Лекции Морские грузовыеперевозки. Руководство по предмету морские грузовые перевозки Морские грузовые перевозки
Скачать 0.77 Mb.
|
. Причины несохранной перевозки грузов Все причины порчи и повреждения грузов при перевозке их морем можно разделить на несколько характерных групп: нарушение правил и технических условий складирования и перевозки грузов работниками транспорта и клиентуры; недостаточная оснащенность судов для перевозки специальных грузов или грузов, требующих особых условий перевозки: несовершенство отдельных технологических схем переработки грузов или отдельных правил перевозки; действие непреодолимой силы (форс-мажор); скрытые пли неизвестные свойства грузов. Повреждение грузов при производстве грузовых работ происходит в результате неосторожного обращения с грузами, применения не соответствующих характеру груза грузозахватных средств и приспособлений. В процессе перевозки грузов морем их повреждение может произойти в результате чрезмерного давления верхних слоев груза на нижние, подвижки груза, отсутствия надлежащей сепарации и т. д. Особое внимание этому надо уделять при перевозке опасных грузов. Плохая укладка или крепление этих грузов может привести к аварии и полной гибели судна. Повреждение груза от раздавливания происходит по ряду причин, основными из которых являются небрежная укладка п чрезмерная высота штабелирования. Если в трюм одновременно загружаются тяжеловесные грузы п грузы легкие в слабой таре, то ящики с тяжеловесами должны быть закреплены _\ порами и оттяжками, иначе они раздавят соседний с ними груз и могут повредить судовые конструкции. Порча груза от подмочки и сырости может произойти вследствие просачивания воды в трюм через неплотности люковых закрытий. Часто причинами попадания воды в трюм являются неисправные трубопроводы. Большое внимание надо уделять состоянию магистралей в зимнее время. Погрузка трюмов в зимнее время происходит при минусовых температурах. Трубопроводы необходимо осушить, чтобы они не замерзали и не были разорваны льдом, иначе при выходе судна в теплую зону любая перекачка Общие требования противопожарной и санитарной безопасности при перевозках опасных грузов В процессе перевозки и перегрузки опасных грузов необходимо строго выполнять весь комплекс требований Правил МОПОГ, предъявляемых к экипажу, оборудованию судна и его снабжению. Этот комплекс требований можно разделить на три группы: меры предупреждения возникновения опасности; действия экипажа в аварийной ситуации; ликвидация последствий аварийного происшествия. Общие меры предупреждения возникновения пожаров с опасными грузами предусматривают: исключение возможности образования взрыво- и огнеопасных смесей перевозимого вещества с воздухом, окисляющими и другими веществами, которые способствуют возгоранию; обеспечение условий для быстрой ликвидации очагов загорания; хранения горючих материалов вдали от любых источников воспламенения и нагревания; немедленную передачу на берег груза в поврежденной таре, со следами утечки или рассыпания; предотвращение случайных повреждений упаковок; размещение опасных грузов таким образом, чтобы в случае пожара к ним можно было легко подойти и перенести их в безопасное место; категорическое запрещение курения в огнеопасных зонах; — предотвращение возможности замыканий и искрений электросети. Портовые рабочие и плавсостав, работающий с огнеопасными грузами, не должны иметь при себе спичек и зажигалок. Комингсы люков, пайолы под просветом люков и палубы в районах производства грузовых работ покрывают матами или обшивают досками, чтобы от трения тросов или обручей не могли образоваться искры. Для грузовых работ употребляют стропы из растительного или синтетического волокна. Грузовые места с огнеопасным грузом располагают равномерно по всему пайолу трюма и надежно крепят, чтобы при толчках или качке они не могли перемещаться и ударяться друг о друга или о набор судна. При работе с опасными грузами все члены экипажа должны соблюдать следующие общие и специальные меры защиты и предупреждения вредного воздействия опасных грузов на организм человека: не допускать случайного попадания этих веществ в организм человека при курении, приеме пищи и воды; не пробовать эти продукты на ощупь, запах и вкус; не допускать даже временного пребывания без спецодежды и защитных средств в атмосфере, которая содержит газы, пары и пыль опасных веществ; избегать воздействия опасных веществ на кожу. Экипаж судна, на котором должны перевозить опасный груз, обязан заблаговременно пройти инструктаж по технике безопасности и производственной санитарии в соответствии с Положением об инструктаже и обучении безопасным приемам и методам работы на морском транспорте. При этом работники должны быть проинструктированы об опасности груза, мерах предосторожности, обучены безопасным методам работы, методам оказания первой помощи пострадавшим и пользованию средствами индивидуальной защиты. На всех этапах транспортного процесса должно быть