Вантаж, що як джерело небезпеки
4.1.Краткая характеристика транспортних особливостей вантажів,
перевезених на морських судах.
Вантажі, що перевозяться на морських судах, відрізняються великою різноманітністю специфічних властивостей, що впливають на всі аспекти безпеки мореплавання, які необхідно враховувати кораблебудівникам.
Окремим аспектам безпечного перевезення вантажів присвячені національні та міжнародні правові акти, вимоги яких є обов'язковими для всіх учасників торгового мореплавання.
За своїми фізичними властивостями вантажі поділяються два основних роду: сухі і рідкі [3].
- тарно-штучні (генеральні, великовагові і великогабаритні);
- укрупнені уніфіковані (контейнери, пакети, флет);
- накатні (рейкові і безрейкові);
- масові (насипні, навалочні);
- нережімние (нафта, нафтопродукти та ін.);
- режимні (зріджені гази, хімічні);
Небезпеки, які проявляються в процесі навантаження, перевезення та вивантаження вантажу, вимагають прийняття відповідних конструктивних і організаційних заходів, що забезпечують безпеку судна, навколишнього середовища, людини і самого вантажу.
Вантажні операції і знаходження вантажу на судні в процесі перевезення супроводжується силовим впливом на корпусні конструкції, що може призводити до порушення місцевої та загальної міцності судна.
Перевезення масових вантажів пов'язана з певним ступенем небезпеки, яка може бути викликана мимовільним поперечним зміщенням вантажу до борту судна при хитавиці, розрідженням і перетіканням вантажу, самонагрівання і самозаймання, виділенням вибухонебезпечних газів, корозійних впливом на суднові конструкції вантажних приміщень.
Наливні вантажі завжди мають вільні поверхні в вантажних приміщеннях, що призводить до перетікання вантажу при крен судна і зменшення його остійності. Крім того, динамічне переміщення рідкого вантажу при хитавиці викликає додаткові навантаження на корпусні конструкції наливного судна. Значна кількість наливних вантажів володіє підвищеною пожежонебезпекою.
4.2. Вантаж, що як джерело небезпеки для морського судна.
4.2.1. Види впливу вантажу, що перевозиться на судно.
Види впливу залежать від роду і специфічних властивостей конкретного вантажу. Відповідно до цього можна виділити загальні види впливу вантажу на судно і приватні, пов'язані з конкретним вантажем.
Загальні види впливу вантажу, що перевозиться на судно:
- вплив на посадку і остійність;
- вплив на загальну і місцеву міцність судна.
Приватні види впливу вантажу, що перевозиться на судно:
- механічний і корозійний знос корпусу судна;
- запилення при вантажних операціях.
4.2.1.1. Загальні види впливу вантажу, що перевозиться на судно
Вантаж транспортного судна, становлячи значну частину його водотоннажності (від 50% до 75% і більше), істотно впливає на положення центру мас, що визначає положення судна відносно водної поверхні.
Поздовжнє зміщення центру мас судна щодо центру величини призводить до появи дифферента. Небажаний дифферент (позитивний або надмірний негативний), виявлений в процесі проектування судна, змушує переглядати конструктивні рішення. Небажаний дифферент, що з'являється в процесі експлуатації судна, екіпаж усуває організаційно-технічними заходами - прийомом або перерозподілом по довжині судна рідкого баласту і суднових запасів.
Вплив вантажу, що перевозиться на поперечну остійність виражається в:
- його участю у формуванні аппликати центру мас судна;
- створенні крениться моменту при можливому неконтрольованому поперечному зміщенні вантажу.
Участь вантажу в формуванні аппликати цента мас судна залежить від форми вантажних приміщень, ступеня їх заповнення вантажем, а також особливостей розміщення деяких вантажів по висоті судна.
При завантаженні вантажного приміщення однорідним (гомогенним) вантажем центр мас вантажу розташовується в геометричному центрі займаного ним обсягу.
Якщо вантаж складається з вантажних одиниць з різними масами (генеральні вантажі, контейнери і т.п.), то координати центру мас вантажу можуть не збігатися з геометричним центром займаного ним обсягу.
Приклади впливу характерних видів вантажу на остійність судна.
1.Современние ніздрюваті контейнеровози перевозять до половини кількості контейнерів на кришках люків верхньої палуби. Таке розташування вантажу призводить до небезпечного зменшення поперечної остійності. Для зниження центру мас контейнеровози приймають баласт в низько розташовані цистерни.
Аналогічні обставини мають місце на судах-лісовозах, що перевозять до 1/3 вантажу на верхній палубі.
Різнорідний генеральний вантаж розміщується так, щоб судно не мало крену. Однак при хитавиці при наявності зазорів між вантажними одиницями вантаж може зміститися до одного борту. Для запобігання зсуву вантажу він повинен бути закріплений, для чого в вантажних приміщеннях передбачаються спеціальні такелажні пристрої (рими, обухи і ін.).
