Анализ и сравнение грузовых планов судов

Нефтепродукты перевозят на специализированных судах-танкерах, которые в зависимости от дедвейта получили следующую градацию: 30000–70000 т. (Super Tanker); 70000–150000 т. (mammoth Tanker); 150000–3000000 т. (VLCC Very Large Crude Carrier); 300000–800000 т. (ULCC Ultra Large Crude Carrier).

Руководящие нормативные документы по технологии и сохранной перевозке наливных грузов (нефти и нефтепродуктов) изложены в: общих и специальных правилах перевозки наливных грузов 7-М; Международном руководстве по безопасности для нефтяных танкеров и терминалов (International safety guide for oil tankers & terminals), которое является обязательным дополнением к Общим и специальным правилам перевозки наливных грузов (7-М).

По условиям хранения и транспортировки все нефтепродукты разделяют на следующие группы:

Светлые – бензин, керосин, лигроин, и некоторые сорта дизельного топлива;

Тёмные – мазут, моторное топливо, сырая нефть;

Масла – все сорта масел;

Прочие нефтепродукты – остальные, не вошедшие в первые три группы. Основные свойства нефти и нефтепродуктов:

1. Плотность. За единицу плотности принят 1 кг/м3. В практике перевозок нефти плотностью называют отношение её массы при температуре 20° С к массе воды в том же объёме при температуре 4° С. Такая плотность обозначается ρ20/4.

В России за нормальную принимается температура нефтепродукта 20° С, за единицу стандартной плотности – плотность воды при температуре 4° С равная 1000 кг/м3.

Плотность нефтепродукта обозначается ρ20/4 Пересчёт плотности нефтепродукта при изменении температуры производят по формуле:

Ρt/4=p20/4+γ (20-t) (1)

где ρt – плотность груза при температуре t;

t – фактическая температура груза;

ρ20/4 - плотность груза по паспортным данным (стандартная);

у – поправка на плотность при изменении температуры груза на 1° С (выбирается из специальной таблицы).

Пересчёт плотности жидкого груза, определённого при температуре 20°С и отнесенной к плотности воды при 20°С, в стандартную плотность (р20/4) производится по формуле:

Ρ20/*4=0,99823ρ20/20 (2)

Пересчёт плотности жидкого груза, определённой при температуре 15° С и отнесенной к плотности воды при 15° С, в стандартную плотно производится по формуле:

Ρ20/4=1,00564ρ15/15-0,00908 (3)

В Англии стандартной считается плотность при 15°С, или 60°F, т.е. ρ60/60.

Перевод её в нашу стандартную плотность производится по формуле:

Ρ20/4=1,00477•ρ60/60-0,00799 (4)

Перевод шкалы API, принятой в США, в отечественный стандарт производится по формуле:

Ρ20/4=142,175/((API+131,5) – 0,00799) (5)

Вязкость. От неё зависят способ транспортировки, скорость перекачки и количество остатков в танке.

Динамическая вязкость – характеризует силу сопротивления относительному движению двух слоев жидкости. Единица динамической вязкости называется пуазом.

Кинематическая вязкость – это отношение динамической вязкости к плотности жидкости. Единица кинематической вязкости называется стоксом и выражается в м/сек.

Условная вязкость (ВУ) – это отношение времени истечения определённого количества (в России 200 мл) испытуемой жидкости при определённой температуре ко времени истечения такого же количества дистиллированной воды (в России при t = 20°С).

Огнеопасность. Огнеопасность нефтепродуктов температурой вспышки, воспламенения и самовоспламенения.

Нефтепродукты по пожаровзрывоопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.017–84 подразделяются на:

Легковоспламеняющиеся – способные воспламеняться от кратковременного воздействия источника зажигания с низкой энергией. К ним относятся те их них, которые имеют температуру вспышки в закрытом тигле 61°С и ниже;

Вещества средней воспламеняемости – способные воспламеняться от длительного воздействия источника зажигания с низкой энергией;

Трудновоспламеняющиеся – способные воспламеняться только воздействием мощного источника зажигания.

Температура вспышки – наименьшая температура, при которой смесь паров жидкости с воздухом вспыхивает и горит менее 5 секунд при поднесении к ней пламени. Она характеризует нижний предел взрываемости нефтепродукта и поэтому заложена в основу классификации нефтепродукт по степени их огнеопасности РД 31.11.81.38–81.

Легковоспламеняющиеся жидкости по температуре вспышки классифицируются:

Таблица 1 – Классификация легковоспламеняющихся жидкостей

Температура воспламенения – наименьшая температура, при которой нефтепродукт воспламеняется и горит не менее 5 секунд от поднесенного открытого пламени при атмосферном давлении. Температура воспламенения жидкости выше температуры вспышки не менее чем на 20–25° С.

