Обеспечение сохранности грузов

Факторы внешней среды, влияющие на сохранность

В процессе перевозки на грузы оказывает воздействие окружающая среда — атмосферный воздух и забортная вода, которая омывает грузовые трюмы. Влияние гидрометеорологических условий внешней среды может привести к изменению физического и химического составов различных грузов и повлиять на их качество.

Грузовые помещения судов и склады являются закрытыми пространствами, в которых образуется свой микроклимат, правильное регулирование которого обеспечит гарантию сохранности грузов в процессе доставки.

Параметры окружающей среды.

ПЛОТНОСТЬ ВОЗДУХА — при t-0°C и давлении 760 мм.рт.ст. равна 1,293 кг/м3 а плотность водяного пара равна 0,768 кг/м3. Отсюда следует, что при одинаковых условиях влажный воздух легче сухого.

АБСОЛЮТНАЯ ВЛАЖНОСТЬ — масса водяного пара в 1 м3 смеси.

Vn=1,061+αth, г/м3

где α — коэффициент объемного расширения;
t — температура, С°;
h — масса водяного пара.

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА — отношение фактического количества водяных паров к тому количеству, которое может содержать воздух при данной температуре, находясь в состоянии насыщения.

φ=hн100, %

Весовые количества воды в граммах, содержащееся в 1 м3 насыщенного водяными парами воздуха при атмосферном давлении в 760 мм. рт. ст. (нормальное давление), приведено в таблице № 1.

Температура, oСКоличество Н, г/м3Температура, oСКоличество Н, г/м3
04,841916,14
15,182017,32
25,542118,14
35,922219,22
46,332320,35
56,762421,54
67,222522,80
77,702624,11
88,212725,49
98,762826,93
109,332928,45
119,933030,04
1210,573131,70
1311,253233,45
1411,963335,27
1512,713437,18
1613,503539,18
1714,34
1815,22

 
ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ ВЕЩЕСТВА — отношение массы жидкости, содержащейся в данном материале, к массе влажного материала.

ω0=qвлqc+qвл100%,

где qвл — масса жидкости;
qс — масса сухого вещества.

ТОЧКА РОСЫ — температура воздуха, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нем водяной пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться, т. е. появилась роса.

t0=2387,5/(Igh0,662)1, oC.

При дальнейшем понижение температуры воздуха (ниже точки росы) происходит конденсация влаги из воздуха. Выпадение конденсата на груз из окружающего воздуха наблюдается тогда, когда t° груза равна точке росы или ниже нее.

Контейнеровоз Titan Valletta
Контейнеровоз Titan Valletta

Такое влияние вызывает подмочку или увлажнение груза. При выполнении погрузочно-разгрузочных работ опасность конденсации влаги и подмочки груза возникает тогда, когда холодный груз попадает в помещение с теплым влажным воздухом.

Принципы регулирования тепловлажностных процессов в трюмах и складах

Погруженный на судно в каких-то климатических условиях груз предохраняется от воздействия внешней среды обшивкой корпуса. Температура груза, особенно его внутренних слоев, не успевает сравняться с температурой внешней среды, каковы бы ни были продолжительность рейса и колебания наружной температуры. Теплопоступления через ограждения трюма составляют примерно 5-10 % от того количества тепла, которые необходимо для выравнивания температуры груза с наружной, причем воздействию наружной температуры подвергаются только пограничный слой груза. Глубина этого воздействия зависит от теплофизических свойств и структуры груза. Глубина теплового воздействия наружной среды на генеральный груз больше, чем для навалочного груза, что объясняется наличием воздушных каналов между отдельными местами, в которых возникают конвективные потоки воздуха, усиливающие теплообмен.

В дневное время в результате облучения судна солнечными лучами корпус судна сильно нагревается. Ночью в результате радиационного тепло­излучения надводная часть корпуса судна сильно охлаждается, температура палубы и надводного борта становятся ниже температуры наружного воздуха и температуры воздуха и груза в трюме.

