Навалочные и насыпные грузы

Навалочными называются сухие грузы, перевозимые без тары – навалом. По транспортной классификации навалочные грузы относятся к виду грузов, опасных возможностью смещения, и делятся на два класса – незерновые и зерновые.

Специфические свойства навалочных грузов можно разделить на физические, химические и биологические. К физическим свойствам относятся: сыпучесть, способность к усадке и самосортировке, теплопроводность, абразивность. К химическим свойствам относятся: самосогревание, самовозгорание, взрывоопасность. Биологическими свойствами обладают только зерновые грузы, которые продолжают свою жизнедеятельность. Навалочный груз может быть в трех транспортных состояниях: относительно монолитном, сыпучем и разжижающемся.

Первое состояние характерно для грузов с углом естественного откоса более 35°; третье – для рудных концентратов и подобных им грузов при повышенной влажности.

Навалочные грузы имеют свободные пространства внутри кусков (поры и капилляры) и между кусками (скважины). Поэтому объем груза V слагается из объема V_в вещества самих кусков, объема капилляров и пор V_п и объема скважин между кусками V_c:

$V = V_{в} + V_{\mathrm{п}} + V_{ц}$

В связи с такими особенностями структуры навалочного груза различают несколько видов его плотности:

• p_в – плотность вещества навалочного груза, определяется как отношение массы G груза к объему V_в вещества груза;

$p_{в}=\frac{G}{V_{в}},$

• p_о – объемная масса навалочного груза, определяется как отношение массы G груза к суммарному объему вещества V_в груза и капилляров V_п во всех частицах груза.

$p_{о}=\frac{G}{V_{в}+V_{\mathrm{п}}};$

• К_п – пористость, определяется как отношение объема пор и капилляров V_п.о к объему самой частицы:

${К}_{\mathrm{п}}=\frac{V_{\mathrm{п}.\mathrm{о}}}{V_{в.о}+V_{\mathrm{п}.\mathrm{о}}}.$

Величина К_п определяет, какое количество влаги может впитать груз при его смачивании;

• p – насыпная масса навалочного груза определяется как отношение массы G груза к общему объему V груза;

$p=\frac{G}{V}=\frac{G}{V_{в}+V_{\mathrm{п}}+V_{с}}.$

Незерновые навалочные грузы

Класс незерновых навалочных грузов делится на группы:

• грузы, опасные возможностью разжижения;
• сыпучие грузы, опасные возможностью смещения в сухом состоянии;
• грузы смещающиеся и разжижающиеся;
• грузы слабосмещающиеся;
• навалочные опасные.

Угли

В структуре грузооборота среди навалочных грузов важное место занимает уголь. Это горючий минерал органического происхождения. Он применяется как топливо, сырье для химической промышленности, производства кокса, бензина и т. д. Качество угля определяется содержанием углерода и водорода. По степени углефикации ископаемые угли делятся на антрацит, каменные и бурые.

Антрацит – (уголь высшей степени углефикации) имеет плотность 1,5-1,7 т/м³, теплоту сгорания 33,9-34,8 МДж/кг; содержит до 9 % летучих веществ в горючей массе. Он подразделяется на полуантрацит (ПА) и антрацит (а).

Каменный уголь – уголь средней углефикации содержит от 9 до 45 % летучих веществ. Теплота сгорания 30,1-36,6 МДж/кг.

Бурый уголь – уголь низкой степени углефикации с теплотой сгорания 22,6-31,0 МДж/кг.

При перевозке каменного угля учитывают такие транспортные свойства, как смерзаемость, способность к самовозгоранию и выделению летучих веществ, которые в сочетании с воздухом и угольной пылью образуют взрывоопасные смеси.

Смерзанию подвергаются угли, имеющие влажность более 5 % при хранении и перевозках в условиях отрицательных температур. Чаще подвержен смерзанию пористый и мелкий уголь. Наиболее эффективный способ предупреждения смерзания – сохранение влажности не более 5 %. Есть и другие способы, однако они не всегда дают желаемый результат. Например, послойная пересыпка поваренной солью, известью, графитом, мелом, опилками. Применение этих средств увеличивает стоимость угля, загрязняют его, снижают качество, способствуют процессу самосогревания угля.