2.Особие конструктивні заходи щодо запобігання зсуву вантажу приймаються на судах, що перевозять сипучі вантажі. Сипучий вантаж, що має вільну поверхню, може пересипати при нахилі судна, створюючи додатковий крениться момент. На спеціалізованих судах для перевезення таких вантажів - навалювальних судах - встановлюють похилі листи поздовжніх подпалубних цистерн з нахилом не менше 30 градусів, що зменшують площу вільної поверхні вантажу.
3. Визначення небезпеку для мореплавства судна представляють рідкі вантажі, що розташовуються в суднових цистернах. Якщо цистерна заповнена частково, то рідина при нахилі судна може переливатися в сторону опущеного борту, створюючи додатковий крениться момент. З теорії корабля відомо, що вплив вільної поверхні на початкову остійність судна можна врахувати введенням негативною поправки до поперечної метацентрической висоті. Величина поправки залежить від моменту інерції вільної поверхні рідини щодо поздовжньої осі. З метою зменшення моменту інерції вільної поверхні вантажу в цистернах встановлюють поздовжні перебирання.
Розміщення вантажу у вантажних приміщеннях, істотно впливає на характер розподілу сил тяжкості по довжині судна. Розбіжність характеру розподілу сил тяжкості і сил підтримки по довжині судна призводить до загального поздовжнього вигину судна і виникненню перерізують сил, що відносяться до загальної міцності судна.
Разом з тим, всі вантажі, що розміщуються на палубах, платформах або подвійному дні транспортного судна, створюють місцеві вертикальні навантаження на ці конструкції, що залежать від об'ємно-масових характеристик вантажу і висоти шару вантажу і що відносяться до місцевої міцності окремих перекриттів.
Насипні і рідкі вантажі крім тиску на горизонтальні поверхні суднових конструкцій (подвійне дно, нижні палуби) чинять тиск і на вертикальні поверхні (перебирання, бортові конструкції), що також враховується при розрахунку розмірів конструктивних елементів корпусу судна.
Безпека мореплавання, пов'язана з впливом вантажу, що перевозиться на міцність морського судна, забезпечується розрахунковим проектуванням параметрів корпусних конструкцій і експлуатаційними рекомендаціями для екіпажу судна по завантаженню судна.
4,2.1.2.Частние види впливу вантажу, що перевозиться на судно.
Механічний знос корпусних конструкцій відбувається внаслідок силового впливу вантажу, що перевозиться, що приводить до втомним явищ і пластичних деформацій при надмірних експлуатаційних навантаженнях.
Поширеним наслідком механічних пошкоджень корпусних конструкцій і устаткування вантажних приміщень є динамічний вплив з боку важких вантажних одиниць і вантажних пристосувань (грейферних захватів для розвантаження навалювальних вантажів) під час вантажних операцій. З метою захисту такого устаткування (східних трапів, трубопроводів) у вантажних приміщеннях встановлюються захисні решітки, саме устаткування намагаються розташовувати між міцнішим судновим набором.
Вантаж може сприяти підвищеного корозійного зносу конструктивних елементів приміщень судна, якщо він здатний виділяти або абсорбувати вологу.
Деякі небезпечні вантажі, що володіють хімічно активними складовими, також можуть сприяти прискореному зносу металевих конструкцій вантажних приміщень.
Вантажі, що перевозяться на суднах, можна поділити на дві групи за ознакою пожежонебезпеки:
- займисті при контакті із зовнішнім джерелом тепла;
- схильні до самозаймання.
Перша група вантажів становить небезпеку при загальному або місцевому нагріванні до температур, що викликають їх запалення і горіння. При дотриманні всіх правил техніки протипожежної безпеки вони не становлять загрози пожежі на борту морського судна. Однак, якщо пожежу, що виникла на судні, пошириться на вантажні приміщення, загоряння вантажу може значно ускладнити боротьбу з пожежею в цілому (рис.33).
Мал. 33. Пожежа, що охопила вантажі в контейнерах.
Другу групу вантажів складають самосогреваются і самозаймається вантажі: вугілля, сажа, білий фосфор, льон, бавовна та ін. Саморозігрів цих речовин відбувається в результаті окислення їх киснем при звичайних або підвищених температурах, попадання води і навіть в результаті мікробіологічних процесів в рослинних вантажах (самозаймання джуту і бавовни-сирцю під впливом вологи [5]).
Конструктивними заходами, що перешкоджають виникненню пожежі і його розвитку в вантажних приміщеннях, є пристрій ефективних засобів вентиляції, герметизації (перешкода для доступу кисню в вантажне приміщення), обладнання систем контролю температури і складу повітря у вантажних приміщеннях, систем пожежогасіння.