В результате колебаний температуры палубы, в подпалубном пространстве развиваются вполне определенные термодинамические процессы. Эти процессы также, в определенной мере, зависят от эксплуатационных условий рейса. Так, в результате мойки палубы, температура палубы и подпалубного пространства резко падает, а относительная влажность воздуха повышается.

Контейнеровоз Grimaldi Lines
Контейнеровоз Grimaldi Lines

Увлажнение или усушка груза будет зависеть от параметров вентиляционного воздуха. Ночью, при резких колебаниях суточных температур, возможно отпотевание под палубой.

При переходе в одной климатической зоне в летних условиях температура воды ниже температуры воздуха, и надводная часть судна нагревается солнечными лучами, тепловые потоки направлены сверху вниз. Вместе с теплом сверху вниз движется влага. Происходит относительное увлажнение нижней части груза. Вентиляция трюма на данном переходе существенных изменений в микроклимат не внесет. Вентиляция усилит процесс теплопередачи наружного воздуха к грузу и, в зависимости от параметров воздуха, может увлажнить или высушить груз.

В ранний весенний период или поздний осенний период, когда температура воздуха ниже температуры воды, тепловые потоки, а вместе с ними потоки влаги, направлены снизу вверх. Если температура груза ниже температуры забортной воды, то тепловой поток направлен от подводной части трюмового ограждения к грузу и от него к надводной части. Средняя часть груза в результате таких потоков увлажняется, и груз может отсыреть. Влага, испаряющаяся из груза, насыщает подпалубное пространство, а затем конденсируется на внутренней стороне палубы. В трюме развиваются два нежелательных явления — отсыревание в средней части груза и конденсация влаги в подпалубном пространстве. Поверхностная вентиляция наружным воздухом груза вызовет осушение воздуха в подпалубном пространстве, прекратит конденсацию влаги на внутренней поверхности палубы и усилит процесс перемещения влаги в грузе снизу вверх, что приведет к высушиванию груза.

Общие рекомендации: при переходе в весенне-осенних условиях в одной климатической зоне для предотвращения конденсации влаги на внутренней поверхности палубы необходимо осуществлять поверхностную вентиляцию груза наружным воздухом.

При переходе судна из теплой зоны в холодную теплый груз отдает свое тепло холодным частям трюма. Влага стремится из центра груза к краям. Выделившись из груза, влага конденсируется на частях трюма, что может привести к подмочке верхнего слоя находящегося в трюме груза, из-за падения капель конденсационной влаги со внутренней стороны палубы на груз. Вентиляция трюма наружным воздухом приводит к уменьшению или даже ликвидации процесса конденсации влаги на внутренних поверхностях трюмных ограждений, но при этом может отсыреть сам груз.

Контейнеровоз Frederik
Контейнеровоз Frederik

Общий вывод заключается в том, что при переходе из теплой зоны в холодную, при отсутствии вентиляции на этом переходе, неизбежно происходит конденсация влаги на внутренних поверхностях трюмных ограждений уже на вторые — третьи сутки. Однако следует помнить о том, что вентилировать теплый груз холодным наружным воздухом можно только в том случае, если относительная влажность этого воздуха меньше равновесной относительной влажности, соответствующей влажности груза при температуре вентиляционного воздуха. Радикальным средством ликвидации подмочки и отсыревания груза при переходе из теплой зоны в холодную является выравнивание температуры груза с температурой внешней среды. При этом происходит перераспределение влаги между грузом и трюмным воздухом. Влажность груза увеличивается за счет влаги трюмного воздуха, но настолько незначительно (0,001%), что практически значения не имеет.

При переходе судна из холодных мест в теплые более холодный груз воспринимает от ограждающих частей трюма тепло. Наибольший тепловой поток направлен от нагретой солнцем палубы, затем от борта судна, омываемого водой. Вместе с тепловыми потоками направлены и потоки влаги, вследствие чего центральная часть груза увлажняется.

Абсолютная влажность воздуха в подпалубном пространстве растет засчет испарения влаги из груза. Однако относительная влажность воздуха в этом пространстве падает, относительная влажность воздуха в массе груза растет, стремясь к 100%.

