Studiu privind transportul gazelor naturale si petroliere
PAGE 66Vizitati www.tocilar.ro ! Arhiva online cu diplome,
cursuri si referate postate de utilizatori.
Studiu privind transportul gazelor naturale si
petroliereCAPITOLUL I
GAZELE NATURALE SI GAZELE
PETROLIERE ( DE SONDA )
ECONOMIA GAZELOR NATURALE
1.1 Aspecte generale
Prin denumirea generala de "gaze naturale" se defineste in
general gazul metan deoarece metanul reprezinta un procent ridicat
de cca. 70-99 % din totalul gazelor naturale care se gasesc in
zonele potential exploatabile .Celelalte hidrocarburi care se
gasesc alaturi de metan , si care sunt numite si gaze asociate sunt
in majoritate formate din etan , propan , si butan . Alte
componente care se afla in amestec cu metannul sunt azotul ,
bioxidul de carbon , hidrogenul sulfurat , heliul , argonul , si
alte gaze inerte .
Gazul natural se afla acumulat in zacaminte similare celor
petroliere , cantitati mici gasindu-se asociate cu petrolul si cu
carbunele . In general zacamintele sunt independente , putand avea
, dupa originea geologica , urmatoarea provenienta : degradarea
biochimmica a materiei organice din rocile sedimentare , de mica
adancime , si care dateaza in general din ere geologice recente ,
sau au provenit prin degradarea chimica a reziduurilor organice din
rocile profunde si vechi , procese ce constituie originea celei mai
mari parti a gazului metan . Din aceasta ultima categorie fac parte
zacamintele din Marea Nordului , Olanda , Romania , etc .
Compozitia gazelor naturale depinde ingeneral de trei factori ,
si anume :conditiile de temperatura si de presiune ale zacamantului
, structura geologica a zonei de extractie si gradul de saturatie
la temperatura de iesire din zacamant .
In general zacamintele de gaze naturale se pot imparti in
functie de compozitie in doua mari categorii si anume : gaze
neasociate sau uscate care contin in special metan in proportie de
99,9 % , si gaze asociate care pe langa metan au un continut de
hidrocarburi care poate varia in limite foarte largi intre 1-60 %
.Hidrocarburile superioare C2-C4 sunt separate chiar la iesirea din
zacamantul respectiv deoarece la presiunea de transport s-ar
lichefia si ar produce perturbatii in timpul transptortului prin
conducte . In ceeace priveste alti componenti , prezinta importanta
conpusii cu sulf care sunt cei mai nedoriti deoarece in procesele
de prelucrare inhibeaza catalizatorii si produuc substante toxice
si corozive , cceace impune inlaturarea lor inainte de utilizarea
gazelor in procesele tehnologice .
Compusii inerti sunt nepoluanti dar conduc la diminuarea
potentialului caloric sau tehnologic.Din aceasta categorie heliul
prezinta un interes economic deosebit deorece are o gama din ce in
ce mai larga de utilizari si pana in prezent constituie singura
sursa de preparare industriala .
In functie de natura si numarul componentilor asociati cu
metanul din zacamintele naturale , "gazul brut" este supus unor
procese variate de separare , purificare si prelucrare .De remarcat
este faptul ca, in conceptia moderna a valorificarii complexe a
componentelor din gazul natural se consideraca se pot valorifica
tehnologic integral toate aceste componnente , iar eficienta
economica a utilizarii acestei pretioase materii prime depinde in
special de randamentul cu care se transforma toate componentele in
produse tehnologice sau de uz casnic utile .
1.2 Rezervele , productia si consumul de gaz natural pe plan
mondial
Utilizarea industriala a gazelor naturale a inceput din anul
1930 sub forma unei industrii firave . Odata cu intrarea in
circuitul economic mondial , gazele naturale au devenit din ce in
ce mai solicitate de catre comsumatori datorita avantajelor
tehnologice si energetice pe care le prezinta . Urmare a cresterii
continue a consumului , in ultimile trei decenii se observa o
preocupare permanenta pentru dezvoltarea cercetarii geologice de
noi surse si a cercetarii tehnologice in scopul valorificarii
superioare a acestei forme de energie primara .
Rezervele mondiale de gaze naturale si petrol repartizate pe
principalele zone si tari sunt prezentate in tabelul urmator .
O mare parte din rezervele de gaze naturale se afla inzone
indepartate, in tari cu o industrie mai putin dezvoltata , fapt
care a determinat organizarea transportului de gaze la distante
mari pentru echilibrarea balantelor energetice si satisfacerea
cererii marilor consumatori din tarile cu industrie puternic
dezvoltata .
REZERVELE MONDIALE DE PETROL SI GAZE NATURALE
ZONAPetrolGaze naturale
Mil. Tone% din totalMlrd. m.c.% din total
Europa, din care:
Rusia
Olanda
Norvegia
Anglia12 505
10 271
36
275
68713,8
11,4
0,04
0,30
0,7623 276
17 993
2 492
425
1 27443,6
33,6
4,6
0,8
2,3
America de Nord, din care:
S.U.A.
Canada6 637
4 964
1 3737,0
5,4
1,69 244
7 687
1 55717,3
14,4
2,9
America de Sud, din care:
Venezuela
Argentina4 169
1 945
7014,6
2,1
0,781 918
980
2493,5
1,8
0,46
Asia, din care:
Arabia Saudita
Kuweit
Iran
Irak
China
Indonezia52 618
18 568
8 960
8 746
3 895
2 671
1 35858,3
20,5
9,9
9,7
4,3
2,95
1,511 695
1 416
931
5 663
708
595
15622.0
2.6
1.7
10,6
1,2
1,1
0,3
Africa, din care:
Algeria
Libia
Nigeria13 975
5 980
4 026
2 03515,4
6,6
4,7
2,255 351
2 973
779
1 13310,0
5,5
1,4
2,1
Australia2710,311 0261,9
Oceania3000,331 5072,8
TOTAL90 299100,053 317100,0
REPARTITIA PRINCIPALELOR ZACAMINTE DE GAZE
NATURALE PE GLOB
Figura 2
Pentru a transporta gazul natural la mare distanta sunt necesare
urmatoarele operatiuni: extractia , traterea , care consta in
eliminarea urmelor de apa , separarea hidrocarburilor superioare ,
eliminarea agentilor corozivi dintre care compusii cu sulf sunt pe
primul loc , si in final diminuarea efectului gazelor inerte
.Pentru realizarea acestor faze de tratament in general sunt
necesare doua tipuri de instalatii : pentru desulfatare si pentru
dezbenzinare . Dupa tratarea primara , gazul se transporta la marii
consumatori sub forma de gaz comprimat sau lichefiat pe conducte ,
sau cu cisterne ori tancuri speciale care pot fi confectionate
pentru tranportul terestru sau maritim . Deoarece intre diversii
consumatori si zonele cu rezerve potentiale sunt distante si
solicitari diferite, s-au dezvoltat diferite variante de transport
. Totusi trebuie remarcat faptul ca varianta transportului gazului
in stare lichefiata ester mai economica in conditiile contractelor
preconizate datorita faptului ca potentialul mare producator -
Orientul Mijlociu - nu este legat continental de marii consumatori
.S.U.A., tara cu cel mai mare consum de gaze naturale , are
perpectiva cea mai apropuiata a epuizarii rezervelor certe in circa
10 ani , si datorita acestui fapt a studiat cu precadere
posibilitatea transportului de gaze naturale lichefiate la mare
distanta .Dezvoltarea tehnologiilor de transport la mare distanta a
deschis noi perspective productiei si consumului de gaze naturale
si deci a tehnologiilor de prelucrare si consum .
