Главной частью наливных судов, перевозящих нефть, газ и продукты их переработки, является зона грузовых танков (грузовая зона), в которой размещены грузовые емкости (танки), грузовая система, грузовые насосные и/или компрессорные отделения, примыкающие к ним или расположенные над ними коффердамы.
Основной частью грузовой зоны являются танки - влагонепроницаемые оболочки, служащие первичной емкостью для груза.
При строительстве современных танкеров применяют различные конструкции грузовых емкостей, которые можно условно классифицировать на четыре основных типа:
Тип 1 - встроенные грузовые танки, являющиеся частью корпуса судна и участвуют в обеспечении его общей и/или местной прочности. Они предназначены для перевозки грузов с расчетным давлением паров до 24,5 кПа (в отдельных случаях до 68,64 кПа), не оказывающих ни на какую часть корпуса воздействия температур ниже 263К.
Тип 2 - мембранные грузовые емкости - состоят из тонкой оболочки, поддерживаемой через изоляцию прилегающими конструкциями корпуса судна. Мембрана компенсирует тепловое расширение или сжатие груза и уменьшает его воздействие на корпус. Расчетное давление паров груза в мембранных танках тоже, что для встроенных танков (тип 1).
Тип 3 - полумембранные грузовые емкости, состоящие из тонкой оболочки, частично поддерживаемой через изоляцию прилегающими конструкциями корпуса судна.
Тип 4 - вкладные грузовые цистерны, которые не имеют жесткой связи с корпусом, а опираются на внутренний набор трюма и/или палубы. Встроенные грузовые танки (тип 1) широко применяются на большинстве танкеров. Он представляет собой типовой трюм для перевозки наливных грузов, основы конструкции которого были рассмотрены нами при описании общего устройства наливных судов.
Стойким в широком температурном интервале в среде нефтепродуктов, растительных масел и спиртов является покрытие углеродистой стали силикатом цинка, фторпластэластомерами, некоторыми марками полиуретанов. Покрытия на основе эпоксидных смол стойки к большинству светлых нефтепродуктов, кислот и щелочей, однако, не достаточно стойки в среде некоторых видов растительных и синтетических масел при воздействии повышенных температур и знакопеременных нагрузках (в том числе - вибрации).
Современные танкеры – это гигантские суда. Впечатляющие размеры объясняются экономическим «эффектом масштаба». Стоимость перевозки одного барреля нефти на морских судах обратно пропорциональна их размерам. Кроме того, число членов экипажа большого и среднего танкера примерно одинаково. Поэтому корабли-гиганты значительно сокращают расходы компаний на транспортировку. Однако не все морские порты в состоянии принять у себя супертанкер. Для таких гигантов нужны глубоководные порты. Так, например, большинство российских портов из-за ограничений по фарватеру не способно принимать танкеры с дедвейтом более 130-150 тысяч тонн.
Аварии танкеров относятся к числу так называемых техногенных катастроф, причина которых в хозяйственной деятельности людей, часто связанной с принятием непродуманных решений, халатностью, а иногда просто с непрофессионализмом и незнанием природных закономерностей. Техногенные экологические катастрофы, вызванные разливами нефти при авариях на танкерах, относятся к числу наиболее распростарненных. По данным международной организации ИМКО, только в 1970 г. в моря и океаны попало около 5 млн т нефти, сейчас эта цифра увеличилась. Причем эта опасность растет с увеличением тоннажа танкеров и их количества По подсчетам специалистов, общая вероятность аварии равна 0,4 на 1000 рейсов. Вероятность риска разлива принимается равной 0,05 на 1000 рейсов в открытом море и 0,25 в опасных местах. С учетом вероятной частоты аварии с посадкой на мель и столкновением средний размер нефтяного разлива может быть оценен как 1/48 от количества перевозимой за рейс нефти.
То есть в состоянии перевозить, скажем, замороженных цыплят, оно будет рассматриваться как грузовое.
Типы
Сухогрузы
Сухогруз - общее название судов, предназначенных для перевозки твёрдых, навалочных, и тарно-штучных грузов, в том числе контейнеров и жидких грузов в таре. Включает в себя универсальные суда для генеральных грузов, оборудованные погрузочно-разгрузочными средствами, суда для перевозки массовых грузов, балкеры дедвейтом менее 12 тыс. тонн, некоторые другие суда, к примеру, агломератовозы.
Балкеры
Балкер (также навалочник ) - судно для перевозки сыпучих грузов навалом в трюме (то есть без тары). Балкеры используются для перевозки руды , угля , цемента и т. п. Помимо универсальных балкеров существуют специализированные, оборудованные для перевозки определённых видов грузов, например рудовозы , цементовозы и т. д. Существуют суда, способные одновременно перевозить и насыпные, и наливные грузы (то есть являющиеся одновременно и балкером, и танкером), например нефтерудовозы .
Контейнеровозы
Контейнеровоз - судно для перевозки грузов в стандартизированных контейнерах .
Ролкеры
Ролкер (также: судно типа ро-ро) - судно с горизонтальным способом погрузки и выгрузки. Ролкеры чаще всего используются для перевозки (грузовых) автомобилей и другой колёсной техники. Основное преимущество ролкера - быстрота разгрузки и погрузки судна. Для этих операций не нужны подъёмные краны: грузовые автомобили с грузом просто заезжают/выезжают на грузовые палубы судна по аппарели .
Лихтеровозы
Лихтеровоз - судно, перевозящее специальные баржи - лихтеры . Лихтеровозы часто используют там, где большие суда не могут подойти к причалу из-за недостаточной глубины или по другой причине. Лихтеры загружают у причала, транспортируют буксиром к лихтеровозу и поднимают на борт лихтеровоза. Разгрузка производится в обратном порядке. В России существует единственный в мире атомный лихтеровоз «Севморпуть» обслуживающий посёлки Северного Ледовитого океана . Этот лихтеровоз входит в состав ФГУП Атомфлот Госкорпорации Росатом .
Танкеры
Танкер - судно для перевозки наливных грузов.
Рефрижераторное судно
Рефрижераторное судно - судно, трюмы которого оборудованы охлаждающими установками. Рефрижераторные суда используются для перевозки скоропортящихся продуктов питания. Из-за этого среди моряков они получили прозвище «банановозы».
Классификация по размерам
Существует мировая классификация грузовых судов по размерам. Она опирается на возможности портов и терминалов по приёму судов разного размера и на пропускных способностях наиболее важных каналов (Суэцкого и Панамского). Существует несколько трактовок этих классов: шкала Ллойда , шкала AFRA , шкала гибкого рынка .
