Грузоведение. Сохранность и крепление грузов. Грузоведение сохранность и крепление грузов
 Скачать 3.03 Mb.
|
|
17 к значительным (до 5—8%) потерям продукции и загрязнению окружающей среды. Для предотвращения распыления грузов необходимо совершенствовать тару и упаковку, создавать специализированный подвижной состав и погрузочно-раагрузочные устройства, устанавливать фильтры в вентиляционных устройствах складов пылящих грузов, покры-вать поверхности грузов пленками и т. д. Абразивность— способность грузов истирать соприкасающиеся с ними поверхности подвижного состава, погрузочно-разгрузочных машин и сооружений. Абразивность зависит от твердости частиц груза, которая оценивается по шкале Мооса. Так, по этой шкале тальку соответствует твердость 1, алмазу—10. В зависимости от твердости частиц грузы бывают малоабразивные с твердостью до 2,5; среднеабразивные — 2,5—5; высокоабразивные — свыше 5. Высокой абразивностью обладают цемент, минерально-строительные материалы, апатиты, бокситы и т. д. При работе с абразивными грузами необходимо принимать меры к предотвращению пыления и попадания частиц продукта на трущиеся детали подвижного состава и погрузочно-разгрузочных устройств. Слеживаемость — способность отдельных частиц груза сцепляться, прилипать к стенкам подвижного состава, бункеров, силосов и друг к другу и образовывать достаточно прочную монолитную массу. Слеживаемость характерна для многих насыпных и навалочных грузов. Основными причинами слеживаемости являются: спрессовывание частиц груза под давлением верхних слоев; кристаллизация солей из растворов и переход соединений вещества из одного состояния в другое; химические реакции в массе продукта. Слеживаемости подвержены: руды различных наименований; рудные концентраты; уголь; минерально-строительные грузы; минеральные удобрения; различные соли; торф; сахар; цемент и т. д. При выполнении погрузочно-разгрузочных и складских операций со слежавшимися грузами необходимо восстановить их сыпучесть. На степень слеживаемости оказывают влияние свойства и характеристики самого груза, режим хранения и местные климатические условия. К свойствам и характеристикам груза в данном случае относятся: размеры, форма и особенности 'поверхности частиц вещества; характеристика его внутренней структуры, например волокнистость; однородность гранулометрического состава; наличие и свойства примесей; влажность и гигроскопичность продукта. Так, с увеличением размера частиц груза уменьшается число точек соприкосновения между частицами, а следовательно, снижается степень слеживания. При неоднородности гранулометрического состава мелкие частицы груза располагаются между крупными, число точек соприкосновения возрастает, повышается степень слеживания. Следовательно, для снижения степени слеживания необходимо 18  стремиться к тому, чтобы в массе груза был однородный гранулометрический состав, а у его отдельных частиц была гладкая поверхность и близкая к шарообразной форма. Способность груза к слежи-ваемости возрастает при наличии в его массе растворимых в воде примесей. Если слеживае-мость продукта обусловлена давлением его верхних слоев, степень слеживаемости возрастает с ростом влажности грузов. В хорошо растворимых грузах повышение влажности приводит к образованию насыщенного раствора, при высыхании которого образуется прочная корка. В некоторых грузах влага стимулирует химические процессы, способствующие слеживаемости продукта. Сильному слеживанию подвержены все гигроскопичные растворимые в воде грузы. Прочность и степень слеживания продукта находится в прямой зависимости от времени хранения или перевозки и высоты штабелей груза. Особенно заметно с ростом высоты штабелей возрастает степень слеживаемости малогигроскопичиых грузов. Быстрота слеживания продукта зависит от его температуры. При резких сменах температуры и влажности окружающей среды слеживаемость груза усиливается. Для предотвращения или замедления процесса слеживания грузы хранят в уменьшающих поглощение влаги условиях; гигроскопичные вещества упаковывают во влагонепроницаемую тару; поверхности продукции покрывают брезентом и т. д. Сводообразование — процесс образования свода над выпускным отверстием бункера, силоса, подвижного состава, характерный для насыпных и навалочных грузов. Образование свода происходит в результате зацепления движущихся частиц груза за частицы, находящиеся в состоянии покоя (рис. 1.3). Вязкость — свойство частиц жидкости сопротивляться перемещению относительно друг друга под действием внешних сил. Вязкость характеризует внутреннее