Факторы, влияющие на свойства грузов

Виды воздействий, которые встречаются во время транспортировки груза и вызывают наибольшие повреждения, могут быть по своей природе механическими и химическими. Механические воздействия, возникающие вследствие движения, существуют на всех видах транспорта. Резкие пуски и остановки, а также вибрация и рывки транспортных средств являются потенциальным источником разрушительных сил. Большое значение имеют воздействия, возникающие в процессе погрузочных-разгрузочных операций. Некоторые из них могут быть приложены случайно, другие - из злонамеренных побуждений. В любом случае тара, подверженная воздействию силы, может быть нарушена, что, в свою очередь, способствует повреждению, хищению или потере груза. Наиболее часто во время складирования имеют место нежелательные воздействия, вызванные раздавливающим эффектом грузов, штабелированных один на другой. Для противодействия механическим воздействиям, возникающим во время движения груза, используются жесткие контейнеры, обвязки и амортизаторы.

Химические воздействия на груз, вызываются главным образом загрязнением посторонними предметами или возникают под воздействием таких климатических факторов как влажность, осадки, солнечное тепло, холод. Они способствуют разрушению тары и повреждению, хищению и потере незащищенного ею груза. Для предотвращения химических воздействий груз перед упаковкой необходимо очищать и применять водонепроницаемую тару и перегородочные материалы.

Механическое воздействие на груз проявляется в виде статических и динамических нагрузок. Максимальных значений статические нагрузки достигают в нижних рядах грузов, уложенных в штабель, что объясняется давлением вышележащих грузов. Динамические нагрузки возникают при падениях отдельных грузовых мест (ГМ), соударениях грузов в процессе выполнения ПРР, под воздействием вибраций и колебаний ПС при неустановившихся режимах вождения.

Вертикальные колебания в ходе движения АТС вызывают силы, направленные вверх, что ведет к резкому уменьшению сил трения. Плохо закрепленные грузы при этом смещаются центробежными силами в сторону и в худшем случае могут упасть на полосу встречного движения.

При перевозке грузов морскими судами во время шторма могут возникать силы, намного превышающие силу трения.

При перевозке морем пневматические системы подвески грузовых АТС часто отключают для того, чтобы обеспечить эффективное функционирование средств крепления АТС. В таких случаях необходимо считаться с тем, что ударные воздействия от судна непосредственно переходят на АТС[3].

В процессе транспортирования и хранения в массе груза могут происходить качественные и количественные изменения. Они объясняются действием внешних факторов: взаимодействие груза с внешней средой, механические воздействия на груз в процессе движения и выполнения погрузочно-разгрузочных работ (ПРР), неисправности кузовов ПС и складских устройств. На качество грузов оказывают большое влияние влажность, температура и газовый состав воздуха, запыленность, наличие в его составе микробиологических форм и свет. Под их действием происходят различные биохимические, физико-химические и микробиологические процессы.

Состав воздуха следующий: кислород О₂ — 19,1 %, азот N₂ — 75,5%, аргон Ar — 1,3%, углекислый газ СО₂ — 0,09%, пары воды, микроорганизмы, пылеобразные дисперсные системы во взвешенном состоянии.

Наличие в воздушной среде паров воды характеризуется абсолютной влажностью, влагоемкостью, относительной влажностью и точкой росы.

Абсолютная влажность, г/м³, — это количество водяного пара, содержащегося в 1 м³ воздуха:

γ_a= m_в / V _возд,

где m_в — количество водяного пара, г;

V _возд — объем воздуха, м³.

Влажность насыщения (насыщенность), г/м³, характеризует максимальное количество воды, которое может содержаться в 1 м³ воздуха при определенной температуре и атмосферном давлении без (до) образования конденсата:

γ_н = m_{n max} / V _возд,

где m_{n max} — максимальное количество воды, г.

Влагоемкость, г/м³, — способность воздуха поглощать влагу при определенной температуре:

d = γ_н - γ_a

Влагоемкость находится в прямой зависимости от температуры воздуха, поэтому степень сухости или влажности воздуха характеризуется его относительной влажностью.