Температура самовоспламенения – температура, при которой происходит самовоспламенение паров нефтепродуктов без поднесения открытого пламени. Она зависит от качества и однородности фракций нефтепродукта (tсвсп толуола = 730° С, бензола = 720° С, бензина = 390–530° С, керосина = 290–430° С, ДТ= 300–350° С, масла = 306–380°С).

Взрывоопасность нефтяных паров. Характеризуется процентным содержанием их в воздухе, при котором данная смесь воспламеняется (взрывается) от источников открытого огня. Имеется нижний и верхний пределы взрывоопасности. Это соответственно наименьше и наибольшее процентное содержание нефтяных паров в воздухе и наибольшее процентное содержание, при котором ещё возможен взрыв (воспламенение).

Для определения степени опасности необходимо замерить температуру паров нефтепродуктов в подпалубном пространстве или самого груза в танке и сравнить с имеющимися данными по температурным пределам взрываемости, изложенные в РД 31.11.81.36–81.

Температура нефтепродуктов при наливе в танкер должна быть ниже температуры вспышки не менее чем на 5°С, в противном случае любой нефтепродукт следует относить к категории легковоспламеняющихся (летучих).

Темные нефтепродукты (мазут и др.) не создают высокой концентрации газов до тех пор, пока они не нагреты до температуры, превышающей температуру вспышки. Пары нефтепродуктов тяжелее воздуха и медленно смешиваются с ним в условиях маловетрия, что способствует опасной загазованности судна во время погрузки и приема балласта в недегазированные танки. При обнаружении паров в пустых закрытых пространствах следует особое внимание уделять придонному пространству, где вероятнее всего пары могут накапливаться.

Смесь углеводородов с воздухом не может гореть; если соотношение смеси газов и воздуха находится за пределами двух концентраций, известных как нижний и верхний пределы взрываемости (воспламеняемости). Зона взрываемости паров углеводородов нефтепродуктов, перевозимых морем, практически находится в пределах от 1% смеси паров с воздухом по объему для НПВ и до 10% смеси паров с воздухом для ВПВ. Аналогично объемным пределам взрываемости существуют температурные пределы взрываемости.

Нижний температурный предел взрываемости (воспламенения) у большинства нефтепродуктов соответствует температуре вспышки, Верхний температурный предел взрываемости (воспламенения) – температуре нефтепродуктов, при которой упругость насыщенных паров в воздухе эквивалентна концентрации, соответствующей верхнему пределу, взрываемости.

Для определения степени опасности необходимо замерить температуру паров нефтепродуктов в подпалубном пространстве или самого нефтепродукта в грузовом танке и сравнить с имеющимися данными по температурным пределам взрываемости (см. Приложение 1 РД 31.11.81.36–81). На груженом или недегазированном танкере при плавании в зонах с разной температурой атмосферного воздуха и забортной воды, зная температурные пределы взрываемости погруженного нефтепродукта, следует принять нужные меры безопасности. Если температура находящихся в грузовых танках паров нефтепродуктов поднялась выше нижнего температурного предела взрываемости, для охлаждения подпалубного пространства необходимо включить в работу систему орошения палубы.

Температура самовоспламенения нефтепродуктов, при которой их пары воспламеняются без применения открытого огня, является характеристикой степени пожарной опасности.

Температура самовоспламенения многих бункерных видов топлива и смазочных масел относительно низкая, поэтому нельзя допускать, чтобы они попадали на горячую поверхность механизмов в машинно-котельном отделении, что может вызвать их загорание несмотря на отсутствие открытого огня.

Температуры плавления и застывания. Характеризуют возможность перекачки нефтепродуктов. Вязкие нефтепродукты с высокой температурой плавления приходится подогревать до 30–60°С и выше. Топливо можно подогревать до температуры на 10°С меньше температуры вспышки груза.

Ядовитость.

Нефтепродукты и нефтяные газы обладают ядовитыми свойствами и при несоблюдении правил обращения с ними могут вызвать отравления. Вредность определяется процентным содержанием паров груза, при котором пребывание человека в газовой среде опасно для жизни. Для контроля применяются газоанализаторы.

Газы нефтепродуктов проникают в организм человека с воздухом при вдыхании, через кожу и пищеварительный тракт.

Первые признаки отравления нефтяными газами напоминают симптомы опьянения (повышенная веселость, желание петь, головокружение, пониженное чувство ответственности).

При входе в помещение с большим содержанием паров нефтепродуктов (36–45 мг/л) отравление происходит очень быстро, что может привести к прекращению дыхания, остановке сердца и смерти.

Запрещается посылать человека в отсек без предварительного анализа воздуха газоанализатором.

