Определение количества жидкого груза

При расчете количества жидкого груза, перевозимого танкером, прямое определение веса путем взвешивания не представляется возможным. Установление веса жидкого груза, принятого танкером, по осадке не дает желаемой точности. Поэтому повсеместно применяет­ся расчетный метод определения количества жидкого груза, который предусматривает умножение объема жидкости на ее удельный вес. Для выполнения расчетов по определению объема принятого жидкого груза судно снабжается «Таблицами емкости грузовых танков», обыч­но называемыми калибровочными. Таблицы эти рассчитываются за­водом-строителем по высоте уровня груза от кромок замерных тру­бок или от особых отметок в смотровых глазках горловин грузовых танков. Таблицы построены таким образом, что исчисляемый в куби­ческих метрах объем показан соответствующим каждым 10 — 20 см высоты танка. Иногда в калибровочных таблицах приводится и объем танка, приходящийся на каждый сантиметр его высоты, что упрощает технику подсчета объема груза; если втаблицах этой величины не дано, то она рассчитывается на судне методом интерполяции. Чтобы опре­делить кубатуру груза, необходимо вычесть из общего объема танка объем незаполненной его части, для чего требуется установить вы­соту последней. Это достигается замером^высоты'взлива (высота слоя груза от днища до его поверхности) либо замером пустоты (высота от поверхности груза до кромки замерной трубки или отметки на глазке). Замеры пустот до 1 м осуществляются с помощью метрштока (латун­ный прут диаметром 10 - 12 мм, длиной 1,5 ж, с нанесенными через 1 мм делениями). Замеры высот взлива производятся стальной рулет­кой (стальная лента с делениями, нанесенными через 1 мм, с лотом на конце, имеющая ширину 10 - 12 мм, длину 10 - 20 м).

При измерении высоты взлива светлых нефтепродуктов и других прозрачных грузов ленту в месте, где предполагается пересечение ею поверхности груза, следует покрыть тонким слоем масла или конси­стентной смазки, что дает ясную линию смачивания. Применение мела для этой цели не допускается, так как] линия смачивания из-за его гигроскопичности оказывается размытой.

Прежде чем приступить к определению количества груза, необхо­димо убедиться в отсутствии в танках воды. Если вода не будет об­наружена при погрузке, а в порту выгрузки выявится ее наличие в танках, ответственность за качество и количество груза будет возло­жена на судно. Чтобы установить наличие и высоту взлива воды в танке, применяется водочувствительная бумага, прикрепляемая к стальной рулетке, или водочувствительная паста, наносимая на ее поверхность. Вода на днище танка со светлыми нефтепродуктами, растительными маслами и китовым жиром четко обозначается на водочувствительной ленте, а при замерах в танках с темными нефте­продуктами рулетку, извлеченную из танка, следует осторожно обмыть в ведерке с керосином до полной очистки ленты, чтобы увидеть ли­нию, обозначающую уровень воды. Водочувствительные ленты и паста пригодны только для одноразового использования. Количество обна­руженной в танках воды определяется по высоте ее взлива при помощи калибровочных таблиц. Позднее, подсчитывая количество принятого груза, рассчитанную кубатуру воды исключают из общей кубатуры жидкости в танке.

Во избежание образования искры от разряда статического элек­тричества замер пустот (так же, как и отбор проб) металлическими приборами можно производить не ранее чем через 30 мин после окон­чания погрузки. За это время взвешенные частицы и основная масса воды, имеющиеся в нефтепродукте, оседают на днище танка и заряд статического электричества рассеивается. Измерения высот должны производиться 2 — 3 раза, с точностью отсчета до 1 мм. При расхождении в отсчетах более 1 мм измерения повторяют. Из трех наиболее близких отсчетов берется средняя величина, которая и фиксируется в замерной книжке или карточке. Получив результаты замеров пустот, с помощью калибровочных таблиц определяют объемы груза в каждом танке, которые суммируют. Путем умножения сум­марного объема груза на плотность груза при его температуре в момент измерений, можно получить вес принятого груза, т. е.

Q=V_rpd . (60)

Порядок определения температуры по каждому танку был рас­смотрен в ранее, но для расчета плотности груза требуется ввести сред­нюю температуру всего груза, принятого судном. Средняя температу­ра судовой партии однородного жидкого груза определяется как сред­няя арифметическая величина из температур груза в отдельных танках:

t₁ + t₂ + … t_n

t_ср =---------------------- (61)

n

где t_cР — средняя температура всего груза;

ti,t₂,...,t_n — температура груза в отдельных танках;

п — число танков, в которых измерялась температура.

Если температура груза по танкам носовой группы резко отличает­ся от температуры его в танках кормовой группы, то средняя тем­пература определяется отдельно для каждой группы танков.

Задача 22.Танкер «София» принял в имеющиеся на нем 20 грузовых тан­ков жидкий груз. В соответствии с ГОСТ 2517—69 была замерена температура в средних пробах, отобранных из пяти танков (25% общего числа танков судна), как это показано на схеме (рис. 62).

Решение. Подставив в формулу (61) значения температур в каждом из пяти танков, можно получить среднюю температуру принятого судном груза:

Задача 23.Определить вес загруженного в танкер «София» топлива ДЗ плотностью по паспорту качества d = 0,8320. Средняя температура груза

Рис.62. Схема замеров температуры груза в танках судна типа «София»

в моменты исполнения замеров в танках t_Cp = 30° С. Результаты замеров пустот в танках даны в табл. 31.

Таблица 31

Решение. 1. Используя калибровочные таблицы, можно определить объем груза (в м³) по каждому танку (считая, что воды на днище не имеется). Извлеченные из калибровочных таблиц данные сводятся в табл. 32, по которой рассчитывается суммарный объем груза.

Таблица 32

2. Из табл. 30 по удельному весу топлива ДЗ d = 0,8320 выбирается

поправка удельного веса при изменении температуры на 1°, равная 0,000725, которая подставляется в формулу (59), позволяющую получить плотность груза при 30° С: d = 0,8320—10 X 0,000725 = 0,8247. 4

3. По формуле (60) определяется вес груза:

Q = 54915x 0,8247 = 45288 т.