PRINCIPALII CURENTI DE TRANSPORT MARITIM AI
GAZELOR NATURALE PE GLOB
Figura 3
1.3 Gazele petroliere
Principala sursa de componenti gazosi in rafinariile de titei -
gazele petroliere cunoscute si sub denumirea de gaze de sonda sau
gaze de rafinarie - o constituie instalatiile de stabilizare a
gazolinelor si benzinelor --precum si instalatiile de prelucrare
termimca si cataliticaa fractiilor de titei .
Continutul initial de hidrocarburi gazoase dizolvate in titei si
care sunt separabile in cursul operatiilor de separare primara
variaza mult cu natura si conditiile de extractie si transport ale
titeiurilor si se situeaza de obicei sub 0,3 % propan si 0,2 - 1,4
% butan .
Gazele rezultate in instalatiile de degazolinare au dupa racire
si comprimare la 25 atm un continut ridicat in componenti C2 -C5 ,
asa cum rezulta si din urmatoarea compozitie tip : metan 0-1% g. ,
etan 0,8-3,5 % g. , propan 27-32% g. , izobutan 11-15% g. , n-butan
32-42 % g. , izopentan 1-2 % g. , alti componenti 2-4 % g
Compozitia gazelor rezultate de la instalatiile de stabilizare
este dependenta atat de modul de operare cat si de strategia
tehnologica de prelucrare a materiilor prime care determina filiera
tehnologica de prelucrare.
Gazele rezultate prin aplicarea procedeelor de prelucrare
termica si catalitica a titeiului si a fractiilor superioare
constituie una din sursele importante de hidrocarburi C2-C5 . In
functie de compozitia diferitelor zacaminte de hidrocarburi
naturale precum si in raport cu diversitatea tehnologiilor de
prelucrare primara se pot obtine multiple compozitii de gaze pentru
fiecare caz in parte .
Data fiind importanta utilizarii acestor materii prime pentru
industria petrochimica si a faptului ca sursele naturale sunt
limitate si epuizabile , in prezent se manifesta o tot mai mare
preocupare pe plan mondial in scopul maririi productiei de etan ,
propan si alte fractii usoare prin procese catalitice , folosind ca
materii prime fractiunile grele din titei .
Curentii de transport ai acestor categorii de gaze se suprapun
pe carentii de transport ai titeiului , dinspre zonele producatoare
si care poseda si facilitatile de prelucrare respective , dar si
din zonele importatoare de petrol brut pe care-l prelucreaza si il
exporta ulterior sub forma de produse finite.
1.4 Gaze lichefiate transportate pe mare
Prin lichefierea gazelor se intelege trecerea unui gaz in stare
lichida , lichefierea facandu-se prin urmatoarele procedee:
Lichefierea prin racire .Prin acest procedeu , gazul , aflat
initial la parametrii atmosferici , este racit la o presiune
atmosferica constanta pana la atingerea temperaturii de saturatie
corespunzatoare temperaturii atmosferice .
Lichefierea prin comprimare . Prin acest procedeu gazul este
comprimat in una sau mai multe trepte pana la atingerea presiunii
de saturatie corespunzatoare temperaturii atmosferice. Pentru ca
acest lucru sa fie posibil este necesar ca parametrii critici ai
gazului sa fie superiori parametrilor atmosferici.Un gaz racit sub
temperatura sa critica poate fi lichefiat si prin cresterea
presiunii exercitate asupra sa.
Cele mai uzuale transporturi de gaze lichefiate transportate pe
mare cuprind urmatoarele categorii :
gaze petroliere lichefiate - LPG - ( liquefied petroleum gas ) ,
din care fac parte butanul , propanul , isoprenul , butadiena ,
butilena , propilena etc .
gaze chimice lichefiate - CLG - ( chemical liquefied gas ) , din
care fac parte amoniacul , clorura de vinil ( VCM ) , oxidul de
etilena , oxidul de propilena , clorul etc .
etilena ( etylene )
gaz natural lichefiate - LNG - ( liquefied natural gas ) , care
este un amestec format in principal pe baza de metan si in proprtii
mai mici gazele asociate ( etan , propan si butan), precum si alte
componente ca azotul , bioxidul de carbon , hidrogennul sulfurat ,
heliul , argonul si alte gaze inerte .
Transportul pe mare al gazelor lichefiate a inceput prin anii
1920 , odata cu transportarea primelor incarcaturi de propan si
butan in tancuri presurizate , la temperatura mediului ambiant
.Prin anii 1950 gazele lichefiate au inceput sa fie partial
refrigerate , iar navele sa fie dotate cu cargotancuri pentru
temperaturi scazute .
Incepand cu anii 1960 , au aparut nave complet refrigerate care
trasportau LPG , LNG si etilena la presiunea atmosferica . In
acelasi timp , transportul amoniacului a devenit o operatiune
obisnuita , iar transportul gazelor chimice ca butadiena , a
devenit o operatiune comerciala comuna .
Marfa gazoasa este transportaata in stare lichefiata , intrucat
lichidul ocupa un volum de 850 de ori mai mic decat volumul ocupat
de gaz , ceeace inseamna ca se poate tramsporta o cantitate mult
mai mare de gaze .
Daca marfa este transportata presurizat ,la temperatura mediului
ambiant , cargotancurile trebuie sa fie capabile sa rezista la
presiunea marfii la o temperatura antcipata ca fiind cea mai
ridicata care se poate intalni pe toata durata marsului cu nava
incarcata .