| Название и расшифровка | Альтернативное название | Характеристики шкал (дедвейт в тоннах) | Описание | Пример | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ллойда | AFRA | гибкого рынка | ||||
| ULCC: Ultra Large Crude Carriers (Ультра Крупные Перевозчики Нефти) | 300-550 тыс. | 320-550 тыс. | 320-550 тыс. | Нефтеналивные танкеры очень большого размера, перевозящие сырую нефть на большие расстояния. Маршруты перевозки берут начало в Персидском заливе и доставляют нефть в Европу, Америку, Юго-восточную Азию. Из-за того, что таким большим судам невозможно пройти через Суэцкий канал , они, как правило огибают Африку , проходя через Мыс Доброй Надежды . Опять таки из-за больших размеров, эти суда не могут разгрузиться в обычных портах и их принимают специально построенные терминалы | Knock Nevis | |
| VLCC: Very Large Crude Carriers (Очень Крупные Перевозчики Нефти) | 200-300 тыс. | 160-320 тыс. | 200-320 тыс. | Следуют маршрутом, аналогичным маршрутам более крупных танкеров, но из-за меньшего размера обладают гибкостью в выборе портов. Это позволяет судам VLCC выполнять маршруты к портам Средиземноморья, Западной Африки и достигать северных Морских Терминалов. К тому же такие танкеры могут возвращаться с балластом через Суэцкий канал. | Эксон Валдиз | |
| Suezmax | AFRA : LR2 (Large Range 2) | 180-200 тыс. | 80-160 тыс. | 120-200 тыс. | По состоянию на 2012 год Суэцкий канал проходят суда дедвейтом до 200 тыс. тонн, более крупные суда могут пройти в балласте. Существуют планы по расширению канала для пропуска судов большей грузоподъёмности. | |
| Афрамакс Lloyd : Capemax | 100-180 тыс. | 80-120 тыс. | По состоянию на 2012 год Суэцкий канал проходят суда дедвейтом до 200 тыс. тонн, более крупные суда могут пройти в балласте. Существуют планы по расширению канала для пропуска судов большей грузоподъёмности. Исторически название возникло, когда такие суда не могли преодолеть этот канал и отправлялись с грузом в обход Африканского континента | |||
| Panamax | AFRA : LR1 (Large Range 1) ; Lloyd : Афрамакс | До 80 тыс. | 45-80 тыс. | 60-80 тыс. | Суда, имеющие предельные размеры для прохода через Панамский канал | |
| Product tanker | AFRA : Medium range tanker | XXXXXXX | 25-45 тыс. | 60-80 тыс. | ||
| AFRA : General Purpose tanker | XXXXXXX | 10-25 тыс. | ||||
| Отдельным классом для Lloyd являются танкеры Malaccamax , которые могут преодолеть Малаккский пролив в Малайзии | ||||||
| Название | Характеристика (дедвейт в тоннах , приблизительно) | Описание |
|---|---|---|
| Capesize | 100-400 тыс. | Самые крупные сухогрузы балкера, не предназначенные для навигации в (через) Панамском и Суэцком каналах. Осадка и другие характеристики варьируют. Класс имеет внутреннюю градацию (VLOC и VLBC). |
| Panamax | 65-100 тыс. | Суда имеющие максимально допустимые габариты для прохождения панамского канала (длина 225,0 метров, ширина 32,25 метров, садка 12,5 метров). Суда данного класса не оснащаются грузовыми кранами и имеют 7 трюмов. Максимальная осадка в грузу до 15,0 метров. |
| Supramax | 50-70 тыс. | Промежуточный класс между Handymax и Panamax. Оснащены кранами, имеют 5 трюмов. Максимальная осадка в грузу до 13,0 метров. |
| Handymax | 35-45 тыс. | Суда оснащенные кранами и имеющие осадку в грузу до 12,0 метров. Как правило имеют 5 трюмов. |
| Handysize | 20-35 тыс. | Суда оснащенные кранами и имеющие максимальную осадку в грузу до 10.0 метров. Как правило имеют 5 трюмов. |
| Минибалкеры | До 10 тыс. | Небольшие морские сухогрузы для коротких и каботажных рейсов |
Ссылки
- Сухогрузное судно // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров
- Сухогрузное судно в glossary.ru
Примечания
- Грузовое судно; Навалочник // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров . - 3-е изд. - М. : Советская энциклопедия, 1969-1978.
Появление танкерного флота явление относительно новое. Первые танкеры появились в конце XIX в. До этого времени технические решения не позволяли перевозить в трюмах большие количества наливных жидкостей, таких как нефть. Да и рынки не требовали таких перевозок, спрос на нефть удовлетворяла местная переработка и перевозки наземным транспортом.
В конце XIX в. возрос спрос на нефть в связи с развитием энергетики в целом ряде стран, и технологические инновации позволили строить суда нового класса - танкеры, предназначенные для перевозки в трюмах больших количеств сырой нефти и нефтепродуктов. Так начал развиваться этот отдельный специализированный класс судов.
Низкие цены на постройку и фрахт танкеров способствовали развитию морской торговли нефтью и нефтепродуктами на дальние расстояния. Спрос на перевозку наливных грузов, таких как нефтепродукты и неочищенная нефть, вызвало рост размерений и грузовместимости танкеров.
Рост размерений танкеров для дальних перевозок оказался ограничен размерами шлюзов двух каналов, через которые проходят основные маршруты - Суэцкого и Панамского, а также Малаккского пролива. Спрос вызвал необходимость расширения шлюзов Панамского канала, что привело к делению танкеров на уже существующие танкеры класса «старый Panamax» и строившиеся уже с учетом новых размеров шлюзов «новый Panamax» (см. рис. 2).
Рис. 2. Расположение основных каналов, ограничивающих рост размерений танкерного флота, и соответствующие предельные размерения для каждого класса танкеров.
Однокорпусные танкеры постройки 1970-80 гг. по всему миру были заменены двухкорпусными танкерами, конструкция которых предотвращает загрязнение окружающей среды.
Рис. 3. Развитие конструктивных технических решений, предотвращающих загрязнение окружающей среды при повреждениях корпуса танкера.
Oil - нефть; Ocean - океан; Steel 1-1/2” (or less thick) - сталь толщиной 1-1/2” (или меньше); Bulkheads - переборки; Protective space - защитное пространство; Cargo tanks - грузовые танки; Single Bottom - одинарное дно; On a single-bottom tanker, only one layer of steel measuring 1-1/2” inches thick separates oil from the ocean - у танкера с одинарным дном только один слой стали толщиной 1-1/2” разделяет перевозимую нефть и океан; Double bottom - двойное дно.
Двойное дно не предотвращает разлив нефти, но даже в самом тяжелом случае, как например с танкером “Exxon Valdez”, по заявлениям экспертов, оно может уменьшить количество нефти попавшее в океан.
Mid-deck - танкер с промежуточной палубой.
У танкера с промежуточной палубой нижние танки имеют одинарное дно и при посадке судна на мель некоторое количество нефти попадет в океан. Но суда данного проекта должны быть лучше защищены от столкновений, чем танкеры с двойным корпусом, хотя практических подтверждений этому нет.
Double hull - двойной корпус.
Суда с двойным корпусом обеспечивают лучшую защиту груза за счет двойного дна и двойных бортов. У танкера с двойным корпусом расстояние между бортом и продольными переборками должно составлять 1/15 ширины танкера или от 2 до 2,9 м.
Принципиальная схема конструкции танкера предельна проста. Как это показано на рис.4 и 5.
Oil tanker (Front view) - танкер (вид спереди); Center cut view - поперечный разрез по центру судна; Double hull - двойной корпус; Oil tanks - нефтяные танки; Segregate Ballast tank - отдельные балластные цистерны.
Oil tanker (side view) - танкер (вид сбоку); Bridge - мостик; Fuel Tank - топливная цистерна; Engine room - машинное отделение (МО); Pump Room - насосное помещение; Double Hull - двойной корпус; Empty - пустые отсеки; Oil Tanks - нефтяные танки.
При постройке танкера также предусматриваются максимально возможные меры для обеспечения безопасности. В основном, это повышенные требования к прочности корпуса и грузовых танков и отсутствию протечек груза при аварии.
Данный танкер класса ULCC необычен, поскольку имеет двухвальную установку, приводящую его в движение, включающую два двигателя и два гребных винта, а также два руля.
Mooring winches - швартовные лебедки. Монтаж надстройки над МО экономит затраты при постройке. Трубопроводы горячей воды и электрокабели могут быть проложены прямо от МО; Radar - радар; Cabins - каюты; Cargo pump room - помещение погрузочных насосов; Navigation deck - навигационная палуба; Helicopter landing pad - вертолетная площадка; These pipes carry water for cleaning the tanks and firefighting - эти трубопроводы могут подводить воду для очистки танков и противопожарной системы; Anchor windlass - якорный брашпиль; Mooring winch - швартовная лебедка; Tank hatches - люковые закрытия над танками; Discharging and loading points - пункты приема груза и выгрузки: Hydraulic cranes lift shore hoses which discharge and load cargo - гидравлические краны поднимают береговые шланги для разгрузки и приема груза; Oil cargo tanks - нефтяные грузовые танки; Engine room - МО; Steam turbines - паровые турбины; Two five-bladed propellers drive the ship forward - два пятилопастных гребных винта движут судно вперед. Каждый винт весит 53 тонны и размером с трехэтажное здание; Rudders - рули.