Результаты замеров, выполненных для определения количества подтоварной воды, и весь расчет по определению веса жидкого груза отражается в акте формы К-7. В акте указывают номера танков, пус­тоты, занимаемый грузом объем, его средние температуру и удель­ный вес, соответствующий этой температуре. Акт, составляемый в пяти экземплярах, подписывается представителем пароходства, грузоотпра­вителем и капитаном.

Нередко случается, что при погрузке танкера в различных танках оказывается груз с неодинаковой плотностью, что может быть обус­ловлено многими причинами, чаще всего отклонением температуры наливаемых из береговых резервуаров нефтепродуктов от 20° С в сто­рону уменьшения или увеличения. Поэтому возникает необходимость в пересчете удельного веса груза, приведенного к истинной темпера­туре последнего. При расчете количества принятого к перевозке груза в этом случае следует прежде всего определить его средневзвешенный удельный вес. Для этого количество жидкого груза, слитого из каж­дого резервуара (выход), следует умножить на соответствующий ему удельный вес. Полученные произведения складываются. Данные о количестве жидких грузов, слитых из береговых резервуаров, в це­лом и по отдельности, судну представляет отправитель, а удельные ве­са выбираются из паспортов качества по каждому резервуару отдель­но. Отнеся, далее, сумму полученных произведений выходов на удельные веса к сумме выходов, можно получить величину средневзвешен­ной плотности (удельного веса) принятого танкером жидкого груза:

(62)

При замерах высот пустоты или взлива необходимо учитывать, что калибровочные таблицы рассчитаны для случая посадки танкера на ровный киль, т. е. без дифферента. Поскольку замерные трубки проходят не через геометрический центр танка, а размещены вблизи от кормовых или носовых переборок, результаты замеров высоты взли­ва или пустоты в танке, если судно имеет дифферент, искажают истин­ную картину. На рис. 63 показано, что при дифференте судна на кор­му измеренная высота пустоты меньше истинной на величину Ah, если замерная трубка размещена у кормовой переборки, или больше истинной на ту же величину Ah, если замерная трубка размещена

Рис.63. Продольный разрез танка при загрузке с дифферентом на корму

(измерение высоты пустоты)

Рис.64. Продольный разрез танка при загрузке с дифферентом на корму (измерение высоты взлива)у носовой переборки. Следовательно, для получения истинной высо­ты пустоты нужно исправить измеренную высоту путем алгебраиче­ского суммирования ее с величиной Δh:

(63)

Где h_n — истинная высота пустоты в танке; Лизм.п — измеренная высота пустоты.

При размещении замерной трубки у кормовой переборки в случае загрузки с дифферентом на корму поправка будет иметь знак «+», а при размещении замерной трубки у носовой переборки—знак «—».

Если измеряется высота взлива груза (рис. 64), то при дифференте на корму и размещении замерной трубки у кормовой переборки изме­ренная высота груза больше истинной на некоторую величину А/г, а при размещении замерной трубки у носовой переборки — меньше истинной на ту же величину. Следовательно, истинная высота взлива груза может быть получена исправлением измеренной ее высоты на величину А/г путем алгебраического их суммирования:

(64)

где h_взл — истинная высота взлива груза;

h_{ИЗм.вал} — измеренная высота взлива груза.

При размещении замерной трубки у кормовой переборки, в случае загрузки с дифферентом на корму, поправка будет иметь знак «—», а при размещении замерной трубки у носовой переборки — знак «+». При загрузке с дифферентом на нос во всех рассмотренных случаях замеров пустот в танках или взливов груза знаки изменяются на об­ратные.

Поправки на дифферент Δh даются в специальной таблице, при­ложенной к калибровочным таблицам. Таблица поправок рассчиты­вается индивидуально для каждого грузового танка судна. В качестве примера может быть приведена такая таблица для танкера «Казбек» табл. 34).

Поправка на дифферент вносится не только при определении коли­чества груза, но и при определении высоты слоя воды, если таковая имеется в данной части танка.

4. По истинной высоте взлива воды из этой таблицы выбирается объем воды:

V_B = 3,2 м³

5. Объем груза определяется путем вычисления объема воды из совместного объема:

V_г = V_совм – V_в = 586,2 – 3.2 = 583 м³

ГРУЗОВЫЕ ОПЕРАЦИИ ТАНКЕРА

СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНА ЗАГРУЗКИ ТАНКЕРА

План загрузки танкера (карго-план) составляется вторым помощ­ником после получения указания пароходства о предстоящем рейсе и утверждается капитаном. Прежде всего необходимо определить то максимальное количество груза, которое, исходя из условий рейса, может принять танкер. Количество груза, принимаемого на борт суд­на, регламентируется величиной запаса плавучести, который должен иметь танкер к моменту окончания погрузки. Запас плавучести уста­навливается Правилами о грузовой марке и определяется ожидаемыми гидрометеорологическими условиями рейса, районом плавания и вре­менем года.

Особенностью наливного судна является то, что оно в загруженном состоянии имеет прогиб корпуса, причем величина стрелки прогиба (разность между фактической осадкой на миделе и средней осадкой, определенной по осадкам оконечностей) может превышать 20 см. Нали­чие прогиба характерно для танкера при правильной загрузке в пол­ном грузу. При загрузке с прогибом корпуса танкер погружается по грузовую марку раньше, чем полностью использован его дедвейт, т. е. судно недогружено.

При неполной загрузке судна и переходе в балласте нередко воз­никает перегиб, при котором танкер погружается по грузовую марку уже после того, как полностью использована его грузоподъемность.

Таким образом, решая вопрос о загрузке танкера, необходимо точ­но учесть, насколько он будет перегружен либо недогружен из-за пе­региба или прогиба, для чего рекомендуется следующий метод рас­чета.

