Классификация и физико-химические свойства жидких грузов, перевозимых наливом

К числу жидких грузов, перевозимых на наливных судах, отно­сятся многочисленные виды и сорта нефтепродуктов, растительные масла, животные жиры, спирты, вина, сжиженные газы. Все жидкие грузы, вне зависимости от происхождения и назначения, характери­зуются одним общим транспортным свойством — способностью перели­ваться в сторону наклонения емкости, которую они заполняют. Нали­чие свободного уровня жидкости, как это было показано выше создает при крене судна опрокидывающий момент, величина которого прямо пропорциональна длине танка и кубу его ширины. Это предопредели­ло специфичность архитектурно-конструктивного типа наливного судна — разделение полезного объема продольными и поперечными переборками на большое количество танков с относительно неболь­шой площадью.

Нефтепродукты — наиболее значительная группа наливных гру­зов (число видов и сортов превышает 300 наименований). С точ­ки зрения условий хранения и перевозки они делятся на три груп­пы: светлые нефтепродукты (бензин, керосин, лигроин и некоторые сорта дизельного топлива); темные нефтепродукты (мазуты, мотор­ное топливо, сырые нефти); масла. В зависимости от огнеопасности нефтепродукты, перевозимые на танкерах наливом, разделяются па три категории по температуре вспышки:

нефтепродукты с температурой вспышки 28°С и ниже;

нефтепродукты с температурой вспышки выше 28 и ниже 65°С;

нефтепродуты с температурой вспышки 65°С и выше.

Температурой вспышки нефтепродукта называют самую низкую температуру, при которой смесь паров данного продукта с воздухом воспламеняется при поднесении к ней открытого пламени. Летучесть нефтепродуктов — свойство выделять путем испарения летучие (легкие) фракции, входящие в их состав. Наиболее интенсивно испаряются нефтепродукты I категории, наименее интенсивно — нефтепродукты III категории. Интенсивность испарения зависит от температуры жид­кости и воздуха, величины площади поверхности испарения, давле­ния, относительной скорости движения жидкости и воздуха (при про­ведении грузовых операций). Летучестью нефтепродуктов обуслов­лено и возникновение естественных потерь, которые в силу неизбеж­ности этого явления нормируются. Нормы естественной убыли веса нефтепродуктов дифференцированы, для осенне-зимнего и весенне-летнего периода.

Взрывоопасность нефтяных паров возникает при поднесении к ним открытого огня и взрыв происходит только в случае, когда их содержа­ние в воздухе составляет определенную долю, характеризуемую двумяпределами, которые не одинаковы для разных сортов нефтепродук­тов. Наименьшее содержание нефтяных паров в воздухе, при котором от поднесенного огня или искры происходит взрыв, называется ниж­ним пределом взрываемости, а наибольшая доля содержания паров нефтепродуктов в воздухе, при котором еще может произойти взрыв или воспламенение, — верхним пределом взрываемости. Вязкость — показатель, характеризующий степень подвижности жидкости. Высо­кая вязкость присуща большинству темных нефтепродуктов и масел. Вязкость зависит от температуры: чем ниже температура, тем выше вязкость. Практически все светлые нефтепродукты и некоторые виды сырой нефти во время налива или слива в результате трения о внут-тренние поверхности трубопроводов накапливают заряды статичес­кого электричества. Одновременно с этим на внутренней поверхности трубопровода образуется заряд противоположного знака, величина которого характеризуется напряжением, достигающим нескольких тысяч вольт. Если трубопровод изолирован от земли, может возник­нуть электрический разряд в виде искры, что нередко вызывает вос­пламенение паров нефтепродуктов. Для предотвращения этого при­меняют различные меры, наиболее эффективными из которых явля­ется заземление грузовой магистрали танкера путем присоединения к специальной колонке на причале. Нефтепродукты, а в особенности их пары, оказывают вредное воздействие на организм человека, если концентрация в воздухе превышает 0,2 — 0,3% бензина, 0,1% бен­зола, 0,3% лигроина и керосина, 0,02% сернистого газа. Однако за­прещается направлять людей в танк при содержании паров углеводо­родов более 0,01%, если они не снабжены противогазами или КИП (кислородными изолирующими приборами).

Растительным маслам и животным жирам присущ ряд физико - химических своойств, определяющих их транспортные свойства. Из животных жиров здесь рассматривается только китовой жир, доля которого в общем объеме перевозок грузов этой группы наиболее значи­тельна. Йодное число—это выраженная в процентах величина, обозна­чающая, какое количество граммов йода может присоединиться к 100 г масла или жира. Чем йодное число жира выше, тем больше его спо­собность к окислению. Кислотное число — это количество миллиграм­мов едкого калия, необходимого для нейтрализации свободных жир­ных кислот, входящих в один грамм масла или жира. Повышение этой величины свидетельствует о том, что идет процесс гидролитического (с участием воды) распада масла или жира. Выделяющийся при рас­паде воды свободный кислород окисляет растительное масло или кито­вый жир, чем ухудшаются вкусовые и пищевые качества продукта, а впоследствии затрудняется переработка. Окислительные процессы активизируются от контакта с металлами, особенно с медью, поэтому трубопроводы, по которым перекачивают растительные масла и жиры, должны изготавливаться по возможности из нержавеющей стали. Способность к окислению, частично рассмотренная выше, активизи­руется при повышении температуры. Поэтому необходимо стремить­ся к тому, чтобы перевозка и перекачка жиров и растительных масел осуществлялись при возможно более низкой температуре, но не ниже 20^оС, при которой начинается кристаллизация китового жира и которых видов растительных масел (арахисовое, буковое, кокосовое, пальмовое, пальмоядровое). Вязкость имеет то же значение, что и при перевозке нефтепродуктов, а восприимчивость к запахам предопреде­ляет необходимость особенно тщательной подготовки танков перед приемом растительных масел и китового жира.

