Особенности проектирования судов-химовозов

Общие положения

 

Под судном-химовозом понимается наливное судно (танкер), предназначенный для перевозки наливом жидких грузов, представляющих определенную опасность.

Особенности их проектирования связаны с выполнением требований изложенных в Международном кодексе к судам-химовозам (МКХ), в Приложении II Конвенции «МАРПОЛ», а также Международных правилах морской перевозки опасных грузов (МОПОГ). На их основе сформулированы отечественные Правила Морского Регистра классификации и постройки химовозов.

Уровень требований к таким судам зависит от степени опасности перевозимого груза. Различают следующие виды его опасности: пожароопасность; опасность для здоровья людей (токсическое либо раздражающе воздействие); загрязнение воды; загрязнение воздуха, реакционная опасность (вступает в реакцию); загрязнение моря (угроза для морских ресурсов, живым ресурсам, здоровью человека).

В зависимости от степени опасности все виды грузов классифицируются по категориям загрязнения. Их четыре и они обозначаются: Х; Y; Z; ДВ.

В соответствии с Приложением II Конвенции МАРПОЛ к категории Х относятся вещества, которые при попадании в море, представляют большую опасность для морских ресурсов и здоровья человека. Вещества категории Y представляют опасность, а категории Z представляют небольшую опасность для названных объектов. Вещества категории ДВ (другие вещества) – не причиняют вреда морским ресурсам и здоровью человека.

Поскольку попадание опасных грузов в море может быть следствием аварийной ситуации, поэтому в зависимость от степени потенциальной защищенности от нее, а именно в зависимости от того в какой степени судно отвечает требованиям остойчивости, непотопляемости, требованиям к надводному борту, а также в зависимости от расположения грузовых емкостей относительно наружной обшивки и максимальной грузовместимости единичной емкости груза суда-химовозы делятся на три типа: химовоз-1; химовоз-2 и химовоз-3.

В указанных нормативных документах приведен перечень всех веществ, дано их отнесение к соответствующей категории загрязнения, а также тип химовоза, на котором может перевозиться рассматриваемый груз.

 

Требования к конструкции химовозов

 

Применительно к самоходным судам-химовозам предъявляется обязательное требование кормового расположения СЭУ. Кроме того, ряд конструктивных особенностей этих судов обуславливается выделением на них так называемой грузовой зоны. Под ней понимается часть судна, ограничиваемая наружной обшивкой и палубой, в которой располагаются грузовые и отстойные танки, грузовые насосные отделения, коффердамы, балластные помещения, а также палуба над ними. Грузовая зона химовоза должна оканчиваться коффердамами. Допускается вместо коффердамов иметь в оконечностях грузовой зоны насосное отделение, балластные емкости, цистерны топлива. В то же самое время следует иметь ввиду, что грузовые цистерны нельзя размещать в форпике и ахтерпике.

Доступ в помещения грузовой зоны возможен только с открытой палубы.

Предъявляются конструктивные требования к грузовым емкостям. По конструктивному типу грузовые емкости подразделяются на встроенные и вкладные.

Цистерна (оболочка) считается встроенной, если она является неотъемлемой частью корпуса судна и воспринимает те же нагрузки. Вкладные цистерны являются самостоятельной конструкцией и не участвуют в обеспечении прочности корпуса.

Предъявляются в зависимости от типа химовоза требования к расположению грузовых емкостей. Так на химовозах-1 грузовые емкости должны располагаться за пределами глубины повреждения борта и днища по вертикали. Ни в одной точке грузовая емкость не должна быть ближе к наружной обшивке менее чем на 760 мм. На химовозах-2 грузовая емкость должна располагаться за пределами возможного повреждения днища по вертикали, но также не ближе 760 мм от наружной обшивки. К химовозам-3 требования к расположению грузовых емкостей не предъявляются.

Сами грузовые емкости по расчетному давлению делятся на:

гравитационные – для перевозки груза при избыточном давлении в верхней части не более 0,07 МПа. Они могут быть как встроенными, так и вкладными;

под давлением – для перевозки груза при избыточном давлении в верхней части более 0,07 МПа. Выполняются только как вкладные.

Грузовые емкости, предназначенные для перевозки несовместимых грузов, должны быть разделены коффердамами, пустыми пространствами либо пустыми грузовыми емкостями.