Сначала определяется условная расчетная осадка по формуле

(65)

Затем из величины фактической осадки на миделе вычитается T_расч, а полученная разность (выраженная в сантиметрах) умножается на t_x (число тонн, изменяющих осадку на 1 см), что дает количество тонн перегруженного (знак «—») или недогруженного (знак «+») на тан­кер груза:

(66)

Приведенные примеры показывают, что для избежания перегруза или недогруза танкера судно следует грузить по расчетную осадку на миделе. Это позволит полностью использовать его дедвейт.

План загрузки танкера должен предусматривать:

максимальное использование грузоподъемности и грузовместимости судна при условии обеспечения сохранности груза во время погрузки, перевозки и выгрузки;

наилучшую технологическую схему погрузки, позволяющую дос­тичь сокращения продолжительности грузовых операций до минимума при условии обеспечения пожарной безопасности;

рациональное распределение грузов и переменных запасов по дли­не судна, исключающее возникновение чрезмерных напряжений кор­пуса;

обеспечение нормальных остойчивости, дифферента и осадки суд­на на всех этапах рейса, т. е. во время грузовых операций и на переходе.

Работа по составлению плана загрузки должна проводиться в следующей последовательности.

I. Определение объема запланированного для данного рейса ко­личества груза, выполняемое по формуле

( 67)

где V_гр - объем, занимаемый грузом; вес груза, подлежащего наливу;

Q – вес груза, подлежащего наливу;

d - удельный вес груза.

II. Определение не заполняемого грузом суммарного объема танков V_н по формуле

(68)

где V_T — суммарный объем танков судна;

V_гр — объем, занимаемый грузом при погрузке.

III. Определение коэффициента незаполненности объема танков k_н.o по формуле

k_н.о=V_T-V_гр. (69)

(74)

или

(63)

то высота пустот достаточная.

Если же У_н.о - ΔV_h.o < 0, то количество принимаемого груза должно быть соответственно уменьшено.

VI. При распределении общего количества груза по танкам пус­тоты в них должны быть минимальными, что предупредит чрезмер­ные потери веса, так как интенсивность испарения груза возрас­тает с увеличением объема незаполненной части танка. Для вы­полнения расчетов, связанных с распределением груза по танкам, необходимы следующие исходные данные: высота каждого танка; ко­эффициент незаполненного объема в танках; удельный вес жидкого груза.

Из калибровочных таблиц выбираются объемы каждого из танков. Разность между общим объемом и объемом пустоты по каждому танку вносят в специально составляемую таблицу (см. пример) и в ней сум­мируют, получая при этом расчетный объем груза V_гp^pacч.

Нередко, вследствие того что расчет калибровочных таблиц ве­дется с точностью 0,5%,.фактический и расчетный объемы груза не совпадают. Если V_paсч > V_гр, то без введения поправки к высотам пустот в танках танкер будет перегружен, а если V_расч < V_гp, то будет иметь место недогруз.

Разность ΔV_гp между фактическим и расчетным объемами груза должна рассматриваться как поправка к расчету размещения грузов в танках:

(75)

Если поправка имеет знак «—», то во избежание перегрузки судна необходимо увеличить высоты пустот, и, напротив, при поправке со знаком «+» эти высоты должны быть уменьшены. Иными словами, должны быть найдены поправки к высотам пустот танков. Для этого общую поправку к расчету следует разделить на число дополняемых танков, в результате чего определяется средний объем, на который нужно увеличить пустоту каждого танка; этот объем делится на объем, соответствующий 1 см высоты танка, что и составляет поправку к вы­соте его пустоты.

Задача 28.Танкеру «София» запланирована перевозка 45 800 г сырой

20 нефти с удельным весом d — 0,85 из Новороссийска в Гавану, с заходом в Одессу для бункеровки.

Высота танков на танкере «София»: центральные — 15,82 м, бортовые — 15,79 м.

Распределить груз по танкам, предусмотрев в них пустоты на случай расши­рения груза.

Решение 1. Определяется объем планового количества груза при помощи формулы (67):

2. Определяется не заполненный грузом объем танков с применением фор­мулы (68):

V_{н. о} = 56 882—53 882 = 3000 м³.

3. Определяется коэффициент незаполненности танков по формуле (69):

4. Определяются высоты пустот в танках по формуле (70). Глубина централь­ных танков на «Софии» 15,82 ж, бортовых — 15,79 ж.

h_{п. д. т} = 0,0527x15,82 = 0,834 м;

h_{п. б. т} = 0,0527x15,79 = 0,832 м.

5. Определяются достаточности пустот на случай расширения груза: а) Определяется ожидаемая максимальная температура в рейсе.

По данным лоции, максимальная температура забортной воды составит 27° С. Ожидаемый нагрев груза от воздействия солнечной радиации Т С. При подстановке этих значений в формулу (71) получается:

б) Определяется удельный вес при максимальной температуре по формуле (72). Из табл. 30 выбирается температурная поправка на 1⁰:

в) По формуле (73) производится расчет объема груза на танкере при макси­мальной температуре

г) Производится определение уменьшения объема пустоты в танках из-за расширения груза по формуле (74):

ΔV_{н. о} = 54 524—53 882 = 642 м³.

Величина уменьшения объема пустоты в танках из-за расширения груза меньше величины незаполненного при погрузке объема (V_h.o ⁼ 3000 м³), следовательно, имеющаяся высота пустоты достаточна.

6. Производится распределение груза по танкам:

а) Определяется высота взлива как разность глубины танка и высоты пустот (см. п. 4):

в центральных танках h_вал = 15,820 — 0,834 = 14,986 м;

в бортовых танках h_взл = 15,790 — 0,832= 14,958 м.

б) Из калибровочных таблиц выписываются и сводятся в табл. 35 объемы всех танков, соответствующие высотам взлива груза в них.