запрещено пребывание лиц, не имеющих прямого отношения к производству работ на участках переработки и хранения опасных грузов. Для ликвидации последствий аварийных происшествий с опасными грузами приказом капитана выделяют специальную аварийную партию под руководством грузового помощника капитана. Все члены аварийной партии должны иметь плавстаж на судах не менее одного года. Если в процессе перевозки произойдет нарушение целостности тары, разлив или россыпь содержимого, появление запаха опасных грузов, повышение концентрации паров или пыли опасных грузов выше допустимых пределов, то судовая администрация должна принять незамедлительные меры к выводу людей из опасной зоны и вызвать специально обученную бригаду или аварийную партию для предотвращения утечки опасных грузов и производства дезактивации. Средства пожаротушения, которые надлежит использовать на всех этапах транспортного процесса опасных грузов, приводятся как в общей части Правил МОПОГ, так и в соответствующих аварийных карточках (АвК). Обычно более доступное средство тушения пожаров вода. Однако она не всегда является эффективным средством борьбы с огнем и иногда может усилить интенсивность пожара и вызвать взрыв. Если судно перевозит вещество, которое не может быть погашено водой, то оно до начала погрузки должно быть оборудовано средствами пожаротушения, рекомендованными в Правилах МОПОГ. Для определенной категории грузов существует ряд запрещенных огнегасительных средств, которые нельзя применять для тушения огня в тех помещениях, где находятся такие опасные грузы. Это следует учитывать при составлении грузового плана и не грузить в одно помещение грузы, которые требуют применения различных средств пожаротушения или когда огнегасительное средство для одного [руза является запрещенным для другого. В тех случаях, когда на судне нет рекомендованных средств пожаротушения, можно использовать обычные, если они не являются запрещенными для данного опасного груза. Если при тушении пожара в зоне огня оказались ядовитые вещества, то капитану необходимо развернуть судно бортом к ветру, а членам аварийной партии по возможности работать с наветренного борта. Одновременно необходимо принять меры к охлаждению соседних партий грузов, судовых переборок и удалению горящих грузов из зоны огня. После ликвидации очага загорания необходимо удалить продукты сгорания и разложения из этого помещения судна. Во время пожара многие грузы выделяют ядовитые, едкие или удушающие вещества. Аварийные пожарные партии в этих случаях должны иметь соответствующую защитную одежду и автономные дыхательные аппараты. На судах, перевозящих опасные грузы, эта одежда и дыхательные аппараты должны быть в наличии и в исправном состоянии, что проверяется до начала погрузки груза. В Правилах МОПОГ в АвК на этот счет даны соответствующие ссылки. Опасные грузы необходимо грузить в хорошо вентилируемые грузовые помещения, а у вытяжных отверстий грузовых помещений вывешивать предупредительные знаки и надписи: «Взрывоопасно!», «Яд!» и т. п. Администрация ИМО, ВОЗ и МОТ разработало руководство по оказанию первой медицинской помощи (РПМП) в случаях инцидентов, связанных с опасными грузами, которое рекомендуется использовать в дополнение к ранее разработанному Международному руководству ИМО/ВОЗ/МОТ по судовой медицине (МРСМ). Рекомендации, содержащиеся в РПМП, относятся к веществам, материалам и изделиям, попадающим под действие Международного кодекса морской перевозки опасных грузов (МК МПОГ) и к материалам, поименованным в Приложении В Кодекса безопасной практики для твердых навалочных грузов (Кодекс НГ). Указанным Руководством следует пользоваться совместно с информацией, содержащейся в МК МПОГ, Кодексе НГ и Аварийных картах, как обязательным комплексом, мероприятий для судов, перевозящих опасные грузы. В РПМП содержатся сведения, необходимые для диагностики и лечения химических отравлений в условиях ограниченных возможностей, имеющихся на судне. Руководство по оказанию первой медицинской помощи дает следующие рекомендации: командный состав и экипаж судна, регулярно осуществляющего перевозку химикалиев, должны пройти обучение по общим видам опасностей и, следовательно, обязаны знать о необходимых предосторожностях, которые следует соблюдать. Также они должны быть проинструктированы о правилах безопасности и мерах первой помощи, которые следует применять в случае инцидента; если во время обращения с химикалиями у любого человека появляются признаки или симптомы, напоминающие отравление, его следует отстранить от работы, провести лечение в соответствии с рекомендацией и как можно быстрее показать врачу. В случае отравления в море, следует получить медицинскую консультацию по радио, и в любом случае пострадавший должен показаться врачу в следующем порту захода; — важно, чтобы до начала обращения с химикатом, задействованный командный состав и экипаж были проинструктированы капитаном об опасностях данного химиката и действиях, которые