Виконання вантажних операцій по навантаженню на судно сипучих вантажів може бути пов'язано зі значним пилоутворенням. У тих випадках, коли сипучі вантажі містять особливо дрібні частинки або відносяться до шкідливих речовин (цемент, хімічні сипучі вантажі), для зменшення пилоутворення процес навантаження здійснюється через спеціальні отвори при закритих вантажних люках, а надлишкове повітря виходить з вантажного приміщення через спеціальні фільтри. Внаслідок запиленості деяких навалювальних вантажів може виникнути небезпека вибуху, особливо під час навантаження, вивантаження та очищення. Ця небезпека може бути зведена до мінімуму шляхом забезпечення належної вентиляції.
Під час проведення відкритих вантажно-розвантажувальних операцій з пилять системи вентиляції повинні бути вимкнені або забезпечені фільтрами, а системи кондиціонування повітря повинні працювати в режимі рециркуляції повітря, з тим, щоб звести до мінімуму потрапляння пилу в житлові або інші внутрішні приміщення.
Пилоутворення може викликати прискорене зношування поверхонь тертя палубних механізмах і зовнішнього навігаційного обладнання.
4.3. Вантаж, що як джерело небезпеки
для навколишнього середовища.
4.3.1. Коротка характеристика небезпек вантажу, що перевозиться для
Значна частина вантажів, що перевозяться морем, може становити небезпеку при попаданні в навколишнє середовище. До них відносяться багато масові вантажі природного або промислового походження, а також характеризуються високим об'ємом розподілу вантажів, в тому числі нафту і нафтопродукти.
Найбільш екологічно небезпечні так звані «залпові скиди», що відбуваються в результаті аварій суден, коли в воду потрапить величезна кількість таких вантажів. Особливо згубні наслідки нафтового забруднення при аварійних розливах нафти. Аварійні розливи нафти відбуваються при зіткненнях і посадках на мілину, при пожежах та вибухах з пошкодженням корпусу судів, при затопленні судів і навантаження-розвантаження танкерів.
Крім нафти і нафтопродуктів на сучасних судах перевозиться велика кількість інших рідких речовин, що відносяться а «шкідливим», тобто здатних створювати небезпеку для здоров'я людей, завдавати шкоди живим ресурсам, морській фауні і флорі, порушувати природну привабливість моря як місця відпочинку.
Аварія нафтового танкера з подальшим розливом нафти здатна привести до екологічної катастрофи, що викликає, як правило, масову загибель мешканців моря. Гинуть багато тисяч забруднених нафтою птахів і морських тварин. Шар нафти на поверхні перешкоджає проникненню через нього сонячної енергії і уповільнює оновлення кисню в воді, що порушує біологічну рівновагу, перешкоджає розмноженню водоростей і планктону - найважливішої ланки екосистеми океану. На нафтових грудочках, що залишаються у воді після випаровування легких компонентів нафти, поселяються хвороботворні бактерії, які отруюють мешканців океану. Десятки років можуть знадобитися на відновлення сформованих біоценозів.
Забруднення моря нафтою порушує здатність водних мас до самоочищення. Нафтова планка, що утворюється на поверхні води, перешкоджає випаровуванню води. Порушення природного обміну вологою, теплом і газообміну між атмосферою і океаном впливає на формування клімату, утворення опадів і збереження кисневого балансу, тобто - на умови існування життя на Землі.
Історія мореплавання останніх десятиліть знає безліч регіональних екологічних катастроф, викликаних аваріями нафтових танкерів. Ось лише деякі з них.
Штормова погода і мілководді утруднювали рятувальні роботи.
Мал. 34. Танкер «Торрі Каньйон» на скелі Севен Стоунс.
Танкер почав втрачати загальну міцність і розламуватися на окремі частини (рис. 35).
Мал. 35. Початок руйнування танкера «Торрі Каньйон».
Зрештою, танкер остаточно розламався, і в море хлинули нові потоки нафти (рис. 36).
Мал. 36. Остаточна руйнація танкера «Торрі Каньйон».
Уряд Великобританії прийняв рішення розбомбити залишки судна і бомбардуванням запалити нафтова пляма (Рис. 37).
Мал. 37. Палаюча нафта з танкера «Торрі Каньйон».
Протягом декількох днів залишки судна були розбомблені, вся нафта виявилася в воді. Пляма підпалили. Проте, залишки плями продовжували покривати узбережжі.
Мал. 38. Аварія танкера «Амоко Кадіс»
Мал. 39. Аварія танкера «Екссон Валдіс»
Мал. 40. Загибель танкера «Престиж» в результаті втрати загальної
Мал. 41. Аварія танкера «Тасман Спіріт».