						Та	блица 35
№ танка	Объем до уровня высоты взлива, м3	№ танка	Объем до уровня вы­соты взлива, м3	№ танка	Объем до уровня вы­соты взлива, м3	№ танка	Объем до уровня вы­соты взлива, м3
	3056 2967 2967 1		центральн 2952 2964 2964	ые т	а н к и 2961 2961 2961

Бортовые танки

1 л, б.				5 л. б.		6 л. б.
1 п, б.				5п. б.		6 п. б.
2 л. б.
2 п. б.
Σ		Σ		Σ		Σ

Всего: 54012 м³

в) Определяется поправка к расчету размещения груза в танках по формуле (75):

ΔV_гр = 53 882—54012= - 130 м³.

г) Поправка (п. 6, в) имеет знак «—». Следовательно, во избежание пере­груза требуется рассчитать поправки к высотам пустот в танках. Заполняется 20 танков, поэтому = 6,5 м³ - средний объем, на который нужно увели­чить пустоту каждого танка.

В калибровочных таблицах указано, что для всех центральных и шестых бор­товых танков 1 см высоты соответствует 2 м³ объема, а для бортовых первых, вторых и пятых танков — 1 м³.

Отсюда увеличение высоты лустот танков определяется как частное от де­ления:

= 3,2 см — для центральных, а также шестых бортовых танков;

= 6,5 см — для остальных бортовых танков.

Решение примера показывает, что правильное распределение груза по танкам — задача довольно.трудоемкая, но она может быть облег­чена путем применения заводской инструкции по загрузке, которой снабжается каждый танкер. В инструкции представлено несколько типовых вариантов загрузки танкера. Следует, однако, иметь в виду, что эти варианты не могут отразить всего многообразия случаев, встре­чающихся в процессе эксплуатации танкера. Они могут служить лишь в качестве прототипов для ориентировки. Между тем вопрос о пра­вильном распределении переменных нагрузок на современных танке­рах имеет важнейшее значение. Длина¹ современного танкера такова,

¹ Длина судов "типа «Труд» — 192 ж, типа «Пекин» — 203 м, типа «Лисчанск» — 207 м, типа «Леонардо да Винчи» — 228 м, типа «София» — 230 м. что нерациональное распределение Груза может привести к возник­новению в корпусе судна напряжений, превышающих допускаемые. Контроль за обеспечением продольной прочности осуществляется при помощи диаграммы допустимых пределов арифметических полу­сумм моментов сил дейдвейта относительно миделя (рис. 65). Крите­рием оценки качества загрузки служит положение на диаграмме точ­ки (условно называемой точкой А), которая наносится по двум аргу­ментам: дедвейту и полусумме моментов сил .относительно ми­деля.

Первый аргумент — это сум­ма всех статей дедвейта:

D_w = ΣP_iт , (76)

где P_t — статьи дедвейта.

Для получения второго аргу­мента следует сложить арифме­тически (без учета знаков) мо­менты тех же статей дедвейта и полученную сумму поделить на 2:

(77)

где x_t — отстояние центра тяжести каждого отсека от миделя (приводится в Инструкции по загрузке танкера)

1—1— изгибающий момент на тихой воде ра­вен нулю; 2—2 — вершина волны опасна; 3—3 — подошва волны опасна; 4—4 — верхняя граница допустимых арифметических полусумм моментов сил дедвейта относительно миделя на тихой воде; 5—5—нижняя граница допусти­мых арифметических полусумм моментов сил дедвейта относительно миделя на тихой воде

где x_t — отстояние центра тяжести каждого отсека от миделя (приводится в Инструкции по загрузке танкера)

Рис. 65. Диаграмма допустимых пределов арифметических полусумм моментов сил дедвейта относительно миделя (танкер «София»).

1—1 — изгибающий момент на тихой воде ра­вен нулю; 2—2 — вершина волны опасна; 3—3 — подошва волны опасна; 4—4 — верхняя граница допустимых арифметических полусумм моментов сил дедвейта относительно миделя на тихой воде; 5—5—нижняя граница допусти­мых арифметических полусумм моментов сил дедвейта относительно миделя на тихой воде

Наиболее благоприятный ва­риант загрузки тот, при кото­ром точка А лежит на линии 1 — 1, т. е. в случае, когда из­гибающий момент на тихой воде равен нулю. Допустимые пре­делы положения точки А огра­ничиваются линиями 2 — 2 и 3 — 3. Во всех других случаях нагрузка считается недопустимой и следует изменить ее вариант. Вычисляя аргументы, нужно придерживаться следующего поряд­ка. После расчета запасов из числа имеющихся в «Инструкции по за­грузке танкера» вариантов выбирается как исходный наиболее под­ходящий из них. Проводится предварительное распределение груза и запасов по отсекам, как было показано выше. Составляется расчет­ная таблица, в которой суммируются веса всех статей дедвейта и их моменты относительно миделя, что дает аргументы для вхождения в диаграмму допустимых пределов арифметических полусумм момен­тов сил дедвейта относительно миделя.

Аналогичные расчеты тех же аргументов производятся на момен­ты захода в промежуточные порты, выхода в океан, прихода в порт назначения, перед обратным балластным переходом. Если точка А окажется выше линии 2 — 2, то часть дедвейта нужно сместить к ми­делю, чтобы уменьшить полусумму моментов. Если же она будет ле­жать ниже линии 3 — 3, то часть дедвейта следует переместить к оконечностям. Величина изменения полусуммы моментов снимается с диаграммы — это расстояние по вертикали от точки А до линии 1 — 1. Исходя из необходимого изменения исходной полусуммы моментов и плеча возможного перемещения дедвейта определяют количество груза, положение которого подлежит изменению. Если это не дает результата, следует уменьшить или увеличить дедвейт. Выбор вариан­та загрузки признается завершенным, когда точка А будет лежать в зоне между линиями 2 — 2 и 3 — 3.

Задача29. Танкер «София» должен принять 45 800 т сырой нефти (см. пример 28) с удельным весом d = 0,85 для перевозки из Новороссийска в Гавану с заходом в Одессу для бункеровки. Скорость хода в. грузу 17 узлов. Суточный расход топлива 114 т- Суточный расход воды 15 т. Запасы для перехода до Одес­сы: 300 тмазута, 50 тводы. Расстояния: Новороссийск—Одесса — 362 мили, Одесса — Гавана — 6175 миль, Гавана — Новороссийск — 6285 миль.