Основные вопросы, возникающие при постройке танкера:
Обводы корпуса
Обводы корпуса любого судна являются одной из важнейших его характеристик. Конструкция танкера для перевозки нефтепродуктов является конструкцией, зависящей от веса груза - weight-based, то есть размерения судна связаны непосредственно с весом перевозимого груза. (Для других классов судов, например, для контейнеровозов, конструкция может быть зависящей от объема перевозимого груза - volume-based), где размерения определяются объемом грузового пространства, грузовых трюмов). Поскольку желательно, чтобы вес перевозимого за одно плавание груза, в данном случае - нефти, был максимально возможным, необходимо предусмотреть максимально возможные размеры пространства под грузовые танки. Обычно танкеры движутся с относительно малой скоростью хода, поскольку груз не является скоропортящимся, как в случае перевозки пищевых продуктов, Все эти упомянутые факторы и учитываются при проектировании обводов корпуса танкера. Говоря другими словами, танкер обладает более высоким запасом плавучести (Coefficient of Buoyancy) по сравнению с судами других классов.
Общее расположение
Наиболее важным чертежом в процессе проектирования танкера, который, собственно, и определяет конструкцию танкера, является чертеж общего расположения (General Arrangement Drawing). На рис. 6 показан этот чертеж общего расположения отсеков, помещений, систем и оборудования, вид сбоку. На нем показано расположение всех внутренних отсеков судна, шпангоут за шпангоутом, переборок и других основных конструкций набора судна.
Некоторые из конструктивных деталей судна понятны из данного чертежа. Грузовые танки (oil tanks - C.O.Ts) обычно имеют одинаковые размерения, определяемые проектировщиком на начальной стадии проектирования, в зависимости от общего веса груза, перевозимого судном. Доступ к каждому танку обеспечивается отдельно посредством трапов или лифтов. Машинное отделение (МО) и надстройки обычно расположены в кормовой части судна. Но особое помещение, отсутствующее на судах других классов, - насосная станция, обычно расположена перед МО. В ней размещаются все насосы, требующиеся для погрузочно-разгрузочных операций.
Бульбообразный нос
На сегодняшний день практически все танкеры имеют бульбообразный нос, что повышает эффективность при движении судна. Хотя танкеры являются тихоходными судами, бульбообразная носовая часть значительно снижает волновое сопротивление при движении судна. При этом геометрия носового бульба у танкеров значительно отличается от аналогичной геометрии бульба высокоскоростных судов.
Существует три разновидности носового бульба, они представлены на рис. 7 (при взгляде с носа к корме судна).
Бульб типа "Дельта" имеет больший объем в нижней части. Эта особенность делает такие обводы носовой части судна более выгодными на судах с частым изменением уровня ватерлинии, так как больший объем в нижней части бульба обеспечивает ее погружение в воду при разном диапазоне уровней ватерлинии и условий нагрузки.
Бульб типа "О" имеет максимальный объем в средней части. Такой тип бульба используется на судах с цилиндрическими обводами носовой части, например, для балкеров.
Бульб типа "Nabla" имеет каплеобразную форму с большим объемом в верхней части. Бульб данного типа используется на судах, на которых особое внимание обращено на обеспечение мореходности, например на кораблях ВМФ.
Большинство танкеров перевозят груз по маршруту, а возвращаются порожнем под балластом. Уровень ватерлинии при движении порожнем отличается от уровня ватерлинии в полном грузу. Но это частое изменение уровня ватерлинии требует, чтобы носовой бульб при любых условиях плавания был погружен в воду. Поэтому танкеры, как правило, имеют носовой бульб типа "Дельта".
Проектирование набора танкера
Конструктивный набор танкера зависит от класса и размерений танкера. Пока что многие из существующих малых танкеров для перевозки нефтепродуктов по внутренним водным путям и танкеров каботажного плавания имеют однокорпусной набор. Хотя правила MARPOL (Marine Pollution) требуют двухкорпусной набор судна для всех судов длиной свыше 120 м, независимо от типа груза. Такие танкеры будут заменяться и заменяются двухкорпусными.
Переходной мостик является конструкцией, поднятой над палубой, и идущей вдоль всего танкера, этот мостик обеспечивает доступ ко всем грузовым танкам. Днищевая обшивка, листы палубы, и листы переходного мостика представляют собой детали продольного набора корпуса танкера и повышают прочность его корпуса в продольном направлении.
Бортовая обшивка на однокорпусных танкерах крепилась к шпангоутам поперечного набора. Причина использования конструкций поперечного набора для крепления бортовой обшивка заключалась в скоплениях остатков нефти на ребрах жесткости продольного набора. И тогда после откачки груза, некоторое количество нефтепродуктов оставалось в этих труднодоступных местах. Это имело два следствия: 1) это вело к загрязнению груза, 2) продолжительное накопление остатков груза вело к коррозии ребер жесткости набора.
Набор двухкорпусных танкеров
Как упоминалось ранее, все танкеры длиной более 120 м в настоящее время имеют двухкорпусной набор, предотвращающий загрязнение моря в случае аварий, в соответствии с правилами MARPOL. Танкеры классов "Panamax", "Aframax", "Suezmax", VLCC и ULCC имеют двухкорпусной набор. Основная причина использования двухкорпусного набора - предотвращение загрязнения среды при разливе нефти в случае аварии и повреждения корпуса.
Stringer - стрингер; Floor - флор; Plate bracket - кница; Inner bottom - внутренне дно; Intermediate stringer - промежуточный стрингер; Wing tank - бортовой танк; Longitudinal bulkhead - продольная переборка; Inner hull - внутренний корпус; Deck-transverse web - подпалубный рамный шпангоут; Centre tank - центральный танк; Transverse web - рамный шпангоут.
На рис. 8. показано поперечное сечение продольного набора двухкорпусного танкера. В правой половине рис. 8. показан обычный шпангоут, к стрингерам крепятся листы внутренней и внешней обшивки. Центральный танк является грузовым танком, а бортовые цистерны являются цистернами балластной воды (segregated ballast tanks -
SBT). Цистерны балластной воды для предотвращения коррозии покрывают эпоксидной смолой.
Поперечный набор, представленный в левой части рис. 8, устанавливается через каждые три - четыре шпации, чтобы повысить прочность судна в поперечном сечении. Продольные ребра жесткости привариваются к шпангоутам. Стрингеры, крепящиеся к шпангоутам, дополнительно повышают прочность корпуса танкера.
В настоящее время безотносительно к тому, какое классификационное общество одобряет конструкцию двухкорпусного танкера, корпусной набор танкера выполняется в соответствии с Правилами Harmonised Common Structural Rules - CSR для танкеров, разработанными международной ассоциацией классификационных обществ (International Association of Classification Societies - IACS).
Энергетическая судовая установка (СЭУ) танкера
Поскольку танкеры являются относительно тихоходными судами (средняя макс. скорость хода составляет 15,5 узл) и не имеют пространственных ограничений для размещения двигателя, на них в качестве главных двигателей (ГД) могут использоваться крупные низкооборотные судовые дизельные двигатели. Двигатели данного типа занимают больше места, чем высокооборотные судовые двигатели, но обеспечивают более эффективную передачу мощности на гребной вал, и потери в редукторе отсутствуют, поскольку число оборотов в минуту вала двигателя соответствует числу оборотов в минуту гребного винта. Обычно на танкерах используют гребные винты большого диаметра с малым числом оборотов в минуту для повышения эффективности при движении судна.
Бортовые системы танкера
Танкеры имеют ряд бортовых систем, уникальных по своему назначению.
Система подогрева груза:
Танкеры, перевозящие неочищенную нефть, оснащаются такой системой, поскольку неочищенная нефть является вязкой и плотной жидкостью, особенно при низких температурах. Это может помешать работе насосов и движению жидкости по трубопроводам при погрузочно-разгрузочных операциях. Поэтому для поддержания приемлемой температуры и вязкости груза в трюмах используется специальная система подогрева.
Система вентиляции грузовых танков:
Грузовые танки практически никогда не бывают заполнены полностью, однако скопление воспламеняющихся и взрывоопасных газов в танках недопустимо. Соответствующая вентиляционная система позволяет избежать скопления опасных паров и газов в закрытых пространствах грузовых танков.
Система контроля переполнения (Overflow Control System):
Эта система использует датчики уровня и датчики давления для контроля уровня нефти в грузовых танках, чтобы уровень нефти при погрузочно-разгрузочных операциях не превышал предусмотренные пределы. Датчики, подающие сигналы тревоги, и сливные клапана входят в состав системы, чтобы предотвратить экстремальную ситуацию.
