Грузоведение. Сохранность и крепление грузов. Грузоведение сохранность и крепление грузов

• Название: Грузоведение сохранность и крепление грузов
• Анкор: Грузоведение. Сохранность и крепление грузов.doc
• Дата: 27.04.2017
• Размер: 3.03 Mb.
• Имя файла: Грузоведение. Сохранность и крепление грузов.doc
• Тип: Документы; #6027
• страница: 8 из 27

57

сланцев — сырье для химического производства. Горючие сланцы подвергаются перегонке при температуре около 550 °С. При этом получают сланцевую смолу, газы и золу. Из сланцевой смолы про­изводят бензин, дизельное топливо, ихтиол, пек, тиокреолин, кро­вельный лак, шпалопропиточное масло, асфальт и т. д. Газы ис­пользуют в качестве топлива, золу — при изготовлении цемента^ строительного кирпича и т. д.

Объемная масса горючих сланцев составляет 1,06—1,2 т/м³. Поэтому грузоподъемность вагонов при их перевозке используется полностью. Сыпучесть сланцев характеризуется углом естественно­го откоса, равным 40°.

Наличие влаги в массе горючих сланцев приводит к их смерза­нию в зимнее время. В связи с этим необходимо проведение про­филактических мероприятий против смерзаемости в зимний период [27].

При выдаче горючих сланцев учитывается норма естественной убыли в размере 0,7% массы всего продукта на каждую транспор­тировку. Хранят горючие сланцы на открытых площадках. В про­цессе хранения сланцы подвержены самонагреванию и самовозго­ранию в результате окислительных процессов, аналогичных про­цессам в штабелях угля. В качестве профилактических мер против самонагревания и самовозгорания на складах горючих сланцев хорошо зарекомендовали себя послойное уплотнение и укатка бо­ковых откосов штабелей.

Торф. Торф является продуктом разложения растительных остат­ков осоки, тростника, камыша, мхов под водой, в болотах при недо­статочном доступе воздуха.

В свежедобытом торфе содержится 80—95% воды. Такой торф является обратимым коллоидом, т. е. легко теряет воду при высу­шивании, а при попадании воды поглощает ее вновь. Однако при высушивании торфа до 35—34% влажности он превращается в не­обратимый коллоид — не поглощает воду, но намокает с поверх­ности. Поэтому установлена норма внутренней влажности торфа 30—32%. Суммарная или рабочая влажность .торфа определяется по формуле (3.1). Для расчетов между поставщиками и потреби­телями и учета выполнения плана перевозок масса торфа пересчи-тывается на условную влажность. Установлены следующие значе­ния условной влажности: для кускового торфа — 50%; для фрезер­ного— 53%; для торфа, отгружаемого в качестве сельскохозяйст­венного удобрения,— 65%.

В зависимости от вида и способов добычи различают кусковой торф, к которому относятся резной, машинно-формовочный и гид­роторф, и фрезерный в виде крошки.

Широко применяется торф в качестве топлива для бытовых й производственно-энергетических нужд и в качестве удобрений для сельского хозяйства.

58

Горючая масса торфа содержит 54—60% углерода, 32—35% кислорода, 6% водорода, а также немного серы и азота. Кроме воды и горючих веществ, рабочая масса торфа содержит до 15% минеральных примесей. Теплота сгорания на рабочую массу торфа составляет 8374—10 467 кДж/кг.

В зависимости от суммарной влажности торфа его объемная масса колеблется в широких пределах: от 0,2 т/м³ (для воздушно-сухого продукта) до 0,65 т/м³ (для влажного). Поэтому грузоподъ­емность универсальных железнодорожных вагонов используется не полностью.

Для улучшения использования грузоподъемности вагонов созда­ются торфяные «вертушки» из полувагонов с бортами, наращенны­ми на 800—900 мм.