In cazul in care marfa este transportata la o temperatura mai
mica decat temperaturaa mediului inconjurator , cargotancurile
trebuie sa fie capabile sa reziste la presiunea marfii , iar
materialele din care sunt confectionate trebuie sa fie ductile la
temperatura marfii si sa fie compatibile cu aceasta .De asemenea ,
cargotancurile trebuie sa fie izolate .
Gazul in stare lichida dintr-un rezervor este in echilibru de
presiune cu vaporii sai . Fiecarei presiuni ii corespunde o
temperatura bine determinata . Orice modificare a temperaturii in
rezervor produce o evaporare ( daca exista un aport de caldura )
sau o condensare ( daca exista o racire ) pana ce reapare un nou
echilibru sub o presiune mai mare , respectiv mai mica . Cuplul
temperatura - presiune este deci un parametru caracteristic
conditiilor de transport al produsului .
Temperaturile atmosferice intalnite pe mare variaza intre - 25
g. C. si +45 gr.C .Din aceasta cauza conditiile de referinta pentru
transportul de gaze au fost fixate la + 45 gr.C pentru temperatura
si la o atmosfera ( 1,013 bar ) pentru presiune .Aceasta inseamna
ca navele trebuie sa pastreze si sa transporte produse de
incarcatura lichida in aceste conditii . In special navele care
transporta produse al caror punct de fierbere la presiunea
atmosferica ester inferior valorii de + 45 gr.C si vor trebui sa
aiba doua instalatii de racire capabile sa mentina produsul sub
forma lichida sau sa posede o izolatie pentru a intarzia cat mai
mult posibul evaporarea .
Modul de transport al gazelor lichefiate este pus in evidenta de
caracteristicile termodinamice ale gazelor . Principalele
caracteristici ale celor mai uzuale gaze intalnite in
transporturile comerciale comune sunt urmatoarele :
Presiunea
Prin presiune se intelege raportul dintre marimea fortei care
apasa normal si uniform pe o suprafata practic plana si aria acelei
suprafete .In cazul gazelor intalnim urmatoarele notiuni in
legatura cu presiunea :
presiunea gazelor , este presiunea exercitata de un gaz asupra
peretilor vasului in care este depozitat , fiind produsa de
ciocnirea moleculelor gazului de peretii vasului .
presiunea absoluta , este presiunea fata de vidul absolut ,
respectiv presiunea zero , fiind numita si presiunea barometrica
.
presiunea atmosferica , este presiunea exercitata de atmosfera ,
si este egala cu aproximativ 1,033 Kg/cm.p.Presiunea atmosferica
variaza dupa conditiile atmosferice locale si dupa altitudinea
locului .
presiunea de vapori , este presiunea exercitata de catre vaporii
unui lichid asupra peretilor vasului incare este depozitat lichidul
.Aceasta presiune are un maxim care depinde numai de natura
substantei si de temperatura .
presiunea de vaporizare , este presiunea la care are loc
trecerea unui lichid in stare de vapori , la o temperatura data
.
Temperatura
Prin temperatura se defineste marimea caracteristaca a starii
termice a unui corp . Aceasta poate fi :
temperatura absoluta , este temperatura masurata pe scara
absoluta ( Kelvin ) . Punctul zero al scarii absolute se ia
temperatura de - 273,16 gr.C , la care moleculele unui gaz perfect
nu mai poseda energie cinetica . Pentru a transforma gradele
Celsius in grade absolute se aduna gradele Celsius la valoarea
punctului zero .
temperatura critica a gazului , eeste considerata a fi
temperatura peste care acel gaz nu mai poate fi lichefiat numai
prin presiune .Se disting astfel ,gazele avand o temperatura
critica peste mediul ambiant si care pot fi lichefiate prin simpla
compresiune ( propan , butan , butadiena , amoniac etc .)
,temperaturra lor de lichefiere la presiune atmosferica fiind
intotdeauna superioara temperaturii de - 50 gr.C , si , gazele care
au temperatura critica sub mediul ambiant . Acestea trebuie sa fie
puternic refrigerate pentru a fi transportate in stare lichida (
metan , etilena ). Temperatura lor de lichefiere la presiune
atmosferica este inferioara temperaturii de - 100 gr,C .
temperatura de fierbere , este temperatura la care o substanta
fierbe . Valoarea ei depinde de temperatura exterioara . Se numeste
temperatura normala de fierbere , temperatura la care substanta
fierbe sub o presiune de 760 mm Hg .
temperatura de topire , reprezinta temperatura la care un corp
trece din stare solida in stare lichida . Aceasta temperatura
depinde de presiunea excercitata asupra corpului respectiv .
Starea lichida
Prin starea lichida se intelege starea materiei , intermediara
intre starea solida si starea gazoasa . Un corp in stare lichida
are un volunm definit , dar nu are forma proprie , luand forma
vasului in care se afla depozitat .
Starea de vapori
Vaporii sunt gaze reale care se afla in apropierea punctului de
lichefiere . Orice gaz real poate lichefia in anumite conditii de
presiune si temperatura . La presiuni scazute si temperaturi
ridicate , vaporii tind catre comportamentul gazului perfect . Pe
timpul procesului de vaporizare temperatura ramane constanta .
Pracesul de vaporizare continua pana la transformarea integrala a
lichidului in vapori .
Vaporizarea
Vaporizarea reprezinta trecerea unei substante din stare lichida
in stare de vapori . Cand aceasta trecere are loc la o temperatura
la care presiunea vaporilor produsi este egala cu presiunea
exterioara sub care se afla lichidul , acesta fierbe . Vaporizarea
gazelor poate fi :
- diascontinua , atunci cand vaporii din partea superoara a
tancului sunt extrasi , producand fierberea lichidului din tanc si
avand ca efect scaderea temperaturii .La un amestec de butan si
propan , elementele cele mai volatile tind sa se evapore primele
astfel ca , proportiile care formeaza amestecul se modifica si dupa
in timp oarecare este posibil sa ramana numai butannul pur.
- brusca , vaporizarea are loc atunci cand lichidul este extras
de la partea inferioara a tancului si este introdus intr-un
vaporizor unde are loc vaporizarea consistenteii unui amestec ramas
.