следует предпринять в случае инцидента. Должна быть подчеркнута опасность курения, приема воды и пищи или нахождения под влиянием алкоголя или лекарств при обращении с химикатами. В тех случаях, когда производились работы с опасными в санитарном отношении грузами, после окончания работ все предметы, находившиеся в соприкосновении с опасными грузами (такелаж, транспортные средства, крепежный материал), подлежат механической очистке и санитарной обработке моющими средствами. При аварийных происшествиях специальная береговая бригада должна удалить с судна нарушенные грузовые места, а также весь рассыпанный или пролитый опасный груз. Место пролива или россыпи и загрязненные опасным грузом предметы тщательно дезактивируют. После проведения аварийных работ помещение должно быть проветрено. Методы и средства дезактивации указаны в МОПОГ. Производить любые работы с опасными грузами на борту судна можно только под непосредственным контролем штурмана, которого специально назначают для этих целей приказом капитана. Штурман обязан обеспечить точное соблюдение правил пожарной и санитарной безопасности всеми участниками работ. Лица, которые привлекаются к работе с опасными грузами, должны проходить предварительно медицинский осмотр. При постоянной работе с опасными грузами они проходят медицинский осмотр один раз в 6 мес. Лица моложе 18 лет к работе с опасными грузами не допускаются. Не допускаются к работе с опасными грузами лица с больной кожей, ссадинами, ожогами и лица в нетрезвом состоянии. В местах производства работ с опасными грузами должна быть аптечка первой доврачебной помощи. Никакие ведомственные правила и инструкции не должны противоречить установленным нормам радиационной безопасности. Грузовые операции танкера Общая характеристика наливных грузов. Физические и химические свойства наливных грузов К категории наливных грузов относятся нефть и нефтепродукты, химические грузы, перевозимые наливом, сжиженные газы и пищевые продукты. В данной главе будут рассмотрены вопросы, связанные с перевозкой нефти и нефтепродуктов, и в краткой форме дана информация по правилам перевозки пищевых грузов на танкерах. Доля наливных грузов в международных морских перевозках составляет около 50%, из них свыше 80% приходится на нефть и нефтепродукты, около 6% мирового объема перевозок наливных грузов приходилось на долю СССР. В настоящее время нам приходится фрахтовать иностранный танкерный флот для перевозки собственных наливных грузов, но уже началось строительство российского танкерного флота, что соответственно потребует и подготовки кадров для его эксплуатации. Наливные грузы в зависимости от физико-химических свойств и транспортных характеристик, технических условий транспортировки и хранения, назначения и потребления в производстве подразделяются на четыре вида: сырая нефть и нефтепродукты; химические наливные грузы; сжиженные газы, перевозимые наливом; пищевые наливные грузы. В свою очередь, каждый вид наливного груза подразделяется на классы, подклассы, категории и группы в зависимости от специфических свойств. В международной классификации пищевые наливные грузы не выделяются и включены в химические наливные грузы. Помимо этого наливные грузы в зависимости от вреда, причиняемого окружающей среде в соответствии с Конвенцией МАРПОЛ-73/78, подразделяются на три группы: нефти. Приложение I; вредные жидкие вещества. Приложение II; вредные вещества, перевозимые в упаковке. Приложение III. «Вредное жидкое вещество» означает любое вещество, которое, будучи сброшено в море, представляет опасность для: морских живых ресурсов; здоровья человека; природной привлекательности моря или других видов правомерного использования моря. В соответствии с Правилом 3, Приложения II, вредные жидкие вещества разделяются на следующие четыре категории: категория А — вредные жидкие вещества, которые, будучи сброшены в море в процессе очистки танков или слива балласта, представляют большую опасность либо для морских ресурсов, либо для здоровья человека или причиняют большой вред природной привлекательности моря в качестве отдыха или другим видам правомерного использования моря, в силу чего оправдывают применение строгих мер по недопущению загрязнения; категория В — вредные жидкие вещества, которые, будучи сброшены в море в процессе очистки танков или слива балласта, представляют опасность либо для морских ресурсов, либо для здоровья человека или причиняют вред природной привлекательности моря в качестве места отдыха или другим видам правомерного использования моря, в силу чего оправдывают применение особых мер по недопущению загрязнения; категория С — вредные жидкие вещества, которые, будучи сброшены в море в процессе очистки танков или слива балласта, представляют небольшую опасность либо для морских ресурсов, либо для здоровья человека или причиняют небольшой вред природной привлекательности моря в качестве места отдыха или другим видам правомерного использования моря, в силу