В тоже время при размещении грузовых емкостей следует иметь ввиду, что их необходимо отделять от жилых и служебных помещений, машинных отделений, питьевой воды, продовольственных кладовых коффердамами либо пустыми пространствами. Допускаются в качестве разделительных помещений принимать насосные отделения, пустые либо топливные цистерны.

На судах-химовозах нельзя располагать жилые, служебные, машинные помещения и посты управления в грузовой зоне. В тоже время грузовые емкости не должны находиться кормовее носовой оконечности жилого помещения. Входы, воздухозаборники и отверстия, ведущие в жилые, служебные и машинные помещения, не должны быть обращены в сторону грузовой зоны. Они должны располагаться на концевой, не обращенной в сторону грузовой зоны, переборке. Допускается их размещение на бортовых переборках надстройки на расстоянии не менее 4% от длины судна, но не менее 3 м от носовой переборки, обращенной в сторону грузовой зоны. В рассматриваемой зоне окна и иллюминаторы должны быть глухого, то есть неоткрывающегося типа. Однако двери и окна рулевой рубки могут располагаться в зонах, где данные требования не выполняются. Но при этом их конструкция должна позволять быстро и эффективно обеспечивать газонепроницаемость данных отверстий.

 

Требования к специальным системам

 

Грузовая система химовоза может быть как «свободного тока», так и трубной. Грузовые трубопроводы нельзя прокладывать под палубой между наружной стороной грузовых помещений и обшивкой корпуса, то есть в межбортовых отсеках, кроме случаев, когда выдерживается расстояние, необходимое для защиты от повреждений при аварии. Это расстояние принимается равным глубине пробоины борта, нормируемой требованиями к непотопляемости химовоза. Данное расстояние может быть уменьшено, если повреждение грузового трубопровода не приведет к утечке груза. В целом грузовые трубопроводы должны иметь систему клапанов, исключающих утечку груза при повреждении элементов грузовой системы. Они не должны проходить через какие-либо жилые, служебные или машинные помещения.

Перевозка некоторых опасных химических грузов требует создания специального состава среды в грузовых емкостях. Предусматривается четыре возможных типа регулирования состава их среды:

1. Инертизация – заполнение грузовой емкости и трубопроводов газом или парами, неподдерживающими горение и не вступающими в реакцию с грузом.

2. Создание изолирующего слоя – заполнение жидкостью, газом или парами, отделяющими груз от атмосферного воздуха.

3. Сушка – заполнение сухим газом или парами с точкой росы ниже –40°С.

4. Вентиляция грузовых емкостей, она может быть в зависимости от перевозимого груза естественной либо искусственной.

Каждая грузовая емкость должна иметь устройства для измерения груза, его температуры, давления паров, а также сигнализацию о верхнем уровне груза и его переливе.

В зависимости от вида перевозимого груза устройства для измерения могут быть:

– открытого типа, при их применении используются отверстия в емкостях, а лицо, производящее замер, может подвергаться воздействию груза или его паров;

– устройство полузакрытого типа. Оно проникает в емкость и допускает утечку в атмосферу небольшого количества паров или жидкости. Когда это устройство не используется, оно полностью закрыто;

– устройство закрытого типа. Такое устройство устанавливается внутри емкости и не допускает утечку содержимого емкости.

Как альтернативными к изложенным могут применяться устройства для измерения косвенным путем. Они не устанавливаются внутри емкости и являются независимыми от нее (например, расходомеры, устанавливаемые на береговой ветви грузового трубопровода).

Каждая грузовая емкость должна иметь газоотводную систему. Она подводится к верхней части грузовой емкости и должна исключать возможность скопления паров на палубах, их проникновение в жилые, служебные и машинные помещения. В зависимости от перевозимого груза применяются следующие типы газоотводных систем:

1. Открытая – не имеет препятствий для свободного тока паров. Применяется только для грузов с температурой вспышки выше 60°С. Она может состоять из отдельных газоотводных труб для каждой емкости или эти трубы могут объединяться в общий коллектор.

2. Регулируемая – является системой, в которой для каждой емкости установлены предохранительные нагнетательные и вакуумные клапаны, ограничивающие давление или вакуум в емкости. Такая система должна иметь кроме основного вспомогательное средство, позволяющее обеспечить полный выход паров для предотвращения возникновения избыточного давления или вакуума в случае отказа одного из средств. В качестве альтернативы вспомогательное средство может, например, состоять из датчиков давления, установленных в каждой емкости и обеспечивающих включение аварийно-предупредительной сигнализации.

