Емкостные уровнемеры.

В этой системе измеряется емкость конденсатора, одной обкладкой которого служит вертикальный стержень, а другой – переборка танка. Измеренная емкость преобразуется в высоту взлива:

H – максимальный уровень жидкости (=высоте танка)

h – уровень жидкости в танке

E – относительная диэлектрическая проницаемость жидкости

С₁ – емкость конденсатора (стержень-переборка) при отсутствии жидкости в танке

С₁Е – емкость конденсатора при полностью заполненном танке

С – емкость конденсатора при промежуточном значении уровня.

Погрешность данной системы весьма чувствительна к учету Е, поэтому она применяется в качестве контрольной для более точных систем.

Другие уровнемеры.

Фирма «ТЕКСАС инструмент» разработала систему для дистанционного измерения уровня нефтепродуктов на принципе действия поверхностного натяжения жидкости на чувствительный элемент (ЧЭ) уровнемера. В качестве ЧЭ применяется буек, изготовленный в виде низкого цилиндра. Буек с помощью перфорированной ленты связан с электродвигателем. Если буек полностью погружен в жидкость, то электродвигатель поднимает его вверх.

В момент выхода буйка из жидкости увеличивается натяжение ленты (за счет действия сил поверхностного натяжения) – включается релейная система и фиксируется длина ленты, т.е. «пустота», которая пересчитывается на «взлив». Данных о погрешности нет.

Фирма «Электрол» разработала фотоэлектрический способ измерения уровня. В качестве чувствительного элемента используется фотоэлемент и стержень из кварцевого стекла диаметром 10 мм и длиной 100-500 мм. Конец стержня имеет вид конуса, в верхней части стержня вмонтирована эл. лампочка 2 Вт с питанием 12В. Если ЧЭ в воздухе, то луч света отражается от конического конца стержня и попадает на фотоэлемент. Когда конец стержня опущен срабатывает реле и фиксируется положение стержня.

Система получила широкое распространение при измерениях уровня агрессивных жидкостей, т.е. жидкостей, способных к разрушению датчиков из других материалов.

Расходомеры – вместо измерения уровней с последующим пересчетом в кубатуру все чаще применяются расходомеры. Расходомеры изготовляются двух типов: для определения массы (массовые расходомеры) или кубатуры (объемные расходомеры). Массовые расходомеры более сложны по изготовлению, так как они одновременно измеряют объем, вязкость и температуру перекачиваемой жидкости. Фирма АО Смит разработала систему В-375 (установлена в ОМАНЕ). Это объемный расходомер с погрешностью ±0,25% при производительности трубопровода до 10 тыс. м³/час. Одновременно система определяет осредненную температуру с точностью до 0,1°С.

Имеются модели высокоточных контрольных расходомеров с погрешностью до ±0,05% по объему, но это дорогое оборудование, которое используется на берегу.

Специальные требования ( Гл. 15 IBC) для отдельных грузов: при наличии ссылки на эти требования в колонке «о» Гл. 17 IBC может понадобиться аварийно-предупредительная сигнализация предотвращения перелива танка. Звуковые и световые сигналы должны подаваться при достижении уровня заполнения на 98 %; если повышение уровня не прекратилось после заполнения на 98%; о переполнении танка - приводятся в действие автоматические клапаны перекрытия.

Системы контроля температуры груза. На химовозах имеются подогрев и охлаждение груза. Система подогрева может быть в виде змеевиков на днище танков или в виде теплообменника на палубе. Как при охлаждении, так и при подогреве должны быть средства контроля за температурой груза и аварийно-предупредительная сигнализация. Для конкретных грузов соблюдать требования Гл. 15 IBC, если об этом есть ссылка в колонке «о» Гл. 17 IBC. А для такого груза, как раствор Аммония нитрат, имеется ограничение на max температуру теплоносителя – при температуре более 160°С должен выдаваться предупредительный сигнал. Аварийно-предупредительная сигнализация по контролю за грузом на переходе морем выводится на навигационный мостик.