При вентиляции трюмов наружным воздухом на переходе с севера на юг теплый влажный воздух, соприкасаясь с более холодным грузом, охлаждается и может вызвать конденсацию влаги на грузе. Абсолютная влажность трюмного воздуха увеличивается в соответствии с ростом влагосодержания наружного воздуха из-за влагоотдачи груза. При переходе с севера на юг точка росы наружного воздуха становится выше температуры груза, и вентиляция наружным воздухом приводит к конденсации влаги на грузе. Отсюда следует вывод, что при переходе с севера на юг нельзя вентилировать трюмы наружным воздухом. При таком переходе трюмы должны быть задраены. Это приводит к тому, что температура груза по приходу в порт значительно ниже, чем точка росы наружного воздуха. При выгрузке в трюмы попадает теплый и влажный воздух, который, соприкасаясь с холодным грузом, образует конденсат на грузе.

Контейнеровоз DS Agility
Контейнеровоз DS Agility

Итак, при переходе с севера на юг вентилировать трюмы наружным воздухом нельзя, а перевозка груза в задраенном трюме приводит к отсыреванию груза в порту выгрузки.

Предотвратить эти нежелательные процессы можно только такой схемой вентиляции, которая позволит выровнять температуру груза с температурой внешней среды.

Конденсация не наступает, если точка росы воздуха меньше температуры груза или ограждений помещений, поэтому возможность и целесообразность вентиляции трюмов и складов вытекает из следующих условий:

  • если точка росы вентиляционного воздуха равна температуре груза или выше нее, то вентилировать помещение нельзя;
  • если точка росы вентиляционного воздуха ниже точки росы в помещении и температуры груза, то вентилировать помещение можно. Конденсация паров воздуха не произойдет.

Вентиляция, помимо регулирования температурно-влажностных процессов в грузовых помещениях, необходима для подавления биохимических процессов и жизнедеятельности микроорганизмов и вредителей грузов, удаления вредных продуктов распада веществ. Многие грузы в процессе хранения выделяют различные вещества (углекислый газ, этилен, метан и др.), которые удаляются при помощи системы вентиляции.

Для универсальных портовых складов типичен естественный или естественно-принудительный воздухообмен, который осуществляется двумя путями: воздухообмен путем перемещения воздуха вследствие разности значений его удельного веса в холодном и теплом состоянии; воздухообмен вследствие ветрового напора наружного воздуха на ограждения склада. Наилучшая вентиляция груза в складе достигается тогда, когда направление движения складского воздуха параллельно проходам между штабелями груза.

Контейнеровоз Jork Reliance
Контейнеровоз Jork Reliance

Так как портовые склады предназначены для краткосрочного хранения грузов, и двери складов большую часть времени открыты, специальных систем вентиляции в портовых складах обычно не сооружают. Воздухообмен в складах полностью зависит от аэродинамических условий, в которых находится склад. Ветер создает на поверхностях складов положительные и отрицательные давления. С наветренной стороны склада образуется зона повышенного давления (подпора). С тыловой стороны склада образуются зоны разряжения (аэродинамическая тень).

Так как в портовых складах постоянно хранятся различные грузы, а, следовательно, тепловлажностный режим в складе также изменяется и часто отличается от условий наружного воздуха, то между складом и наружным воздухом возникает естественный воздухообмен. Причинами естественного воздухообмена является разность плотности и разность давлений воздуха в складе и снаружи. Когда в складе температура выше, чем снаружи, наружный воздух поступает в склад через нижние отверстия (щели) и выходит через верхние.

При открытых дверях воздухообмен в складе будет почти полностью зависеть от распределения ветрового давления у стен и дверей склада. Все наветренные двери находятся под давлением, а подветренные — под разрежением.

Портовые склады, в зависимости от использования строительного материала, бывают деревянные, металлические, каменные и железобетонные. Металлические склады собирают из гофрированного железа или иного металла на металлическом каркасе.

Склад из металла защищает груз от вредного воздействия атмосферных осадков, солнечных лучей и, в некоторой степени, от воздействия влажного наружного воздуха, но плохо защищает от тепловых воздействий. На грузах, уложенных в металлические склады, не образуется конденсат, так как грузы сильно не переохлаждаются. Ограждения склада играют роль теплового экрана при радиационном теплообмене, и конденсат образуется на наружной поверхности складов. В то же время сами металлические склады сильно нагреваются солнечными лучами днем и сильно охлаждаются ночью.