Относительная влажность — это отношение абсолютной влажности воздуха к его насыщенности при той же температуре:

φ = γ_н / γ_a

Точкой росы называется температура, при которой влагоемкость данного воздуха равна нулю. Дальнейшее понижение температуры воздуха приведет к выпадению влаги в виде тумана, росы или инея.

На качество грузов значительно влияет влажность. Так, сухой воздух вызывает усушку и ухудшение технологических свойств и внешнего вида некоторых грузов (кожа, волокно, вяленая рыба). Влажный воздух вызывает возникновение плесени и развитие гнилостных процессов в продуктах, активизирует биохимические процессы в массе груза, приводящие к его самонагреванию и последующей порче (зерно, мясные продукты).

Температура, влажность, влагоемкость и точка росы связаны между собой определенными закономерностями. На их основании разработаны таблицы, номограммы и диаграммы, по которым, зная одну или две характеристики воздуха, можно определить остальные (например, психрометрические диаграммы Керриера, профессора Л. К. Рамзина, вентиляционная — Л.П.Андронова)[4].

Температуру и влажность определяют на складах бытовым и аспирационным психрометром. Бытовой психрометр устанавливают на уровне глаз человека на жестких конструкциях склада, защищенных от прямого попадания солнечных лучей, в хорошо вентилируемом месте склада, вдали от работающего складского оборудования. Аспирационный психрометр не стационарный, а переносной и дополнительно оборудован вентилятором, который прогоняет воздух через кожух прибора. Относительную влажность можно измерять волосным гигрометром, принцип действия которого основан на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять длину при изменении влажности воздуха; при этом относительная погрешность показаний прибора составляет ±5 %.

Иногда в расчетах вместо относительной влажности φ используют эквивалентное понятие химического потенциала μ, Дж/кг, которые связаны соотношением

μ = RTlnφ

где R — удельная газовая постоянная газа, Дж/(кг • К), например R _возд - 287,04 Дж/(кг • К);

Т — температура смеси, К.

Химический потенциал какой-либо поверхности груза всегда равен нулю, так как вблизи этой поверхности воздух насыщен влагой (φ = 1, или φ = 100%).

В технике физические условия, определяемые температурой 20°С, относительной влажностью 70 % и нормальным барометрическим давлением 101,325 кПа, называют стандартными. Нормальными условиями принято считать температуру воздуха, равную 0°С при давлении 101,325 кПа.

Механическое воздействие на груз проявляется в виде статических и динамических нагрузок. Максимальных значений статические нагрузки достигают в нижних рядах грузов, уложенных в штабель, что объясняется давлением вышележащих грузов. Динамические нагрузки возникают при падениях отдельных грузовых мест (ГМ), соударениях грузов в процессе выполнения ПРР, под воздействием вибраций и колебаний ПС при неустановившихся режимах вождения.

Физико-химические свойства характеризуют состояние груза, его способность вступать во взаимодействие с окружающей средой, вредно воздействовать на ПС, складские емкости, ПРМ, другие грузы, а также на здоровье людей.

Физические свойства грузов определяют различные характеристики, связанные с физическим состоянием груза[5].

Огнестойкость — способность груза не воспламеняться и не изменять своих первоначальных свойств (прочность, цвет, форма) под воздействием огня. Огнестойкость характерна для ограниченного числа грузов (куда входят и трубы), большинство же грузов под воздействием огня сгорают, разрушаются или теряют свои первоначальные свойства.

Коррозия — разрушение металлов и металлоизделий вследствие их химического или электрохимического воздействия с внешней средой. Скорость коррозии увеличивается с повышением влажности и температуры воздуха, его загрязнения угольной пылью, золой, хлоридами или газами (особенно сернистыми). Повышенная загазованность крупных городов, кроме негативного воздействия на здоровье людей, приводит к ускоренному выходу из строя металлических частей машин, строительных конструкций и архитектурных памятников в результате коррозии.

В целях защиты от коррозии в процессе перевозки металлы и металлоизделия тщательно упаковывают, покрывают антикоррозионным смазочным материалом открытые части, не допускают совместную перевозку с грузами, являющимися активными окислителями. Для перевозки используют закрытый ПС.