Определить правильность избранного варианта загрузки на моменты выхода из Новороссийска, прихода в Одессу, начала перехода Одесса—Гибралтар, подхода к Гибралтару (момент выхода в океан), прихода в порт назначения.

Решение. 1. Расчет аргументов для ввода в диаграмму полусуммы мо­ментов ведется в табличной форме (табл. 36).

Таблица 36

		Отстояние	Моменты сил
Наименование статьи дедвейта	Вес, т	центра тя­жести от	веса относи­тельно ми-
		миделя, м	деля, Тм
Груз:
В центральных танках
№ 1		+80,2	+207 959
№ 2		+67,8	+170 585
№ 3		+55,5	+139 638
№ 4		+43,6	+109 174
№ 5		+30,9	+ 77 683
№ 6		+ 18,6	+ 46 760
№ 7		+ 6,3	+ 15 825
№ 8		- 6,0	- 15072
№ 9		- 18,3	- 45 970
№ 10		- 30,6	- 76 775
№ 11		- 42,9	-107 636
№ 12		- 55,0	-137 885
в бортовых танках
№ 1		-79,6	+100 774
№ 2		+61,4	+265 370
№ 5		-11,9	- 54 907
№ 6		-39,5	- 212 510
Пресная вода		-96,4	- 4 820
Топливо		-67,9	- 20 370
Итого			1809 713

Дедвейт 46150

Полусумма моментов 904 856

2. Рассчитанные аргументы вводятся в диаграмму. При этом обнаружилось, что загрузка с точки зрения прочности корпуса рассчитана удовлетворительно — точка А лежит почти на линии 1—1, т. е. избранный вариант загрузки близок к оптимальному.

3. На переходе до Одессы была израсходована вся вода и 150 г бункера. О влиянии этого на прочность можно судить по диаграмме полусумм, в которую должны быть введены аргументы, рассчитываемые по нижеследующей таблице (табл. 37).

Введя в диаграмму полусумм моментов полученные аргументы, можно увидеть, что допустимым пределом для изменившегося дедвейта является вели­чина полусуммы моментов, составляющая 900 000 тм, т. е. величина, весьма близкая к рассчитанной.

4. В Одессе были приняты: мазут — 3040 т, дизельное топливо — 20 т, масло — 20 т, вода, снабжение, провизия — 340 т. Моменты сил веса топлива рассчитываются в табличной форме (табл. 38).

5. Чтобы получить величины D_w и на момент отхода из Одессы, данные по грузу, топливу, снабжению, воде и провизии суммируются в нижеследующей таблице (табл. 39).

Точка А, соответствующая дедвейту и полусумме моментов относительно

миделя при данной загрузке, располагается в зоне допустимой величины .

Условия, обеспечивающие прочность корпуса при таком варианте загрузки в момент выхода танкера в рейс, по мере расходования запасов будут улучшаться.

Таблица 39

6. За время перехода до Гибралтара расход топлива составит 712 т, а во­ды — 110 т. Топливо следует расходовать из всех бункерных емкостей, чтобы увеличить пустоты; в противном случае мазут во время качки может иыилгеки-ваться на палубу через гусаки (воздушные трубки).

Влияние расходования запасов на прочность корпуса перед выходом судна в океан можно установить при помощи табличного расчета (табл 40) для получениявеличены D_w и Таблица 40

Данные, полученные в этой таблице, суммируются с ранее полученными расчетными данными по грузу в нижеследующей таблице (табл. 41).

Таблица 41

Таким образом, перед выходом в океан танкер имеет D_w — 48 548 т и =1 010 106, т. е. , как об этом можно судить по расположению точки А на диаграмме полусумм моментов, условия, обеспечивающие прочность корпуса, удовлетворены.

7. К приходу в Гавану через 16 суток плавания будет израсходовано 1830 т топлива, 240 тводы и 5 т снабжения и провизии. Нужно определить вес иполу­сумму моментов относительно миделя оставшихся запасов. Расчет ведется в табличной форме (табл. 42).

Таблица 42

Поскольку количество и размещение груза не изменились, получить вели­чину дедвейта и полусуммы моментов к приходу в порт назначения можно сум­мированием соответствующих величин, характеризующих груз, с данными выше­приведенной таблицы. Тогда:

D_w = 45 800 +1445 - 47 295 т;

= 892 262 + 67 457 = 959 719 тм.

Точка А на диаграмме будет расположена удовлетворительно — в узкой зоне между линиями 1—1 и 3—3 (см. рис. 65). Следовательно, во время рейса требования по обеспечению прочности корпуса были соблюдены.

Наливные суда характеризуются большой поперечной метацен-трической высотой, поэтому вопроса об их остойчивости не возникает. Даже наличие большого количества уровней свободной поверхности жидкости на танкере не является опасным. Хотя моменты инерции, развиваемые уровнями свободной поверхности жидкости, безусловно, понижают метацентрическую высоту, вредные последствия этого яв­ления компенсируются, во-первых, конструктивными особенностями танкера (продольные переборки, отбойные листы в верхних частях танков), а во-вторых, избыточной остойчивостью, присущей этим су­дам. Если же возникает необходимость в проверке остойчивости при погрузке, балластировке или в любой иной момент рейса, соответству­ющий расчет может быть выполнен в том же порядке, как это описано, применительно к сухогрузному судну. При этом следует отметить, что выполнение расчетов по остойчивости танкеров проще, чем для сухогрузного судна. Это обусловлено однородностью груза и наличием четкой информации, позволяющей легко определить отстоя­ние центра тяжести от киля,

Обеспечение качественной доставки груза получателю достигается главным образом за счет проведения соответствующих технических операций в течение всего рейса, начиная с подготовки танкера к при­ему груза и кончая моментом его слива в порту назначения. При составлении же плана загруз­ки следует учитывать, что, если планируется перевозка нескольких сортов нефтепродуктов или иного жидкого груза, то во избежание

Рис.66. Диаграмма осадок носом и кормой (танкер «София»)

смешения их следует размещать таким образом, чтобы они разделя­лись не менее чем двумя клинкетами или насосным отделением.