Факторы безопасности эл. систем. Электрооборудование химовозов должно соответствовать требованиям Гл. 10 IBC, чтобы свести к min влияние воспламеняющихся веществ или грузов, вызывающих коррозию электрооборудования. Провод, изоляция, металлические части должны быть защищены от контактов с выделяемыми газами. Минимальные требования Гл. 17 в колонке «i» имеют обозначения: с Т1 по Т6 классы температур, 11А, 11В, 11С – группы, к которым относится оборудование, NF – невоспламеняющийся продукт (Non Flammable). Yes – температура вспышки более 60°С (с.с.). No – температура вспышки менее 60°С (с.с.). В колонке «m» Гл.17 IBC применены сокращения N,Z,Y. N – обозначает материалы, которые не должны использоваться для оборудования (см. 6.2.2 IBC). Z – материалы, обычно используемые в электроаппаратуре, но их, например, следует заключить в капсулы в целях предотвращения контакта с парами грузов. (см. 6.2.3. IBC). Y – 6.2.4 (IBC) материалы, которые следует использовать: обозначения Y1, Y2,Y3,Y4,Y5. Особые требования к эл. оборудованию в опасных зонах, это – грузовые танки, трубопроводы, ГНО, электродвигатели для погружных насосов – в исключительных случаях для специально оговоренных грузов. В этом случае должно быть автоматическое отключение насоса при низком уровне груза. Заземление: автономные ГТ должны быть заземлены на корпус. Вентиляция ГНО и грузовой зоны: двигатели должны быть расположены снаружи вентиляционных каналов. Каждый вентилятор должен иметь достаточное количество запчастей, из материалов, соответствующих перевозимым грузам.

18. ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУЗОВ

Минимальные требования Гл.17 IBC в колонке “о” обозначают номера пунктов Глав 15 и/или 16, ссылка на которые обязывает выполнять эти требования для конкретного груза. Например, Алканы (С₆-С₉) ссылка=15.19.6: требуется оборудование визуальной и звуковой сигнализации о достижении грузом верхнего уровня, при срабатывании которой подавался бы сигнал о приближении уровня жидкости в танке к уровню его обычного заполнения. Ссылка на Гл. 16= Эксплуатационные требования. 16А= Дополнительные меры по защите морской окружающей среды. В дополнение к этим сведениям о свойствах химических грузов можно обратиться к Гл. 18= Список химических грузов, на которые данный кодекс не распространяется. Это список химических веществ, свойства которых не настолько опасны, чтобы на них распространять требования Кодекса IBC. Некоторые загрязнители категории D внесены в этот список, что обозначает обязательное выполнение требований Приложения II Марпол 73/78. Знак «III» обозначает, что продукт был классифицирован как груз, не относящийся к загрязнителям категорий А, В, С, D. Знак категории загрязнителя взятый в скобки ( )= необходимы дополнительные данные, а пока условно присвоена данная категория. Например, Ацетон III. Этиленгликоль D. Этиленгликольацетат (D). Для получения более подробных сведений Программа рекомендует следующие издания:

Безопасность на танкерах-химовозах.

Руководство по безопасности танкеров-химовозов.

Международное руководство по безопасности нефтяных танкеров и терминалов (ISGOTT).

Руководство по перечню контрольных проверок между судном и берегом.

Руководство по передаче нефти с судна на судно.

Наставление III БО США (Береговой Охраны США).

Руководство по очистке танков.

Справочник по безопасности газовозов и танкеров-химовозов. Бюро Веритас.

Руководство по операциям вертолет/судно.

19. СУДОВЫЕ ОПЕРАЦИИ

Расчеты, связанные с грузовыми операциями.

Современные химовозы имеют систему автоматической погрузки и выгрузки, все химовозы имеют на борту план грузовых операций, одобренный Администрацией и Типовые случаи загрузки. В международном свидетельстве о пригодности судна для перевозки ОХГ (= опасные химические грузы) наливом должна быть сделана отметка о наличии одобренных планов грузовых операций. Любые операции с грузом и балластом должны быть согласованы с этими планами. Все участники операции должны быть ознакомлены с планом предстоящей операции. Обязательно взять под контроль: скорость налива, max. допустимый объем заполнения грузового танка и расчетную температуру груза. Скорость налива в начале погрузки 1 м/с и мах. скорость на любом этапе погрузки =7 м/с.

Или по формуле где:

d – внутренний диаметр трубопровода, м

l – длина этого трубопровода =1м

или»900p×d² (м³/час)

Максимально доступный объем заполнения грузового танка (15.14.7.2 IBC)

V_L= 0,98 V r_R/r_L, где:

V- объем данного танка,

r_R – относительная плотность груза при расчетной температуре (R),

r_L- относительная плотность груза при температуре на момент погрузки,

R – расчетная температура, т.е. температура, при которой давление паров груза соответствует давлению, на которое отрегулирован данный предохранительный клапан.