CAPITOLUL II
NAVE SPECIALIZATE PENTRU TRANSPORTUL
GAZELOR LICHEFIATECu toate progresele considerabile realizate in
economia si tehnologia transportului de gaze prin conducte , si cu
toate ca , in prezent , acest mijloc de transport se foloseste
pentru aproape 99% din gazul consumat in lume , depasirea
barierelor oceanice si , deci , posibilitatea fizica de a realiza
schimburi la nivel intercontinental a fost posibila numai odata cu
dezvoltarea unor tehnologii speciale care au facut posibil
transportul gazelor naturale pe cale maritima . Realizarea
transportului maritim se poate face numai in stare lichida ,
deoarece in stare gazoasa acest transport nu ar fi fost niciodata
economic , intrucat cantitatea de energie transportata ar fi fost
de 1000 de ori mai mica decat cea corespunzatoare petrolului .
Prima problema care trebuia rezlovata era lichefierea gazelor in
conditii de presiune normala , fapt ce necesita o temperatura de -
160 gr.C. Din punct de vedere teoretic lichefierea nu prezenta
probleme deosebite . Inca din anul 1917 se reusise sa se realizeze
lichefierea gazelor naturale , dar mentinerea gazului in stare
lichida pe timpul transportului , comportarea metalelor si a
materialelor izolatoare la aceste temperaturi nu erau inca
rezolvate . La sfarsitul anilor 1930 , lichefierea a inceput sa se
foloseassca in Statele Unite in conditii economice , dar numai
pentru depozitarea temporara a gazului .
Spre mijlocul anilor 50 , un raport publicat de Banca Mondiala
despre anumite experiente de acest tip reealizate in Statele Unite
a suscitat interesele firmelor Continental Oil si Gas General
despre aceasta problema , fapt ce a facut ca in anul 1959 sa se
reuseasca realizarea vasului " Methane Pioneer " pentru transportul
de gaz lichefiat . Succesul primelor incercari realizate pe acesta
nava a facut ca multe companii sa se intereseze de acest sistem si
astfel , in 1964 , trei nave special construite , au inceput
transportul regulat al gazului natural din Algeria catre Franta si
Marea Britanie , deschizand o noua epoca in istoria transporturilor
maritime . Capacitatea de transport a navelor a crescut continuu ,
de la 650 mc in anul 1960 la circa 200 000 mc in momentul de fata
.
2.1 Tipuri de nave pentru transportul gazelor lichefiate
Pana in momentul de fata transportul gazelor lichefiate este
asigurat de cinci tipuri de nave transportatoare . La fiecare
dintre transportatoarele de gaze lichefiate zona de marfa este
separata de celelalte parti ale navei , iar sistemele de marfa sunt
complet izolate fata de spatiiile de locuit , compartimentul de
masini si caldari si de alte spatii de munca .
Tinand cont de acestea , se impun urmatoarele definiri :
tanc de marfa , este o inchidere metalica , etansa la lichid ,
construita pentru a forma sistemul primar de stocare a marfii .
Cargotancul poate fi prevazut sau nu cu izolatie si bariera
secundara .
sistem de stocare , este dispozitivul destinat sa contina marfa
si cuprinde ,daca sunt prevazute , barierele primare si auxiliare ,
izoloatia asociata si toate spatiile intermediare si structurile
adiacente necesare sustinerii acestor elemente .
spatiul rezervoarelor , este spatiul inchis prin structuri ale
navei in care se afla un sistem de stocare a marfii .
zona de marfa , reprezinta portiunea din nava care contine
sistemul de stocare a marfii , casa pompelor , casa compresoarepor
de marfa si zonele de punte pe toata lungimea si latimea navei ,
situata sub spatiile mentionate .
spatiu liber de gaze , inseamna un spatiu in care , in nicio
situatie , nu se pot forma gaze periculoase .
In functie de particularitatile constructive si modul de
lichefiere si de stocare a gazelor , tipurile de nave pentru
transportul gazelor liccchefiate sunt urmatoarele :
Nave complet presurizate
Acest tip de nave transporta gaze in cargotancuri tip cisterne
de presiune confectionate din otel moale , destinate sa reziste la
o presiune de 17 bari . In general aceste nave sunt de mici
dimensiuni si au o capacitate de transport in jur de 1000 mc.
Uzual , marfa este transportata in doua cargotancuri de forma
cilindrica , dispuse in pozitie orizontala , dar unele nave pot
avea un numar mai mare de cargotancuri de forma sferica sau
cilindri dispusi vertical , sau o combinatie a acestora .
Navele complet presurizate , fig. 4 , in mod normal sunt
destinate sa transporte LPG sau amoniac , in voiaje de scurta
durata . Navele dispun de tancuri de balast de apa de mare in zona
dublului fund ,si in unele cazuri , si de tancuri superioare de
balast .Cargotancurile sunt dispuse in cala navei ( spatiul
rezervoarelor ) care este ventilata cu aer uscat sau cu gaz inert
.
Amplasarea rezervoarelor cilindrice
Figura 4
b.Nave complet refrigerate
Aceste nave sunt destinate transportului de LPG la temperaturi
cuprinse intre - 47 gr.C si - 55 gr.C , functie de continutul de
etan al gazului . Navele mai pot fi echipate si pentru transportul
amoniacului si sunt adecvate pentru transportul unui lant lung de
hidrocarburi la temperaturi sub - 55 gr. C.
Cargotancurile sunt construite din tabla de otel carbon - mangan
si sunt prevazute cu izolatie . Navele sunt de mari dimensiuni , cu
o capacitate de marfa de la 5000 mc la peste 100 000 mc.
Uzual navele sunt echipate cu trei pana la sase cargotancuri
extinse pe toata latimea navei .Nava dispune de tancuri prismatice
ce sunt sustinute pe suporti din lemn care , la randul lor , sunt
sustinuti de structura metalica a corpului navei pentru a le
permite contractia si expansiunea . Uzual , acest tip de cargotanc
dispune de un perete interior , etans , dispus in plan longitudinal
central , care are rolul de a reduce efectul negativ al
suprafetelor libere de lichid si astfel , de a imbunatati
stabilitatea navei .
Cargotancurile dispun de bariera secundara prin folosirea unor
oteluri speciale la constructia partii superioare a tancurilor , la
centura corpului navei si a tancurilor superioare .Spatiul calei se
mentine in
Figura 5
stare inerta atunci cand se transporta marfa inflamabila sau se
mentin umplute cu aer uscat atunci cand se transporta amoniac . Un
tip de astfel de nava este prezentata in fig 5
Nave semirefrigerate
Amenajarea generala a navelor de tip semi-refrigerat este de
aceeasi natura cu aceea a navelor complet presurizate . La ora
actuala , acesta este tipul de nava cel mai folosit , intrucat
corespunde cel mai bine cerintelor de transport international .