чего требуют соблюдения особых условий эксплуатации; категория D— вредные жидкие вещества, которые, будучи сброшены в море в процессе очистки танков или слива балласта, представляют некоторую опасность либо для морских ресурсов, либо для здоровья человека или причиняют минимальный вред природной привлекательности моря в качестве места отдыха или другим видам правомерного использования моря, в силу чего требуют некоторого внимания при эксплуатации. Руководство по классификации вредных жидких веществ приведено в Дополнении I к Приложению II. Вредные жидкие вещества категории А, В, С, D подпадают под положения Дополнения II. В настоящее время они указаны в главах 17 и 18 Международного кодекса по химовозам в колонке категории загрязнителя. Вещества, не относящиеся к категориям А, В, С, D, обозначаются «III» в колонке категории загрязнителя. Физические свойства. Наливные грузы характеризуются общим свойством — текучестью жидкости, переливанием ее в сторону наклонения емкости, в которой она находится. Жидкость, одно из четырех агрегатных состояний вещества, у которого незначительное различие в кинетической энергии теплового движения молекул и их потенциальной энергией. Тепловое движение молекул жидкости состоит из колебаний около положений равновесия и сравнительно редких перескоков из одного равновесного положения в другое. Отличительной особенностью жидкости является ее текучесть, которая связана с малыми силами трения при относительном движении соприкасающихся слоев. Жидкости имеют определенный объем и поверхность, но не сохраняют своей формы. Жидкости от газов отличаются большей плотностью при одних и тех же условиях и характером зависимости плотности от давления. Жидкость практически несжимаема — ее называют капельной жидкостью. В гидроаэромеханике, изучающей равновесие и движение жидкостей и газов, не учитывается их конкретное строение, они рассматриваются как сплошные среды, непрерывно распределенные в пространстве. Изменению объема сплошной среды препятствуют силы упругости, которые всегда перпендикулярны к площадям, т. е. создают давление. Поэтому принято условное разделение жидкости от газа. Техническое определение жидкости. Жидкостью называют вещества, давление паров которых не превышает 0,28 МП а (2,8 кг/см2) при температуре 37,8 °С (100°F) по Рейду. Движение жидкостей. В гидромеханике рассматривают два основных типа тече* ния жидкости — ламинарный и турбулентный. При ламинарном движении связь между движущимися слоями осуществляется силами молекулярного сцепления частиц, в результате которого слой жидкости, перемещающейся с большей скоростью, увлекает за собой соседний слой, движущийся с меньшей скоростью. Ламинарное движение жидкости характеризуется струйным течением, при котором отдельные ее слои движутся с различными скоростями. При турбулентном движении частицы жидкости помимо главного направления перемешиваются в поперечном направлении. Отдельные частицы могут совершать и возвратные (вихревые) движения. Химические свойства. Большинство наливных грузов (нефть и нефтепродукты, химические грузы и сжиженные газы) состоят из органических веществ. Органические вещества — это органические соединения, в состав которых всегда входит углерод с другими элементами, в основном, с водородом. Органическое соединение, в молекуле которой соединены только атомы углерода с водородом называется — углеводород. В молекуле углеводорода может содержаться от одного до нескольких десятков атомов углерода (С„ Нз„ + 2 — формула предельных углеводородов). С увеличением в молекуле количества атомов углерода увеличивается молекулярная масса углеводорода, возрастает его температура плавления и кипения, меняется агрегатное состояние вещества. При обычных природных условиях органические вещества, в молекулах которых содержится следующее количество атомов углерода, представляют собой: от С| до С4 — газы (CHj метан, природный газ с другими газообразными углеводородами); от С5 до С|5 — жидкость (нефть с растворенными в ней газообразными и твердыми углеводородами); С|6Н34 и более — твердые вещества, например, битум, асфальт и парафин. Таким образом, наливные грузы являются смесью различных углеводородов (легких и тяжелых), т. е. состоят из «легких и тяжелых фракций». «Легкие фракции» имеют более низкую температуру кипения, следовательно, они подвержены при обычных природных условиях более интенсивному испарению — «летучести». Поэтому наливные грузы, в зависимости от соотношения в них легких и тяжелых фракций, подразделяются на «летучие» (бензин, керосин) и «нелетучие» (дизтопливо, мазут). Свойства органического вещества зависят не только от количества атомов углерода и водорода в молекуле, но и от последовательности соединения этих атомов в молекуле и от порядка их взаимного расположения в молекуле, т. е. от структурного строения молекулы. Вещества, имеющие одинаковую молекулярную формулу, но различное структурное строение называются изомерами. Они обладают разными