Классификация и свойства наливных грузов

Доля наливных грузов в международных перевозках составляет около 50 %, из них свыше 80 % приходится на нефть и нефтепродукты.

Наливные грузы в зависимости от физико-химических свойств и транспортных характеристик, технических условий транспортировки и хранения, назначения и потребления в производстве подразделяются на четыре вида:

- сырая нефть и нефтепродукты;

- химические наливные грузы;

- сжиженные газы, перевозимые наливом;

- пищевые наливные грузы.

В свою очередь, каждый вид наливного груза подразделяется на классы, подклассы, категории и группы в зависимости от специфических свойств.

В международной классификации пищевые наливные грузы не выделяются и включены в химические наливные грузы.

Для организации транспортного процесса перевозки наливных грузов необходимо знать и учитывать транспортные характеристики грузов и их физико-химические свойства. К числу таких характеристик относятся следующие.

Плотность – отношение массы вещества к единице объема. За единицу плотности принимают количество килограммов вещества в одном кубическом метре (кг/м3). Плотность жидкости зависит от температуры и атмосферного давления. Атмосферное давление учитывается только при перевозке сжиженного газа, при перевозке других наливных грузов давлением можно пренебречь, учитывая только температуру. Чем выше температура жидкости, тем меньше ее плотность, т.к. при нагревании вещества увеличивают свой объем. Поэтому при определении плотности наливного груза с помощью ареометра необходимо всегда учитывать температуру, при которой производилось измерение плотности.

Вязкость – важное свойство грузов, влияющее на способы его транспортировки, скорости грузообработки, величину остатков груза в цистернах (мертвые остатки). Вязкость уменьшается с увеличением температуры груза (при подогреве) и наоборот. Однако пропорциональной зависимости между вязкостью и температурой не существует. Вязкость разделяется на динамическую и кинетическую.

Температура плавления и застывания – температура перехода твердого кристаллического тела в жидкое состояние. Температура плавления при нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.) называется точкой плавления. Температура застывания характеризует подвижность наливного груза и позволяет оценивать минимально необходимую температуру, при которой возможна перекачка. Температура застывания (кристаллизация или затвердение) жидкости совпадает с температурой плавления и зависит от химической природы вещества. Как правило, переход вещества из жидкого состояния в твердое происходит не в одной температурной точке, а постепенно.

Теплоемкость – количество тепла, которое необходимо подвести к телу, чтобы повысить его температуру на 1°С или 1 К.

Сырая нефть, нефтепродукты и их химические соединения представляют собой смеси различных углеводородов, имеющих разные температуры кипения от -162 до +400°С и выше. Нефтепродукты, в составе которых преобладают углеводороды с низкой температурой кипения (легкие фракции), называются «летучими». Нефтепродукты с преобладанием «тяжелых фракций» называются «нелетучими» «Легкие фракции» при обычных природных условиях подвержены испарению. Что приводит к потере количества и качества груза.

Испарение – это парообразование со свободной поверхности жидкости при любой температуре, т. е. переход вещества из жидкого состояния в газообразное. Однако при определенной температуре в цистерне с грузом наряду с процессом парообразования происходит процесс конденсации, т. е. процесс превращения пара в жидкость. При равенстве скорости парообразования и конденсации перестает меняться количество жидкости и находящегося над ней пара, т. е. наступает динамическое (подвижное) равновесие. Пар, находящийся в состоянии динамического равновесия, называют насыщающим (насыщенным) паром.

Токсичность – способность некоторых химических соединений и веществ оказывать вредное действие на организм человека, животных и растений. Многие наливные грузы, особенно смесь их паров с воздухом оказывают ядовитое действие на человека. Степень токсичности зависит от концентрации вещества в воздухе (мг/м3) и времени пребывания человека в загазованной среде. Вредные вещества по степени воздействия на организм человека по ГОСТ 12.1.007-76 в зависимости от нормы ПДК подразделяются на четыре класса:

- чрезвычайно опасные при ПДК=0,1 и менее;

- высокоопасные при ПДК=0,1–1,0

- умеренно опасные при ПДК=1,0–10

- малоопасные при ПДК=10 и более.