трение между частицами и объясняется силами молекулярного сцепления. Различают динамическую, кинематическую и условную вязкость. Д инамическая вязкость μ, Н*с/м2, определяет коэффициент внутреннего трения. Сила внутреннего трения Fмежду двумя слоями жидкости где S — площадь слоя жидкости, м2; dv/dx — градиент скорости движения слоев жидкости в направлении х, перпендикулярном направлению движения, 1/с. 19 Кинематическая вязкость н определяется отношением динамической вязкости жидкости к ее плотности: ν = μ /ρ, где ρ — плотность жидкости, кг/м3. На практике для оценки текучести жидкостей чаще используется понятие условной вязкости жидкостей. Условная вязкость жидкостей измеряется в градусах Энглера, которые определяют отношение времени истечения 200 см3 продукта при температуре измерения к времени истечения такого же количества дистиллированной воды при температуре 20 °С. С понижением температуры вязкость продукта постепенно возрастает до полного застывания. При достижении температуры застывания уровень жидкости в пробирке, наклоненной к горизонту на 45°, остается неподвижным в течение 1 мин. Температура застывания жидкостей зависит от их химического состава. По степени вязкости и температуре застывания жидкие грузы делятся на четыре группы (табл. 1.4). Повышенная вязкость наливных грузов вызывает снижение скорости их перекачки и увеличивает потери продукта в результате налипания его частиц на внутренние поверхности кузовов подвижного состава. Полный перечень вязких и застывающих грузов опубликован в [28]. Гигроскопичность — способность грузов легко поглощать влагу воздуха, объясняется различными причинами. Так, карбид кальция, негашеная известь поглощают влагу вследствие своей химической активности. Гигроскопичность соли и сахара объясняется их сильной растворимостью в воде. Хлопок, шерсть, зерно поглощают влагу вследствие сгущения паров воды (адсорбации) на больших внутренних поверхностях груза. Таблица L$
20 Интенсивность поглощения влаги грузами возрастает с повышением температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также прямо зависит от площади поверхности груза, соприкасающейся с воздухом, от пористости и скважистости вещества. Влажность определяет процентное содержание влаги в массе груза. Влага может содержаться в массе груза в свободном и связанном состояниях. Различают абсолютную и относительную влажность груза. Относительной влажностью Wназывается отношение массы жидкости qм к массе влажногогруза qгр%: г  де qс—масса сухого груза, т. Абсолютная влажность Wпредставляет собой отношение массы жидкости к массе сухого груза, %: W=(qм/qс)100 В теоретических расчетах, как правило, используют абсолютную влажность, на практике чаще применяют относительную влаж-  ность, которая более наглядно дает представление о содержании влаги в массе продукта. Для перевода относительной влажности в абсолютную и наоборот можно использовать формулу зависимости или номограмму (рис. 1.4) [8]:  Стандартами, техническими условиями и другими нормативными материалами устанавливают кондиционную влажность различных грузов, при которой вещество способно сохранять свои качественные характеристики. Отклонения влажности грузов от кондиционных требований приводят к порче или потере качества продукции. Повышенная влажность ряда грузов усиливает крайне нежелательные для транспорта свойства (слеживаемость, смерзаемость, склонность к сводообразова-нию), а также приводит к налипанию гру; за на внутреннюю поверхность бункеров, кузовов подвиж'ного состава и на рабочие органы погрузочно-разгрузочных машин и устройств. Химические свойства грузов. Самонагревание и самовозгорание происходят под действием внутренних источников тепла — химических и биохимических процессов, протекающих в массе груза и повышающих его температуру. Самонагреванию подвержены зерно, волокнистые материалы, сено, жмых, каменные и бурые угли, торф, сланцы, некоторые руды и их концентраты и др. Самонагревание груза каждого наименования объясняется характерными для него причинами. Процесс самонагревания грузов сельскохозяйственного производства объясняется наличием процесса дыхания продукта, жизнедеятельностью микроорганизмов и сельскохозяйственных вредителей. Вследствие малой теплопроводности теплота в массе груза накапливается и его температура повышается, что в конечном счете приводит к порче, обугливанию или самовозгоранию продукта. Создание благоприятных условий хранения и перевозки, активная вентиляция груза позволяют предотвратить или замедлить биохимические процессы, снизить интенсивность