свойствами, например: температура кипения бутана (C4H|0) равна: — 0,5 °С; температура кипения изобутана (С4Н10) равна: — 11,7 °С. Почти все органические вещества горючи и сравнительно легко разлагаются при нагревании, следовательно, являются огнеопасными и взрывоопасными. Углеводороды нерастворимы в воде, но могут растворяться в органических растворителях. Помимо углеводородов к органическим веществам относятся спирты (СзНюО), углеводы (С„ (Н20),„) и жиры. К неорганическим веществам, перевозимым наливом, относятся аммиак (NH3), различные кислоты, щелочи и др. Для организации транспортного процесса перевозки наливных грузов необходимо знать и учитывать транспортные характеристики грузов и их физико-химические свойства. К числу таких характеристик относятся следующие.Плотность — отношение массы вещества к единице объема. За единицу плотности принимают количество килограммов вещества в одном кубическом метре (кг/м3). Плотность жидкости зависит от температуры и атмосферного давления. Атмосферное давление учитывается только при перевозке сжиженного газа, при перевозке других наливных грузов давлением можно пренебречь, учитывая только температуру. Чем выше температура жидкости, тем меньше ее плотность, т. к. при нагревании вещества увеличивают свой объем. Поэтому при определении плотности наливного груза с помощью ареометра необходимо всегда указывать температуру, при которой производилось измерение плотности. Плотность жидкости обозначают — р. Удельным весом — у называют вес единицы объема жидкости. Следовательно, между весом Gданной массы жидкости и занимаемым ею объемом Vсуществует соотношение: Y=GIV.(9.1) Для пресной воды у = 9,81 кН/м3. Между удельным весом и плотностью жидкости существует соотношение: Y = Pg, (9-2) где g — ускорение свободного падения. В практике перевозок наливных грузов для определения их количества Qпользуются относительной плотностью. Относительная плотность — это отношение массы жидкости в единице объема при определенной температуре к массе пресной воды в том же объеме при определенной температуре. В России за единицу стандартной плотности принята плотность одного кубометра пресной воды при температуре 4 °С, равная массе 1000 кг. В грузовых документах на наливной груз указывается паспортная плотность. С помощью плотности определяется масса груза путем умножения объема груза на плотность. Как известно, с изменением температуры изменяется плотность жидкости, поэтому для определения действительной плотности при данной температуре необходимо произвести расчет Плотность и температуру наливного груза определяют путем отбора проб груза и измерением параметров средних проб, взятых из каждого танка на нескольких уровнях. Если приборы для определения плотности градуированы не по стандарту, принятому в России, необходимо произвести пересчет показаний к стандартной плотности рПересчет плотности жидкого груза, определенный при температуре 15 °С и отнесенный к плотности воды при температуре 15 °С, производится по формуле: р20 = 1,00564 d{\ 5/15) - 0,00908. (9.6) В Великобритании стандартной считается плотность при 15,6°С, или 60°F, т.е. d(60/60). Перевод ее в стандартную плотность, принятую в России, производится по формуле: р20 = 1,00477/(60/60) - 0,00799. (9.7) перевод шкалы API (American Petroleum Institute), принятый в США, в отечественной стандарт осуществляется по формуле: р20 = 142,175/(АР1+131,5)-0,00799. (9.8) Чтобы определить массу груза, имеющего плотность, показанную в одной из приведенных систем, необходимо перевести эту плотность в отечественной стандарт (р20), затем ввести поправки на плотность при данной температуре (р1), и определить: где: Q— масса груза, кг; W— объем груза, м3 — определяется по счетчику или калибровочным таблицам танков; р' — плотность груза при данной температуре, кг/м3. Определение количества груза по методике API производится следующим образом: объем груза переводится в баррели, средневзвешенную температуру груза переводят в градусы по Фаренгейту; при помощи таблиц API в соответствии с методикой ASTM (American Society for Testing and Materials) выбирается переводной коэффициент; с помощью переводного коэффициента фактическое количество груза переводится в баррели США при стандартной температуре 60 °F; данное количество груза в US BBLS при /° ■ 60 °F «Nett» заносится в коносамент (B/L). Следует иметь в виду, что в основном ошибки, связанные с недостачей груза, происходят из-за неточности перехода с одной системы подсчета количества груза на другую, а также использования разных систем измерения количества груза при приеме и его сдаче: длинные тонны, метрические тонны, гросс и нет баррели, килограммы и т. д. Наливные грузы одного наименования могут поступать из разных береговых резервуаров с различной плотностью и температурой. В этом случае для определения массы груза необходимо воспользоваться средневзвешенной плотностью при t = 20 °С: бь бз. Qn— количество груза из разных резервуаров. Рь P2t Ри — плотность груза в каждом резервуаре по паспорту. Затем необходимо перевести средневзвешенную плотность в действительную при данной температуре. Вязкость (внутреннее трение) — свойство жидкостей и газов, характеризующее сопротивление действию внешних сил, вызывающих их течение. Вязкость — важное свойство грузов, влияющее на способы его транспортировки, скорости грузообработки, величину остатков груза в танках (мертвые остатки). Вязкость уменьшается с увеличением температуры груза (при подогреве) и наоборот. Однако пропорциональной зависимости между вязкостью и температурой не существует. Вязкость разделяется на динамическую и кинетическую:динамическая (абсолютная) вязкость характеризует силу сопротивления относительному движению двух слоев жидкости. Единица динамической вязкости ПУАЗ, обозначается «П». 1П = 0,1Нс/м2 = 0,1 Па с (паскаль-секунда). Н — Ньютон; 1Н = 105 дин = 0,102 кгс; МПа с — для высоковязких жидкостей; кинетическая вязкость — это отношение динамической вязкости к плотности жидкости. Единица кинетической вязкости Стоке, обозначается «Ст». Чаще применяется в 100 раз меньшая единица — сантис-стокс «сСт»; I сСт ■ 10"6 м2/с (квадратный метр на секунду) или 1сСт - 1 мм2/с, таким образом, размерность кинетической вязкости в технических расчетах используется: м2/с или мм2/с. Часто вязкость, если она больше вязкости воды, выражают в условных единицах, например, в градусах Энглера. Условная вязкости (ВУ) — отношения истечения определенного количества жидкости (200 мл) при заданной ее температуре через калиброванное отверстие диаметром 2,8 мм ко времени истечения такого же количества дистиллированной воды при температуре 20 °С. Полученная величина выражается в градусах Энглера. Определение вязкости производится при температуре жидкости 50 °С, а для более вязких жидкостей — при 80° и даже при 100 °С. В качественных паспортах указывается вязкость в градусах Энглера при температуре: °Е50 или °Е8о- Эта величина номинальной вязкости отличается от действительной при любой другой температуре. По степени вязкости жидкости подразделяются на следующие группы: до 1,0 мм2/сек — невязкие; 1,0-35 мм2/сек — маловязкие при / = 50 °С; 36-148 мм2/сек — средней вязкости; свыше 148 мм2/сек — высоковязкие, к ним относятся: некоторые виды химических грузов, масел, топочные мазуты марок 40 и 100, жидкий битум и др. При необходимости определить вязкость в другой системе измерения используются специальные таблицы и номограммы. Температура плавления и застывания — температура перехода твердого кристаллического тела в жидкое состояние. Температура плавления при нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.) называется точкой плавления. Температура застывания характеризует подвижность наливного груза и позволяет оценивать минимально необходимую температуру, при которой возможна перекачка. Температура застывания (кристаллизация или затвердение) жидкости совпадает с температурой плавления и зависит от химической природы вещества. Как правило, переход вещества из жидкого состояния в твердое происходит не в одной температурной точке, а постепенно. Термин «температура застывания» в отношении нефтепродуктов носит условный характер, при этом условно принимается та температура, при которой вещество не меняет своего уровня в течение 1 минуты при наклоне сосуда на 45 градусов, в котором оно находится. Температура застывания имеет важное практическое значение при выборе типа танкера, способного осуществить минимально необходимый подогрев груза для его перекачки (выгрузки). Теплоемкость — количество тепла, которое необходимо подвести к телу, чтобы повысить его температуру на 1 °С или 1 К: С = AQ/AT. Теплоемкость тела зависит от его массы, химического состава, термодинамического состояния тела и вида того процесса, в котором телу передается энергия в форме теплоты. Теплоемкость единицы массы вещества называется удельной теплоемкостью. Величину теплоемкости и удельной теплоемкости используют для расчета количества тепла, необходимого для подогрева груза до определенной температуры, при которой возможна его перекачка. К таким грузам относятся вязкие и высоковязкие жидкие вещества, имеющие температуру застывания при положительной температуре воздуха. Испаряемость. Сырая нефть, нефтепродукты и их химические соединения представляют собой смеси различных углеводородов, имеющих разные температуры кипения от -162 °С до +400 °С и выше. Нефтепродукты, в составе которых преобладают углеводороды с низкой температурой кипения (легкие фракции), называются «летучими». Нефтепродукты с преобладанием «тяжелых фракций» называются «нелетучими». «Легкие фракции» при обычных природных условиях подвержены испарению. Что приводит к потере количества и качества груза. Испарение — это парообразование со свободной поверхности жидкости при любой температуре, т. е. переход вещества из жидкого состояния в газообразное. Однако при определенной температуре в грузовом танке наряду с процессом парообразования