Свежедобытый или измельченный уголь в процессе перегрузочных операций, соприкасаясь с воздухом, поглощают кислород, что сопровождается выделением тепла. Если свободного выхода для тепла нет, то повышение температуры может привести к воспламенению.

Перед началом погрузки проверяется температура угля на глубине 1 м. Если температура угля выше 35 °С, то погрузка такого угля на судно запрещена.

К перевозке не допускается и излишне увлажненный уголь.

При складировании рекомендуется располагать продольную ось штабеля по направлению господствующего ветра. Высота штабеля определяется способностью угля к самовозгоранию, а также длительностью хранения. Максимальная высота складирования каменного угля при хранении до 10 сут. не должна превышать 10 м, а для бурых – 5 м. Для антрацита высота штабеля определяется только допустимой нагрузкой на причал (не самовозгорается).

Угол естественного откоса угля при влажности 4 и 10 % составляет соответственно 38 и 45°.

Складирование угля разных марок не допускается. На складах необходимо систематически контролировать температуру хранимого угля. Места очагов самосогревания можно определить по внешним признакам состояния поверхности штабеля: появление за ночь влажных или белых пятен, появление пара и запахов продуктов разложения угля, искрению в ночное время. Тушение и охлаждение угля водой в штабелях не допускается. Разогревшийся или самовозгоревшийся уголь выкладывают на отдельную площадку слоем не более 0,5 м.

Загружают трюмы судов равномерно по длине судна. Неправильное распределение массы по трюмам может привести к повреждению корпуса судна. В одно грузовое помещение можно грузить уголь только одного класса и одной марки. Не допускается погрузка в трюм теплого (с температурой более +35 °С) угля.

Груз принимается в пункте отправления и назначения по замерам осадки судна, о чем составляется акт за подписью грузополучателя или представителя порта и администрации судна.

Угольная шихта

Шихтой – называется смесь различных марок коксующихся углей для переработки ее в коксовых печах с целью получения кокса. В состав угольной шихты входят коксующиеся угли: жирные, газовые, коксовые, спекающиеся, антрациты. В зависимости от заданных физико-химических свойств кокса может быть различное сочетание марок углей и различная их дозировка.

Шихта производится на углеподготовительных и углеобогатительных предприятиях путем дробления и смешивания углей в штабелях и бункерах. Она состоит из частиц размером до 80 мм с преобладанием мелких фракций.

Качественное состояние шихты определяется содержанием влаги, зольности, серы, выходом летучих веществ и теплотой сгорания.

Физико-химические свойства:

• объемная масса составляет 0,8-0,9 т/м³;
• теплота сгорания 7 650-8 750 ккал/кг;
• не опасна в отношении смещения при влажности более 3 %, т. к. угол естественного откоса составляет 37°;
• в сухом состоянии (при влажности менее З %) может смещаться;
• гигроскопична.

К перевозке принимается с влажностью не более 13 %, т. к. при большей влажности груз становится опасным возможностью разжижения;

• способна самонагреваться и самовозгораться;
• обладает способностью выветривания и пылеобразования;
• загрязняет окружающую среду;
• при влажности более 5 % подвержена смерзанию;
• не оказывает химического воздействия на металл, бетон и резину;
• выделяет взрывоопасный метан и токсичные газы;
• поглощает кислород воздуха;
• пыль во взвешенном состоянии взрывоопасна.

Шихта перевозится преимущественно в закрытых судах, хранится на открытых площадках с твердым покрытием, перегружается с помощью грейферных установок или ленточных транспортеров.

Предъявляется к перевозке шихта партиями однородного груза. На каждую партию отправитель выдает сертификат, в котором обязательно указывается процент влаги и серы. Перед погрузкой проверяются транспортные документы и сертификат, а также состояние шихты. Особое внимание должно быть уделено проверке ее влажности, т. к. шихта с влажностью менее 3 % способна смещаться, а при влажности более 13 % – разжижаться, что представляет опасность для остойчивости судна. Не допускается к погрузке шихта с температурой более 35 °С.

