Танкеры

Танкер – наливное судно, корпус которого, ограниченный бортами, палубой и днищем, представляет собой как бы большую цистерну, в которую наливается перевозимая жидкость. Продольными и переборками эта цистерна разделяется на танки – изолированные друг от друга отсеки. Часть отсеков предназначается для водяного балласта, который нужен как для того, чтобы поддерживать уравновешенное состояние танкера при неполной его загрузке, так и для того, чтобы при порожнем плавании танкер сохранял остойчивость и гребной винт не выходил из воды [1].

Чтобы снизить опасность загрязнения и отравления океана, в 1973 году была принята Международная конвенция по предотвращения загрязнения с судов, предусматривающая радикальные меры по защите от угрозы масштабного загрязнения окружающей среды при катастрофах нефтяных танкеров. Для вступления Конвенции в действие было необходимо, чтобы ее ратифицировали 15 государств, суммарная валовая вместимость судов которых составляет не менее 50 % от вместимости судов мирового торгового флота. Однако за три года после подписания Конвенция была ратифицирована только тремя государствами.

Катастрофа танкера «Амоко Кадис» подхлестнула разработку приемлемых для большинства морских держав мер, которые были отражены в Протоколе 1978 года, изменяющем и дополняющем Конвенцию, подписанную в 1973 году, но так и не вступившую в силу. Новый документ получил название – «Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов 1973 года, измененная в соответствии с Протоколом 1978 года». Во всем мире он известен под английской аббревиатурой – МАРПОЛ 73/78. Процесс ратификации обновленной конвенции пошел довольно энергично, и 2 октября 1983 года она вступила в действие – в части, касающейся предотвращения загрязнения моря нефтью. В дальнейшем она неоднократно обновлялась принятием поправок и дополнений [1].

Конвенцией установлены требования к конструкции нефтяных танкеров. Основной мерой конструктивного характера, предусмотренной Конвенцией МАРПОЛ 73/78 для предотвращения аварийного загрязнения нефтью, является требование наличия у танкеров двойного дна и защитного расположения танков изолированного балласта – такого, который в процессе нормальной эксплуатации танкера нигде не соприкасается с нефтяной грузовой и нефтяной топливной системами.

У старых танкеров наружная обшивка корпуса одновременно является и стенкой прилегающих к ней грузовых танков. Поэтому при ее повреждении содержащаяся в танке нефть выливается в море, загрязняя окружающую среду. Двойное дно, которое состоит из днищевой обшивки и расположенного над ней на некотором расстоянии настила второго дна, предохраняет судно от вытекания содержимого танков в случае повреждения обшивки. А танки изолированного балласта должны защищать грузовые отсеки по всей длине бортов судна. Расположение танков изолированного балласта образует на танкерах двойной борт, имеющий то же назначение, что и двойное дно: при столкновении судов или ином повреждении наружной бортовой обшивки нефть из грузовых танков не попадает в море, а вытекший изолированный балласт не загрязняет морскую среду. Старые танкеры, не имеющие танков изолированного балласта, называют однокорпусными, а новые танкеры, имеющие их, – танкерами с двойным корпусом [1, 3].

MARPOL 73/78 одержит инструкции, нацеленные на предотвращение и уменьшение загрязнения моря с судов как вследствие инцидентов, так и вследствие эксплуатации, и в настоящее время включает два обязательных к исполнению Приложений (Приложение I и Приложение II) и четыре необязательных Приложения.

Приложение I. Инструкции по предотвращению загрязнения нефтью.

Ввод в действие 2 октября 1983 г. Эксплуатационные сбросы нефти с танкеров разрешены только при выполнения следующих условий:

1. Общее количество нефти, которое танкер может сбросить в балластном рейсе на ходу недолжно превышать 1/15,000 полной грузовместимости судна;

2. Скорость сброса не должна превышать 60 литров на милю пути;

3. Запрещен сброс нефти в любом виде из грузовых помещений танкера в пределах 50 миль от ближайшего берега.

Новой и важной особенностью Конвенции 1973 г. стала концепция «особых зон», которые считаются настолько уязвимыми к загрязнению нефтью, что сбросы в их пределах были действие – в части, касающейся предотвращения загрязнения моря нефтью. В дальнейшем полностью запрещены с небольшими и четко определенными исключениями. Конвенция 1973 г. определила Средиземное, Черное, Балтийское, Красное моря и акватории заливов как «особые зоны». Все суда, имеющие на борту нефтепродукты, должны иметь возможность сохранения нефтяных отходов на борту судна либо через систему «погрузки поверх», либо для откачки на береговые очистные сооружения [1].