При составлении плана загрузки необходимо учитывать, что правильная посадка является одним из важнейших условий обеспе­чения надлежащих мореходных качеств танкера. Определение диф­ферента танкера может быть выполнено расчетным путем, аналогич­но определению дифферента сухогрузного судна, но это весьма трудоемкая работа. Поэтому определение дифферента целе­сообразнее производить при помощи «Диаграммы осадок носом и кор­мой» (рис. 66).

Для определения осадок носом и кормой по диаграмме необходимо подсчитать алгебраическую сумму статических моментов сил пос.ч гру­за и запасов относительно миделя. Эту сумму нужно разделить на удельный вес забортной воды. Расчет суммы моментов ведется в таб­личной формедак же, как расчет арифметической суммы моментов при определении условий обеспечения прочности (см. выше). Сумму моментов следует сложить с полусуммой статических моментов судна порожнем. Полученная величина является одним из аргументов, кото­рые необходимы для пользования диаграммой.

Вторым аргументом служит объемное водоизмещение судна:

где γ_в — удельный вес забортной воды;

D — весовое водоизмещение;

D = D₀ + D_w

Пользуясь диаграммой осадок, можно определить: осадки носом и кормой; количество принятого груза; количество и место располо­жения груза, подлежащего откачке для уменьшения осадок носом и кормой до заданных значений; количество груза, подлежащего от­качке для снятия с мели.

Задача 30.Определить осадку носом и кормой танкера «София», загру­женного сырой нефтью (см. пример 28). Удельный вес забортной воды 1,019, весовое водоизмещение судна порожнем D_o = 13 330 т, полусумма статических моментов судна порожнем — 215 365 тм.

Решение. 1. Выполняется расчет, водоизмещения и суммы моментов сил относительно миделя в табличной форме (табл. 43).

Таблица 43

Наименование статьи водоизмеще­ния в центральных танках	Вес, Т	Отстояние цент­ра тяжести от миделя, м	Моменты сил веса относительно миделя, Тм
Груз: в центральных танках № 1 № 2 № 3 № 4 № 5 № 6 № 7 № 8 № 9 № 10 № 11 № 12 в бортовых танках № 1 № 2 № 5 № 6 Пресная вода Топливо	4322 4614	+80,2 -67,8 +55,5 -43,6 -30,9 +18,6 +6,3 -6,0 -18,3 -30,6 -42,9 -55,0   +79,6 +61,4 -11,9 -39,5 -96,4 -67,9	+207 959 +170585 +139 638 + 109174 +77 683 +46 760 +15 825 -15 072 -45 970 -76 775 -107 636 -137 885   +100 774 +265 370 -54 907 -212 510 -4 820 -20 370
Итого Судно порожнем	13 330		+457 823 -215 365

Всего 59 480 242 458

2. Определяется объемное водоизмещение путем деления весового водоизмещения на удельный вес забортной воды:

V = 59480 : 1,019 = 58 371 м³.

3. Определяется статический момент М путем деления суммы статических моментов на удельный вес забортной воды:

М = 242458: 1,019 = 237937 м³.

4. С использованием полученных V и М по диаграмме определяется осадка:

Т_н =11,1 м; Т_К = 11,5 м.

Приложение 3

ГРУЗОЗАХВАТНЫЕПРИСПОСОБЛЕНИЯ

От правильного выбора приспособлений для погрузки и выгрузки в значительной мере зависит интенсивность проведения грузовых операций, а следо­вательно, идлительность стоянки судна под грузовыми операциями. Большое значение это имеет и сточки зрения обеспечения сохранности грузов при пере­валке. Грузозахватные приспособления должны отвечать следующим основным требованиям:

обеспечения наибольшего веса подъема груза,допускаемого грузоподъем­ностью перегрузочной машины;

быстроты захвата и освобождения груза;

сохранности перерабатываемого груза;

простаты и надежности конструкции при минимальном собственном весе и дешевизнеизготовления;

безопасностивыполнения работ.

Рис.39. Строп со скльзящим гаком

Рис.40. Спаренные стро­пы с двумя соединительными кольцами

С учетом разнообразия форм, весов и габаритов перевозимых морем гру­зов, а также различия в их реакции на приложение внешних сил существуют раз­личные виды грузоэахватых приспособлений. Стропы изготовляют из раститель­ных и стальных тросов, а также из такелажных цепей. При расчете рабочей гру­зоподъемности стропа необходимо учитывать, что каждый сплесень уменьшает крепость троса на 10—15%. Для работы с пиломатериалами, с грузами в меш­ках, тюках и кипах применяют строп из растительного троса содной сростком. Длина стропа 8—12 м, диаметр троса 25—30 мм. Таким стропом груз при подъ­еме плотно затягивается через петлю. Для погрузки штучных грузов методом затяжки гаком применяют строп из растительного троса сдвумя петлями и скользящим гаком, Одну петлю этого стропа надеваютил гак шкентеля. адругую — после опоясывания груза на скользящий гак, находящийся на стро­пе. При работе таким стропом ускоряется процесс застронки и отстропки гру­за, а также улучшается затяжка поднимаемого груза. Длина его 10—26 м, диа­метр растительного троса 25—50 мм, стального 12,5—37 мм. Прочность сколь­зящего гака должны соответствовать грузоподъемности стропа (рис. 39).

Спаренные стропы изготовляют из растительных и стальных тросов; они имеют одно соединительное кольцо и две петли по концам. Применяют их в тех случаях, кргда требуются два стропа равной длины для работы методом подвес­каили затяжки груза. Наличие соединительного, кольца позволяет сократить время, нужное для надевания на гак шкентеля (вместо двух петель надевается одно кольцо). Длина стропа 3—20 м\ диаметр троса: растительного 25—50 мм, стального 12,5—37 мм

Спаренные стропы с двумя кольцами (рис. 40) применяют как два спарен­ных стропа рапной длины для перегрузки штучных грузов, которые должны оставаться в горизонтальном положении, для чего на гак шкентеля надевается кольцо А. Когда нужно поднять груз в наклонном положении (особенно длинно-меры), на гак шкентеля надевают кольцо В. Достоинство такого стропа состоит в том, что нет необходимости подбирать стропы разной или равной длины, а можно пользоваться одним и тем же стропом.

