц груза в массе насыпи и сдавливания нижних слоев верхними, особенно если навалочный груз в процессе перевозки подвергается качке и вибрации.

Угол естественного откоса α– - угол между горизонтальной плоско­стью и образующей конуса, полученный в результате высыпания на­валочного груза на эту плоскость;

Если α > 35° то считается что груз не будет смещаться во время качки судна. Нужно иметь в виду, что этот показатель не является для данного вещества постоянным и зависти от влажности и дополнительных механических воздействий.

влагосодержание - весовая часть пробы материала, состоящая из во­ды, льда или другой жидкости, выраженная в процентном отношении от общей массы пробы;

транспортный предел влажности - максимальное влагосодержание навалочного груза, обеспечивающее безопасную перевозку его морем на судах.

точка текучести - влагосодержание, при котором развивается (на­ступает) текучесть;

Многие грузы также подвержены слеживаемости и спеканию.

Некоторые виды навалочных грузов нельзя перевозить в одном по­мещении (например, руды и их концентраты).

Наличие влаги в массе навалочного груза оказывает влияние на взаимосвязь отдель­ных частиц груза, а следовательно, и на свойства самого груза. Влага, входящая в состав навалочного груза, подразделяется на следующие виды: конституционная (или прочно-связанная) влага, входящая в состав самого вещества груза; водяной пар (или гигроско­пическая влага) — влага, которая может поглощаться или отдаваться грузом в зависимо­сти от параметров температуры и влажности окружающей среды; пленочная (или моле­кулярная) влага — влага, которая удерживается силами молекулярного притяжения и об­волакивает частицы груза; гравитационная (или капиллярная) влага — свободная влага, которая полностью или частично заполняет поры между отдельными частицами груза.

В зависимости от содержания указанных видов влаги грузы принято подразде­лять на сухие, содержащие только конституционную влагу: воздушно-сухие, со­держащие конституционную и гигроскопическую влагу: влажные, содержащие поровую воду.

Уплотнение груза может происходить не только за счет уменьшения пор груза под воздействием динамических сил (тряска, вибрация), но и за счет статических нагрузок. В условиях морской перевозки это будет зависеть от высоты загрузки трюма. Практика показывает, что для большинства навалочных грузов динамические нагрузки вызыва­ют большее уплотнение частиц по сравнению со статическими. При вибрационном уп­лотнении в массе навалочного груза происходит переформирование частиц груза, в ре­зультате чего резко уменьшается пористость, а следовательно, увеличивается плот­ность. Влажные мелкодисперсионные грузы сжимаются более медленно. Скорость уп­лотнения в этом случае будет определяться быстротой выдавливания поровой воды.

Перевозка незерновых навалочных грузов - руды, рудных концентратов, каменного угля, строительных материалов, удобрений связана с опасностями, которые могут возникнуть в процессе перевозки в силу физических и химических свойств этих грузов.

Универсальное судно должно иметь специальный сертификат, разрешающий перевозку тех или иных навалочных .(Document of compliance with the specia requirements for ships carrying dangerous goods). Для балкера такой документ не требуется.

Перевозка навалочных грузов (кроме зерновых, также имеющих угол естественного откоса менее 30°) регламентируется СОЛАС -74 глава 6 часть В и Международный морской Кодекс безопасной перевозки твердых навалочных грузов (International Maritime Solid Bulk Cargoes Code) (IMSBC Code).

Этот кодекс разделяет грузы на 3 категории; А – расжижающиеся, В – химически опасные и С – смещающиеся.

Кодекс состоит из предисловия, введения, 13 разделов и 4-х приложений и является руководством, которое рекомендуется судовладельцам, капитанам и грузоотправителям при перевозке навалочных грузов и содержит правила погрузки и размещения груза на судне.

Перечень грузов, указанных в приложениях, не является исчерпывающим, а характеристики физико-химических свойств грузов даны только для информации, поэтому перевозчик каждый раз при организации перевозки должен получить от грузоотправителя исчерпывающие данные о характере груза в декларации.

Общие меры предосторожности. Для сохранения прочности судна и его остойчивости навалочные грузы должны быть правильно распределены с учетом характеристик груза и конструктивных особенностей судна. Если перевозятся грузы с погрузочным объемом 0,56 м³/т и менее, особое внимание следует обратить на избежание чрезмерных напряжений в корпусе судна. Кодекс не дает рекомендаций по загрузке, поскольку существует большое разнообразие конструктивных особенностей судов. По этой причине капитан должен быть снабжен информацией о загрузке судна, позволяющей ему обеспечить надлежащую загрузку судна и выполнить расчет остойчивости.

Безопасность команды и судна. Навалочные грузы обладают свойствами, которые представляют опасность как для обслуживающего персонала, так и для судна. Это связано с тем, что грузы могут выделять токсичные газы, обладать склонностью к окислению, самонагреваться, при увлажнении поражать кожный покров и слизистую глаз и т. д. Поэтому до начала погрузки необходимо выяснить степень опасности того или иного груза и обеспечить экипаж комплектами защитной одежды и дыхательными аппаратами. Советы по медицинской помощи, которые могут оказаться необходимыми при работе с навалочными грузами, приводятся в «Руководстве по оказанию первой медицинской помощи при несчастных случаях, имеющих место при перевозке опасных грузов». Направлять людей в грузовые и смежные с ними помещениями можно только после их вентиляции и контроля загазованности трюмного воздуха.

Опасность навалочного груза для судна может быть в виде коррозии металла или иного химического воздействия, а также выделением взрывоопасных газов или нагревания груза.

Испытание на склонность к разжижению в судовых условиях можно выполнить следующим образом:

• какая либо емкость заполняется грузом на 50% объема, производится серия ударов (не менее 25) с интервалом в 2 секунды. При появлении влаги, делается вывод, что груз склонен к разжиже­нию.