16. Перевозка навалочных грузов

16.1.Основные транспортные характеристики навалочных грузов

Угол естественного откоса (угол покоя α) - угол между плоскостью основания штабеля и образующей, который зависит от рода и кондиции груза. Рыхлые и пористые навалочные грузы имеют больший угол покоя, чем твердые кусковые грузы. У более влажных грузов угол покоя больше. При длительном хранении многих навалочных грузов угол покоя за счет уплотнения и слеживаемости растет. В неподвижном состоянии угол покоя на 10-18° больше, чем в движении (например на ленте транспортера).

Сыпучесть – свойства навалочных грузов, которые при наличии свободной поверхности под воздействием качки пересыпаются с одного борта на другой. В результате этого судно может получить опасный крен и перевернуться. Пересыпание грузов происходит не по тем же законам, что перетекание жидкости. В начальный момент крена из-за сцепления частиц поверхность груза неподвижна, пока крен не достигнет такого значения, при котором угол между поверхностью насыпки и горизонтом будет больше угла покоя на 8 – 10° , и масса груза быстро переместится в сторону крена. Обратного перемещения может не быть, так как крен в обратную сторону уменьшается за счет смещения центра тяжести судна в сторону пересыпающегося груза.

Все навалочные грузы можно разделить по принципу механизма смещения на два вида:

- грузы, подверженные сухому смещению;

- грузы, подверженные перетеканию в увлажненном состоянии (тиксотропные);

Опасность сухого смещения как раз и характеризуется углом естественного откоса α. При этом, сыпучие грузы еще делятся на имеющие и не имеющие сцепления.

Тиксотропные грузы под воздействие качки и вибрации могут переходить в состояние разжижения и представляют большую опасность для перевозчика за счет их подвижки от борта к борту. Разжижение происходит за счет перераспределения частиц груза и отжима влаги из нижних слоев груза в верхние.

Гранулометрический состав (размер гранул) – для навалочных грузов указывается в запродажных контрактах и перевозочных спецификациях (инвойсах). Определяет возможность применения различных схем механизации погрузочно-разгрузочных работ.

Усадка - уплотнение навалочных грузов из-за перераспределения частиц груза в массе насыпи и сдавливании нижних слоев верхними. На нее влияют свойства груза, способ погрузки, встряхивание судна на волне, вибрация корпуса судна и длительность плавания. Усадка зерна в рейсе достигает 8 – 11%.

Погрузочный объем (stowage factor, SF) – объем, занимаемый 1 т груза (величина, обратная удельной массе).

Влажность – важнейший показатель состояния груза, от которого может зависеть самонагревание или разжижение груза. Влажность гигроскопических грузов напрямую зависит от относительной влажности воздуха. Повышенная влажность навалочных грузов приводит к потере провозной способности флота из-за увеличения веса груза, а при перевозке зерна – к его порче.

Самонагревание грузов растительного происхождения резко ухудшает их качество. Как правило, оно вызывается тремя причинами: биологическим процессом «дыхания», жизнедеятельностью микроорганизмов и вредителей. При перевозке зерна, хлопка, льна, температура груза в результате самонагревания может достигать 85 - 90°С, что приводит к потере товарных качеств груза.

Самовозгорание – действие внутренних источников тепла (биологических и химических процессов), протекающих в грузе. Самовозгоранию подвержены многие грузы растительного происхождения, зерновые, волокнистые, жиры, торф, каменный и бурый уголь, некоторые руды и рудные концентраты. Грузить такие грузы во время или после дождя, значит увеличивать риск пожара во время рейса. Хотя результат – самовозгорание – одинаков, механизм его возникновения для разных грузов различен.

При «дыхании» зерна, семян, овощей, фруктов груз поглощает кислород и выделяет углекислый газ. Повышение температуры и влажность способствуют развитию бактерий, жизнедеятельность которых еще больше повышает температуру груза, особенно если теплопроводность груза мала. При 70°С и выше микроорганизмы погибают, но продолжаются химические реакции между кислородом и разлагающимися растительными грузами, что и приводит к самовозгоранию. Для предотвращения самовозгорания зерновых грузов следует удалять выделяющиеся газы и тепло, постоянно вентилируя трюма и контролируя температуру.

При перевозке углей постоянно идет процесс его окисления, которое делится на две стадии. В начальной стадии (при Т=20 - 25°С) образуются малоустойчивые перекисные соединения, содержащие избыток кислорода. Во второй стадии (Т=25 - 180°С) происходит расщепление перекисных соединений, с высвобождением большого количества тепловой энергии и выделением активного кислорода. Критической температурой для самовозгорания угля является диапазон 60 - 85°С.Самовозгоранию содействует аэрация штабеля (т.е. вентиляция), солнечная радиация, смешение разных марок, сортов и партий угля.

Возгорание может возникнуть еще в закрытом контейнере при погрузке. Контейнеры с потенциально пожаро- и взрывоопасными веществами должны быть задекларированы и находиться под контролем.

При перевозке опасных грузов, возгорание следует рассматривать как одну из основных, хотя и не единственную опасность, которая может быть осложнена тем, что некоторые грузы усиливают огонь или выделяют вредные вещества во время горения, либо в процессе тушения (например, пластмассовые изделия).

Слеживаемость – прочное сцепление частиц груза с повышением плотности. Это приводит к уменьшению сыпучести. Слеживаемости подвержены руды и концентраты руд, селитра, соль поваренная, калийные и азотные удобрения, сульфаты. Грузы такого рода следует хранить в условиях уменьшающих влагопоглощение, упаковывая в плотную влаго- и воздухонепроницаемую тару, например полимерную пленку.

Смерзаемость – свойство груза при отрицательной температуре превращаться в сплошную массу, теряя сыпучесть. Восстановление сыпучести смерзшихся грузов иногда приходится производить рыхлением отбойными молотками.

Спекаемость – слипание частиц груза под воздействием повышенной температуры. Ей подвержены перевозимые навалом пек, гудрон, асфальт, агломераты руд, поступающие в трюма судна в горячем состоянии. Спекаемые грузы следует везти в таре или на специализированных судах.