Это предусматривает внедрение соответствующего оборудования: системы контроля и слежения за сбросом нефти, системы фильтрации и сепарации нефтесодержащих вод, отстойные цистерны, насосы, трубопроводы и арматура.

Новые нефтяные танкеры (те, для которых контракт на постройку был заключен после 31 декабря 1975 г.) грузовместимостью 70,000 тонн и более должны быть оснащены танками изолированного балласта достаточного объема, чтобы обеспечить соответствующую эксплуатационную нагрузку без необходимости принимать балластную воду в грузовые нефтяные танки.

Во-вторых, корпуса новых нефтяных танкеров должны делится на отсеки и удовлетворять требованиям аварийной остойчивости таким образом, чтобы при любых условиях загрузки обеспечивалась живучесть судна после столкновения.

Поправка к Приложению I направлена на постепенное сокращение однокорпусных нефтяных танкеров и предусматривает почти полное сокращение однокорпусных танкеров к 2015 году. Танкеры с двойным корпусом обеспечивают более эффективную защиту окружающей среды от загрязнения в случае аварии. Все новые танкеры, построенные с 1996 г., должны иметь двойной корпус.

В соответствии с MARPOL 73/78 определяются три категории танкеров:

"Танкер категории 1", не отвечающий требованиям защитно расположенных танков изолированного балласта, грузовместимостью 20,000 тонн и более, перевозящий сырую нефть, дизельное топливо, тяжелое топливо или смазочные материалы, а также грузовместимостью 30,000 тонн и более, перевозящий другие нефтепродукты.

"Танкер категории 2", отвечающий требованиям защитно расположенных танков изолированного балласта, грузовместимостью 20,000 тонн и более, перевозящие сырую нефть, дизельное топливо, тяжелое топливо или смазочные материалы, а также грузовместимостью 30,000 тонн и более, перевозящий другие нефтепродукты [1].

"Танкер категории 3" грузовместимостью 5,000 тонн и более, но менее чем, в категории 1 и 2.

Приложение I I. Инструкции по контролю загрязнения ядовитыми жидкими веществами.

Ввод в действие 6 апреля 1987 г.

Приложение регламентирует правила сброса и меры по контролю загрязнения ядовитыми жидкими веществами. Приблизительно 250 ядовитых веществ включены в список в конце Конвенции. Сброс их остатков разрешается только в приемные сооружения при определенных условиях и концентрациях (которые меняются скатегорией веществ). В любом случае запрещен сброс остатков, содержащих ядовитые вещества, в пределах 12 миль от ближайшего берега. Более строгие ограничения относятся к акваториям Балтийского и Черного морей.

Нефтепродукты перевозят на специализированных судах-танкерах, которые в зависимости, от дедвейта получили следующую градацию: 45-80 тыс. т (Super Tanker, танкер класса PANAMAX); 80-160 тыс. т (Mammoth Tanker, танкер класса AFRAMAX); 160-320 тыс. т VLCC (Very Large Crude Carrier); более 320 тыс. т ULCC (Ultra Large Crude Carrier) [3].

Категории танкеров — в зависимости от дедвейта, выглядит следующим образом:

· GP (General Purpose) — малотоннажные танкеры (6000—16 499 т); используются для специальных перевозок, в том числе для перевозок битумов;

· GP — танкеры общего назначения (16 500—24 999 т); используются для перевозок нефтепродуктов;

· MR (Medium Range) — среднетоннажные танкеры (25000—44999 т); для перевозок нефти или нефтепродуктов;

· LR1 (Large/Long Range1) — oiler — крупнотоннажные танкеры 1 класса (45000—79 999 т); используются для перевозок тёмных нефтегрузов;

· LR2 — крупнотоннажные танкеры 2 класса (80 000—159 999 т);

· VLCC (Very Large Crude Carrier) — крупнотоннажные танкеры 3 класса (160 000—320 000 т);

· ULCC (Ultra Large Crude Carrier) — супертанкеры (более 320 000 т); для перевозок нефти со Среднего Востока до Мексиканского залива.

· FSO (Floating Storage and Offloading unit) - супертанкеры (более 320 000 т); для хранения и выгрузки нефти на более мелкие танкеры.