Только в те отсеки, где содержание нефтяных паров не превышает санитарной нормы, можно посылать человека без автономного дыхательного противогаза РД 31.11.81.36–81.

В состав некоторых сортов нефти входит опасный газ-сероводород. Если содержащийся в грузе сероводород находится в концентрациях, опасных для вдыхания, грузоотправитель обязан уведомить об этом капитана танкера в письменной форме.

При производстве грузовых операций и транспортировке грузов, содержащих сероводород, или при приемке балласта после выгрузки таких грузов необходимо принимать дополнительные меры безопасности, указанные в разд. 1, п. 14 настоящих Правил РД 31.11.81.36–81. Этилированные нефтепродукты отличаются от обычных тем, что к ним для улучшения антидетонационных свойств добавляется ядовитая этиловая жидкость (тетраэтилсвинец).

При перевозке на танкерах этиловой жидкости и этилированных нефтепродуктов необходимо соблюдать специальные санитарные правила, утвержденные органами здравоохранения, и принимать дополнительные меры безопасности, указанные в разд. 1, п. 14 настоящих Правил РД 31.11.81.36–81.

Коррозионные свойства. Проявляются в том, что в процессе эксплуатации обшивка танкера быстро разрушается интенсивность коррозии увеличивается с ростом влажности газового пространства. Примеси воды вызывают усиленную коррозию корпуса и механизмов перекачки.

Содержание воды. Содержание воды в наливных грузах нормируется стандартами и техническими условиями на груз.

Многие сорта нефтепродуктов снижают свои качества при наличии в них небольшого процента воды, а обводнённое масло требует повторной заводской перегонки. Примеси воды вызывают усиленную коррозию корпуса судна и механизмов перекачки.

Октановое число. Октановое число характеризует антидетационные свойства бензина, лигроина, керосина. Чем больше октановое число, тем большее сжатие допустимо в цилиндре двигателя.

Цетановое число. Цетановым числом дизельного топлива называется процент цетана в эталонной смеси, имеющей одинаковую воспламеняемость с проверяемым топливом. Оно является показателем воспламеняемости данного дизельного топлива.

Йодное число. Величина, выраженная в процентах, которая обозначает какое количество граммов йода может присоединиться к 100 г. масла или жира. Чем выше йодное число, тем больше способность груза к окислению.

Фракционный состав. Один из важных показателей для двигателей внутреннего сгорания, о котором судят по стандартной возгонке в специальном аппарате.

Образование зарядов статического электричества. Нефтепродукты восприимчивы к образованию в них опасных зарядов статического электричества, что необходимо учитывать при производстве грузовых и балластных операций (см. п. 17 «Предотвращение образования опасных зарядов статического электричества»):

Бензины, керосины, а также дизельные топлива и масла являются восприимчивыми к образованию опасных зарядов статического электричества благодаря их низкой проводимости.

Сырые нефти, мазуты, содержащие большое количество примесей, значительно меньше аккумулируют в себе заряды электричества. Когда в тёмных нефтепродуктах присутствует даже небольшое количество воды во взвешенном состоянии, а также воздуха или окислов металлов, их опасность к образованию опасных зарядов статического электричества резки увеличивается. При движении нефтепродуктов по трубопроводу образуется двойной слой электричества: один на внутренней стенке трубопровода; второй (обратного знака) на поверхности движущегося нефтепродукта.

Но так как поток по трубам турбулентный, распределение зарядов по всей толще потока не одинаковое.

Величина зарядов статического электричества зависит от длины и диаметра трубопровода, степени шероховатости его стенок, скорости движения нефтепродукта, его проводимости, вязкости, количества примесей в нём, содержания капелек воды, пузырьков воздуха и других факторов

Скорость образования и величина электрических зарядов в большой степени зависят от вязкости нефтепродуктов: чем больше вязкость, тем меньше способность к насыщению статическим электричеством. Для отвода электричества береговые и судовые трубопроводы заземляют. В нефтепродуктах опасные величины потенциалов статического электричества образуются при: движении по трубопроводам со скоростью, превышающей 1 м/с (см. разд. 1, п. 17.10РДЗ 1.11.81.36–81.); свободно падающей струе груза (погрузка «через верх»); продувании сжатым воздухом или паром грузовых шлангов.

Влагочувствительность. Качество нефтепродуктов некоторых видов, таких, например, как масла и дизельное топливо, снижаются при их обводнении. Обводнение масел большинства видов настолько портит их качество, что требуется повторная заводская переработка.

• Подготовка танков и грузовой системы к приему нефти и нефтепродуктов
• Составление грузового плана
• Определение температуры груза, проверка груза на присутствие воды, отбор проб груза, замер уровня груза в танках
• Загрузка танкера. Погрузка у причала
• Расчеты грузовых планов при различных условиях
• Данные по грузовому плану при судне в балласте