Масса торфа на станциях отправления и назначения определяет­ся взвешиванием на вагонных весах или обмером. При выдаче тор­фа учитывается норма естественной убыли, равная 0,7% массы груза. Сыпучесть торфа характеризуется углом естественного отко­са, равным 39—42°.

При длительном хранении торф подвержен самонагреванию и самовозгоранию вследствие XHMH4ecKHXi биохимических и физиче­ских процессов, протекающих в массе груза при взаимодействии с кислородом воздуха. Повышение температуры торфа выше 65—70°С сопровождается образованием торфяного полукокса, ко­торый под действием кислорода воздуха воспламеняется и приводит к пожару.

Самонагреванию торф подвержен при влажности 20—65%. Ин­тенсивность выделения тепла возрастает с ростом влажности топ­лива. Кроме того, рост влажности торфа приводит к изменению его теплоемкости, теплопроводности, плотности, ухудшает условия про­никновения воздуха внутрь каравана (штабеля) и в конечном счете замедляет процесс самонагревания. Наиболее интенсивное нагре­вание торфа происходит в верхних соприкасающихся с воздухом слоях караванов.

Длительное хранение торфа на полях добычи осуществляется на открытых площадках в караванах. Максимальные размеры ка­раванов 125X30X7,5 м. Место укладки каравана необходимо тща­тельно очищать от остатков старого торфа.

Не допускается закладка на хранение торфа с температурой выше 40 °С, с примесью полукокса, а также кускового торфа с со­держанием более 10% мелочи и фрезерного с содержанием более 5% примесей (древесины, сухой травы и т. д.).

Температуру торфа измеряют не реже чем через 15 дней на глубине 1—1,5 м от поверхности каравана. При повышении темпе­ратуры до 50 °С и выше ее измеряют не реже чем через 5 дней. При повышении температуры до 60 °С осуществляют отбор торфа из зоны разогрева с последующей укладкой на это место торфа с влаж­ностью не ниже 65%. В случаях повышения температуры до 65°С

59

или обнаружения очагов самовозгорания тлеющий торф заливают водой и вывозят для расходования.

По своим физико-химическим свойствам торф относится к лег­когорючим грузам. Для предотвращения загорания в пути следо­вания выполняют следующий порядок погрузки: до высоты на 200 мм ниже верхнего уровня бортов укладывают торф с нормаль­ной влажностью, а затем торф с влажностью не ниже 65%. Погруз­ку производят с «шапкой» треугольного сечения эысотой 200—< .250 мм. При температуре наружного воздуха выше 20 °С дополни­тельно увлажняют поверхность торфа.

Древесный уголь. При сухой перегонке древесины без доступа воздуха при температуре 500—600 °С происходит разложение орга­нических веществ с выделением газов, скипидара, уксусной кисло­ты, смолистых веществ, метилового спирта и других химических продуктов. Остаточным продуктом сухой перегонки древесины яв­ляется древесный уголь.

Древесный уголь — твердое горючее вещество черного цвета. Его объемная масса зависит от типа древесных пород, использован­ных для перегонки, и составляет 0,13--0,25 т/м³.

Рабочая масса древесного угля содержит около 10% влаги, 2% золы и органические горючие вещества. В состав органической мас­сы входит 85—90% углерода, 2—4% водорода и кислород. Наи­меньшая теплота сгорания рабочей массы составляет около 27214 кДж/кг. Горение древесного угля происходит без пламени при температуре до 2500 °С.

Широкое применение древесный уголь находит в металлургиче­ском, кузнечно-прессовом и литейном производствах, что объясняет­ся отсутствием в его составе сернистых и летучих соединений.

Древесный уголь относится к гигроскопическим материалам. Он активно поглощает различные газы и пары воды Это свойство ис­пользуется в различных отраслях промышленности для очистки и обесцвечивания жидкостей, в фильтрах различного назначения и в медицине.