 

Нефтепродукты объединяют по каким-либо общим признакам в группы, каждой из которых дают соответствующее наименование. По условиям хранения и транспортировки все нефтепродукты разделяют на следующие группы: светлые нефтепродукты - бензин, керосин, лигроин и некоторые сорта дизельного топлива; темные нефтепродукты - мазут, моторное топливо, сырая нефть; масла-все сорта масел; прочие нефтепродукты - остальные нефтепродукты, не вошедшие в первые три группы [3].

Основными свойствами наливных грузов, которые важно знать в процессе их транспортировки, являются: плотность, температура вспышки, вязкость, температуры застывания и помутнения, испаряемость, теплофизические характеристики, специфические свойства (пожароопасность, вредность, коррозионность).

Подготовка танкера к перевозке нефтепродуктов включает в основном три этапа:

· подготовку грузовых танков;

· проверку непроницаемости трубопроводов грузовой системы и системы зачистки, клинкетов, механизмов, обслуживающих грузовые танки;

· проверку технической исправности систем подогрева груза, газоотводной и систем пожаротушения и орошения палубы.

Планирование работ по подготовке грузовых танков зависит от продолжительности балластного перехода. Такой план включает в себя порядок каждой операции подготовки танкера, ее трудоемкость и расчет необходимого числа людей и материалов.

Одной из трудоемких работ является мойка грузовых танков. При длительных балластных переходах танки моют даже в том случае, если предстоит погрузка однородного груза. Под зачисткой грузовых танков понимают процесс удаления с днища и слоя нефтеостатков после того, как слит основной груз. После выгрузки нефтепродуктов в танках остается около 1% груза, что зависит от грузовой системы и системы зачистки, наличия системы подогрева, конструкции судна и т. п. Мойку танков следует выполнять, руководствуясь руководящим техническим материалом РТМ 31.2006-78 «Мойка грузовых танков и топливных цистерн танкеров».

Существуют три способа очистки поверхностей грузовых танков нефтеналивных судов: ручной, механизированный и химико-механизированный. Это разделение условно, так как при каждом из этих способов используют в той или иной мере ручной труд.

Ручной способ - это низко производительный способ, требующий много времени и средств. Порядок зачистки грузовых танков при этом следующий. После прокачки холодной забортной водой каждый танк подвергается пропариванию паром в течение нескольких часов. Когда температура в танках снизится до 30-40° С, после их вентилирования мойщики скатывают горячей водой (30-45° С) все поверхности танков из шлангов под давлением не более 0,6 МПа.

Механизированный способ осуществляется водой, которая в танки подается под давлением через специальные моечные машины – гидромониторы.

Мойка осуществляется в основном забортной водой различной температуры или растворами моющих средств [8].

Химико-механизированный способ мойки танков должен удовлетворять следующим требованиям: обеспечению хорошего качества отмыва и сокращению его сроков, снижению времени нахождения судна под очисткой, исключению слива нефтепродуктов в море.

Очистка танков осуществляется теми же средствами, что и при механическом способе, но вместо воды используют различные моющие средства.

Перед постановкой танкера под погрузку опресовываются зачистная магистраль и клинкеты на рабочее давление. Прежде чем начать опресовку, все магистрали прокачивают забортной водой для удаления остатков нефтепродуктов. На герметичность проверяют также систему подогрева груза путем продувки ее острым паром.

Точное определение величины удельного веса принимаемого судном жидкого груза – одна из важнейших задач, которая должна быть решена судовой администрацией при погрузке судна. Несоответствие фактически установленной величины удельного веса данным, указанным в паспорте качества, может свидетельствовать либо о замене отправителем заявленного сорта, либо о загрязненности, обводнении или иных пороках предъявленного к перевозке груза [8].

Удельный вес груза при наливе служит основой для расчета предусматриваемых на случай его расширения пустот в танках, а по объему, занимаемому жидким грузом, и его удельному весу можно определить его весовое количество. Так же установлена нормальная температура в 20º С, к которой относятся переменные величины, определяющие свойства веществ, зависящие от температуры. Именно при этой температуре измерительныеприборы должны давать правильные показания.

Величина удельного веса жидкого груза изменяется в зависимости от его температуры. Учет этого изменения важен как для определения количества груза, поскольку в период налива его температура может отличатся от стандартной, так и для определения размеров пустот, которые должны быть оставлены в танках, исходя из предполагаемого расширения груза.

