Удельным объемом называется объем единицы массы груза, т. е. величина обратная объемной массе продукта.

Удельный погрузочный объем показывает, какой объем подвижного состава занимает в среднем 1 т груза:

,

где – объем вагона, занятый грузом, м³

– масса груза в вагоне, т.

ми между ними. По конструкции гофропласт напоминает трехслойный картон, может применяться для изготовления тары любой формы: лотков, коробок, ящиков, чехлов, а также контейнеров и поддонов разового использования.

Большое значение при изготовлении тары имеет стандартизация и унификация тары. В соответствии с рекомендациями международной организации по вопросам стандартизации ИСО, а также решениями Европейской федерации упаковки, международного железнодорожного союза других организаций модулем для унификации размеров транспортной тары был принят размер поддона 800×1200 мм.

2.3. Упаковочные материалы.

В зависимости от использования упаковочные материалы разделяются на изолирующие, поглощающие и амортизационные.

Изолирующие материалы служат для защиты грузов от воздействия внешних агрессивных факторов. К ним относятся: бумага, фольга, полимерные пленки, а также различные их сочетания.

Бумажные изолирующие материалы: пергамент, подпергамент, пергамин, парафинированная, водонепроницаемая бумага.

Фольга применяется из меди, свинца, алюминия, олова, нержавеющей стали. Фольга используется часто в сочетании с другими различными материалами.

В качестве изолирующих материалов используются также полимерные пленки.

Поглощающие материалы используются для помещения избыточных паров воздуха, проникающих внутрь упаковки или для предотвращения распространения внутри упаковки жидкостей, вытекающих из поврежденной потребительской тары. К этим материалам относятся: активированный уголь, силикагель, обладающие высокой гигроскопичностью.

Амортизационные материалы обеспечивают сохранность изделий при ударах, вибрации, трении выступающих частей изделия о внутренние поверхности транспортной тары и других нагрузках. К ним относятся: древесная стружка, войлок, шерсть, стекловолокно, бумага, картон, пенистые полимеры.

Транспортные характеристики грузов

И их влияние на организацию перевозок.

Твердое топливо.

По происхождению твердое топливо разделяется на две группы:

- твердое топливо, образовавшееся в естественных условиях (ископаемые угли, горючие сланцы, торф, древесина и отходы сельскохозяйственного производства);

- твердое топливо, полученное искусственным путем (кокс, полукокс, древесный уголь, топливные брикеты и пылевидное топливо).

Ископаемые угли являются не только одним из важных источников энергии в России, но и ценнейшим сырьем химической промышленности. Делятся на три группы: бурые, каменные и антрациты.

Бурые угли содержат также значительное количество минеральных примесей, влаги, серы.

Объемная масса колеблется от 0,65 до 0,85 т/м³.

Бурые угли находят применение в качестве сырья для химического производства, но наиболее широко используются как энергетическое топливо.

Каменные угли разделяются на топочные и газовые.

Объемная масса различается от 0, 68 до 0, 96 т/м³.

В зависимости от свойств пи нагревании делятся на марки: длиннопламенный, газовый, газовый жирный, жирный, коксовый, тощий и др.

Антрациты имеют объемную массу от 0,85 до 1, 15 т/м³. Используются только как высококалорийное топливо.

После добычи в шахтах угли обогащают удалением из них минеральных примесей и серы. Для этого используют углемоечные машины, способы флотации, сепарации и др.

Увеличение в составе углей мелких фракций ухудшает их качество, приводит к интенсивному окислению, росту механических потерь при выполнении погрузочно-разгрузочных операций, увеличивает размеры потерь через вытяжные отверстия и колосниковую решетку, а также от выдувания и просыпания через неплотности кузова вагона при перевозке по железным дорогам.

Небольшие изменения в гранулометрическом составе ископаемых углей происходят в процессе выполнения погрузочно-разгрузочных работ.