Предлагается к прочтению: Обеспечение сохранности грузов

При перевозке на открытых судах штабеля шихты должны быть выровненными (без выемок и впадин), чтобы исключить возможность концентрирования влаги.

При погрузке и выгрузке нельзя сбрасывать груз с большой высоты, т. к. при этом он распыляется и загрязняет окружающую среду и грузы.

В связи с возможностью выделения угарного и других токсичных газов и уменьшения содержания кислорода в воздухе не разрешается доступ людей в закрытые грузовые помещения, содержащие шихту. Доступ людей в грузовые помещения с шихтой возможен только при открытых люковых крышках и после проветривания помещений.

После выгрузки шихты в пункте назначения производится зачистка судна.

На складах порта шихта хранится в штабелях высотой до 10 м. Штабеля должны размещаться таким образом, чтобы выветриваемая из шихты пыль не загрязняла близлежащие грузы. Запрещается располагать штабеля шихты над подземными источниками тепла.

При длительном хранении шихты необходимо через 5-10 дней проверять ее температуру. Поверхность шихты в штабеле должна быть ровной, без впадин и иметь небольшой уклон для стекания дождевой или талой воды.

Песок, гравий, щебень, галька

Эти грузы относятся к группе устойчивых, хорошо сохраняющихся в любых условиях окружающей среды. Через многие порты эти грузы проходят в массовых количествах, особенно песок, гравий и песчано­гравийная смесь. Используются для различных строительных работ и в качестве заполнителей бетонных растворов. Грузы, используемые в качестве заполнителя, нельзя засорять солями, рудами, углями, химическими грузами, глиной, т. к. многие посторонние примеси способствуют быстрому разрушению бетонов.

Песок и мелкий гравий подвержены смерзанию при низких температурах и избыточном содержании влаги.

Повышение влажности вызывает резкое увеличение прочности смерзания. Вследствие низкой теплопроводности большинства навалочных грузов промерзание их в глубину слоя происходит медленно. Также медленно происходит и оттаивание смерзшегося материала. Будучи погруженными в вагоны или судно, влажные навалочные грузы примерзают к стенкам и полу, в связи с чем создаются большие трудности при разгрузке. Часто приходится прибегать к рыхлению, для чего созданы специальные машины.

Пароходство может производить погрузку этих грузов непосредственно из русел рек или со дна озер, водохранилищ. Масса нерудных строительных материалов определяется по замерам осадки судна. Для перевозки используются, как правило, суда-площадки.

Зерновые насыпные грузы

Номенклатура зерновых грузов достаточно обширна. Зерновые грузы разделяются на три основные группы: злаки, бобовые и масличные.

К хлебным злакам относятся пшеница, рожь, ячмень, овес. К просовым злакам относятся просо, кукуруза, рис, сорго. К бобовым зерновым относятся соя, арахис, горох, фасоль. В группу масличных входят семена подсолнечника, льна, конопли, кунжута, хлопка. Продуктами переработки зерновых являются мука и крупа всех видов и сортов, кукуруза в початках, отруби, жмых, шрот и др.

Физико-химические свойства грузов

Свойства зерновых грузов принято разделять на две группы:

• физические – сыпучесть, скважистость, теплопроводность, сорбционные свойства;
• биологические – дыхание, дозревание, самонагревание, прорастание, влажность.

Зерновые грузы обладают рядом свойств, которые определяют условия хранения и качественное состояние зерна. Основной оценкой состояния зерна является свежесть. Запах и цвет характеризует свежесть зерна. Несвежее, лежалое, загнившее зерно обладает особым запахом.

При хранении и перевозке зерновых грузов необходимо учитывать такие их свойства, как сыпучесть, скважистость, влажность, дыхание, дозревание, прорастание, самосогревание, а также возможность заражения амбарными вредителями.

Сыпучие. Наибольшую сыпучесть и плотность укладки имеют пшеница, рожь, просо, горох, чечевица, льняное семя, наименьшую – овес, семя подсолнечника. Сыпучесть характеризуется углом естественного откоса и зависит от размеров и формы семян (табл. 1).