Sistemul de marfa al navei consta in cargotancuride tip
rezervoare de presiune care sunt adaptate pentru transportul marfii
la temperaturi situate sub temperatura mediului ambiant .Limita de
temperatura este dictata de tipul de otel folosit la constructia
cargotancurilor . Temperatura uzuala este de - 33 gr.C pentru
transportul amoniacului si de - 55 gr. C pentru transportul LPG ,
presiunea de serviciu fiind cuprinsa intre 4 si 7 bari .Toate
cargotancurile sunt prevazute cu izolatie .
Navele de mari dimensiuni au o capacitate de marfa mai mare de
15 000 mc si sunt prevazute cu instalatii de re-lichefiere .Navele
sunt angajate atat in transportul de cabotaj , cat si in cel de
cursa lunga .cargotancurile pot fi de tip cilindric . conice , de
lobi si de tancuri deasupra puntii , fapt care permite navei sa
foloseasca foarte eficiemt volumul spatiului de marfa .
In mod normal , nava este prevazuta cu dublu fund pe toata
lungimea si , in unele cazuri , dispune si de tancuri superioare de
balast . Cargotancurile nu dispun de bariera secundara .Spatiul
calei este ventilat cu aer proaspat sau cu aer uscat , iar in unele
situatii navele de acest tip dispun de instalatii de relichefiere
de mare capacitate . fig 6
Figura 6
2.2 Tipuri de cargotancuri ( rezervoare )
In practica se intalnesc doua tipuri constructive de
cargotancuri , respectiv cargotancurile autopurtatoare sau liber
sustinute si tancurile tip membrana sau integrate .
Cargotancurile autopurtatoare ( liber sustinute )
Acest tip de cargotancuri sunt independente de corpul navei si
nu contribuie la rezistenta acesteia .Rezervoareele de acest tip
pot sa suporte prin constructia proprie greutatea lichidului pe
care il transporta .Se fixeaza pe plafonul dublului fund prin
indermediul unor suporti si sunt blocate impotriva ruliului si
tangajului.Se disting trei tipuri de rezervoare :
tipul A .
Conceptia acestor rezervoare se bazeaza pe metoda de analiza
clasica a structurii navelor , si pentru ele nu este efectuata o
analiza a eforturilor si momentelor de incovoiere . De obicei sunt
confectionate din aluminiu , care formeaza bariera primara .Bariera
secundara ,care este incorporata in panourile izolante ,este o
contraplaca speciala . Cargotancurile sunt fixate pe plafonul
dublului fund prin intermediul unor panouri din lemn de balsa .
Sistemul de izolatie ester format din spuma de poliuretan , lemn de
balsa si vata de sticla . Cargotancurile dispun de un perete etans
central si au un spatiu comun de vapori . Pot transporta produse
numai la presiune atmosferica .
tipul B .
Acestea sunt rezervoare sferice sau cilindrice pentru care este
facuta o analiza detaliata a eforturilor , incercari asupra
modelului , determinarea nivelelor de comprimare ,limita de
oboseala si caracteristicile propagarii fisurilor . Aceste tancuri
necesita numai o bariera secundara .Izolatia este aplicata pe
suprafata exterioara a rezervorului . Sunt fixate pe plafonul
dublului fund de catre o " fusta " care porneste dela ecuatorul
rezervorului .Ca si rezervoarele de tip A , si acestea nu pot sa
transporte produse decat la presiune atmosferica .
- tipul C .
Rezervoarele independente de tip C corespund criteriilor
aplicabile rezervoarelor sub presiune si sunt singurele rezervoare
potrivite navelor mixte ( semirefrigerate sau semipresurizate ) Ele
sunt independente , fiind legate de corpul navei prin intermediul
unor leagane de suport sau panouri dintr-un material izolant si
dispozitive destinate sa impiedice orice miscare a cisternei .
Cargotancurile tip membrana ( integrate )
Cargotancurile de tip membrana sunt integrate in coca dubla a
navei . Aceste tipuri de rezervoare nu au rezistenta proprie ,
gazul lichefiat fiind retinut de o membrana care se sprijina pe un
strat izolant ,acesta sprijinidu-se la randul lui pe corpul navei .
fig 7
Materialele folosite sunt otelurile speciale cu coeficient de
expansiune extrem de scazut , iar izolatia este din lemn de balsa
sau materiale plastice speciale .Aceasta tehnica , utilizata curent
pentru navele LNG , ppoate fi folosita si pentru LPG .Ea conduce la
o utilizare maxima a volumului navei si la o reducere importanta a
cantitatii de otel necesare . Incarcaturile tranportate in aceste
tipuri de rezervoare sunt in mod obligatoriu mentinute la o
presiune atmosferica .
Figura 7
Echipamente specifice
Toate navele transportatoare de gaze lichefiate au echipamente
de baza si amenajarile nacesare pentru manipularea , depozitarea si
transportul in siguranta a marfii . Principalele diferente care
apar intre tipurile de nave constau in masurile luate pentru
prevenirea vaporizarii si gradul de flexibilitate al sistemului in
ceeace priveste numarul de sorturi de marfa transportate simultan
.
Echipamentele consta in tubulaturi specifice pentru lichid si
pentru vapori , pompele pentrru marfa , compresoarele pentru gaze ,
schimbatoareele de caldura si echipamentele specifice pentru
detectia gazelor , controlul de la distanta al valvulelor ,
pompelor , compresoarelor etc . , monitorizarea temperaturii si a
nivelului de lichid etc .
2.3.1 Tubulaturi pentru lichid si pentru vapori
In general , navele specializate in transportul de gaze
lichefiate dispun foarte rar de mai mult de sase cargotancuri .
Fiecare cargotanc este conectat cu :
o linie de incarcare marfa in stare licchida , care patrunde in
cargotanc si se extinde pana aproape de fundul tancului pentru a
reduce sarcina termica si , care , uzual , este prevazuta cu unele
deflectii pentru prevenirea stresului termic . Aceasta linie face
legatura intre liniile de lichid , este plasata la cuplu maestru si
permite incarcarea din orice bord;
o linie de descarcare a lichidului ;
o linie de vapori de marfa ;
o linie pentru descarcarea vaporilor de marfa ;
o linie de incarcare prin spray ( lichid pulverizat ).
O supapa de scurgere este montata in mod normal pe domul
fiacarui tanc si este pusa in legatura cu o tubulatura care conduce
direct la baza catargului de ventilatie , asigurand astfel o
distanta suficient de mare fata de spatiile de locuit .