Метод непосредственного измерения плотности жидкого груза не всегда может быть использован. Например, при составлении предварительного грузового плана, когда в танках еще нет груза, следует применять расчетный метод, который дает возможность достаточно быстро и точно определить удельный вес груза при любой его температуре. Это имеет особо важное значение при расчете величин пустот, подлежащих оставлению для возможного расширения груза [8].

Загрузку танкера осуществляют на основании согласованного и утвержденного капитаном грузового плана и под руководством одного из помощников капитана. Количество принимаемого танкером груза ограничивается величиной запаса плавучести, который должно иметь судно к моменту окончания погрузки.

Поскольку наливное судно в загруженном состоянии имеет прогиб корпуса, оно погружается по грузовую марку раньше, чем использован его дедвейт, т.е. танкер оказывается недогруженным.

При неправильной загрузке судна может возникнуть перегиб, при котором танкер погружается по грузовую марку уже после того, как полностью использована его грузоподъемность.

При нормальной загрузке танкера необходимо предусматривать:

1) максимальное использование грузоподъемности и грузовместимости судна при условии обеспечения сохранности груза во время погрузки, перевозки и выгрузки;

2) наилучшую технологическую схему погрузки, позволяющую достичь сокращения продолжительности грузовых операций до минимума при условии обеспечения пожарной безопасности;

3) рациональное распределение грузов и переменных запасов по длине судна, исключающее возникновение чрезмерных напряжений корпуса;

4) обеспечение нормальной остойчивости, дифферента и осадки судна на всех этапах рейса, т.е. во время грузовых операций и на переходе.

При перевозке грузов I категории необходимо заполнить коффердамы водой или инертными газами; на время грузовых работ заземлить корпус судна, обеспечить присоединение гибких шлангов, исключающее их повреждение или обрыв, удостоверится в выполнении правил пожарной безопасности на время грузовых работ. При погрузке и выгрузке за правильное соединение шлангов отвечают шланговщики – береговые или судовые, каждый за соединения на своем участке. Заполнение и опорожнение танков должны производиться в последовательности, предусмотренной инструкцией. Через грузовую магистраль подают и выдают нефтепродукты I и II категорий; грузы III категории могут быть налиты через верх. Запас на расширение при нагреве груза – не менее 2 % вместимости танка. При размещении разных сортов груза в соседние танки необходимо, чтобы в танке уровень груза, боящегося примеси другого груза, был выше; уровень груза, боящегося обводнения, должен быть в танке выше грузовой ватерлинии [8].

Для контроля качества принимаемого нефтепродукта и с целью защиты своих прав при возможных претензиях грузоотправителей капитан судна организует отбор проб груза.

Отбор проб из грузовых танков производят в соответствии с действующими стандартами и техническими условиями. Порядок отбора сверху вниз с трех уровней: одна часть на 200 мм ниже поверхности груза, три части с середины высоты взлива нефтепродукта, одна часть на уровне, отстоящем от днища танкера на 250 мм. Если требуется установить качество нефтепродукта на самом нижнем уровне, отбирают донную пробу, которую анализируют отдельно.

Отбор проб из берегового трубопровода (трубопроводная проба) производят из контрольного краника, расположенного в конце берегового трубопровода на причале. Пробу берут в начале погрузки (из первой струи), затем через определенные промежутки времени.

Пробы отбирает представитель инспекции по качеству с участием представителя судна. Отобранные пробы хранят на танкере до окончания погрузки под наблюдением вахтенного, после чего из них составляют смесь. Полученный таким образом средний образец наливают в две литровые бутылки, одну из которых, опечатанную сургучной печатью отправителя, пере­дают второму помощнику капитана на хранение. Трубопроводная проба является арбитражной. Пробы хранятся 2 мес. при перевозке в малом каботаже и 6 мес. при перевозке в большом каботаже и загранперевозках [3, 8].

Кроме указанных проб, грузоотправитель отбирает резервуарные пробы, которые являются контрольными. Одна из них остается на нефтебазе, другую передают через капитана грузополучателю, а третью вручают второму помощнику на хранение.

Отбор проб оформляют актом, в котором подробно указыва­ют место отбора, какими печатями пробы опечатаны и кому вручены.

После проверки танков на присутствие воды двумя способами определяют количество груза.