Перевозка ископаемых углей на железнодорожном транспорте осуществляется навалом в полувагонах. Для полного использования грузоподъемности вагона их загрузку производят выше бортов – с «шапкой». Высота трапецеидальной «шапки» ископаемых углей после уплотнения катками-разравнителями должна быть 200 – 300 мм. Сыпучесть ископаемых углей характеризуется углом естественного откоса, равным 40 – 45°.

На рис. 3.1. показан вид трапецеидальной «шапки».

Рис. 3.1. Вид трапецеидальной «шапки».

;

Если угол естественного откоса равен 45°, H= 300 мм, то tg 45°=1. Отсюда м.

Размеры верхней площадки при L=12,156 м, B=2,9 м:

в = В – 2 ∙ 0,3 = 2,9 – 0,6 = 2,3 м.

l = L – 2 ∙ 0,3 = 12,156 – 0,6 = 11,556 м.

Объем “шапки” трапецеидальной формы:

При внутреннем объеме полувагона равным 74 м³ и объемной массе груза Р_уд = 0,68 т/м³, загрузка вагона будет м³

Масса ископаемых углей в вагоне определяется путем взвешивания на вагонных весах, при этом перегруз полувагона не допускается.

При выдаче ископаемых углей получателям, учитываются нормы естественной убыли согласно [4].

Для предотвращения смерзания грузоотправители обязаны снижать влажность углей до безопасных пределов: каменных углей – до 7 %, бурых – до 30 %. Если это невозможно, то грузоотправитель должен применить профилактические мероприятия, направленные на предотвращение или уменьшение степени смерзания, перечисленные в [4].

Ископаемые угли обладают способностью поглощать кислород воздуха, что приводит к самонагреванию и самовозгоранию. Наиболее устойчивыми в этом отношении являются антрациты, а наиболее неустойчивы – бурые угли. Предельные сроки хранения углей на складах грузовых дворов составляют 5 суток.

Кокс получают путем перегонки угля без доступа воздуха. Выделяемые газы при этом служат сырьем для химической промышленности. При высокотемпературном разложении (900 - 1000°С) ископаемых углей получают кокс, а при низком режиме (до 550°С) – полукокс. Полукокс используется как высококалорийное бездымное топливо.

Кокс выходит из печей в виде отдельных пористых и достаточно прочных кусков, устойчивых к истиранию.

В зависимости от размера кусков кокс сортируется на три класса: мелкий, орешек, доменный. Чем больше размер кусков, тем выше качество кокса.

Кокс классов: мелкий и орешек – подвержен смерзанию при перевозке.

Сыпучесть кокса характеризуется углом естественного откоса равным 32 - 38°. Объемная масса 0,35 ÷ 0,5 т/м³. Для лучшего использования грузоподъемности вагонов погрузка каменноугольного кокса производится с «шапкой» треугольной формы и максимальной высоты 1150 мм. Однако и в этом случае грузоподъемность вагонов используется лишь на 50 – 67%.

Определение массы кокса в вагоне производится взвешиванием на вагонных весах.

Хранят кокс на открытых площадках.

Горючие сланцы образовались в результате разложения морских микроорганизмов и планктона без доступа воздуха.

Горючая масса сланцев содержит до 90 % летучих веществ. Поэтому загораются они легко и горят желтым коптящим пламенем.

Наличие в массе горючих сланцев до 90 % балласта делает их перевозку на большие расстояния нерентабельной и используется как местное топливо для электростанций, промышленных установок и бытовых нужд. Однако основное назначение сланцев – сырье для химического производства.

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

Объемная масса – 1,06 ÷ 1,2 т/м³. Поэтому грузоподъемность вагонов при их перевозке используется полностью. Угол естественного откоса равен 40°.

Горючие сланцы – смерзающийся груз. В связи с этим необходимо проведение профилактических мероприятий согласно [4].

Торф образуется при разложении растительных остатков осоки, тростника, камыша, мхов под водой, в болотах при недостаточном доступе воздуха.