Перевозят древесный уголь в крытом подвижном составе. Дре-зесный уголь—пачкающий груз, после его выгрузки 1вагоны подле­жат промывке. Грузоподъемность вагонов при перевозке древесно­го угля в зависимости от его объемной массы и типа подвижного состава используется на 20—48%. Как легкогорючий груз древес­ный уголь требует соблюдения условий доставки, установленных Правилами перевозок грузов [28].

Дрова и отходы сельскохозяйственного производства. Поставка дров производится отрезками длиной 1 м. При согласии грузопо­лучателя к перевозке может быть предъявлено дровяное долготье длиной 4—6,5 м.

В зависимости от влажности дровяная древесина подразделяет­ся на три группы: сырая — с влажностью более 35%; полусухая — 25—35%; сухая — менее 25%. Влажность свежесрубленной древе-

60

сины составляет 50—60%. При естественной сушке дров в течение 1,5—2 лет их влажность может быть снижена до 16—20%.

Наличие в дровах гнили или поражение болезнью, прелью сни­жает их тепловую ценность. Установлены нормы поражения дров указанными пороками.

В зависимости от твердости пород древесины дрова делят на четыре группы: первая включает дуб, граб, ясень, бук, клен; вто­рая—березу, лиственницу; третья — кедр, ольху, сосну, пихту; чет­вертая.— иву, осину, тополь, липу.

Перевозка дров в основном осуществляется в полувагонах, гру­зоподъемность которых используется на 60—65%.

К отходам сельскохозяйственного производства, которые исполь­зуются в качестве топлива, относятся солома, костра, лузга подсол­нуха, отдубина, рисовая шелуха и т. д. По составу и тепловой цен­ности эти виды топлива близки к дровам, их обычно используют в качестве бытового топлива.

Транспортировка и сжигание отходов сельскохозяйственного производства вызывают значительные затруднения вследствие их малой объемной массы. Поэтому эти виды топлива обычно брике­тируются. Отходы сельскохозяйственного производства относятся к легкогорючим грузам и требуют соблюдения мер предосторожно­сти [28].

Топливные брикеты и пылевидное топливо. Брикеты изготовля­ют спрессовыванием на специальных прессах мелких, пылевидных или слабоструктурных горючих материалов в куски правильной формы. Использование таких видов топлива без предварительного-брикетирования неэффективно из-за значительных потерь через ко­лосниковую решетку и вытяжные устройства. Топливные брикеты изготовляют из мелких фракций ископаемых углей, фрезерного торфа, опилок, отходов сельскохозяйственного производства и т. д.

При горючем брикетировании связующим материалом является смола, которая выделяется при нагревании топлива без доступа воздуха, при холодном — каменноугольный пек, нефтяной битум, смола, патока и т. д. Для брикетирования используется топливо, имеющее однородную структуру и влажность до 15%.

Топливные брикеты содержат до 10% золы, не гигроскопичны, обладают значительной механической прочностью, устойчивы к из­менениям внешней температуры и влажности окружающей среды Объемная масса брикетов зависит от вида топлива и изменяется от 0,6 до 1 т/м³. Калорийность топливных брикетов соответствует калорийности исходного топлива.

Пылевидное топливо получают тщательным размолом каменных углей и торфа до среднего размера отдельных частиц 20—25 мк. Объемная масса пылевидного топлива составляет 0,8—0,9 т/м³.

Пылевидное топливо обладает повышенной склонностью к само­нагреванию и самовозгоранию. С воздухом пылевидное топливо

61

образует смесь, которая взрывается от огня, поэтому помещения и устройства, где может скапливаться пыль, должны хорошо вен­тилироваться.

3.2. Нефть и нефтепродукты

Общие сведения о товарных нефтепродуктах. Нефть и продукты ее переработки представляют обширную группу грузов, находящих­ся в различных агрегатных состояниях и имеющих специфические свойства, В соответствии с номенклатурой плана и учета погрузки указанные грузы разделены на три подгруппы: сырая нефть, свет­лые нефтепродукты и темные нефтепродукты.