жизнедеятельности микроорганизмов и вредителей, обеспечить своевременное удаление выделяющихся углекислого газа и тепла. . Процесс самонагревания руд, рудных концентратов, каменных и бурых углей, торфа, сланцев и некоторых других грузов объясняется химической реакцией взаимодействия с кислородом воздуха. Реакция окисления сопровождается выделением и накоплением тепла в массе груза, что в свою очередь ускоряет реакцию окисления. Если не обеспечить отвод тепла из массы груза, его самонагревание может привести к самовозгоранию. Температура груза, при которой начинается бурный процесс окисления с последующим самовозгоранием, называется критической температурой. Окислительные свойства грузов — способность легко отдавать избыток кислорода другим веществам. Примесь окислителей может вызвать загорание горючих материалов и обеспечить их устойчивое горение без доступа воздуха. Это необходимо учитывать при взаимном размещении мест хранения и грузовых фронтов по переработке горючих материалов и окисляющих грузов и при организации их перевозки по железным дорогам. Некоторые окислители вместе с органическими веществами способны к образованию взрывчатых смесей, взрывающихся вследствие детонации, трения или удара. Особенно активными окислителями являются жидкие кислоты, щелочи, соли, минеральные удобрения, перекись водорода и т. д. Перевозка активных окислителей требует принятия необходимых мер к нейтрализации их корродирующего воздействия на металлические части подвижного состава и средств механизации по-грузочно-разгрузочных работ. Коррозия — разрушение металлов или металлических изделий вследствие их химического или электрохимического взаимодейст- 22 вия с внешней средой. Коррозия, или окисление металлов, является процессом присоединения к металлоидам кислорода, хлора, брома и некоторых других элементов. Для условий железнодорожных перевозок наиболее характерна атмосферная коррозия, обусловленная электрохимическими процессами, где электролитом является тонкая пленка или отдельные капельки влаги. Скорость коррозии возрастает с повышением влажности и температуры воздуха, его загрязнения угольной пылью, золой, хлоридами или газами (особенно сернистыми). Так, повышенная загазованность крупных промышленных центров, кроме негативного воздействия на здоровье людей, в результате коррозии приводит к ускоренному выходу из строя металлических частей машин, строительных конструкций, архитектурных памятников и др. В целях защиты от коррозии в процессе перевозки металлы и металлоизделия тщательно упаковывают, в необходимых случаях уплотняют стены и крышу вагонов, покрывают антикоррозионными смазками открытые части, не допускают их совместную перевозку с грузами, являющимися активными окислителями. Реакция на изменение температур. Смерзаемость — способность грузов терять свою сыпучесть в результате смерзания отдельных частиц продукта в сплошную массу. Смерзаемости подвержены руды различных металлов и их концентраты, уголь каменный, минерально-строительные и формовочные материалы, глина и другие навалочные грузы. Прочность и глубина замораживания массы груза зависят от температуры и длительности воздействия окружающей среды, гранулометрического состава, влажности и теплопроводности продукта. Наибольшей смерзаемости при прочих равных условиях подвержены грузы с повышенной влажностью и неоднородным гранулометрическим составом. Процесс промораживания и размораживания навалочных грузов происходит достаточно медленно ввиду их низкой теплопроводности [до 6,28 кДж/(м2*ч-°С)]. Стандартами и техническими условиями для различных грузов установлены пределы безопасной влажности, %, при которой продукт не смерза* ется [27]: Уголь каменный. 7 Уголь бурый 30 Бокситы Ссвероуральских рудников . . 5 Руды медные 2 Флюсы 2 Баритовые концентраты 4 Концентраты цветных руд 2 Руды магнезитовые 2 » магнитогорские 6,5—7 » марганцевые никопольского место рождения 10—15 Песок 1,25 23 Гравий 2 Шлак гранулированный (при перевозке до 1 сут) 20 В случаях когда влажность груза невозможно или сложно довести до безопасных пределов, необходимо проведение профилактических мероприятий против смерзаемости. Перечень и содержание профилактических мероприятий против смерзания грузов подробно изложены в [27]. Морозостойкость — способность грузов выдерживать воздействие низких температур, не разрушаясь, и сохранять свои качественные характеристики при оттаивании. Особенно неблагоприятно низкие температуры воздействуют на свежие овощи и фрукты, жидкие грузы в стеклянной таре, некоторые резинотехнические изделия