 
Скважистость зерна определяется, исходя из соотношения объемов, занимаемых непосредственно зерном и зерновым пространством (табл. 1).

Влажность – основной показатель качества зерновых грузов – выраженная в процентах масса гигроскопической влаги, содержащейся в зерне. Зерновые грузы подразделяются по влажности следующим образом:

• сухие содержат влаги до 14 %;
• средней сухости – от 14 до 15,5 %;
• влажные – от 15,5 до 17 %;
• сырые – свыше 17 %.

Пшеница, рожь, ячмень и овес не принимаются к перевозке, если их влажность выше 17 %, остальные зерновые грузы – если их влажность выше 16 %.

Дыхание, дозревание, прорастание являются специфическими свойствами зерновых грузов. При транспортировании и хранении зерновые грузы проявляют свою жизнеспособность в форме газообмена (дыхания), при котором в окружающую среду выделяется углекислый газ, а из окружающего пространства поглощается кислород. Этот процесс протекает с выделением тепла. Основной фактор, влияющий на интенсивность дыхания – это влажность.

 
Самосогревание зерновых грузов происходит из-за наличия в них различных микроорганизмов, насекомых и клещей, выделяющих в результате своей жизнедеятельности тепло, которое, при отсутствии достаточной вентиляции и плохой теплопроводности зерновой массы, способствует накоплению тепла и повышению температуры зерна.

При температуре зерна 50 °С и более снижается сыпучесть и появляется затхлость и гнилостный залах, а у зерен пшеницы и ржи – потемнение оболочек. Интенсивность самосогревания повышается при увеличении влажности зерна.

В зависимости от удельного объема зерно подразделяется на тяжеловесное и легковесное. К тяжеловесному зерну относится пшеница, рожь, рис, бобовые, просо, кукуруза. К легковесным относится овес, гречиха, подсолнечник, ячмень.

Согласно правилам, к перевозке водным и ж/д транспортом не допускается зерно:

• находящегося в состоянии самосозревания;
• влажностью выше 16 %;
• зараженное амбарными вредителями;
• перегазированное после проведенной дезинфекции.

Каждая отгружаемая партия должна сопровождаться сертификатом или качественным удостоверением, в которых отражается влажность, сорность, зараженность амбарными вредителями, а при перевозке влажного зерна – температура зерна. Прием к перевозке зерна без сертификатов или качественных удостоверений воспрещается.

При отправлении зерновых грузов в судах выдается одно удостоверение о качестве на всю партию грузов, перевозимую по одной накладной. При передаче зерновых грузов на железную дорогу удостоверение оформляется на каждый вагон.

Перевозят зерновые грузы в технически исправных, чистых, сухих, не зараженных амбарными вредителями и без посторонних запахов судах.

Хранят в закрытых складах, к которым предъявляются такие же требования, что и к судам. Хранение под навесом допускается только при благоприятных метеорологических условиях и небольшом сроке хранения.

Смешивание зерна (при погрузке, выгрузке) разной степени зараженности, зараженного с незараженным, сухого с зерном повышенной влажности запрещается. После погрузки и выгрузки зараженного амбарными вредителями зерна, склады, погрузочно-разгрузочные механизмы, инвентарь, брезенты и другие приспособления должны быть тщательно очищены, а в необходимых случаях продезинфицированы за счет грузовладельца.

Читайте также: Несохранность грузов при транспортировке

Основными требованиями по безопасности труда при перевозке зерновых грузов не допускается переход людей по зерновой массе, обладающей способностью засасывать (просо, льняное семя). В таких случаях на поверхность груза кладут настил из досок с трапом.

Поступающее на судно зерно обязательно взвешивается в присутствии представителей грузоотправителя, порта и судна. Количество зерна может контролироваться по осадке судна. Все расхождения между данными весов и рассчитанными по осадке судна фиксируют, с уведомлением об этом отправителя. В случае отсутствия в пункте отправления весов допускается прием грузов к перевозке без их взвешивания. Масса партии определяется при этом по осадке судна. В пунктах назначения должно быть проведено обязательное взвешивание и контроль количества зерновых грузов по осадке судна.