Сырая нефть представляет собой горючую маслянистую жид­кость, обладающую характерным запахом, цвет которой меняется от светло-желтого до коричневого, почти черного. Физические и хи­мические свойства нефти зависят от ее месторождения и даже го­ризонта залегания. Нефть — это сложная смесь различных веществ, поэтому для ее характеристики необходимо выяснить химический, групповой и фракционный состав.

Химический состав нефти: углерод 83—87%, водород 11—14%, кислород и азот 0,1—1,5%, сера 0,05—5,0%,

Групповой состав нефти характеризует количественное содер­жание парафиновых (10—70%), нефтеновых (25—75%), аромати­ческих (5—30%) углеводородов и различных гетероорганических соединений. По групповому составу определяют способы переработ­ки нефти и назначение полученных нефтепродуктов.

Фракционный состав определяет количество продукта в процен­тах от общего объема, выкипающее в определенных температурных режимах. В нефти различают легкие (светлые) фракции, выкипаю­щие при температуре до 350 °С, и тяжелые (темные) с температу­рой кипения выше 350 °С. Легкие являются основой для получения светлого топлива (бензин различного назначения, керосин и т. д.), тяжелые — для получения мазута и продуктов его переработки. Содержание легких фракций в общем объеме.нефти составляет не более 30—50%. Фракционный состав существенно влияет на такие свойства нефти и нефтепродуктов, как плотность и испаряемость, которые в свою очередь характеризуют эффективность использова­ния нефтепродуктов и величину возможных потерь от испарения.

Наиболее важной физической характеристикой нефти являет­ся ее высокая теплотворная способность, достигающая 46МДж/кг, поэтому в настоящее время нефть перерабатывают в основном для получения различных сортов топлива [34].

Процесс переработки нефти состоит из трех этапов: подготов­ки к переработке, переработки и очистки полученных нефтепродук­тов. В зависимости от состава нефти и необходимости получения продуктов определенного качества различают физические и хи-

62

(Мическне способы переработки. В процессе физического способа (прямой перегонки) нефть разделяют на фракции по темгсерату-рам кипения без разрушения молекулярной структуры. Техноло­гический процесс прямой перегонки состоит из нагревания, испа­рения, конденсации и охлаждения при атмосферном давлении. В результате прямой перегонки получают бензин (3—15%), лиг­роин (7—10%), керосин (8—20%), газойль (7—15%), масляные дистилляты (20—25%) и мазут (65—90%). Разгонка мазута на фракции производится на аппаратах, работающих в условиях ва­куума, что позволяет снизить температуру кипения с 450—500 до 220 °С и избежать разложения углеводородов. В результате полу­чают тяжелый газойль, соляр, масляные дистилляты и гудрон.

Сравнительно небольшой выход бензинов при прямой перегон­ке нефти вызвал необходимость разработки и внедрения химиче­ских способов переработки: крекинг (термический in (каталитиче­ский), пиролиз и др. Термический крекинг (процесс расщепления длинных молекул тяжелых углеводородов на более короткие мо­лекулы низкокипящих фракций) протекает в условиях высоких температур (до 500—700 °С) и высокого давления (4—6 МПа). В результате термического крекинга получают светлое топливо из мазута или нефтяных остатков (гудрона и полугудрона): крекинг-бензин (30—35%), крекинг-газы (10—15%), крекинг-остатки (50—55%). Полученные крекинг-бензины нестабильны, а поэтому используются только как составные части моторного топлива.

Каталитический крекинг протекает при высоких температурах и присутствии катализаторов (алюмосиликатов), что позволяет снизить давление до 0,2—0,3 МПа. При таком способе юереработ^ ки значительно повышается качество полученных нефтепродуктов, а выход крекинг-бензинов достигает 35—40%, однако подготовка исходного сырья достаточно сложная.