Система подачи инертного газа:
Пространство между свободной поверхностью груза в танке и верхними листами танка должно быть заполнено инертным газом для предотвращения доступа кислорода, чтобы избежать пожароопасной ситуации в случае скопления легко воспламеняющихся паров и газов. Это достигается постоянной подачей инертного газа и контролем за его уровнем в танках. Наиболее часто для этих целей используют аргон и двуокись углерода.
§ 57. ГРУЗОВОЕ УСТРОЙСТВО ТАНКЕРА
Грузовое устройство танкера состоит из системы трубопроводов, служащих для приема груза, его распределения по грузовым танкам и выгрузки, и насосов, предназначенных для перекачки грузов.
Трубопроводы разделяются на грузовые и зачистные, примем для каждой системы трубопроводов установлены отдельные насосы. Грузовая система состоит из труб большого диаметра (250-350 мм), позволяющих перекачивать груз с использованием полной производительности грузовых насосов до тех пор, пока уровень груза в танках не понизится почти до уровня приемных отверстий трубопровода, когда насос начнет «прохватывать» воздух. После этого оставшееся сравнительно небольшое количество груза откачивают через зачистную систему при помощи зачистных насосов, производительность которых значительно меньше грузовых.
Грузовая система прокладывается по днищу грузовых танков, выше днищевого набора, и заканчивается в грузовом насосном отделении, присоединяясь к грузовым насосам. От насосов отходит одна или несколько магистралей на верхнюю палубу, где они разветвляются на отходящие на оба борта и на корму отростки. К отросткам присоединяются гибкие шланги, соединяющие судовые трубопроводы с береговыми магистралями. На концах отростков устанавливаются запорные клинкеты.
От этой же магистрали в грузовые танки отходят вертикально расположенные трубы - стояки, которые служат для приема груза непосредственно с палубы в танки, минуя насосное отделение. Каждый стояк обслуживает не один, а группу танков. В каждый грузовой танк от грузовой магистрали, проложенной по днищу, отходит отросток с приемником, называемым храпком. На отростке устанавливается клинкет, имеющий штоковыводок на верхнюю палубу, оканчивающийся маховиком. Кроме приемных клинкетов, расположенных в каждом танке, на магистрали располагаются секущие клинкеты, отделяющие группу (из двух - трех) танков. Кроме груза, через грузовую магистраль принимается и откачивается водяной балласт, необходимый для танкера во время переходов без груза. На некоторых танкерах, имеющих отдельные балластные танки, для перекачки балласта установлен специальный балластный трубопровод, аналогичный по своей конструкции грузовому.
На нефтеналивных судах применяются многочисленные системы грузовых трубопроводов. Наибольшее распространение получили линейная и кольцевая системы, создающие наибольшие возможности для грузовых операций при перевозке нескольких сортов груза одновременно.
Линейная система на танкере с двумя продольными переборками (рис. 149) состоит из нескольких магистралей 1, 2 и 3, каждая из которых имеет свой насос 4, 5 и 6 и обслуживает одну определенную группу танков. От каждой магистрали на верхнюю палубу отходят стояки 7, 8 и 9, соединенные с палубными магистралями 10, 11 и 12. При такой системе грузовых трубопроводов судно имеет возможность принимать одновременно три сорта груза. Для исключения возможности смешения груза на перемычках между магистралями установлено по два клинкета. В случае неисправности одного насоса и для обеспечения возможности работы насоса на «чужие» магистрали, последние соединены между собой перемычками 13 и 14, что позволяет также ускорить возможности для грузовых операций и при одном сорте груза.
При кольцевой системе вдоль днища танкера (рис. 150), имеющего также две продольные переборки, проложены побортно две магистрали, соединенные носовыми 1 и кормовыми 2 поперечными перемычками в кольцо. В каждый танк как от левой, так и от правой магистралей отходят приемные отростки. Для приема груза, помимо насосного отделения, на верхнюю палубу выведены стояки. Грузовые насосы 3 и 4 могут работать на обе магистрали раздельно и совместно. Кольцевая система также обеспечивает возможность перевозки двух и более сортов груза, так как на магистралях имеется несколько секущих клинкетов.
Кольцевые системы могут быть выполнены и в несколько другом виде, например на судах с одной продольной переборкой, а также в зависимости от предъявляемых к судну требований.
Зачистная магистраль расположена в грузовых танках аналогично грузовой магистрали, она также оборудована приемными клинкетами в каждом танке, маховики выведены на верхнюю палубу, установлены секущие клинкеты. Для зачистной магистрали применяются трубы диаметром 100-150 мм. Зачистная магистраль в насосном отделении присоединена к зачистным насосам, напорная магистраль от которых не выходит на верхнюю палубу, а врезается в грузовую магистраль, а иногда, кроме того, имеет отросток в концевой грузовой танк для сбора зачищаемых остатков.
Зачистные магистрали обычно прокладываются по тем же системам, по каким выполнены грузовые магистрали. Маховики выведенных на верхнюю палубу клинкетов для быстрой ориентировки отличаются друг от друга по размерам и окраске. Так, например, все маховики зачистной системы меньше по диаметру маховиков грузовой системы. Маховики танков правого борта окрашены в зеленый цвет, левого-в красный, секущие - в черный и т. д.
В грузовом насосном отделении грузовая, зачистная и балластная магистрали соединяются между собой, образуя сложную систему трубопроводов с большим количеством клинкетов,. что позволяет производить грузовые операции в различных вариантах. Для приема и откачки забортной воды в грузовом насосном отделении устанавливаются донные кингстоны.
Грузовые насосные отделения могут располагаться как в средней, так и в кормовой частях судна. На некоторых крупнотоннажных танкерах имеется по два насосных отделения. При кормовом расположении насосного отделения оно размещается между грузовыми танками и машинным отделением.
Подготовка танкера к приему груза. Одним из основных требований при
перевозке груза наливом является обеспечение сохранения качества
перевозимого груза. Перед приемом груза
танки должны быть очищены от ила, грязи, которые попадают в танки вместе
с балластной водой, и ржавчины, обвалившейся с бортов. Эту работу
выполняют и в том случае, если ранее перевозились однородные
нефтепродукты. При перевозках мазута и сырой нефти следует только
выбирать грязь и твердые остатки, оседающие на днище.
Подготовка грузовых танков производится, как правило, при балластных переходах при следовании в порт погрузки. Танки промывают и зачищают поочередно. Моечную воду при наличии на судне сепараторов пропускают через них, а отсепарированные остатки собирают в цистерны для сдачи на берег. Для улучшения условий работы в танках имеются вентиляторы, причем воздух отсасывается через грузовой трубопровод из нижней части танка. Вентиляцию производят в ночное время, когда мойка танков прекращается.
Все клинкеты грузовой и зачистной магистралей должны быть проверены на плотность давлением воды в трубопроводе, создаваемым насосом. Все замеченные,в соединениях и клин-кетах неплотности должны быть устранены. Плотность проверяют сразу после окончания мойки танков и самих трубопроводов. Если в танках имеются змеевики для подогрева груза, они также должны быть проверены на отсутствие дефектов, в результате которых груз мог бы проникнуть в змеевики. Если принимают груз нескольких сортов, то поперечные и продольные переборки, разделяющие разные сорта, также должны быть_проверены на водонепроницаемость.
Непосредственно перед началом погрузки все танки осматривают и обнаруженные посторонние предметы из танков удаляют. При производстве работ по очистке должны применяться безыскровые инструменты (лопаты, совки, ведра, черпаки). Должны быть приняты все меры противопожарной безопасности (заземление моечных шлангов, запрещение применения обуви с металлическими гвоздями, учтена возможность появления искры от наличия статического электричества).
Пробы груза. Качество перевозимых нефтепродуктов наливом в грузовых танках может снизиться вследствие попадания в них воды, механических примесей в виде грязи или ила, а также смеси с другими нефтепродуктами. Для ограждения интересов судовладельца и в доказательство того, что перевозимые нефтепродукты при сдаче были такого же качества, как и при погрузке, в течение последней периодически берут пробы груза.