Если установлена система предотвращения переполнения танка, то интенсивность погрузки (LR) не должна превышать значения, вычисленного по формуле:

LR = 3600 V/t (м³/ч), где

V – объем незаполненного грузом пространства (м³), соответствующий уровню груза, при котором, срабатывает сигнализатор,

t – время (с), затрачиваемое с момента подачи сигнала до момента полного прекращения подачи груза в танк, на выполнение каждого последовательного действия, такого как реакция оператора на сигналы, остановка насосов и перекрытие клапанов.

По окончании погрузки делаются замеры пустот, температуры и плотности груза в каждом танке. Результаты замеров заносятся в специальный бланк. Измеренная пустота/Ullage исправляется поправкой из калибровочных таблиц. По исправленной пустоте определяется кубатура при фактической температуре груза в танке. Для коммерческих документов и судовых расчетов дедвейта, надводного борта, дифферента, остойчивости и напряжений в корпусе необходимы сведения о количестве груза. К сожалению, пока не существует обязательной единой системы мер. Простой расчет «факт. объем х факт. плотность груза = масса» заменяется работой с таблицами нескольких систем. На химовозах чаще всего используются таблицы ASTM, ASTM-IP (от сокр. American Society for Testing Materials, Institute of Petroleum). Все таблицы пронумерованы и имеют объяснение с примером в начале каждой таблицы.

Наиболее часто употребляются следующие таблицы: №2 – перевод температуры t° в °С или °F. Таблица №3 – плотность API при 60°F. №21 – удельная плотность (Sp.gr.) 60°/60°F. №51- плотность при 15°С. №52 – галлоны и баррели США, имперские галлоны в литры. №54 – коэффициент поправки объема. №56 – “Вес в воздухе”. №58 – галлоны и баррели США, имперские галлоны в метрические тонны. По приходу в порт выгрузки и/или по окончании выгрузки одной партии груза замеры и подсчеты делаются вновь.

Плотность груза: относительная плотность обозначается как Sp.Gr. 60°/60°F (Specific gravity) или R.D. (Relative density). Это отношение массы груза данного объема при 60°F к массе воды такого же объема при 60°F. 60°F =15,6°С. Поэтому употребляется плотность Density at 15°C. Литровая плотность – D at 15°С, выраженная в литр/м³, применяется для расчета массы груза в вакууме. Для исключения неопределенности масса в таких случаях указывается в единицах массы с добавлением «в вакууме = in vacuo», а в следующей строке бланка количество указывается «в воздухе» (=in air). В американской промышленности употребляется шкала API (American Petroleum Institute) отношение масса/объем, рассчитывается по формуле:

Пример соотношений API, RD 60°/60°F, Density 15°C

Следует обратить внимание на тот факт, что при увеличении API уменьшается Density. При обращении с понятиями объем/volume и количество/quantity, необходимо иметь четкое понимание используемых единиц измерения: barrels (of 42 Us gallons), cubic feet (cu.f), cubic metres (cu.m), imperial and US gallons, tonnes of 1000 kg, tons of 2240 lbs (фунтов), tons of 2000 lbs (фунтов).

Планы погрузки и выгрузки. Обеспечение качества груза и безопасности возложено на капитана. Составление плана погрузки является одним из ответственных этапов перевозки. На борту химовоза информация о грузе должна быть в полном объеме – если это не так – от погрузки отказаться. Особое внимание уделять совместимости грузов и материалов – см. Руководство по совместимости. Если в Гл.17 IBC имеется ссылка в колонке «о», то строго выполнять эти требования. Груз не должен занимать объем танка более 98% включая «водяную подушку» толщиной не менее 760 мм, учесть максимальную температуру в рейсе, чтобы исключить вероятность перелива. При ссылке в Гл. 17 колонка «о» на Гл. 16 «Эксплуатационные требования» следует также обратить внимание на наставление по эксплуатации, содержащееся в Руководстве по безопасности танкера (химические грузы). Планы погрузки и выгрузки должны быть у всех заинтересованных лиц. Участников грузовых операций ознакомить с данным планом (перед каждой операцией), обратив особое внимание на описание физических и химических свойств груза, меры в случае разлива и утечки груза, мероприятия по предупреждению случайного контакта персонала с грузом, конкретный комплект защитной одежды, средства защиты глаз и органов дыхания, способы тушения пожара и средства огнетушения, способы перекачки груза, зачистки танков, дегазации и балластировки, средства и способы оказания ПМП в случае контакта с грузом и его парами. Если до начала погрузки груз необходимо стабилизировать или ингибировать, то грузоотправитель обязан выдать Свидетельство о защите груза. При отсутствии такого свидетельства груз не принимать к перевозке (п. 16.2.3. IBC). Если вязкость груза при 20°С превышает 25 м Па ×с, то в грузовом документе должна быть указана температура, при которой груз обладает вязкостью 25 м Па ×с (п. 16.2.6. IBC).