Установлены следующие значения условий влажности: для кускового торфа – 50 %; фрезерного – 53 %; для торфа, отгружаемого в качестве сельскохозяйственного удобрения – 65%.

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

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

Объемная масса колеблется в широких пределах: от 0,2 т/м³ (для воздушно-сухого продукта) до 0,65 т/м³ (для влажного). Поэтому грузоподъемность универсального подвижного состава используется не полностью.

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

Сыпучесть торфа характеризуется углом естественного откоса, равным 39 – 42°.

При длительном хранении торф подвержен самовозгоранию и является легкогорючим грузом. Для предотвращения загорания в пути следования необходимо: до высоты погрузки на 200 мм ниже уровня бортов укладывают торф с нормальной влажностью, а затем торф с влажностью не ниже 65 %. Погрузку производят с «шапкой» треугольного сечения высотой 200 – 250 мм. При температуре воздуха свыше 20°С дополнительно увлажняют поверхность торфа.

Нефть и нефтепродукты.

Указанные грузы разделены на три группы: сырая нефть, светлые нефтепродукты и темные нефтепродукты.

Сырая нефть представляет собой горючую маслянистую жидкость, обладающую характерным запахом, цветом от светло-желтого до коричневого, черного.

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

Фракционный состав определяет количество продукта в процентах от общего объема, выкипающие в определенных температурных режимах.

В зависимости от состава нефти и необходимости получения продуктов определенного качества различают физические и химические способы переработки. Технологический процесс прямой перегонки состоит из нагревания, испарения, конденсации и охлаждения при атмосферном давлении. В результате прямой перегонки получают бензин 3 – 15 %, лигроин 7–10 %, керосин 8–20 %, газойль 7–15 %, масляные дистилляты 20–25 % и мазут 65–90%.

Сравнительно небольшой выход бензинов при прямой перегонке нефти вызвал необходимость разработки и внедрения химических способов переработки: крекинг, (термический и каталитический), пиролиз и др.

Термический крекинг – это процесс расщепления длинных молекул тяжелых углеводородов на более короткие молекулы низкокипящих фракций.

Каталитический крекинг протекает при высоких температурах и присутствии катализаторов (алюмосиликатов) и позволяет большой выход крекинг–бензинов.

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

Свойства нефтепродуктов влияют на условия транспортирования, хранения и выполнения операций по наливу и сливу. К ним относятся: плотность, вязкость, температура плавления и вспышки, испаряемость, давление насыщенных паров и некоторые другие.

Плотность нефти зависит от содержания легких фракций, изменяется от 650 до 1060 кг/м³ и является качественной и количественной характеристикой. Плотность влияет на скорость истечения нефтепродуктов при сливе, наливе (см. табл. 3). Измеряется специальным прибором – ареометром.

Вязкость определяет подвижность (текучесть) нефтепродуктов и оказывает существенное влияние на условия транспортирования, перекачки и выполнения операций по сливу и наливу (табл. 3.1.).

Т а б л и ц а 3.1.

Нефтепродукт	Плотность, кг/м3	Температура самовоспламенения, °С	Температура вспышки, °С	Пределы взрываемости, °С
нижний	верхний
Керосин Бензин А-74 Топливо Т-1 Мазут флотский «20» Масло автотракторное АК-15			+28 -36 +28   +128   +217	+26 -36 +25   +124   +187	+65 -7 +57   +145   +225

Температура плавления (застывания) для нефтепродуктов изменяется от –80 °С для некоторых бензинов до +150 °С для битумов. Температура плавления характеризует температурные пределы применения топлива без предварительного подогрева. Температура застывания топлива должна быть на 5–10 °С ниже температуры, при которой предлагается его использование.