Через определенные промежутки времени (1-2 ч) из спускного краника
берегового трубопровода у борта судна отбирают пробы груза. По окончании
погрузки все пробы смешивают и смесь выливают в два сосуда емкостью
около 1 л каждый, которые опечатывают и хранят в течение необходимого
времени - один у отправителя груза, другой - на судне. Такие пробы берут
отдельно для каждого сорта груза. В случае предъявления
получателем претензий по качеству перевезенного груза, оно определяется
арбитром путем сравнения контрольных проб, взятых при погрузке, с
образцами, отобранными при выгрузке.
Проба на воду. При приеме груза в его составе может оказаться вода, попавшая туда из береговых резервуаров или из судовых трубопроводов, в которых она может остаться после мойки танков или выкачки балласта. Наличие в грузе воды и ее количество определяются при помощи водочувствительной пасты или бумаги. Грузик, прикрепленный к измерительной рулетке, при помощи которой измеряют высоту уровня груза в танке, имеет небольшой паз, или лыску, на которую наносят пасту. Если используется бумага, то ее просто прикрепляют к грузику. Ленту рулетки опускают в танк через мерительную трубку и, когда грузик достигнет дна танка, его выдерживают некоторое время, необходимое для растворения пасты водой. Подняв ленту с грузиком, замечают отсчет высоты на границе растворения пасты на грузике и с помощью калибровочных таблиц определяют объем воды, который затем исключают из объема груза.
Замеры груза. По окончании погрузки для определения веса принятого груза производят его замеры. Уровень груза в каждом танке может быть замерен металлической, градуированной на сантиметры, рулеткой, опускаемой в мерительную трубку. После того как грузик, подвешенный на конце рулетки, коснется дна, рулетку поднимают и по уровню смачивания ленты замечают отсчет, соответствующий высоте уровня груза в танке с точностью до долей сантиметра. Для ускорения процесса замера, что бывает особенно необходимо в конце погрузки, вместо рулетки используется метрошток - деревянный реек длиной
1,5-2,5 м с поперечиной в верхней части и имеющий по.всей длине такую же градуировку, как и рулетка. Метрошток быстро опускают до упора поперечиной в мерительную трубку или в смотровую горловину. Замечая уровень смачивания футштока, отмечают высоту пустоты в танке от уровня груза до условной точки - упора крестовины.
Для определения объемного количества груза в танках на судне имеются калибровочные таблицы, с помощью которых по полученным замерам уровня груза или пустоты в танке определяют количество кубометров груза. Вводя поправки на удельный вес груза, его температуру и дифферент судна, получают вес груза в тоннах, который и вносят в грузовые документы.
Выгрузка. Подготовительные работы по выгрузке необходимо проводить еще
до прихода судна в порт. Если перевозятся вязкие нефтепродукты, то за
определенное время до прихода в порт их нужно разогревать при помощи
штатных змеевиков пароподогрева, расположенных на днище танков. Надо
подготовить необходимый инвентарь - поддоны, переходные.патрубки, маты,
ветошь и т. д.
По приходе в порт выгрузки все забортные шпигаты на грузовой палубе
закрывают специально изготовленными деревянными пробками. После
окончания швартовки на судне в присутствии представителей получателя
груза и инспектора по качеству производят отборы проб груза и замеры его
количества.
Выгрузка из танков производится в очередности, предусмотренной планом выгрузки, составленным грузовым помощником и утвержденным капитаном судна.
В обязанности вахтенного матроса во время выгрузки входит: открытие и закрытие клинкетов на верхней палубе по указанию грузового помощника; замер пустот; наблюдение за положением уровня груза в танках для своевременного переключения грузовых насосов на зачистные; наблюдение за отсутствием возможных протечек из фланцевых соединений трубопроводов и спускных краников и т. д.
Во время выгрузки судно поднимается по отношению к причалу, поэтому матрос должен следить за состоянием грузовых шлангов, не допуская их перетирания о выступающие детали корпуса судна, а также своевременно потравливать швартовньи тросы.
По окончании выгрузки и зачистки танков представитель получателя совместно с грузовым помощником убеждается в отсутствии груза в каждом танке, производя замеры с помощью рулетки, а также визуально с помощью взрывобезопасного электрического фонаря.
В некоторых случаях грузовые операции, например снабжение топливом других судов, могут производиться в море как на ходу, так и при нахождении судов в дрейфе. При передаче груза на ходу судно, принимающее груз или бункер, буксируется танкером за кормой. Затем с танкера при помощи проводника передают на буксируемое судно шланг, где его присоединяют к приемной магистрали.
Выгрузка может также производиться в то время, когда* суда, не имея хода, ошвартованы лагом друг к другу. Такая операция может успешно проводиться без применения специальных мягких кранцев большого размера только при полном отсутствии волнения, что в открытом море или океане случается чрезвычайно редко. Даже незначительное, волнение вызывает качку, при которой стоящие лагом суда легко могут получить повреждения корпусов и надстроек. Для избежания повреждений необходимо применять кранцы большого размера, которые должны быть изготовлены или специально, как это делается для рыболовных плавучих баз, или из подсобного материала - бревен, старых автомобильных покрышек и т. д. В практике работы китобойных флотилий в качестве кранцев используют туши убитых китов.
Швартовные концы судов, стоящих лагом в море, всегда подвержены сильным рывкам вследствие неравномерных движений судов на волнении, что часто приводит к обрывам тросов. Во избежание этого рекомендуется применять синтетические тросы или комбинированные - стальные с пружиной из синтетического троса. Не рекомендуется подавать короткие тросы, так как они быстро рвутся.
Для успешного выполнения работ по передаче жидких грузов или топлива в море, являющихся сложной операцией, требуются слаженные действия всего экипажа.
Управление грузовыми работами на танкере и их механизация. Производство грузовых операций на танкерах, вследствие взрывоопасности перевозимых грузов, создает ряд специфических условий. Например, грузовые и зачистные насосы находятся в грузовом насосном отделении, а их приводы, как электрические моторы, так и паровые турбины, расположены за непроницаемой переборкой в машинном отделении. Поэтому для управления приводами насосов в районе насосного отделения на уровне переходного мостика устанавливается пульт управления. Для избежания чрезмерно сложных конструкций, особенно для паровых приводов, пуск насосов в действие с пульта не предусматривается. Эту операцию выполняет вахтенный машинист в машинном отделении по распоряжению, переданному с пульта по телефону или переговорной трубе. Для этой же цели на некоторых судах в грузовом насосном отделении устанавливается телеграф, по которому в машинное отделение передаются нужные распоряжения.
На пульте имеются необходимые приборы - манометры, вакуумметры и другие, служащие для контроля за работой насосов. Изменение числа оборотов насосов, а также их остановка могут производиться с пульта. Для аварийной остановки насосов, например при обрыве шланга или переливе груза, устанавливается кнопка аварийной остановки насосов, обычно в районе трапа, где постоянно находится вахтенный матрос.
Замер уровня грузов на современных больших танкерах, имеющих по 30-40
грузовых танков, и операции по открытию и закрытию большого количества
клинкетов при переходах с одного танка на другой, являются весьма
трудоемкими. В некоторых случаях, например при окончании налива,
вследствие этого приходится снижать скорость погрузки, из-за опасения
перелива груза, так как действия с клинкетами большого сечения и с
большим количеством оборотов маховика вручную ограничены возможностями
человека. Однако несмотря на кажущуюся простоту механизации сравнительно
несложных процессов - манипуляций с клинкетами и замер уровней, эти
работы еще не воплотились в удобную, надежную и простую механизированную
систему. Основным препятствием этому является отсутствие
взрывобезопасной дистанционной системы замера уровня груза в танках,
выдающей надежные показания с необходимой постоянной точностью. Тем не
менее на некоторых танкерах эти
работы все же механизированы, хотя показатели работы этих систем не
достигают нужного уровня точности.