Система возврата паров. Для отдельных грузов требуется иметь оборудование для возврата паров груза, (например, оксид пропилена). В таком случае газоотводная система должна иметь соединение с клапаном, входящее в узел берегового соединения. Возврат паров на берег требуется при перевозке токсичных продуктов (15.12.2 IBC) и грузов с давлением паров более 1.013 бар при 37,8°С (в последнем случае в Международном свидетельстве о пригодности в разделе «Условия перевозки» должно быть указано давление срабатывания предохранительного клапана)(15.14.1 IBC).

Контрольные проверки перед погрузкой. Перед началом погрузки проверить срабатывание сигнализации верхнего уровня груза в танках и сигнализаторов системы предотвращения перелива (15.19.4 IBC). Если груз требует подогрева, то убедиться в срабатывании сигнализации пределов min и max температуры груза и теплоносителя. Если груз может подвергнуться кристаллизации, то отрегулировать и проверить настройку двухконтурного подогревателя. Если груз требует охлаждения, то проверить работу датчиков температуры у днища и в верхней части танка. При отрицательной температуре воздуха проверить отсутствие льда в пламегасителях газоотводных колонок. В прерывателях давление/вакуум (p/v braker) заменить в уплотнителях воду на антифриз. Если имеется СИГ – также заменить в палубном уплотнителе (deck seal) воду на антифриз. При положительной температуре убедиться в наличии воды в этих уплотнителях до требуемого уровня (по водомеру).

Использование оборудования контроля. Системы дистанционного замера важнейших параметров груза, воспламеняемости и токсичности имеют вывод аварийно-предупредительной сигнализации в пульт управления грузовыми операциями и на ходовой мостик. При срабатывании аварийно-предупредительной сигнализации «перелив» или обнаружение токсичных паров груза в смежных помещениях или танках двойных бортов и двойного дна – объявить общесудовую тревогу с четким указанием «опасности» и места обнаружения. Требования к обнаружению токсичных и/или воспламеняющихся паров для конкретных грузов приведены в колонке «к» Гл. 17 IBC.

Операции по очистке и дегазации танков. Система мойки танков на химовозах зависит от типа перевозимых грузов. Обычно система мойки танков включает в себя моечный насос, подогреватель, моечные машинки, трубопровод системы мойки танков. Производительность моечного насоса, подогревателя и моечных машинок должна быть одинаковой. Моечные машинки могут быть переносными или стационарными. В систему входит отстойный и сборный слоп-танк. Операции по использованию системы мойки грузовых танков сведены в технологическую схему, которая по ответам «да» или «нет» приводит к номеру процедуры – по мойке CDP, по сдаче смывок на берег – SDP. Процедуры необходимо выполнять в последовательности сверху-вниз по операциям, отмеченным х в колонке, соответствующей номеру СDP или SDP. Применение абсорбентов, увлажнителей и детергентов в строгом соответствии с условиями Наставления по методам и оборудованию (P & A Manual).

Дегазация ГТ (8.5 IBC). Необходима для того, чтобы свести к min опасности, связанные с рассеиванием воспламеняющихся или токсичных паров. Дегазацию первоначально проводить через выпускные отверстия, расположенные над палубой не менее 2 м, со скоростью выпуска паров не менее 30 м/с – эту скорость поддерживать на протяжении всего процесса дегазации. По достижении концентрации паров до 30 % нижнего предела воспламеняемости и если концентрация токсичности продукта не представляет существенной опасности – дегазацию можно возобновить на уровне палубы. Выпускные отверстия дегазации (высотой 2 м от палубы) могут быть стационарными или переносными, последние устанавливаются на моечные лючки в защитном комплекте и средствах защиты органов дыхания и глаз.