и металлы и др. Спекаемость — свойство частиц некоторых грузов слипаться при повышении температуры продукта. Спекаемости подвержены гудрон, асфальт, пек, агломераты руд и др. Предотвратить спекаемость грузов практически невозможно. Выгрузка спекающихся грузов требует значительных трудовых затрат. Теплостойкость — способность веществ противостоять развитию биохимических процессов, разрушению, окислению, плавлению или самовозгоранию лод действием высоких температур. Наиболее неблагоприятное воздействие высокие температуры оказывают на грузы растительного и животного происхождения, каменные угли, торф, сланцы и грузы, содержащие легкоплавкие вещества. Огнестойкость — способность грузов не воспламеняться и не изменять своих первоначальных свойств (прочность, цвет, форму) под воздействием огня. Огнестойкость характерна для ограниченного числа грузов. Большинство же грузов под действием огня сгорают, разрушаются или теряют свои первоначальные свойства. Характеристика опасности. Огнеопасность — способность ве^ щества в случае возникновения очага загорания к прогрессирующему горению. Устойчивое горение вещества происходит при определенной концентрации его газов, паров или пыли в воздухе. Границы такой концентрации получили название области воспламенения. Чем шире область воспламенения и ниже концентрационный предел взрываемости, тем выше огнеопасность груза. Для горючих жидкостей важными характеристиками являются температура вспышки и температура воспламенения. Под температурой вспышки понимают температуру жидкости, при которой ее насыщенные пары способны воспламеняться под действием внешнего источника воспламенения продолжительностью до 5 с. При вспышке воспламеняются и сгорают только пары жидкости. Температура воспламенения характеризует минимальную температуру жидкости, при которой возможно устойчивое горение ее испарений. Температура, при которой происходит самовозгорание 24 жидкого груза, называется температурой самовоспламенения. Она значительно выше температуры вспышки. Взрывоопасность — способность грузов вызывать физический или химический взрыв. Физический взрыв могут вызвать сжатые и сжиженные газы. Химический взрыв представляет собой реакцию окисления взрывчатого вещества (ВВ) кислородом воздуха, протекающую с огромной скоростью. Горение ВВ сопровождается детонацией, приводящей к мгновенному взрыву всей массы продукта и образованию ударной волны. Степень опасности ВВ зависит от свойств и массы продукта, качества тары и упаковки. В зависимости от вида, свойств и условий перевозки ВВ делятся на разряды. Вредность — способность паров или взвешенных частиц поражать органы чувств, кожный покров, дыхательные пути и легкие людей. Поражение может проявляться в виде раздражающих явлений, отравления, заболевания силикозом и различными инфекционными и кожными болезнями. Особенно неблагоприятное воздействие на организм человека оказывают пары или пыль свинца, цемента, фосфора, бензина, минерального масла, дегтя, кожсырья, ртути и т. д. Установлены предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе. При переработке таких грузов необходимо принимать меры, обеспечивающие охрану здоровья обслуживающего персонала. Ядовитость — свойство некоторых грузов, представляющих непосредственную опасность для здоровья и жизни людей и животных. Проникновение яда в организм человека или животного может произойти при вдыхании, через кожный покров и при внутреннем введении в процессе еды, курения, питья и т. д. Сила действия ядовитых веществ (ЯВ) на организм определяется их токсичностью. Опасность ЯВ определяется их способностью создавать опасные концентрации в воздухе в аварийных ситуациях. В зависимости от степени опасности ЯВ подразделяются на разряды. При выполнении работ с ЯВ запрещается пить, курить, принимать пищу. В необходимых случаях обслуживающий персонал оснащается предохранительными дыхательными аппаратами нЯ спецодеждой. Если в процессе работы произошло повреждение тары или упаковки ЯВ, россыпь, утечка продукта или возникли другие опасные ситуации, обслуживающий персонал должен немедленно покинуть опасную зону или принять соответствующие меры химической защиты. К инфекционно-опасным грузам относятся: живность, сырые животные продукты, шерсть животных, кожсырье, бактериологические препараты и некоторые другие. Такие грузы могут послужить причиной распространения инфекции, заболевания, а в некоторых случаях гибели людей и животных. Радиоактивность — способность некоторых веществ к радиоактивным излучениям, опасным для здоровья и жизни людей и жи- |