Контейнеровоз Christophe Colomb
Контейнеровоз Christophe Colomb

Сильно нагретые стены и крыша передают свое тепло хранящемуся в складе грузу путем лучистого теплообмена. Это приводит к нагреву поверхности груза и испарению влаги из груза. Вследствие испарения влаги точка росы воздуха в складе днем резко возрастает. Ночью, когда стены и крыша становятся холодными, на их внутренней стороне выпадает роса. Если днем открыты двери склада, то выделившаяся из груза влага уходит из склада, и конденсации ночью может не быть. Однако снижение влажности воздуха вследствие дневной вентиляции приводит к уменьшению веса груза, что нежелательно. Вентилировать склад следует при понижении температуры ограждения до критической, т.е. когда температура ограждения приближается к точке росы внутреннего воздуха менее чем на 30. Если температура ограждения становится равной или меньше точки росы внутреннего воздуха, вентиляция склада обязательна.

Микроклимат каменных и деревянных складов значительно отличается от микроклимата металлических. При отрицательных температурах наружной среды в складе теплее, чем снаружи, при положительных — холоднее. Неплотности в конструкции склада и раскрытые двери вызывают воздухообмен склада с наружным воздухом. В нижних слоях штабеля температура наиболее стабильна и меньше изменяется при колебаниях температуры наружной среды. Относительная влажность воздуха внутри складов, являющаяся функцией температуры, различна. Наименьшая относительная влажность воздуха наблюдается в верхней части склада, т. к. температура там выше. У пола склада относительная влажность наибольшая и отличается сравнительной стабильностью.

Чем меньше открывается склад для производства перегрузочных работ, тем стабильней поля температур и влажности в складе. Частое и длительное открывание дверей склада и смена груза приводят к большой подвижности полей температуры и влажности в складе, а при больших разностях температур груза и наружного воздуха интенсивный воздухообмен может привести к отсыреванию груза. Весной соприкосновение теплого и влажного наружного воздуха с холодным грузом может привести к образованию конденсата на грузе. Осенью резкое охлаждение теплого груза холодным наружным воздухом может привести к внутренней конденсации влаги в грузе и его переувлажнению. Поэтому рекомендуется весной и осенью чаще вентилировать склады с тем, чтобы выравнять температуру груза с температурой наружной среды. Вопрос возможности и целесообразности вентиляции склада должен решаться в зависимости от конкретных условий наружной среды.

Взаимовлияние и совместимость грузов при хранении и перевозке

Транспорт осуществляет перевозки грузов, обладающих разнообразными физико-химическими свойствами. В процессе хранения и перевозки грузы взаимодействуют не только с окружающей средой, но и между собой.

С точки зрения сохранности грузов, их взаимное влияние следует рассматривать как один из агрессивных факторов внешней среды. Его игнорирование приводит к полной или частичной порче грузов и потере ими товарных качеств. С особой остротой проблема учета взаимного влияния грузов встает при размещении большого количества партий разнообразных грузов в одном складе, а особенно на одном судне, имеющем ограниченное число грузовых помещений.

Контейнеровоз MSC Kalina
Контейнеровоз MSC Kalina

Вопрос о совмещении и разделении грузов при хранении и перевозке решается следующим образом. По совместимости все грузы разделены на три группы: обладающие агрессивными свойствами, подверженные воздействию агрессивных факторов и нейтральные.

Группа грузов, обладающих агрессивными свойствами, делят на подгруппы.