Температура вспышки зависит от химического состава нефтепродуктов и характеризует его пожарную опасность. По температуре вспышки все нефтепродукты делятся на две группы: легковоспламеняющиеся (до 45 °С) и горючие (более 45 °С). Температура вспышки определяет предельно допустимую температуру разогрева нефтепродуктов перед производством операций по сливу, которая должна быть ниже температуры вспышки не менее чем на 10 °С. Температура вспышки является также показателем чистоты отбора фракций нефтепродукта и отсутствия смешения разных продуктов. Температурные характеристики некоторых нефтепродуктов приведены в табл. 3.1.

Пределы взрываемости определяют минимальное (нижний предел) и максимальное (верхний предел) содержание паров нефтепродукта в воздухе, способных взорваться при воздействии открытого огня. Зона взрываемости лежит в пределах 1–10 %:

Нефтепродукт Бензин . . . . . Бензол . . . . . Керосин . . . .

Верхний предел 1,0 1,5 1,4

Нижний предел 6,0 9,5 7,5

Пределы взрываемости могут определяться также температурой, при которой произойдет взрыв, при этом нижний предел взрываемости соответствует температуре вспышки (см. табл. 3.1.).

Испаряемость – способность жидкости переходить в парообразное состояние в результате того, что плотность паров нефтепродуктов больше плотности воздуха. Испаряемость главным образом зависит от фракционного состава, упругости паров и вязкости. Наибольшая испаряемость – у бензинов, у которых данный показатель в 50–100 раз выше, чем у других светлых продуктов. Темные нефтепродукты и смазочные масла испаряются слабо.

Статическое испарение приводит к потере количества, а главное качества нефтепродукта, оставшегося в резервуаре. Объясняется это тем, что с поверхности жидкости в первую очередь улетучиваются легкие фракции, а жидкая фаза нефтепродуктов при этом становится более тяжелой. Скорость испарения сильно увеличивается и достигает максимального значения в вакууме. Поэтому для сохранения легкоиспаряющихся нефтепродуктов наиболее благоприятным является хранение под давлением, несколько превышающим упругость их паров.

Изменение давления паро-воздушной смеси в газовом пространстве резервуаров, которое происходит в результате суточных колебаний температуры воздуха, его давления, солнечной радиации, приводит к необходимости устройства в резервуарах специальных дыхательных клапанов, через которые происходит вытеснение паро-воздушной смеси при повышении давления и впуск атмосферного воздуха при его понижении. Это явление носит название «малое дыхание» в отличии от «большого дыхания», которое происходит при сливе и наливе резервуаров.

При наливе нефтепродуктов образуется статическое электричество и особенно у светлых продуктов: бензин, керосин, дизельное топливо. Наполнение статического электричества и возможность образования искрового разряда обуславливают необходимость заземления цистерн для предупреждения возможных взрывов и пожаров. Статическое электричество, кроме пожароопасности, отрицательно влияет на организм человека, ухудшает санитарно-гигиенические условия труда.

Сернистые соединения в составе нефти и нефтепродуктов, водо-растворимых минеральных кислот и щелочей, органических кислот и воды вызывают коррозийную способность на металлы.

Нефть и нефтепродукты окисляются под воздействием кислорода воздуха и влиянием других факторов, поэтому срок хранения их ограничен (см. табл. 3.2.).

Т а б л и ц а 3.2.

Нефть и нефтепродукты	Срок хранения, годы, для климатических поясов
Северный	Средний	Южный

Для увеличения срока годности топлива в него добавляют специальные антиокислительные присадки. На основе химической стабильности установлены предельные сроки хранения нефтепродуктов (0,5–6 лет) в зависимости от топлива, хранилища и климатической зоны (табл. 3.2.).

Период хранения может быть продлен, если к концу установленного срока нефтепродукты по всем показателям соответствуют стандарту и имеют запас качества по показателям, наиболее склонным к изменению при длительном хранении.

Физическая стабильность означает постоянство фракционного состава и упругости паров, что достигается хранением и перемещением в герметических емкостях, исключающих потери легких фракций.