Выходные отверстия газоотводных труб регулируемой газоотводной системы должны располагаться на высоте не менее 6 м над верхней палубой или приподнятым проходом (переходным мостиком), если последний расположен в пределах 4 м от этих труб. Высота выходных отверстий может быть уменьшена до 3 м над палубой при условии, что будут установлены высокоскоростные клапаны, направляющие паровоздушную смесь вверх струей со скоростью на выходе не менее 30 м/с.

Регулируемая газоотводная система используется при перевозке грузов с температурой вспышки не выше 60°С.

Для особо токсичных грузов должна предусматриваться система возврата паров груза, образующихся при грузовых операциях.

При перевозке грузов, когда требуется регулируемая газоотводная система, должно быть предусмотрено устройство для дегазации грузовых емкостей. Она призвана сократить до минимума опасности, связанные с рассеиванием воспламеняющихся или токсичных паров в атмосферу, а также наличием смеси этих паров в грузовых емкостях.

Условия безопасности диктуют необходимость вентиляции помещений грузовой зоны. В частности помещения грузовых насосов и другие, содержащие грузовое оборудование и которые посещаются персоналом, должны иметь принудительную вентиляцию с 30-ти кратным воздухообменом в час. Управление этой вентиляцией должно быть извне помещения.

Вентилируются и помещения, обычно непосещаемые, такие как междудонные пространства, коффердамы, помещения трюмов, туннели для трубопроводов и т.п. Если для таких помещений не предусмотрена стационарная система вентиляции, то должны быть переносные средства искусственной вентиляции, с тем, чтобы обеспечить безопасную атмосферу при необходимости посещения этих помещений. Стационарная система должна обеспечивать восемь, а переносная – шестнадцать воздухообменов в час.

В зависимости от перевозимого груза, температуры его вспышки и типа химовоза к ним предъявляются различные уровни требований по противопожарной защите, к электрооборудованию, а также специальные требования, предъявляемые к судну при перевозке некоторых видов химических грузов.

При проектировании системы мойки грузовых танков следует иметь ввиду, что конвенцией МАРПОЛ оговариваются особые условия сброса промывочной воды (остатков груза) в море:

– скорость самоходного судна должна быть не менее 7 узлов, а несамоходного не менее 4 узлов;

– сброс производится через подводное сливное отверстие со скоростью, не превышающей максимальную;

– сброс производится на расстоянии не менее 12 морских миль от ближайшего берега при глубине не менее 25 м.

Чтобы исключить сбросы в море значительных количеств остатков химических грузов, конвенцией нормируется предельные количества неудаляемого из танков груза, что должна обеспечить грузовая система судна.

К химовозам предъявляются некоторые уточняющие требования при проверке остойчивости (конкретизируются состояния нагрузки), непотопляемости (оговариваются размеры пробоины борта и днища, требование к живучести, стандарт повреждений), надводного борта.

Изложенные выше требования являются конвенционными и должны быть выполнены на морских судах и смешанного (река-море) плавания, перевозящих химические грузы наливом на международных линиях эксплуатации. При перевозке опасных грузов навалом, наливом или в таре по внутренним водным путям суда должны удовлетворять требованиям Руководства Р. 027-2008 [23].

Библиографический список

 

1. Бубнов, И.Г. Об одном методе определения главных размеров проектируемого судна / И.Г. Бубнов. Избранные труды. – Л.: Судостроение, 1956. – 305 с.

2. СТП 1. 15-83. Нагрузка масс судов внутреннего плавания. Введен ЦТКБ МРФ приказом № 24 от 3.05.83. – Л., 1983. – 78 с.

3. ОСТ 5R. 0206–2002. Стандарт отрасли. Нагрузка масс гражданских и вспомогательных судов. Классификация элементов нагрузки. Принят и введен в действие распоряжением Технического комитета по стандартизации ТК «Судостроение» от 27.12.02 № ТК 0206-26. –22 с.

4. Проектирование судов внутреннего плавания / Н.К. Дормидонтов [и др.] – Л.: Судостроение, 1974. – 334 с.

5. Роннов, Е.П. Расчет массы металлического корпуса грузового судна внутреннего плавания / Е.П. Роннов, В.Г. Смирнов // Труды / Горьковский институт инженеров водного транспорта. – 1986. – Вып. 218. – с.3–16.

6. Ашик, В.В. Проектирование судов: учебник / В.В. Ашик. – Л.: Судостроение, 1985. – 315 с.