  1. Влаговыделяющие (хлопок, зерновые грузы). Они подразделяются на гигроскопические, биологические и искусственно увлажненные. Гигроскопические грузы не всегда выделяют влагу, они могут и поглощать ее, искусственно увлажненные грузы могут только выделять влагу, если парциальное давление в них выше, чем в воздухе, биологические грузы всегда выделяют влагу, образующуюся в процессе их жизнедеятельности.
  2. Тепловыделяющие. Подразделяются на грузы с повышенной температурой и нагревающиеся при увлажнении (зерновые, уголь, хлопок).
  3. Самовозгорающиеся (хлопок, уголь).
  4. Газовыделяющие (нефть, нефтепродукты).
  5. Ядовитые (кислоты, щелочи, химикаты).
  6. Пылящие (пищевые, строительные, удобрения).
  7. Одорирующие (выделяющие запахи: керосин, соленая рыба, табак).
  8. Опасные как носители карантинных объектов (живые грузы, кожсырье).

Группа грузов, подверженных воздействию агрессивных факторов, состоит из следующих групп:

  1. Портящиеся под воздействием влаги (окисляющиеся, изменяющие структуру — сахар, соль и др., загнивающие и выделяющие газы при увлажнении);
  2. Портящиеся под воздействием теплоты (овощи, напитки);
  3. Легковоспламеняющиеся от нагревания и окисления (нефтегрузы, кислоты);
  4. Подверженные воздействию ядовитых веществ (пищевые, бумага, ткани);
  5. Портящиеся от пыли (бумага, ткани);
  6. Воспринимающие запахи (масло, молоко, мука);
  7. Подверженные воздействию карантинных объектов.

Группы нейтральных грузов — нерудные строительные материалы, ЖБИ и т. д. Грузы этой группы не обладают агрессивными свойствами и не подвержены воздействию агрессивных факторов.

Степень совместимости оценивается по семибальной системе:

  • совместная перевозка на одном судне запрещается;
  • через отсек от других грузов — грузы должны быть разделены двумя стальными водонепроницаемыми переборками;
  • в совместном отсеке — грузы должны быть разделены вертикальной стальной водонепроницаемой переборкой;
  • в одном отсеке, разделенным переборками;
  • в одном помещении, при условии разделения грузом, нейтральным по отношению к двум перевозимым;
  • в одном помещении, но с сепарацией;
  • без ограничений.

Условия совместимости грузов при перевозке и хранении приведены в таблице 2.

Транспортные характеристики отдельных категорий грузов

Действующие правила перевозок подразделяют на три группы, отражающие особенности техники движения и транспортных характеристик грузов:

  • правила перевозки сухих грузов (насыпных, навалочных, штучных, скоропортящихся и др.);
  • правила перевозки нефтепродуктов наливом;
  • правила буксировки судов и плотов.

Форма предъявления груза к перевозке определяет способ его транспортирования и хранения. Например, жидкие грузы перевозятся на специализированных судах — танкерах. Тот же продукт, упакованный в тару, перевозят уже на обычных сухогрузных судах, и технология хранения, перегрузки и перевозки, а также правила перевозки существенно отличаются от первого случая.

Таблица 2

Условия совместимости грузов при перевозке и хранении
Грузы, обладающие агрессивным свойствамиГрузы подверженные воздействию
агрессивных факторов
1.
Портящиеся под воздействием влаги
2.
Портя­щиеся
под воздейст­вием теп­лоты
3.
Легковосп­ламеняющиеся
4.
Подвер­женные действию ядовитых веществ
5.
Портя­щиеся от пыли
6. Восприне-мащие запахи7. Подверженные воздейст­вию кара­нтинных объектов
окис­ляю­щиесяизме­няющие
структуру
загнива-
ющие и плесневе-
ющие
выде­ляю­щие
газы
от нагре­ванияот окис­ления
1. Влаговыделяющие: гидроскопические, биологические, искусственно-увлажненные.33333535777
33333535771
33333535777
2. Тепловыделяющие:
с повышенной температурой, нагревающиеся при увлажнении, нагревающиеся в силу биологических свойств.
43322234677
66432246777
33332234421
3.
Самовозгораю­щиеся
33332222737
4.
Газовыделяющие
36315333633
5.
Ядовитые
33323331322
6.
Пылящие: абразивные и прочие
11111111111
22233332333
7.
Выделяющие запахи (одорирующие)
63333553522

 
Предлагается к прочтению:
Несохранность грузов при транспортировке
Тара, упаковка и маркировка грузов

Апрель, 06, 2018 603 0
Читайте также