Linia de vapori de marfa duce la o transversada a liniei de
retur vapori din ambele borduri , este situata in zona cuplului
maestru si poate fi folosita pentru a duce vaporii gazelor la
compresor .De cele mai multe ori sunt facute si montaje care permit
conectarea acestei linii la supapa de siguranta din catargul de
ventilatie sau la o tubulatura de purjare folosita pentru
operatiile de gas-free .
Intrucat o anumita tubulatura este folosita pentru mai multe
scopuri , este necesar ca ea sa aibe un grad mare de flexibilitate
care consta in special in portiuni de tubulatura intersanjabile
pentru izolarea sistemului . Acest lucru este foarte important
atunci cand se transporta un numar diferit de feluri de marfa sau
cand se executa diverse operatii la marfa . Tubulaturile
intersanjabile sunt folosite si la conectarea sistemului de gaz
inert .
2.3.2 Pompele pentru marfa
Pompele pentru marfa sunt montate pe toate navele pentru
operatiunile de descarcare a marfii . Pe unele nave , prevazute cu
tancuri de presiune , marfa poate fi descarcata prin cresterea
presiunii in spatiul de vapori cu ajutorul compresoarelor , aceasta
fiind o metoda alternativa de descarcare a marfii din navele
presurizate sau semirefrigerate .
Majoritatea pompelor pentru lichid sunt de tip centrifugal si ,
in general , difera intre ele prin modul de dispunere al motorului
si prin modul de actionare . Sunt folosite urmatoarele trei tipuri
de pompe :
pompe submersibile , care constau dintr-o combinatie unitara
pompa- motor montata in interiorul cargotancului si sustinuta de
tubulatura de refulare saau de descarcare ;
pompe de adancime , acestea avand motoarele montate la piciorul
tubularii de descarcare , actionarea facandu-se prin intermediul
unui arbore lung care primeste miscarea de la un motor electric sau
hidraulic ce este montat in pozitie verticala pe domul tancului
;
pompe montate pe punte , ele pot fi actionate electric sau
hidraulic si pot fi folosite atat ca pompe principale cat si ca
pompe auxiliare .Cand sunt folosite ca pompe principale , ele
trebuie prevazute cu un sistem de amorsare pentru a preveni
aparitia cavitatiei .
2.3.3 Compresoarele pentru vapori de marfa
Compresoarele pentru vapori de marfa sunt montate pe toate
navele transportatoare de gaze lichefiate , rolul acestora
depinzand de tipul navei .
La bordul navelor transportatoare de LNG sunt montate
compresoare de tip centrifugal , acestea avand rolul de a livra
vaporii de marfa catre compartimentul masini si de a intensifica
returul vaporilor la uscat .
La bordul navelor transportatoare de etilena sau LPG ,
compresoarele sunt folosite peentru cresterea presiunii vaporilor
in sistemul de marfa , in timpul operatiilor de purjare sau
gas-free , la egalizarea presiunilor intre nava si uscat inaintea
incarcarii marfurilor presurizate sau pentru amorsarea pompelor de
marfa montate pe punte .
De asemenea , compresoarele sunt folosite in instalatia de
relichefiere pentru a creste presiuneaa si temperatura vaporilor
inainte de condensare .
Actionarea compresoarelor se face prin intermediul arborilor de
tractiune care penetreaza peretele etens prin orificii speciale
prevazute cu sisteme de etansare .
Echipamentul de ventilatie din camera compresoarelor este adesea
interblocat cu acestea pentru a se asigura ca spatiul acestora este
ventilat cu ceva timp inaintea pornirii compresoarelor .
2.3.4 Schimbatorele de caldura
De cele mai multe ori navele dispun de schimbatoare de caldura
sub forma condensoarelor sau a vaporizatoarelor pentru ca vaporii
de marfa sa poata fi lichefiati , iar marfa in stare lichida sa
poata fi vaporizata .
Vaporizatoarele de marfa lichida pot fi folosite pe timpul
purjarii si , impreuna cu pompele booster ( auxiliare ) , sunt
folosite pentru a permite ca marfa complet refrigeratasa fie
descarcata intr-un tanc presurizat de stocare neadaptat pentru
temperaturi scazute .
In mod obisnuit , navele transportatoare de LNG nu dispun de o
instalatie de relichefiere , iar vaporii evacuati din cargotanc
sunt captati si arsi in motoarele sau caldarile navei . Folosirea
vaporilor in acest scop poate fi restrictionata in cazul navelor
costiere , unde manevreele sunt foarte frecvente .Pentru a asigura
arderea gazelor atunci cand masinile nu sunt in functiune , la
bordul navelor sunt facute amenajari si sunt instalate echipamente
speciale pentru inmagazinarea caldurii .
2.3.5 Aparate de masura si control
La bordul navelor transportatoarede gaze lichefiate este montata
o gama foarte larga de aparate de masura si control , al caror rol
este acela de asigura securitatea deplina a navei si a incarcaturii
, fig . 8 .
Figura 8
Aparatele de masura si control sunt formate din indicatoare de
nivel , indicatoare de presiune , echipamente pentru supravegherea
temperaturii , echipamente pentru detectarea vaporilor ,
echipamente de alarma si circuite de inchidere . Citirile sunt
afisate in camera centrala de control a incarcarii / descarcarii
marfii , pe o consola .
2.3.5.1 Indicatoare de nivel
Importanta indicatoarelor de nivel este deosebita datorita
faptului ca sistemele sunt inchise si nivelul de marfa nu poate fi
sondat . Indicatoarele de nivel sunt montate le cargotancuri , la
tancurile de storaj de pe punte si la sistemele de relichefiere .
Indicatoarele pot fi conectate la alarmele de nivel maxim si la
sistemul de pornire pentru a preveni supraumplerea tancurilor si
scurgerea marfii pe punte si / sau suprapresiunea cargotancurilor
.
Daca motoarele pompelor de marfa sunt submersibile exista un
sistem de oprire la nivel minim pentru a preveni functionare pompei
cu vaporii de marfa si intrarea acesteia in cavitatie .