7. СанПин 2.5.2-703–98. Суда внутреннего и смешанного (река-море) плавания. Санитарные правила и нормы. – М.: Минздрав России, 1998. – 142 с.

8. Правила классификации и постройки судов внутреннего плавания / Российский Речной Регистр. Т.2 / – М.: По Волге, 2002. – 394 с.

9. Международная конвенция о грузовой марке (КГМ-66/88) – СПб.: ЗАО ЦНИИМФ, 1999. – 282 с.

10. Ашик, В.В. Выбор коэффициента полноты при проектировании современных морских судов / В.В. Ашик, Б.А. Царев, И.В. Челпанов // Судостроение. – 1972. – № 2. – с. 13–16.

11. Ногид, Л. М. Теория проектирования судов: учебник / Л.М. Ногид. – Л.: Судпромгиз, 1955. – 479 с.

12. Бронников, А.В. Проектирование судов: учебник / А.В. Бронников. – Л.: Судостроение, 1991. – 319 с.

13. Лесюков, В.А. Теория и устройство судов внутреннего плавания: учебник / В.А. Лесюков. – М.: Транспорт, 1974. – 320 с.

14. Дмитриев, М.В. Учет неравномерности поля скоростей для повышения эффективности эксплуатации речных судов. Тезисы докладов Всесоюзной н/т конференции, посвященной 125-летию со дня рождения академика А.Н. Крылова «совершенствование средств и методов экспериментальной гидромеханики для развития научного процесса в судостроении» / М.В. Дмитриев, А.З. Городецкий, А.Б. Петров, Б.М. Сахновский. – Л.: Судостроение, 1988. – С. 65.

15. Bayer, L.A. American never towboats. – International Shipbuilding Progress / L.A., Bayer.1959, 6, № 63. р. 12–17.

16. Ашик, В.В. Приближенная оценка мощности судовой энергетической установки / В.В. Ашик, Б.А. Царев, И.В. Челпанов // Судостроение. – 1972. – № 5. – с. 6–11.

17. Алферьев, М.Я. Ходкость и управляемость судов: учебник / М.Я. Алферьев. – М.: Транспорт, 1967. – 343 с.

18. Пашин, В.М. Оптимизация судов / В.М. Пашин – Л.: Судостроение, 1983. – 320 с.

19. ГОСТ 18477. Контейнеры универсальные. Типы, основные параметры и размеры. Введен постановлением ГК СССР по стандартам 14.09.79 № 3572. – 25 с.

20. Свечников, О.И. О конструктивном типе грузовых судов внутреннего плавания / О.И. Свечников // Судостроение. – 1979. – № 2. – с. 8–12.

21. Временные нормы управляемости толкаемых составов внутреннего плавания. РТМ 212.0126-86 – Л.: Транспорт, 1987. – 92 с.

22. Буксирные суда / Б.В. Богданов [и др.] – Л.: Судостроение, 1974. – 280 с.

23. Р.027-2008. Требования к судам, перевозящим опасные грузы. Российский Речной Регистр. Утверждено приказом № 24-П от 24.06.08. Введен в действие с 10.06.08. – М., 2008. – 107 с.

 

 