происходит процесс конденсации, т. е. превращения пара в жидкость. При равенстве скорости парообразования и конденсации перестает меняться количество жидкости и находящегося над ней пара, т. е. наступает динамическое (подвижное) равновесие. Пар, находящийся в состоянии динамического равновесия, называют насыщающим (насыщенным) паром. Давление насыщенного пара (упругость) резко возрастает с увеличением температуры, одновременно возрастает плотность пара, а плотность жидкости убывает. При равенстве плотности пара и жидкости вещество находится в критическом состоянии, а его параметры: температура, давление, удельный объем становится критическим. Следовательно, критическое давление — это наибольшее давление при критической температуре, соответствующее критическому состоянию вещества. Критическое давление является истинным давлением паров (TVP — the True Vapour Pressure), которое позволяет оценить способности вещества выделять газ (пар) и определить степень летучести (рис. 8.2). Большое давление (упругость) паров способно деформировать грузовые танки, создает угрозу разрушения судовых конструкций и систем. Повышенная испаряемость способствует образованию взрывоопасных смесей углеводорода с воздухом и отрицательно влияет на интенсивность выгрузки в ее заключительной стадии, т. к. насос создает разряжение во всасывающим трубопроводе, которое приводит к более интенсивному испарению, в результате чего откачивается газожидкостная смесь, при этом насос работает в режиме кавитации, производительность его падает. В паспорте качества нефтепродуктов указываются давление паров, определенных по методу Рейда при температуре 37,8 °С и атмосферном давлении, в соотношении объемов паровой и жидкостной фазы как 4:1. Эта транспортная характеристика (RVP — the Reid Vapour Pressure test) позволяет определить возможность транспортировки груза на обычном танкере, прочность танков которого рассчитана на давление не более 20 кПа (0,20 кг/см2) выше атмосферного. В договоре о морской перевозке (чартере) специально оговаривается: запрещается погрузка груза, у которого давление паров при 100 градусах по Фаренгейту, рассчитанное по методу A.S.T.M. (Reid) Д-323, превышает тринадцать с половиной фунтов на кв. дюйм (13,5 Ibs./sqin), т.е. при /° = 37,8° давление не должно превышать 0,95 кг/см" (1 lb/sqin — 0,0703 кг/см"). Токсичность — способность некоторых химических соединений и веществ оказывать вредное действие на организм человека, животных и растений. Многие наливные грузы, особенно смесь их паров с воздухом оказывают ядовитое действие на человека. Степень токсичности зависит от концентрации вещества в воздухе (мг/м3) и времени пребывания человека в загазованной среде. Вредные вещества по степени воздействия на организм человека по ГОСТ 12.1.007-76 в зависимости от нормы ПДК подразделяются на четыре класса: чрезвычайно опасные при ПДК = 0,1 и менее; высокоопасные при ПДК = 0,1-1,0; умеренно опасные при ПДК = 1,0-10; малоопасные при ПДК - 10 и более. Как было указано в главе 8 предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны — это концентрация, которая не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья человека в процессе работы всего трудового стажа и не окажет последствий в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Международное руководство по безопасности для нефтяных танкеров и терминалов (ISGOTT) рекомендует использовать в качестве показателя токсичности вещества, средневзвешенное временное значение (СВЗ), т. е. ПДК — СВЗ (TLV — TWA. Threshold Limit Value — Time Weighted Average ). В ISGOTT предложены нормы ПДК — СВЗ, установленные Американской конференцией государственных гигиенистов по промышленности в 1987 году, выраженные в ppm (parts per million by volume of gas in air) — миллионных долях объема газа в воздухе (млн "') или содержание объема газа в смеси с воздухом, выраженные в процентах. Нормы ПДК/СВЗ установлены для следующих нефтепродуктов и их компонентов: жидкие нефтепродукты, нефтяные газы, бензол и другие ароматические углеводороды, сероводород, бензины (содержащие тетраэтилсвинец или тетраметилсвинец), инертный газ (оксид азота, диоксид серы, оксид углерода), недостаток кислорода. Помимо степени токсичности приведены виды воздействия и симптомы отравления. ПДК для других наливных грузов указывается в Декларации о грузе, в ТУП или в КТР. Работа в загазованном помещении без специальных средств защиты возможна только при концентрации вредных веществ ниже ПДК/СВЗ. Коррозионность. Коррозия от воздействия наливных грузов зависит от наличия в них кислот, щелочей, сернистых соединений и других химически активных соединений. Интенсивность коррозии увеличивается с ростом влажности газового пространства (подпалубное пространство). Коррозия влияет на качество груза (вредные примеси) и на интенсивность износа корпуса судна. Содержание воды и механических примесей. Обводненность наливных грузов регламентируется стандартами и техническими