На оборудованном такими системами судне грузовые работы могут быть выполнены одним человеком - оператором на центральном пульте управления. Все клинкеты, грузовые, зачистные и секущие, находящиеся как в танках, так и в грузовом насосном отделении, имеют гидравлический привод, расположенный непосредственно на корпусе клинкета, и управляются с пульта простым нажатием кнопки. На пульте имеются указатели положений клинкетов «открыто - закрыто». С этого же пульта производится дистанционное управление всеми насосами и ведется контроль за работой их приводов. Замер уровней груза производится также дистанционно при помощи пневмерка-торной системы с преобразованием давления высоты столба жидкости в танке в электрический импульс, передаваемый в центральный пост управления. Прибор, преобразующий воздушный сигнал давления в электрический, устанавливается вне танка в безопасном месте.
Такая система не обладает точностью, необходимой для подсчета количества принятого груза, и дает приближенный отсчет уровня. Для точного определения количества принятого груза необходимо производить замер пустот вручную.
Механизация грузовых операций должна не только улучшить эксплуатационные показатели работы судна, сокращая стояночное время, по и значительно облегчить труд экипажа и создать предпосылки для комплексной механизации судовых работ и сокращения числа экипажа.
Защита танков от коррозии. Поверхности грузовых танков и находящееся в них оборудование (трубопроводы, клинкеты, штоковыводки, трапы и т. д.) при перевозке светлых нефтепродуктов (бензина, керосина, лигроина и т. д.), а также сырой нефти, в особенности с большим содержанием сернистых соединений, подвержены интенсивной коррозии. При балластных переходах, занимающих иногда до 50% эксплуатационного времени, в грузовые танки принимают для балласта соленую забортную воду, что также способствует быстрому окислению стали.
Наиболее значительной коррозии подвержены трубопроводы, по которым жидкости перекачиваются с большой скоростью. Возникающие при этом электрохимические процессы также способствуют образованию общей коррозии или отдельных, глубоких местных поражений и свищей. В результате через четыре - шесть лет эксплуатации значительная часть трубопроводов требует замены с выводом танкера на ремонт на значительное время.
Для защиты внутренних поверхностей грузовых танков от коррозии
применяются защитные покрытия, наносимые на все поверхности в виде
лакокрасочной пленки, а также электрохимическая защита.
Для окраски применяются различные составы, стойкие к действию
нефтепродуктов, изготовленные на основе этинолевых лаков, эпоксидных и
виниловых смол и многих других химических соединений. Нанесение защитных
покрытий вызывает, однако, ряд трудностей, так как большинство из них
является токсичными и требует применения специальных защитных
приспособлений и интенсивной вентиляции. Пары этих красок являются
взрывоопасными и требуют тщательного выполнения всех противопожарных
мероприятий. Кроме того, для обеспечения прочности покрытия, его хорошей
адгезии - прилипаемости к металлу - поверхность его должна быть очень
тщательно очищена.
Наилучший результат дает обработка всех поверхностей пескоструйными или дробеструйными аппаратами. Поэтому нанесение защитных пленок, а также исправление местных повреждений может быть выполнено только в заводских условиях во время постройки судна или его ремонта.
В качестве электрохимической защиты применяется протекторная система. Она состоит из протекторов - отливок из магниевых или алюминиевомагниевых сплавов в виде дисков или конусов, равномерно размещенных в непосредственной близости от внутренних поверхностей танка. Обладая пониженным потенциалом по отношению к стали и находясь во время балластных переходов в соленой воде, которая в данном случае является электролитом, магниевый электрод начинает работать как катод, частицы которого при этом переносятся на поверхность стали, создавая на ней защитную пленку. Сам протектор при этом разрушается.
Следует иметь в виду, что алюминиево-магниевые сплавы при ударе о корродированную сталь вызывают появление искры, поэтому падение такого протектора в недегазированном танке может привести к взрыву. Это свойство в значительной степени ограничивает применение протекторной защиты на танкерах.
Для защиты танков от коррозии применяются также ингибиторы- особые химические вещества, которые вводят в перевозимый груз, и они оседают на поверхности танка, создавая защитную пленку.
Меры по предупреждению загрязнения моря нефтепродуктами. На современных транспортных судах, механизмы и котлы которых работают на дизельных топливах и мазутах, неизбежно образуются отходы нефтепродуктов, скапливающиеся в льялах машинных отделений и цистернах сбора грязных и отработанных масел. Большое количество судов нефтеналивного флота производит во время балластных переходов работы по мойке танков, в результате которых большое количество воды сильно загрязняется нефтепродуктами. Выкачивание за борт льяльных вод, и в особенности моечных вод, с танкеров создает серьезную
угрозу загрязнения морской воды нефтепродуктами, приводящую к гибели рыб, птиц и морских животных, а также к загрязнению нефтью морских берегов, пляжей, каналов, рек и портов.
Поэтому еще в двадцатых годах нашего столетия этот вопрос начал серьезно изучаться в целях создания эффективных мер по борьбе с загрязнением моря нефтепродуктами. Были разработаны различные рекомендации. Однако первым документом явилась Резолюция Международной конвенции по предотвращению загрязнения моря нефтью, принятая в 1954 г.
В последующие годы после принятия этой Конвенции практика показала необходимость дополнительных мер для предотвращения слива нефти из морских судов. С этой целью Межправительственная морская консультативная организация (ИМКО) созвала Международную конференцию по предотвращению загрязнения моря нефтью, которая состоялась в Лондоне весной 1962 г. Конференция значительно переработала Конвенцию 1954 г., дополнила ее, уточнила сферы применения, нормы и требования.
В резолюциях конференции говорится, что единственным известным и полностью эффективным методом предотвращения загрязнения моря нефтью является полное запрещение слива стойких видов нефти в море. Однако прежде чем полностью запретить слив нефти в море, необходимо оборудовать суда соответствующими устройствами для приема с них загрязненного нефтью балласта.
Поэтому Конвенция не установила дату полного запрещения слива загрязненных вод в море, а установила в качестве временной меры запретные зоны. Загрязненную нефтью воду можно выкачивать за борт в пределах этих зон только через устройства, обеспечивающие очистку воды до содержания в ней нефти не свыше 100 мг на 1 л смеси. При отсутствии таких приспособлений на судне загрязненная вода должна выкачиваться за пределами запретных зон либо по прибытии судна в порт в специальные емкости.
Каждое судно обязано вести особый журнал, в котором отмечается время и место слива загрязненных вод, прием и слив водяного балласта, мойка грузовых танков и т. д.
В Советском Союзе разработан целый комплекс организационно-технических мероприятий по борьбе с загрязнением моря нефтепродуктами. В апреле 1961 г. Министерством морского флота введено в действие подготовленное с учетом основных требований Конвенции 1954 г. «Временное наставление по предотвращению загрязнения моря нефтью», контроль за выполнением которого возложен на капитанов портов.
В сентябре 1968 г. Совет Министров СССР принял постановление «О мерах по
предотвращению загрязнения Каспийского моря».
Перевозка на танкерах сыпучих и других грузов. Кроме нефтепродуктов, на
танкерах перевозятся наливом и другие грузы, такие, как растительные
пищевые масла, спирты, патока, аммиак, сжиженные газы и т. п. Перевозка
таких продуктов, как растительные масла, спирты или патока, не требует
особых устройств и приспособлений. Необходимо только особо тщательно
промыть и провентилировать танки, так как одним из основных требований к
грузовым танкам является чистота их поверхностей и отсутствие в них
запахов. Некоторые пищевые масла, например кокосовое, а также патока,
имеют высокую температуру застывания, поэтому перед выгрузкой их
необходимо подогревать. Необходимо иметь в виду, что для каждого
продукта имеется своя температура подогрева, превышение которой приводит
к потере качества груза.
Иногда на танкерах перевозят также и сахар-сырец.
Зерновые грузы насыпью перевозятся на танкерах сравнительно часто. Подготовка танков к перевозке зерна также заключается в тщательной мойке и вентиляции танков до уничтожения нефтяных запахов. Приемные храпки грузовых и зачи-стных магистралей, во избежание попадания зерна в трубопроводы, надо тщательно обвязать парусиной. Если в рейсе предполагается переход из одной климатической зоны в другую, с резким перепадом температуры воды и воздуха, при котором внутренние поверхности танков начинают отпотевать, то для предохранения груза от влаги все поверхности днища и бортов перед началом погрузки надо обложить изолирующим материалом, иногда даже в несколько слоев. Хорошим изолирующим свойством обладают соломенные циновки, но может быть применена также мешковина или парусина.
