Специальные системы нефтеналивных судов
Нефть и нефтепродукты обладают рядом свойств, оказывающих существенное влияние на выбор конструктивных элементов судов (танкеров, нефтерудовозов) и организацию нефтеперевозок. К важнейшим характеристикам нефти и нефтепродуктов относятся плотность и вязкость; следует также учитывать температуры вспышки и застывания, обводненность, содержание серы и механических примесей, испаряемость и электризацию. Плотность учитывается при расчетах массы перевозимого груза и массовой подачи насосов. Плотность нефти и продуктов ее переработки составляет 700— 1000 кг/м3. При плотности ρ ≤ 900 кг/м3 нефть считается легкой, выше — тяжелой. Легкая нефть кипит при 323—373 К (50— 100 °С), а тяжелая — при 373 К (100 °С) и выше.
Многие перевозимые в нефтеналивных судах жидкие грузы при обычных температурах окружающего воздуха находятся в таком состоянии, когда перекачка их затруднена или невозможна. Критерием оценки возможности перекачки нефтепродукта является вязкость, характеризующая внутреннее трение частиц жидкости, способность сопротивляться их взаимному перемещению. Мерой вязкости является коэффициент µ, Па·с, который называется динамической или абсолютной вязкостью. Кроме коэффициента динамической вязкости в расчетах используется коэффициент кинематической вязкости v, м2/с. С увеличением температуры коэффициенты динамической и кинематической вязкости нефтепродуктов уменьшаются.
| 273 К (0 °С) | 323 К (50 °С) | |
| Бензин | 0,008 | — |
| Лигроин | 0,015 | — |
| Керосин | 0,041 | — |
| Топливо: | ||
| дизельное | 0,126 | 0,035 |
| моторное | 11—37 | 0,365—0,7 |
| мазут флотский | 55—113 | 0,925—1,58 |
| Масло: | ||
| соляровое | 0,95 | 0,091 |
| трансформаторное | 1,35 | 0,106 |
| веретенное | 2,4 | 0,142 |
| машинное Л | 6 | 0,23 |
| машинное Т | 38 | 0,69 |
Температура вспышки характеризует огнеопасность нефтепродукта. При определенном соотношении смеси паров нефтепродуктов с воздухом температура вспышки может быть не только огнеопасной, но и взрывоопасной. В зависимости от температуры вспышки все нефтегрузы делят на четыре класса: I — до 301 К (до 28 °С), II — 301—318 К (28—45 °С), III — 318—393 К (45— 120 °С), IV — свыше 393 К (свыше 120 °С). Температура застывания — температура, при которой испытуемый нефтепродукт, охлажденный в пробирке, загустевает настолько, что при наклоне пробирки на 45° уровень его остается неподвижным в течение 1 мин. Эту температуру учитывают при нормировании интенсивности подогрева и подачи насосов в связи с изменением внешних температур (сезонных, суточных), воздействующих на скорость перетекания груза в танках во время грузовых операций.
Под обводненностью понимают количество воды, содержащейся в нефтепродукте во взвешенном состоянии после его отстоя. Обводненность исчисляют в процентах и учитывают при расчетах массы груза и контроле во время сдачи груза после транспортирования. Содержание серы в нефтепродуктах влияет на выбор судна для их транспортирования, так как сера резко увеличивает коррозию корпуса, а также требует применения некоторых мероприятий по технике безопасности. Наибольшее количество серы содержат высокосернистые мазуты.
Механические примеси могут содержаться в транспортируемых нефтепродуктах. Их наличие определяют при проверке качества жидкого груза во время его сдачи после транспортировки. Испаряемость нефтепродуктов, особенно светлых и нефтей, приводит к потерям (иногда значительным) при перевозке жидких грузов. С повышением температуры испаряемость возрастает. Интенсивность испаряемости нефтепродуктов зависит от давления насыщенных паров, т. е. от их упругости. Наибольшие потери от испаряемости происходят в период приема груза в танки. Борьба за их уменьшение ведется много лет, но радиальные способы пока не найдены.
При движении нефтепродуктов по трубам и в емкостях создаются заряды статического электричества. Степень электризации зависит от многих факторов, например с увеличением скорости потока электризация повышается, чему способствует обводненность нефтепродуктов. Заряды статического электричества, накапливающиеся на поверхности нефтепродуктов, на стенках труб и емкостей, если последние не заземлены, создают высокий потенциал и при соприкосновении с токопроводящими предметами разряжаются — образуется искра, способная вызвать взрыв или пожар. Заземление — основной и, как правило, достаточный способ устранения разрядов статического электричества.