условиями. Их наличие отрицательно влияет на качество груза, затрудняет грузообработку и уменьшает количество груза. Многие вообще не допускают наличие воды. Некоторые наливные грузы (масла, «темные» нефти) при наличии воды образуют эмульсии повышенной вязкости, которые затрудняют зачистку и мойку танков. Образование нефтяных эмульсий зависит от содержания в грузе смол, асфальтенов и высокоуглеродных соединений, а также от наличия механических примесей: песка, глины и пр. Для некоторых нефтепродуктов, в частности мазута, образование эмульсии в 10-20 раз повышает вязкость. Электризация — опасное свойство наливных грузов, способных аккумулировать заряды статического электричества. К таким грузам относятся грузы, у которых электропроводность менее 50 пико Сименс/метр (пСм/м).Заряды статического электричества образуются на поверхности неоднородных материалов при их контакте и последующем разъединении, при этом один из материалов должен быть диэлектриком. Разряд статического электричества в смеси паров углеводорода с воздухом способен вызвать взрыв и пожар.Опасное накопление зарядов статического электричества происходит в процессе интенсивного разделения ранее контактирующих неоднородных материалов. На танкерах наиболее опасная разность потенциалов статического электричества образуется: при прохождении жидкости по трубопроводу или через металлические фильтры; при осаждении в жидкости твердых частиц (ржавчины) или капель воды; при выбросе из сопла мелких частиц и капель во время вентилирования и про-паривания 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 разъединении. Большая разность потенциалов приводит к образованию электростатического поля во всем пространстве танка, например, заряд на заряженном жидком нефтепродукте в танке образует электростатическое поле во всем танке как в пространстве, заполненном жидкостью, так и над ним; заряд водного тумана, образовавшийся во время мойки танка, создает поле во всем пространстве танка. Величина заряда статического электричества зависит от состояния поверхности трубопроводов, обводненности и загрязнения груза различными примесями, состояния атмосферного воздуха и может достигать до 350 тыс. вольт. Разряд такого потенциала может вызвать искру и повлечь за собой взрыв или воспламенение огнеопасных грузов. Чтобы предупредить скопление статического электричества, необходимо, чтобы корпус, приемный трубопровод танкера составляли единую, электрически непрерывную заземленную цепь с береговыми коммуникациями. Помимо этого проводится ряд мероприятий по защите от статического электричества: в наливные грузы, аккумулирующие заряды статического электричества, добавляются присадки, повышающие электропроводность груза; ограничивают первоначальную и максимальную скорость налива груза; ограничивают производительность моечных машинок; погрузку/выгрузку и перекачку из одних танков в другие разрешается производить только через грузовые трубопроводы, т. е. «закрытым способом»; замеры уровня груза в танке и отбор проб производится после стабилизации нефтепродуктов, т. е. через определенный промежуток времени. Более подробная информация дана в Правилах по защите от статического электричества (7-М), гл. 19 Статическое электричество (ISGOTT). Огнеопасность наливных грузов. Огнеопасность наливных грузов характеризуется температурой вспышки, температурой воспламенения, температурой самовоспламенения, взрывоопасностью. В соответствии с ГОСТ 12.1.017-80 все вещества подразделяются на: легковоспламеняющиеся вещества — способные воспламеняться от кратковременного источника с низкой энергией; вещества средней воспламеняемости — способные воспламеняться от длительного воздействия источника зажигания с низкой энергией; трудно воспламеняющиеся вещества — способные воспламеняться под воздействием мощного источника зажигания. Температура вспышки — наименьшая температура, при которой смесь паров жидкости с воздухом вспыхивает при поднесении к ней пламени. В природных условиях достаточное количество паров, которое необходимо для вспышки, могут выделить углеводородные жидкие вещества с низкой температурой кипения, т. е. «летучие» жидкости. «Летучими» являются углеводородные жидкие вещества с температурой вспышки менее 60 °С в закрытом тигеле, т. е. легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ). ЛВЖ, в соответствии с классификацией ООН, относятся к третьему классу опасных грузов. Классификация ЛВЖ: первая категория — особо опасные ЛВЖ, имеющие температуру вспышки менее (/-18 °С); вторая категория — постоянно опасные ЛВЖ, имеющие температуру вспышки от/-18°Сдо/+23°С; третья категория — постоянно опасные при повышении температуры ЛВЖ, имеющие температуру вспышки от / +23 °С до / +60 °С. К «нелетучим» относятся углеводородные жидкие вещества с температурой вспышки выше 60 °С. При наливе таких грузов их температура должна быть ниже температуры вспышки не менее чем на 5 °С, в противном случае этот груз необходимо относить к ЛВЖ. |