Для перевозки сжиженных газов применяются специализированные танкеры,
приспособленные для перевозки и погрузки-выгрузки жидкостей, находящихся
под сравнительно большим давлением.
Нефть и продукты её переработки транспортируются в том числе и по морю - с помощью специальных кораблей, которые входят в категорию танкеров. Нефтеналивные суда - это настоящие монстры коммерческого флота, получившие статус мировых рекордсменов по своим габаритам и грузоподъёмности.
Особенности конструкции танкеров
На современном этапе судостроения нефтяной танкер представляет собой судно однопалубного типа со встроенными резервуарами (танками), способное перевозить сотни тысяч тонн груза. Первый в мире нефтеналивной самоходный танкер «Зороастр» имел гораздо более скромные характеристики и мог транспортировать максимум 250 тонн сырья.
«Зороастр» был построен в Швеции по заказу российской компании «Товарищество нефтяного производства братьев Нобель». Корабль вышёл в море в 1877 году. До его постройки для перевозки нефти во всём мире использовались обычные парусные суда, при этом груз заливался в деревянные бочки.
Сейчас же корпуса танкеров, как и для большинства других судов, строятся на основе каркаса, к которому крепится обшивка из металла. Специфика заключается в том, что внутри корпус танкера разделяется на несколько резервуарных отсеков - танков, которые при погрузке заполняются нефтью и нефтепродуктами. Объём одного такого резервуара составляет минимум 600 кубометров, в судах крупного тоннажа - более 10 тыс. кубометров.
Проекты танкеров, которые разрабатывались до семидесятых годов, предусматривали постройку трёхосных судов со средней надстройкой с рулевой рубкой, удлинённым ютом и баком. Сейчас танкеры выпускаются без средней надстройки. Жилые помещения и посты управления размещаются на юте увеличенной высоты.
Грузовые помещения занимают до 70% длины корабля. Количество дополнительных продольных переборок в секторе танков достигает двух-трёх единиц. Переборки устанавливаются во избежание перетекания груза. В настоящее время все танкеры грузоподъёмностью более тысячи тонн оснащены подогревателями для нефти высокой вязкости или застывающего сырья, работающими на пару, электричестве или на теплоте газов от двигателей корабля.
В проектах танкеров предусматривается реализация современных судостроительных решений - установки подруливающих носовых и кормовых устройств, винтов регулируемого шага, систем дистанционного управления работой энергетических установок и грузовыми операциями.
Безопасность эксплуатации
В значительной степени на конструктивные особенности танкеров влияют требования к безопасности перевозок нефтяных грузов. С 1996 года по условиям Международной морской организации (International Maritime Organization, IMO) танкеры оборудуются двойными корпусами, объём танков также ограничивается.
С одной стороны, выполнение таких требований даёт возможность снизить угрозу загрязнения морской среды, с другой - делает корпус тяжелее, что в итоге приводит к нецелесообразности строительства кораблей с дедвейтом выше 450 тыс. тонн. Одна из новейших популярных концепций постройки танкера высокой степени безопасности и надёжности предусматривает конструкцию с двойными системами - не только корпусом, но и двумя двигателями, машинными отделениями, винтами и рулями.
В целях обеспечения пожарной безопасности пространство танков, которое не занято нефтью, заполняется инертными газами. Если возгорание всё же происходит, то в резервуары подаются пар и пена для ликвидации пожара. В ряде моделей кораблей предусмотрено тушение огня путём подачи в зону пожара отработанных газов двигателя, бедных кислородом.
В силу того, что ряд нефтепродуктов, в том числе их пары, обладают проникающей способностью, грузовые отделения отделяются от остальных модулей корабля специальными контрольными отсеками - метровыми вертикальными коффердамами.
В случае наличия на танкере средней надстройки она также отделяется от танков двухметровым отсеком горизонтального типа. Предохранительные отсеки постоянно открыты и проветриваются. Они используются как места хранения шлангов для погрузки.
Для предотвращения скопления нефтяных газов в грузовых зонах нет двойного дна. Тем не менее, такое конструктивное решение не отражается на высоком уровне непотопляемости танкеров, поскольку их корпус оснащён большим количеством переборок, а танки герметично закрываются. Хранилища для запасов горючего и воды размещаются в концевых частях корпуса, в том числе в зоне двойного дна машинного отделения.
Несмотря на серьёзные конструктивные решения для обеспечения безопасности эксплуатации танкеров, чрезвычайные происшествия с ними всё же случаются - как вследствие поломок, так и по причине ошибок экипажа. Вспомним недавние случаи: в декабре 2016 года из-за неисправности танкера было заблокировано движение через пролив Босфор, а в феврале текущего года сел на мель танкер из Панамы.
Как танкеры загружают нефтью
Загрузка танкеров осуществляется с использованием нефтеналивных комплексов. Строительство нефтеналивных причалов стартовало в начале прошлого века, что было связано с бурным развитием танкерного флота и прокладкой нефтепроводов. Первый нефтеналивной причал в России возвели в Батуми в 1906 году. Через его мощности осуществлялась погрузка керосина на суда.
Современные причалы являются глубоководными, обеспечивают налив и учёт сырья, бункеровку и другие операции с танкерами в автоматическом режиме. Инфраструктура причальных комплексов включает стендеры, учётные узлы, арматуру предохранительного, регулирующего и запорного назначения, блоки предотвращения аварий при наливе и системы пожаротушения.
С помощью насосных установок нефть и продукты её переработки перекачиваются по трубопроводным системам, в том числе подводным, к стационарным или плавающим нефтеналивным причалам, после чего поступают в танкер. В свою очередь, разгрузка судна производится с применением судовых насосов через трубопроводы, проложенные в танках или по палубе. Сырьё откачивается из резервуаров танкера и поступает в ёмкости морских и речных перевалочных пунктов и баз, в состав которых входят и причалы.
При порожнем ходе (без груза) в танки судов закачивается водяной балласт. Перед приёмом груза он перемещается в очистные портовые сооружения или на нефтебазы. Существуют танкеры (такие модификации строились в том числе в СССР), конструкция которых предусматривает наличие балластных танков между двойными корпусами. Такое решение позволяет не загрязнять воды балласта нефтепродуктами. При этом балластные воды не требуют очистки перед сбросом.
Классификация нефтеналивных судов
Танкеры классифицируются по разным критериям, в числе которых дедвейт (грузоподъёмность), габариты и осадка. Разделение по дедвейту - это специализированная классификация нефтеналивных танкеров, которая применяется только к этому классу судов.
По дедвейту танкеры подразделяются на категории:
- General Purpose (GP) - танкеры малотоннажные и общего назначения, рассчитанные на перевозку от 6 тыс. до 24,999 тыс. тонн нефти или нефтепродуктов, включая битумы.
- Medium Range (MR) - среднетоннажные (от 25 тыс. до 44,999 тыс. тонн).
- Large/Long Range1 (LR1) - крупнотоннажные первого класса (от 45 тыс. до 79,999 тыс. тонн).
- Large/Long Range2 (LR2) - крупнотоннажные второго класса (от 80 тыс. до 159,999 тыс. тонн).
- Very Large Crude Carrier (VLCC) - крупнотоннажные танкеры 3 класса (от 160 тыс. до 320 тыс. тонн).
- Ultra Large Crude Carrier (ULCC) - супертанкеры дедвейтом от 320 тыс. тонн, которые используются для перевозок нефти, добытой в странах Среднего Востока и в акватории Мексиканского залива.
- Floating Storage and Offloading unit (FSO) - супертанкеры дедвейтом более 320 тыс. тонн, применяющиеся только для выгрузки сырья в море на танкеры более малых классов.
Классификация по габаритам и осадке осуществляется по критерию возможности прохождения танкеров через проливы, каналы, остальные водные объекты и гидротехнические сооружения. Данная классификация применима не только к танкерам, но и к судам других типов.
По габаритам и осадке танкеры классифицируются следующим образом:
- Seawaymax - могут пройти через североамериканский морской путь Святого Лаврентия.
- Panamax способны пройти через Панамский канал.