Коррозионность. Коррозия от воздействия наливных грузов зависит от наличия в них кислот, щелочей, сернистых соединений и других химически активных соединений. Интенсивность коррозии увеличивается с ростом влажности газового пространства.

Огнеопасность наливных грузов. Огнеопасность наливных грузов характеризуется температурой вспышки, температурой воспламенения, температурой самовоспламенения, взрывоопасностью.

В соответствии с ГОСТ 12.1.017–80 все вещества подразделяются на:

- легковоспламеняющиеся вещества – способные воспламеняться от кратковременного источника с низкой энергией;

- вещества средней воспламеняемости – способные воспламеняться от длительного воздействия источника зажигания с низкой энергией;

- трудно воспламеняющиеся вещества – способные воспламеняться под воздействием мощного источника зажигания.

Температура вспышки – наименьшая температура, при которой смесь паров жидкости с воздухом вспыхивает при поднесении к ней пламени.

В природных условиях достаточное количество паров, которое необходимо для вспышки, могут выделить углеводородные жидкие вещества с низкой температурой кипения, т. е. «летучие» жидкости.

«Летучими» являются углеводородные жидкие вещества с температурой вспышки менее 60°С в закрытом тигеле, т. е. легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ). ЛВЖ, в соответствии с классификацией ООН, относятся к третьему классу опасных грузов.

Классификация ЛВЖ:

- первая категория – особо опасные ЛВЖ, имеющие температуру вспышки менее (t -18 °С);

- вторая категория – постоянно опасные ЛВЖ, имеющие температуру вспышки от t -18 °С до t + 23 °С;

- третья категория – постоянно опасные при повышении температуры ЛВЖ, имеющие температуру вспышки от t + 23 °С до t + 60 °С.

К «нелетучим» относятся углеводородные жидкие вещества с температурой вспышки выше 60°С. При наливе таких грузов их температура должна быть ниже температуры вспышки не менее чем на 5°С, в противном случае этот груз необходимо относить к ЛВЖ.

Температурой воспламенения называется наименьшая температура, при которой пары не только вспыхивают при поднесении огня, но пары выделяются с достаточной скоростью и в достаточном количестве для поддержания раз начавшегося горения. Температура воспламенения, как правило, на 25–30°С выше температуры вспышки.

Температура самовоспламенения – это температура, при которой пары жидкости воспламеняются от нагревания без поднесения пламени. Температура самовоспламенения является основной характеристикой огнеопасности для неорганических химических наливных грузов.

Температура вспышки, воспламенения и самовоспламенения находятся в тесной зависимости от температуры упругости (давления) паров. Чем выше температура упругости паров, тем выше указанные температурные величины.

Взрываемость углеводородных паров характеризуется процентным содержанием их в воздухе (смесь паров с воздухом), при которых данная смесь не только вспыхивает, но и взрывается.

Октановое число характеризует антидетонационные свойства бензина, лигроина, керосина. Чем больше октановое число, тем выше антидетонационная способность топлива, тем большее сжатие допустимо в цилиндре.

Цетановым числом дизельного топлива называется % цетана в эталонной смеси, имеющей одинаковую воспламеняемость с проверяемым топливом. Оно является показателем воспламеняемости данного дизельного топлива.

Растительным маслам и животным жирам присущ ряд физико-химических характеристик, определяющих их свойства.

Йодное число – это выраженная в % 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 1 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, и впоследствии затрудняется переработка. Окислительные процессы активизируются от контакта с металлом, особенно с медью, поэтому трубопроводы, по которым перекачиваются растительные масла и жиры, должны изготавливаться по возможности из нержавеющей стали. Способность к окислению, частично рассмотренная выше, активизируется при повышении t. Поэтому необходимо стремиться к тому, чтобы перевозка и перекачка жиров и растительных масел осуществлялась при возможно более низкой t. Поэтому необходимо стремиться к тому, чтобы перевозка и перекачка жиров и растительных масел осуществлялась при возможно более низкой t, но не ниже 20°С, при которой начинается кристаллизация китового жира и некоторых видов растительных масел (арахисовое, буковое, кокосовое). Вязкость имеет то же значение, что и при перевозке нефтепродуктов, а восприимчивость к запахам предопределяет необходимость особенно тщательной подготовки грузовых помещений перед приемом растительных масел и китового жира.