Строп с гаком изготавливают из растительных и стальных тросов и из цепей. Представляет собой отрезок троса или цепи, на одном конце которого имеется кольцо или петля, а на другом — гак. Кольцо или петлю закладывают на гак грузового шкентеля, а гак, имеющийся на конце стропа, служит для затяжки груза или для удлинения других стропов. Длина стропа: из стального и расти­тельного троса 4—6 м, цепного 2—1 м; диаметр растительного троса 25—50 мм, стального 12,5—37 мм.

Рис.41. Грузовая площадка

Рис.42. Грузовая сетка

При подъеме несимметричных тяжелых грузов различных размеров и кон­фигураций применяют цепные и канатные стропы с регулируемой длиной их ветвей, что значительно сокращает время «настройки» стропа. Для регулирова­ния длины ветвей цепного стропа применяются различные приспособления, поз­воляющие легко изменять длину ветвей цепных стропов путем перестановки звеньев.

Помимо стропов, существуют специальные грузозахватные приспособления для перегрузки штучных грузов:

1) универсальные деревянные и стальные площадки, применение которых способствует ускорению грузовых операций и надежно обеспечивает сохранность груза при перегрузках. На этих площадках формируются подъемы с грузом для подачи и трюм или для выгрузки из трюма судна (рис. 41). Во многих случаях такие подъемы укладывают непосредственно в трюме с площадками;

2) грузовые сетки (рис. 42), которые используются для перегрузки мешко-вых, ящичных, киповых, бочковых грузов. Изготовляют их из растительных и стальных тросов. Наиболее характерные размеры сеток и их грузоподъемность приведены в табл. 23;

Таблица 23

Сетки	Размеры, м	Грузо­подъем­ность, Г	Сетки	Размеры, м	Грузо­подъем­ность, Т
Из растительного троса	3,2x3,2 3,8x3,8	2 3	Из стального тро­са	3,0x3,0 3,5x3,5	3 5

3) захваты для балансов (рис. 43);

4) захваты для ящиков (рис. 44);

5) захваты для рулонов бумаги (рис. 45);

6) электромагнитные захваты для работы с чугунными чушками и изделиями из черных металлов;

7) захваты для листовой стали: простые {рис. 46, а) и с прижимной лапой (рис. 46, б). При подъеме больших листов стали реко­мендуется пользоваться двумя парами захва­тов и более с применением распорной балки;

Рис. 43. Захват для ба­лансов

Рис. 44. Захват для ящиков

8) захваты для бочкового груза, цепные (рис. 47, а) и комбинированные (рис. 47, б). Более удобны комбинированные захваты с храпцами, так как они, во-первых, требуют в 2 раза меньше цепей по сравнению с существующим типом захватов с замкнутой цепью,"а во-вторых, в случае их применения ликвидирует­ся закрутка захватов с цепью, ускоряются зацеп и отцеп груза; при отсутствии цепей для изготовления комбиниро­ванных захватов можно применять растительные и стальные тросы. Для переработки некоторых видов грузов применяют полуавто­матические захваты, использование которых сводит ручной труд к обслуживанию самого захватного устройства. К ним относятся само-отцепляющиеся храпцы для пере­грузки бочковых грузов, самоотцеп­ляющиеся ковши и др. Наиболее совершенные автоматические захват­ные приспособления, которые захва­тывают груз без участия рабочих. К числу их относятся грейферы, пред­назначенные для переработки

Рис. 45. Захват для рулонов бумаги

навалочных и насыпных грузов, емкостью от 1,5 до 8 м³, грейферы для перера­ботки асфальта и битума, многочелюстные (лепестковые) грейферы типа «Полип» (рис. 48) для переработки чугуна в чушках, металлолома, камня и пневмати­ческие захиаты, приводимые в действие от основной перегрузочной машины, которой управляет крановщик, моторист или водитель.

Для облегчения труда рабочих при переработке сахара-сырца в портах применяют специальные клещевидные захваты, с помощью которых он выгружается из трюма.

Рис. 46. Захваты для листовой стали

Рис. 47. Захваты для бочкового груза

Рис. 48. Многочелюстнон грейфер тина «Полин»

Рис. 49. Клещевидный захват

При переработке некоторых каповых грузов (хлопок, джут, каучук) рационально пользоваться клещевидными захватами с шипами (рис. 49). Захваты накладываются на кипу груза, и при затяжке (в момент подъема) шипы вонзаются в кипу. Обычно их соединяют в один комплект по несколькупар на специальной четырехугольной раме н таким образом обеспе­чивают захват одновременно нескольких кип.

В последнее время широкое применение нашли вакуумные захваты. Для подъема листового материала различной конфигурации применяютвакуумный захват ячеистого типа. Он представляет собой полый плоский металлический корпус с верхними отверстиями для подключения к вакуумному насосу или си­стеме низкого давления. Большое количество ребер на верхней поверхности за­хвата дает возможность воздуху отсасываться из всех частей внутренней камеры захвата, а также придает ему жесткость. В нижней части захвата на определен­ном расстоянии друг от друга расположены круглые отверстия (ячейки), каждая из которых имеет форму втулки. После опускания захвата в полости его создаст­ся вакуум, вследствие чего происходит присасывание грузового места. Преиму­щество этого захвата заключается в возможности захвата плоских изделий раз­личной конфигурации, так как ячейки, которые не захватывают изделия, за­крываются клапанами и повышают подъемную силу вакуумного захвата. Имеют­ся вакуумные захваты для труб, коробок, листов металла и стекла, а также гру­зозахватные приспособления с вакуумными присосамн и электромагнитами.