К перевозке на наливных судах предъявляют в основном этиловый спиръректификат и заменяющие его в промышленности гидро­лизный и синтетический спирты, бутиловый, изобутиловый и мети­ловый спирты. Спирты обладают многими свойствами, присущими неф­тепродуктам, — они огнеопасны, взрывоопасны, способны к прио­бретению заряда статического электричества. Наличие значительной доли легких фракций в спиртах предопределяет их интенсивную испа­ряемость (летучесть). Спирты легко обводняются, что приводит к по­нижению их сортности. Все спирты характеризуются наркотическими и токсическими свойствами. Предельно допустимая концентрация паров этилового спирта при работе людей без защитных средств 1 мг/л, метилового — 0,5 мг/л, бутилового—0,2 мг/л. Бутиловый и изобутиловый спирты отличаются отвратительным запахом.

Действие спиртов на кожу безопасно, но внутреннее употребление человеком гидролизного, синтетического, а в особенности метилового спирта, даже в небольшом количестве, вызывает поражение центров нервной системы, слепоту и, как правило, приводит к смерти. То об­стоятельство, что спирты (кроме бутилового, изобутилового и некото­рых других) по вкусу, запаху и виду почти не отличаются от этилового (винного) спирта, потребление которого в умеренных количествах приводит лишь к опьянению, делает их особенно опасными для людей. Это должно учитываться судовой администрацией, которая обязана надежно оградить доступ к спирту, а к работе с этими грузами допус­кать только членов экипажа, прошедших специальный инструктаж по технике безопасности.

Из вин к перевозке морем предъявляют главным образом сухие (некрепленые) вина, важнейшим транспортным свойством которых является способность к окислению и брожению. Обогащение про­дукта кислородом воздуха в период налива способствует активиза­ции этих процессов. Усиливаются процессы окисления вина и в результате его контакта с черными металлами. Чтобы обеспечить сохранность вина при транспортировке морем, необходимо исполь­зовать только специализированные танкеры-виновозы, на которых может быть создан необходимый температурный режим перевозки (поддержание, температуры на уровне от +4 до +5°С), а все трубопроводы и арматура должны быть изготовлены из материалов, не способных оказать вредное воздействие на груз.

Среди перевозимых морем сжиженных газов, используемых в ка­честве сырья для химической промышленности и как топливо в энер­гетике и быту, выделяются две основные группы: сжиженные нефтяные газы (пропан, бутан и другие схожие газы); сжиженные природные газы (метан чистый, метан в смеси с дру­гими газами).

Помимо этого, на некоторых направлениях в значительных коли­чествах перевозится аммиак, используемый как хладоагент в холо­дильной промышленности, системах кондиционирования воздуха, рефрижераторных установках многих транспортных средств. Аммиак при концентрации до 14% не горит и не взрывается; при концентра­ции 14 — 26% становится взрывоопасным, но не горит; при концен­трации же свыше 26% горит, но не взрывается. Аммиак в газообраз­ном состоянии вызывает раздражение слизистых оболочек глаз, но­соглотки, полости рта, удушье. При попадании на кожу жидкого ам­миака возникают сильные, долго не заживающие ожоги.

Сжиженные нефтяные и природные газы опасны'в пожарном отно­шении. Пределы воспламеняемости этих газов много шире, чем у па­ров нефтепродуктов. При сжатии и понижении температуры они пре­вращаются в жидкость, которая бурно испаряется в воздух при ат­мосферном давлении и нормальной температуре.

При перевозке сжиженных газов может быть применен один из трех способов их сохранения: а) под большим давлением при темпера­туре окружающего воздуха; б) при атмосферном давлении, но с низ­кой температурой; в) под давлением, несколько превышающем атмос­ферное давление, при температуре, несколько ниже температуры окружаю­щего воздуха.

Сжиженные нефтяные газы и аммиак сохраняются в жидком со­стоянии в условиях положительных температур под давлением, лишь превышающем уровень кипения газа при данной температуре. При давлении 10 — 20 кг/см² максимально допустимой температурой для этих газов считается 45 — 50° С. Сжиженные природные газы, эти­лен не могут сохраняться в жидком состоянии при плюсовых темпе­ратурах. Такие газы перевозятся глубоко охлажденными (например, температура перевозки метана - -16^оС.