Tipurile de indicatoare de nivel folosite sunt urmatoarele :
Indicatoare de nivel cu flotor
Sistemul de masurare consta dintr-un flotor , care poate sa se
deplaseze in plan vertical in interiorul tancului odata cu
cresterea saau scaderea nivelului de lichid . La flotor este
conectata o banda metalica gradata care poate fi cuplata la un
mecanism de actionare pentru citirea de la distanta
In timpul exploatarii acestui tip de indicator de nivel se va
acorda o atentie deosebita urmatoarelor aspecte :
cand nava se afla in mars flotorul va trebui sa fie amarat
manual la post fix , pentru a preveni avarierea sa , cu exceptia
perioadelor cand sa face masurarea continutului tancului ;
citirile locale si cele de la distanta trebuie sa fie frecvent
comparate pentru determinarea discrepantelor dintre ele iar
citirilor trebuie sa li se aplice corectiile pentru expansiunea sau
contractia benzii si pentru asieta si inclinare ;
banda metalica trebuie sa fie ajustata pentru a asigura miscarea
libera pe verticala .Atentie deosebita se va acorda mecanismului de
rotire , care trebuie sa fie bine echilibrat .
la schimbarea benzii se va tine cont de nivelul la care flotorul
incepe sa se ridice .Acest lucru depinde de densitatea marfii
intrucat aceasta determina adancimea la care este imersat flotorul
.
Indicatoare de nivel cu presiune diferentiala
Aceste indicatoare sunt instrumente nemecanice care functioneaza
pe baza diferentei de presiune dintre lichid si vapori .La acest
tip de instrumente se vor urma urmatorele instructiuni :
daca continutul tancurilor este inflamabil sau toxic linia de
semnal va fi , in mod normal , purjata continuu cu gaz inert . Rata
de curgere va fi monitorizata pentru a preveni citirile false si
scurgerile de vapori intr-o alta zona sigura ;
indicatoarele de tip manometre sunt umplute cu lichid si se
bazeaza pe densitatea lichidului pentru a asiguraa exactitatea
citirii . Lichidul care umple manometrele trebuie sa fie compatibil
cu marfa . Pentru separarea lichidelor incompatibile si a vaporilor
- exemplu mercur si amoniac - poate fi folosit un fluid inert ca
siliconul ;
daca un singur instrument monitorizeaza mai mult de un cargotanc
, valvula de comutare trbuie mentinuta in functie pentru a preveni
conexiunile in cruce si citirile false ;
instrumentul de acest tip devine imprecis daca tubul sau este
infundat sau spart .Din acest motiv tubul va fi inspectat frecvent
si va fi inlocui ori de cate ori este nevoie .
Indicatoare de nivel cu tub alunecator si cu tub fix
Uzual acest tip de indicatoare sunt specifice cargotancurilor de
tip vase sub presiune. Tuburile penetreaza tancurile iar la capete
se termina cu valvule care , atunci cand sunt deschise , permit
scurgerea unei cantitati reduse de marfa . Daca la terminatia
deschisa a tubuluui lichidul se afla in stare de vapori , vaporii
vin din valvula , iar daca marfa este lichida este emis un jet fin
de lichid .
La cargotancuri sunt folosite trei tipuri de indicatoare :
indicatoare cu un tub fix care arata ca lichidul a atins un
anumit nivel ;
indicatoare cu un tub calibrat care poate fi ridicat sau coborat
pe verticala printr-o presetupa pentru determinarea nivelului de
lichid . Tubul in cauza se numeste " tub alunecator " ;
indicatoare cu un tub curb montat in partea inferioara a unui
cargotanc cilindric , tub care se poate roti pe axa sa . Nivelul de
lichid este indicat pe o scara circulara de pe cargotanc .
Aceste instrumente de masura , de o constructie foarte simpla ,
sunt usor de folosit si necesita o intretinere minima . Cu toate
acestea , este necesara respectarea urmatoarelor precautii pe
timpul folosirii lor :
persoanele care fac masuratorile trebuie sa poarte haine de
protectie , iar lichidul pulverizat din valvule terbuie directionat
in astfel incat sa nu intre in contact cu oamenii ;
presiunea din cargotanc poate impinge foarte puternic un tub
alunecator , asa ca persoanele care fac masuratori nu trebuie sa
afle pe directia tubului ;
in zona trebuie evitata aparitia sau existenta surselor cu
flacara deschisa ;
la expandarea gazelor prin valvule se poate produce inghetarea
acestora . Prevenirea acestui neajuns se realizeaza prin
introducerea de antigel ;
filetele si garniturile de etansare trebuiesc inspectate ,
reparate si la nevoie inlocuite , atunci cand acestea prezinta
semne de deteriorare ;
valvulele trebuiesc protejate impotriva avariilor si mentinute
in stare curata , fara nici-un fel de impuritati .
d . Indicatoare cu bule de nitrogen
Acest tip de indicator masoara presiunea necesara pentru
deplasarea marfii lichide cu un senzor in forma de tub cu diametrul
mic montat in cargotanc . Nivelul marfii in cargotanc este acelasi
cu nivelul lichidului in tub . Nitrogenul este introdus in tub la o
presiune suficienta pentru a deplasa lichidul care este indicat
prin bulele de azot scapate - de unde ii vine si denumirea .
Presiunea necesara in indicator depinde de densitatea marfii si de
cantitatea de lichid .
Daca densitata marfii este cunoscuta , nivelul de lichid poate
fi determinat direct ; in cazul in care densitatea marfii nu este
cunoscuta , nivelul de lichid poate fi determinat cu ajutorul a
doua indicatoare , unul montat in partea inferioara si altul in
partea superioara a cargotancului , la o inaltime cunoscuta ,
diferenta de presiune indicand densitatea .Citirile pot fi facute
pe indicatoare de tip manometru sau pe o scala circulara .
Urmatoarele precautii trebuiesc avute in vedere :
rata de curgere a gazului in sistem trebuie mentinuta la un
nivel scazut , pentru a preveni aparitia contrapresiunii , fenomen
care poate influenta citirea corecta .
orice scurgere din tubul sensibil va produce citiri eronate
.
e. Indicatoare tip " sonde capacitive "
Acest tip de indicator de nivel foloseste un senzor electronic
izolat fata de cargotanc , care detecteaza modificarea aparuta in
constanta dielectrica dintre vapori si lichid . Uzual , citirea se
face cu ajutorul unui panou de afisaj cu lampi sau digital .
Sondele capacitive nu au componente in miscare si au o
constructie foarte simpla . Cu toate acestea se vor avea in vedere
urmatoarele :
sondele trebuiesc mentinute in stare foarte curata , deoarece
impuritatile produc citiri incorecte ;
- sondele si circuitele electrice trebuiesc ferite de apa ,
intrucat apa are o constanta dielectrica foarte mare in comparatie
cu majoritatea marfurilor si cele mai slabe urme de apa vor afecta
citirile .