- Aframax предназначены для использования в черноморской, средиземноморской акваториях, Восточно-Китайском и Карибском морях, на каналах и в портах, неспособных принять танкеры более крупного класса.
- Suezmax - класс, присваивающийся только нефтяным танкерам и обозначающий их способность проходить через Суэцкий канал.
- Танкеры класса Malaccamax транспортируют нефть из стран Персидского залива в Китай, следуя через Малаккский пролив между Малайзией и Индонезией. Ограничение для осадки достигает 25 метров.
- Post-Malaccamax, осадка которых больше, чем у кораблей предыдущего класса, вынуждены брать курс на Китай через глубоководный Ломбокский пролив (Индонезия).
- В класс Capesize входят танкеры категорий VLCC и ULCC, которые в силу своих габаритов не в состоянии проходить через Панамский и Суэцкий каналы. Они идут по маршрутам вдоль мыса Горн (Чили) или мыса Доброй Надежды (ЮАР).
Танкеры-гиганты
Среди танкеров, которые ввиду своих внушительных габаритов являются настоящими кораблями-исполинами, есть свои рекордсмены. Самым знаменитым представителем супертанкеров являлось судно класса ULCC Knock Nevis (называвшееся в разное время также Jahre Viking, Happy Giant, Seawise Giant и Mont), сменившее за период своей эксплуатации нескольких владельцев.
Knock Nevis до сих пор считается крупнейшим кораблём в истории человечества по показателю дедвейта - 564,763 тыс. тонн. Длина танкера составляла 458,45 метра, тормозной путь превышал десять километров. При полной загрузке осадка танкера не давала ему возможности прохождения через пролив Па-де-Кале (Ла-Манш) и Суэцкий канал. Кроме того, в силу своих габаритов корабль был не в состоянии пройти через Панамский канал.
Корабль был построен японской компанией Oppama, введён в эксплуатацию в 1976 году. До переделки длина танкера составляла 376,7 метра, дедвейт - 418,610 тыс. тонн. Три года спустя, после смены владельца на гонконгскую корпорацию Orient Overseas Line, он подвергся перестройке, в ходе которой дедвейт был увеличен почти на 150 тыс. тонн. После модернизации танкер обрёл статус самого большого судна на планете.
Судно курсировало вокруг мыса Доброй Надежды, перевозя нефть из ближневосточных стран в США. В мае 1986 года, когда между Ираном и Ираком шла война, Knock Nevis был атакован иранским истребителем в Ормузском проливе. Возник пожар, погибли трое людей. Танкер сел на мель. Был поднят и восстановлен норвежской компанией Norman International только через два года.
После того как заходы в американские и европейские порты танкеров без двойного корпуса были запрещены, транспортная «карьера» судна закончилась, и оно использовалось в качестве хранилища нефти на катарском месторождении Al Shaheed. Последний рейс корабль совершил к побережью Индии, где в течение 2010 года его разделали на металл в связи с окончанием срока эксплуатации. От танкера остался лишь один из 36-тонных якорей, который стал экспонатом Морского музея Гонконга.
Впрочем, ряд специалистов ставят под сомнение звание рекордсмена Knock Nevis, присваивая статус не только самого большого танкера, но и крупнейшего корабля выпущенному в тот же год нефтеналивному судну класса ULCC Batillus. Дело в том, что свои выдающиеся характеристики Knock Nevis получил только после перестройки. Batillus же изначально по проекту имел длину 414,22 метра и дедвейт 553,662 тыс. тонн. Таким образом, сразу после схода со стапелей он превосходил по характеристикам Knock Nevis. Танкер построила французская компания Chantiers de l’Atlantique по заказу Shell (Великобритания–Нидерланды).
После запуска Batillus совершил 25 рейсов, в основном из Персидского залива в Северную Европу. Танкер не раз простаивал в портах продолжительное время. Руководство компании не было удовлетворено низкой частотой рейсов и в 1985 году приняло решение продать танкер на слом. В том же году корабль был утилизирован в Тайване.
После утилизации самых больших танкеров Knock Nevis и Batillus статус самых крупных действующих кораблей данного типа перешёл к четырём однотипным судам ULCC-класса - TI Oceania, TI Asia, TI Africa и TI Europe, построенных силами южнокорейской Daewoo Heavy в рамках проекта Hellespont в 2002–2004 годах.
Данные корабли имеют дедвейт 441,585 тыс. тонн и длину корпуса 380 метров. Владельцем TI Oceania и TI Africa (первоначальные названия - Hellespont Fairfax и Hellespont Tapa соответственно) стала канадская судоходная компания Shipholding Group, а TI Asia и TI Europe (Hellespont Alhambra и Hellespont Metropolis соответственно) приобрёл оператор Euronav (Бельгия).
Танкерная отрасль эффективно работает и зарабатывает не только благодаря большим транспортным возможностям, но и сложившимся традициям и даже некоторым хитростям. Перевозкам на нефтеналивных судах, как и любой другой крупной экономической сфере, присущи впечатляющие показатели и свои уникальные особенности:
- На танкерный флот приходится треть тоннажа торговых судов всего мира. Суммарная грузоподъёмность танкеров достигает 489 млн тонн. Сейчас во всём мире насчитывается 9435 танкеров разного класса.
- В связи с низкой ценой фрахта перевозки нефти морем характеризуются высокой экономической эффективностью. Такая схема транспортировки уступает по данному критерию лишь поставкам сырья по трубопроводам.
- Преобладающее большинство владельцев танкеров - компании из Греции. Это же характерно и для коммерческого флота в целом. Рынок танкерных перевозок является крайне непрозрачным, операторы часто прибегают к схеме «удобного флага» (обычно - Мальты, Багамских и Маршалловых островов, Либерии или Панамы).
- Экологические угрозы при перевозках танкерами практически отсутствуют благодаря высокой степени безопасности и технологическому совершенству судов.
- Основные риски отрасли связаны с геополитикой. Кораблям приходится проходить сквозь каналы и проливы, перекрытие которых может не просто сорвать контракты, но и повлиять на стоимость нефти. Так, в случае конфликта между Саудовской Аравией и Ираном может быть прекращено движение танкеров через Ормузский пролив. Сейчас по этому маршруту перемещается до 17 млн баррелей «чёрного золота» в сутки. Ещё один пример - перекрытие Малаккского пролива полностью лишит Китай нефти, доставляемой морским путём.
- В последние годы наращивает обороты тенденция использования нефтекомпаниями танкеров в качестве хранилищ сырья в ожидании более выгодной ситуации на рынке. Сейчас одновременно на них хранится до 180 млн баррелей нефти, что более чем в два раза превышает показатель 2014 года. В портах Сингапура стоят до четырёх сотен танкеров-хранилищ.
- Экипажи при совершении противоправных операций, связанных с незаконной переливкой нефти в море на другие суда (как это делали иранцы во время действия международных санкций), отключают транспондеры, что позволяет скрыть местонахождение и осадку танкеров-нарушителей, то есть по сути сделать недоступными данные об изменении веса их груза. Такие корабли приходится отслеживать при помощи альтернативных способов, в том числе путём спутниковой съёмки. Пронедра писали ранее, что Иран, в частности, продаёт нефть прямо с танкеров.
- Степень автоматизации современных танкеров настолько высока, что даже самыми крупными судами такого типа может управлять один человек. Капитаны супертанкеров негласно причисляются к морской элите.
- С целью предотвращения нагрева и испарения груза внешняя часть палубы нефтяных танкеров иногда окрашивается в белый цвет, при этом во избежание вредного воздействия на зрение экипажа яркого отражённого света морякам выдаются солнцезащитные очки.
- Средний срок службы супертанкера - 40 лет.
Танкерные перевозки - не просто отдельный сегмент нефтяной логистики, но и мощнейший самостоятельный экономический сектор, целый мир неторопливых стальных гигантов, доставляющих колоссальные объёмы «чёрного золота» в разные точки земного шара. Вклад судостроителей, создающих танкеры, не только в развитие нефтебизнеса и сырьевого рынка, но и в прогресс инженерной мысли, совершенствование морской транспортной системы и повышение степени экологической безопасности сложно переоценить.