Токсичность (ядовитость) нефтепродуктов выражается во вредном воздействии на организм человек, в загрязнении окружающей среды. В организм человека токсичные вещества попадают через дыхательные пути, пищевой тракт, кожные покровы. Частое попадания бензина на кожу сушит ее, приводит к шелушению и экземе, всасываясь через кожу, может привести к общему отравлению. Продолжительное вдыхание паров бензина при повышенной концентрации вредно влияет на нервную систему, вызывает головную боль и общее недомогание. Токсичность действия паров нефтепродуктов на человеческий организм приводит к необходимости ограничения их допустимого содержания в рабочей зоне:

Нефтепродукт	Допустимая концентрация, кмг/м3
Бензин . . . . . . . . . Бензол . . . . . . . . . Керосин . . . . . . . . Сероводород . . . . . Толуол. . . . . . . . . Фенол . . . . . . . . .

Существуют также предельно допустимые концентрации паров нефтепродуктов в атмосфере населенных пунктов, нормируется предельная концентрация нефтепродуктов в водоемах для обеспечения нормальной жизнедеятельности живых организмов.

Наиболее токсичными являются этилированные бензины из-за входящего в их состав сильного ядовитого вещества – тетраэтилсвинец.

Руды и рудные концентраты.

Классификация рудных грузов, основные свойства,

способы обогащения.

Рудные грузы предъявляются к перевозке в виде сырой руды, рудных концентратов, агломерата (горячего и охлажденного) и металлических окатышей. Основную долю перевозимых грузов составляет сырая руда.

По составу полезных элементов руды разделяют на металлические, полиметаллические, неметаллические.

Основные физико-химические свойства рудных грузов, влияющих на условия транспортирования и хранения: объемная масса, влажность, гранулометрический состав, пористость, абразивность, коррозирующие и другие специфические свойства.

В целях более полного использования вместимости (грузоподъемности) подвижного состава, уменьшения выдувания встречными потоками воздуха в процессе перевозки, а также в других производственных целях, разрыхленное при добыче рудное сырье уплотняют.

Гранулометрический состав руды влияет на оптимальное использование вместимости (грузоподъемности) подвижного состава, рациональное использование погрузочно-разгрузочных машин.

Гранулометрический состав, смерзаемость и липкость могут явиться причиной возникновения сводов над выпускными отверстиями бункеров, воронок и люков подвижного состава. Явление сводообразования препятствует свободному истечению груза и требует особых мер для нормализации перегрузочных процессов.

Абразивность – способность к истиранию стенок бункеров, люков вагонов. Пылевидные частицы этих грузов оказывают вредное влияние на органы человека и, особенно на дыхательные пути.

Все рудные грузы являются смерзающимися при перевозке.

При небольшой влажности концентраты руд обладают свойствами сыпучих тел, легко проникают в щели и неплотности кузова вагона, выдуваются встречными потоками воздуха. Все это отражается на сохранности груза и на содержании верхнего строения пути, на экологию.

Наиболее ценным металлургическим сырьем являются окатыши. Они имеют значительную большую холодную прочность и пониженную истираемость, что важно при их транспортировке и выполнении погрузочно-разгрузочных работ. Их свойства незначительно меняются, что важно для длительного хранения.

Руды бывают черных и цветных металлов. Некоторые руды цветных металлов интенсивно окисляются, что может быть причиной самовозгорания и даже пожаров на складах хранения.

Концентраты цветных металлов являются продуктами обогащения цветных и полиметаллических руд. По размерам частиц концентраты относятся к порошкообразным и пылевидным грузам. В зимний период они подвержены смерзанию, а в сухую теплую погоду подвержены пылению и просачиванию в неплотности и щели кузова вагона. В зависимости от специфических свойств и ценности концентраты цветных металлов перевозятся навалом и в таре. Навалом в крытых вагонах перевозят концентраты руд марганца, меди, алюминия, свинца. Концентраты олова, никеля, цинка и других редких металлов перевозят в таре.

Правила перевозки руд, концентратов изложены в [4].