Сущность первого способа состоит в замере средней осадки танкера до погрузки и после нее. Этот метод является контрольным и служит лишь для того, чтобы приблизительно установить, сколько на танкер принято груза и сколько еще надо его погрузить.

Поскольку определить количество жидкого груза, перевозимого танкером, путем взвешивания невозможно, а по осадке – нельзя получить желаемой точности, применяют расчетный метод, предусматривающий умножение объема жидкости на ее удельный вес.

Каждый танкер снабжен Таблицами емкости грузовых танков, построенными таким образом, что показан исчисляемый в кубических метрах объем, соответствующий каждым 10-20 см высоты танка. Если в калибровочных таблицах не приведен объем танка, приходящийся на каждый сантиметр его высоты, то эту величину рассчитывают методом интерполяции.

При втором способе количество груза рассчитывают на основе определения объема и плотности нефтепродукта. Уровень груза в танке измеряют рулеткой, метроштоком, крестовиной или применяют дистанционные системы измерения уровней груза. Перед замером пустот или взлива еще раз проверяют плотность закрытия клинкетов. Если пустоты в танке меньше 1 м, то удобнее применять метрошток. Его можно быстрее, чем рулетку, опустить в замерную трубку и затем легче определить след нефтепродукта. Для измерения высоты уровня жидкости исполь­зуют стальную рулетку, которая в месте предполагаемого уровня груза покрывается тонким слоем легкого масла или консистентной смазки, что дает четкую линию смачивания. При измерении ленту следует держать вертикально, поднимать точно вверх без смещения в сторону и снимать отсчет немедленно, как только смоченная поверхность ленты появится над замерной трубкой. Последнее очень важно при замерах высот светлого нефтепродукта, который быстро растекается и искажает линию смачивания. Измерение производят не менее двух раз с точностью отсчета до 1 мм. Среднее значение заносят в замерную книжку [1, 3, 8].

Крейсерская скорость современных танкеров составляет от 17 до 25 узлов (от 31 до 46 км в час).

В настоящее время для разгрузки танкеров используются насосы с расходом до нескольких тысяч тонн нефти в час.

 

Нефтеналивной танкер «Batillus» был построен в 1976 году на французской судостроительной верфи «Chantiers de l'Atlantique» в городе Saint Nazaire.

Нефтяные танкеры успешно выполняли свои функции, но международные требования взяли верх над гигантами. Грузовые суда через десять лет уже не соответствовали им, и владелец был вынужден модернизировать танкеры. Но все корабли за исключением одного были сданы на слом в период с 1985 по 1986 года, а нефтеналивной танкер «Prairial» прослужил до 2003 года и тоже был порезан на металл.

Вместимость всех двадцати трех грузовых танков танкера «Batillus» составляет 67,3 тыс. куб. м. Длина одного резервуара достигала 40 м, а ширина 21 м. Толщина наружной обшивки корпуса танкера, выполненная из стали повышенной прочности, равнялась 27,5 мм. Для отгрузки нефти на судне было предусмотрено четыренасоса общей подачей 24000 куб. м в час, они приводились в действие паровыми турбинами суммарной мощностью 86000 л. с., что составляет 30 процентов мощности. Четыре главных турбозубчатых агрегата приводили во вращение два пятилопастных гребных винта диаметром 8,5 м.

Суточный расход топлива танкера составлял 330 тонн. Из-за огнеопасного груза главный двигатель на танкере был расположен в кормовой части. От грузового отсека его отделяло две переборки, между которыми пространство было заполнено водой. На нефтеналивном танкере огромные цистерны ограничены продольными поперечными переборками. Они ставятся для того, чтобы жидкий груз в пути не раскачивался и не затруднял движение. Данная конструктивная особенность к тому же дает возможность одновременно перевозить сразу несколько сортов различных нефтепродуктов.

Нефтеналивные танкеры серии «Batillus» являются величайшими морскими судами в истории судостроения.

Технические характеристики танкера «Batillus»;

Длина - 414,2 м;

Ширина - 63 м;

Осадка - 28,5 м;

Дедвейт - 655000 тонн;

Водоизмещение - 275276 тонн;

Силовая установка - четыре паровые турбины «Stal Laval» мощность каждой 64800 л. с.;

Скорость - 16 узлов;

Экипаж - 26 человек.

Рис. 7. Нефтеналивной танкер «Batillus».