Пиролиз — процесс получения жидкой смолы и газов из керо­сина при температуре 650 °С. Из жидкой смолы в последующих стадиях переработки извлекают ценные ароматические углеводо­роды (бензол, толуол и др.).

Последним этапом переработки нефти является очистка полу­ченных полуфабрикатов (особенно светлых) с целью удаления смолистых веществ, кислородных и сернистых соединений, явля­ющихся вредными примесями и снижающих качество нефтепро­дуктов. Товарные нефтепродукты получаются компоновкой одно­родных полуфабрикатов, полученных различными способами пере­работки нефти с введением в смесь специальных присадок и до­бавок, обеспечивающих необходимые эксплуатационные качества.

Продукты переработки нефти (светлые и темные) в зависимо­сти от назначения условно делятся на три группы: топливо, сма­зочные материалы, прочие продукты.

К группе топлива относятся: топливные газы, моторное топли­во, дизельное, топливо для реактивных двигателей, газотурбинных

63

установок, котельное (в основном малосернистые и сернистые ма­зуты) и печное топливо.

Основной качественной характеристикой моторного топлива (бензина, лигроина, керосина) является детонационная стойкость, определяемая октановым числом. Чем выше октановое число, тем выше качество моторного топлива, особенно бензина, и меньше опасность детонации. Увеличение октанового числа на единицу позволяет снизить расход бензина 'примерно на 1%. Стойкость топлива к детонации повышается добавлением антидетонаторов, наиболее эффективным из которых является тетраэтилсвинец. К важнейшим характеристикам моторного топлива относятся так­же испаряемость, теплота сгорания, содержание смолистых ве­ществ и сернистых соединений, химическая и физическая стабиль­ность.

Основным показателем дизельного топлива является способ­ность к самовоспламенению при впрыскивании его в камеру сго­рания. Это свойство характеризуется цетановым числом, при вы­соком значении которого (45—50) топливо сгорает полностью и равномерно. Качество дизельного топлива оценивается также теп­лотой сгорания, вязкостью, температурой застывания, а для топ­лива, применяемого в быстроходных дизелях, — испаряемостью.

Определяющие эксплуатационные свойства котельного топли­ва— теплотворная способность и вязкость. От вязкости зависит эффективность распыления топлива в форсунке.

Группа смазочных материалов в зависимости от агрегатного состояния подразделяется на жидкие масла и пластичные (кон­систентные) смазки. Жидкие масла используются для смазки тру­щихся деталей и узлов установок, работающих в самых различ­ных режимах и условиях. Кроме того, жидкие масла могут ис­пользоваться как диэлектрики, охлаждающие жидкости npir закалке, как жидкости в гидравлических системах и т. д. Основ­ным свойством смазочных масел является способность образовы­вать на поверхности трущихся тел достаточно ^прочную масляную пленку, прочность которой тем больше, чем выше вязкость масла* Масла должны быть стабильными, стойкими против окисления, обладать антикоррозионными свойствами. Пластичные смазки имеют мазеобразную консистенцию. По назначению они подраз­деляются на антифрикционные, защитные (антикоррозионные) и уплотнительные. Пластичные смазки получают введением в жид­кие нефтяные масла специальных загустителей.

К группе прочих нефтепродуктов относится большой ассорти­мент продуктов, имеющих самое различное шрименение — это рас­творители и осветительные керосины; парафины и церезины, би­тумы нефтяные и пек; электродный кокс и сажа; специальные продукты узкого применения (нефтяные кислоты, пенообразовате­ли для литейных форм, мягчители для резины и др.). К группе» прочих относятся также нефтепродукты, служащие сырьем для

■64

нефтехимической и химической промышленности: низкомолекуляр­ные предельные углеводороды (метан, этан, пропан, бутан), низ­комолекулярные омфины (этилен, пропилен, бутилен), ароматиче­ские углеводороды (бензол, толуол, ксилол, нафталин), а также сернистые и кислотные соединения.