Оглавление

Часть I. Теория проектирования судов.…………………..
1.	Дисциплина «Проектирование судов», ее составляющие и задачи.…………………………………….
	1.1.	Предмет и задачи теории проектированиясудов.…………………………………………..
	1.2.	Классификация величин в задаче проектирования судов……………………………………
	1.3.	Основные качества и характеристики судна...
2.	Определение водоизмещения и главных размерений на начальных стадиях проектирования………..
	2.1.	Уравнение масс……………………………….
	2.2.	Уравнения масс в функции от водоизмещения………………………………………….......
	2.3.	Уравнения масс в функции от главных размерений...............................................................
	2.4.	Уравнение масс в форме коэффициентов утилизации водоизмещения……………….....
	2.5.	Дифференциальный способ Ж.О. Нормана для определения водоизмещения судна……..
	2.6.	Дифференциальный способ И.Г. Бубнова определения главных размерений судна…....
3.	Нагрузка масс и проектная удифферентовка судна………………………………………………...
	3.1.	Нагрузка масс и ее значение………………….
	3.2.	Классификация нагрузки судна………………
	3.3.	Виды водоизмещения…………………………
	3.4.	Расчет нагрузки масс на начальных этапах разработки проекта……………………………
	3.5.	Предварительная проектная удифферентовка судна…………………………………...........
4.	Вместимость………………………………………….
	4.1.	Основные понятия и определения……………
	4.2.	Уравнения грузовместимости………………...
	4.3.	Уравнение пассажировместимости………......
	4.4.	Определение вместимости по международной конвенции об обмере судов……………...
5.	Обеспечение остойчивости и плавности качки при проектировании судна……………………………….
	5.1.	Относительная метацентрическая высота как мера остойчивости…………………………….
	5.2.	Уравнение остойчивости и его анализ………
	5.3.	Связь характеристик остойчивости и качки…
	5.4.	Обеспечение остойчивости при больших углах крена……………………………………..
6.	Обеспечение требований к непотопляемости и надводному борту………………………………………..
	6.1.	Общие подходы к нормированию непотопляемости…………………………………….....
	6.2.	Запас плавучести и высота надводного борта
7.	обоснование основных параметров формы корпуса.
	7.1.	Предварительные замечания…………………
	7.2.	Обоснование коэффициента полноты водоизмещения…………………………………….
	7.3.	Обоснование коэффициента полноты площади мидель-шпангоута……………………..
	7.4.	Обоснование коэффициента полноты конструктивной ватерлинии………………………..
	7.5.	Выбор положения центра величины по длине судна………………………………………….....
	7.6.	Относительная длина цилиндрической вставки…………………………………………
	7.7.	Форма обводов оконечностей судна……….
8.	Обеспечение ходкости при проектировании судна…
9.	Методология определения основных элементов проектируемого судна……………………………….
	9.1.	Общее представление о методах проектирования судов…………………………………….
	9.2.	Метод последовательных приближений…….
	9.3.	Метод вариаций……………………………….
Часть II. Особенности проектирования транспортных судов внутреннего плавания………………………………………...
10.	Общие сведения о речных транспортных судах и их эксплуатации……………………………………...
	10.1.	Условия, подлежащие учету при проектировании судна…………………………………….
	10.2.	Классификация внутренних водных путей….
	10.3.	Классификация транспортных судов внутреннего и смешанного плавания……………..
	10.4.	Грузы, перевозимые на речном транспорте…
	10.5.	Грузовые операции на судах…………………
11.	Сухогрузные судна…………………………………..
	11.1.	обоснование архитектурно-конструктивного типа……………………………………………..
	11.2.	Проектные решения, направленные на повышение эффективности грузовых судов…...
	11.3.	Особенности определения главных элементов сухогрузных судов………………………..
	11.4.	Форма корпуса. Обеспечение ходкости и управляемости…………………………………
	11.5.	Саморазгружающиеся суда…………………..
	11.6.	Особенности сухогрузных судов смешанного плавания……………………………………….
12.	Особенности проектирования толкаемых составов внутреннего плавания……………………………….
	12.1.	Классификация толкаемых составов………...
	12.2.	Обоснование основных элементов толкаемых составов…………………………………..
	12.3.	Выбор главных размерений судов, входящих в состав…………………………………………
	12.4.	Особенности формы корпусов секций состава
	12.5.	Обеспечение управляемости составов. Изгибаемые составы………………………………..
13.	Особенности проектирования буксиров и толкачей внутреннего плавания………………………………..
	13.1.	Классификация буксирных судов……………
	13.2.	Особенности работы буксирных судов на внутренних водных путях…………………….
	13.3.	Основные эксплуатационные требования к толкачам……………………………………….
	13.4.	Эксплуатационные требования к буксирам…
	13.5.	Архитектурно-конструктивный тип судна.....
	13.6.	Выбор мощности силовой установки и типа движительно-рулевого комплекса………….
	13.7.	Определение главных размерений и водоизмещения………………………………………..
	13.8.	Особенности формы корпуса…………………
14.	Особенности проектирования нефтеналивных судов
	14.1.	Основные свойства жидких нефтепродуктов, перевозимых на судах………………………...
	14.2.	Особенности обоснования архитектурно-конструктивного типа танкеров……………...
	14.3.	Требования к танкерам, регламентируемые Правилами Российского Речного Регистра….
	14.4.	Определение основных элементов и характеристик танкеров………………………….........
15.	Особенности проектирования судов-химовозов…...
	15.1.	Общие положения…………………………....
	15.2.	Требования к конструкции химовозов……....
	15.3.	Требования к специальным системам……...
Библиографический список …………………………………