Приложение 4

ВНУТРИТРЮМНАЯ МЕХАНИЗАЦИЯ

Сущность механизации трюмных работ заключается а том, что с помощью машин перемещают груз с просвета люка в подпалубное пространство при по­грузке и из подпалубного пространства на просвет люка — при выгрузке. Наи­более полная механизация трюмных работ достигнута при переработке навалоч­ных грузов.

Рис.50. Трюмный погрузчик ПТС-2 для навалочных грузов

При погрузке навалочных грузов механизация трюмных работ осущест­вляется с помощью машин ПТС-1, ПТС-2 (рис. 50), ПТС-1, ПТС-5, ПТБ-1, ПТБ-2 и др. Эксплуатационно-технические характеристики этих машин раз­личны — они зависят от свойств грузов, для которых предназначены. Обычно такая машина представляет собой агрегат, состоянии! из приемного бункера и ленточного выдвижного транспортера, вращающегося вокруг вертикальной оси на 360°. При загрузке судна груз через выпускное отверстие бункера подается на транспортер, которым перемещается в любую точку подпалубного пространст­ва. Эти машины устанавливают непосредственно на груз или крепят к коминг­сам люка. Производительность машин составляет от 100 до 350 т/ч, общий вес — от 2,5 до 8,0 г.

При выгрузке навалочных грузов применяются машины ПСГ-100 (риг. 51), ПСГ-200. В общем виде конструкция этих машин представляет собой самоход­ный конвейер на гусеничном ходу с механическим захватным устройством. Сво­бодно передвигаясь в подпалубном пространстве, машина захватывает груз из самых отдаленных углов трюма и через конвейер подает его на просвет лгока. Производительность машин, в зависимости от конструкции, колеблется от 55 до 200 т/ч. Для механизации трюмных работ с навалочными грузами применяют-

Рис.51. Трюмный погрузчик для угля ПСГ-100

ся также и другие машины: малогабаритный бульдозер БМТ-3, имеющий про­изводительность 50 т/ч, малогабаритный бульдозер БМТ-4 производительно­стью 60 г/¹', трюмная ковшовая машина ТКМ-1 производительностью 100—120 г/ч. Применение этих машин способствует сокращению стояночного времени судна за счет увеличения интенсивности грузовых работ.

Механизация трюмных работ при погрузке зерна (штивка) осуществляется с помощью специальной машины —трюмного бросателя зерна (рис. 52). Это компактная машина, имеющая общий вес 1750 кг; она подвешивается за пружины приемного бункера к грузовому шкентелю судовой стрелы над просветом люка и стабилизируется при помощи растяжек. Зерно, поступающее в приемный бункер машины, бросательным устройством, представляющим собой вращающийся бара­бан с лопастями, перемещается в подпалубное пространство на расстояние до 15 м. Машина имеет механизм поворота, который позволяет изменять движение струи выбрасыпасмот зерна в любом направлении без перестановки машины. Производительность этой машины составляет 250 г/ч.

Для механизации трюмных работ при переработке ящичных и мешковых грузов и грузов, уложенных готовыми пакетами на поддонах, применяют раз­личной конструкции погрузчики, самоходные тележки и навесные устройства. Наиболее распространенными среди машин такого рода являются электропогрузчиктипа ЭП-2, ЭП-3,2, ЭА-501 (рис. 53), 4004, КВЗ. ЕВ-732 грузоподъем­ностью от 1 до 5 т, а также автопогрузчики 4043 и 4045 с поглотителями отра­ботанных газов и специальными отсосами. Они могут снабжаться сменными гру­зозахватными приспособлениями для различных штучных грузов. Свободно передвигаясь по панолу трюма, эти машины доставляют груз от просвета люка в любую точку подпалубного пространства и укладывают его в штабель на вы­соту до 5 л.

Из-за ограниченной высоты грузовых помещений часто оказывается невоз­можным полностью механизировать работы в трюмах, Поэтому ведется работа по созданию таких погрузчиков, которые благодаря гусеничному или шагающему

устройству можно устанавливать на груз и передвигать по нему, не нарушая его тары. Создан также ряд конструкций навесных приспособлений: подпалуб-ный мост, телескопический перегружатель, подвесная крановая стрела и др. Навесные машины устанавливают на палубе судна или крепят к комингсам люка. Они имеют ряд преимуществ перед погрузчиками, так как размещают и укладывают груз в любой точке подпалубного пространства независимо от кон­струкции и размеров трюма и прочности его пайола. Погрузка с помощью на­весных устройств производите'* в любой последовательности. Машины, обору­дованныедистанционным управлением, постоянно находятся в поле зрения кра­новщика, что создаст возможность бо­лее четкого взаимодействия в работе этих машин с работой портального кра­на или судовой лебедки.

Рис.52. Трюмный бросатель зерна

Рис.53. Трюмный погрузчик для штучных грузов ЭА-501

К внутритрюмной механизации условно можно отнести такие простейшие приспособления, как шкентель судовой лебедки, пропущенный через капифас-блок для погрузки тяжеловесных грузов (круглого леса, металлических труб, рельсов и др.). Такой груз поднимают с причала краном и опускают в трюм на просвет люка. Чтобы переместить этот груз в подиалубное пространство, его стропят шкентелем судовой лебедки, расположенным, благодаря канифас-блокам, таким образом, что при наматывании шкентеля на барабан лебедки груз в трюме получает поступательное движение и перемещается в заданную точку.Для уменьшения силы трения при перетяжке по пайолу трюма тяжеловесных мест под них подкладывают катки. Судно обязано предоставлять судоные лебед­ки для этой цели во всех случаях, когда возникает необходимость в подтягива­нии упомянутых выше грузов в подпалубноепространство.

Применение портом внутритрюмной механизации повышает экономическую эффективность грузовых операций при обработке морских судов. Новая техно­логия должна учитывать все новейшие достижения в технике производства, в ме­ханизации грузовых работ и тот передовой опыт, который накоплен в отдельных портах. Такая технология считается передовой и прогрессивной.

Приложение 5