Indicatoare de nivel ultrasonice
Indicatoarele de acest tip functioneaza pe acelasi principiu cu
cel al sondelor ultrason . Undele ultrason sunt emise dintr - un
emitator amplasat pe plafonul cargotancului si se masoara timpul
necesar pentru receptionarea semnalului reflectat . In exploatarea
acestui tip de indicator trebuie sa se acorde o atentie deosebita
intretinerii emitatoarelor si receptoarelor , precum si calibrarii
acestui tip de indicatoare .
Indicatoare de nivel radioactive
La acest tip de indicator o sursa radioactiva este plasata pe o
parte a cargotancului , iar detectorul pe o alta parte a acestuia .
Diferenta dintre absobtia facuta de lichid si absorbtia facuta de
catre gaze permite inregistrarea nivelului de lichid .
Alarmele de nivel si dispozitivele automate de inchidere
In functie de sistemul de marfa folosit pot fi necesare , pentru
supraveghere , alarme de nivel minim si maxim si sisteme automate
de inchidere . Aceste sisteme pot fi activate de catre flotoare
care actioneaza un dispozitiv cu intrerupatoare , sonde capacitive
, surse ultrasonice sau radioactive sau senzori de temperatura
.
Orice sistem folosit pentru fixarea valorii de referinta poate
fi afectat de propietatile marfii , densitate sau constanta
dielectrica , motiv pentru cae ajustarile sunt facute numai in
conformitate cu instructiunile producatorului .
Sistemul automat de oprire necesita o intretinere atenta si
permanenta , deorece , fiind destinat sa inchida valvulele de la
manifold , trebuie sa actioneze sigur in cazul in care , nivelul de
lichid in cargotancuri creste peste valoarea stabilita in planul de
incarcare si apare riscul de suprascurgere . O atentie deosebita
trebuie acordata fixarii punctului de referinta , iar functionarea
dispozitivului este verificata prin simulare inainte ca sistemul sa
fie reprogramat .
Daca circuitele de oprire de la nava si de la terminal pot fi
interconectate ,functionarea lor trebuie sa fie verificata inaintea
inceperii transferului de marfa , daca nu , terminalul trebuie
informat despre rata de inchidere a valvulelor navei .
Dispozitive indicatoare de presiune
Indicatoarele de presiune sunt montate in diverse puncte in
cadrul sistemului de marfa , in conformitate cu cerintele Codului
I.M.O. Acestea pot fi folosite la detectarea presiunii in
interiorul cargotancurilor , al calei , al spatiului interbariere
si pe refularea compresoareor de marfa . Dispozitivele indicatoare
de presiune pot fi conectate la sistemele de alarma si de inchidere
a marfii .
Este deosebit de important ca indicatoarele de presiune sa
functioneze corect , iar presiunea sa fie mentinuta in limitele
proiectate .Tipurile de indicatoare de presiune sunt urmatoarele
:
Manometre
Manometrele sunt tuburi in forma de U umplute cu lichid , iar
atunci cand ambele capete ale tubului sunt deschise in atmosfera ,
lichidul din fiecare brat se va afla la acelasi nivel .Cand
presiunea trebuie masurata intr-un punct al sistemului de marfa
acesta va fi conectat la un brat al tubului , lichidul va fi
deplasat in tub si se va afla la inaltimi diferite in cele doua
brate .
Diferenta de inaltime a lichidului din cele doua brate da o
masura directa a presiunii in milimetri coloana de mercur , sau
poate fi convertita in alte unitati . Pentru a indica presiunea
diferentiala unul dintre capetele tubului trebuie obturat fata de
atmosfera .
Manometrele diferentiale sunt instrumente foarte simple si
sigure in finctionare , dar se impun si urmatoarele masuri de
siguranta :
lichidul din tub trebuie sa fie compatibil cu gazele si vaporii
cu care intra in contact , iar daca nu este compatibil trebuie sa
se foloseasca un lichid care sa le separe pe cele doua ;
lichidul trebuie sa aibe o densitate corespunzatoare , care sa
asigure o citire corecta ;
sistemul nu trebuie sa fie folosit daca curgerea gazului inert
nu se afla in limitele prescrise;
inaintea inceperii masurarii scala trebuie adusa la zero .
b. Tuburi Burdon
La acest tip de indicator de presiune masurarea acesteia se face
prin miscarea unui tub in forma de serpentina , miscare care este
proportionala cu presiunea aplicata . Miscarea poate fi folosita
pentru a actiona un ac indicator , pentru a comanda o supapa sau
pentru a modifica o rezistenta variabila . Actionarea asupra unui
ac indicator este folosita in citirea directa a presiunii iar
celelalte in citirea indirecta a valorilor acesteia . Citirea
indirecta poate fi necesara pentru a preveni trecerea marfii catre
zonele sigure sau catre cele periculoase .
Se recomanda respectarea urmatoarelor precautii :
indicatorul nu trebuie folosit peste 75 % din citirea sa maxima
daca presiunea este constanta , sau pana in 60 % daca este
fluctuanta ;
aerul comprimat sau gazul inert folosit la alimentarea
senzorului trebuie sa fie curat si lipsit de ulei sau alte
grasimi;
materialul din care este construit indicatorul trebuie sa fie
compatibil cu marfa . Cuprul sau bronzul nu poate fi folosit in
contact cu amoniacul .
Echipamente pentru supravegherea temperaturii
In conformitate cu cerintele Codului I.M.O. , senzorii de
temperatura sunt montati pentru a asigura controlul temperaturii
marfii si al structurii sistemului de marfa . Temperatura
structurii metalice din jurul cargotancurilor trebuie supravegheata
pentru a asigura o detectie rapida a starii izolatiei si luarea
masurilor de siguranta care se impun . De asemenea , este foarte
importanta monitorizarea temperaturii pe timpul operatiilor de
punere sub frig si a incalzirii , pentru a se asigura prevenirea
stresului termic .
Pentru masurarea temperaturii sunt folosite urmatoarele tipuri
de termometre :
a . Termometre cu vapori de lichid
Functionarea termometrelor cu vapori de lichid se bazeaza pe
expansiunea lichidului intr-un tub capilar .Lichidul expandeaza in
functie de temperatura aplicata , iar aceasta este citita pe o
scara conforma cu lungimea coloanei de lichid .Sistemul capilar de
lichid ester etansat . Lichidul folosit poate fi mercurul ,
etanolul dau xilennul . Termometrele cu mercur nu trebuie sa fie
folosite la masurarea amoniacului sau a marfurilor cu continut de
amoniac .
Este foarte important sa se asigure continuitatea coloanei de
lichid a termometrului , pentru obtinerea unor citiri corecte .
Termometre cu lichid
Aceste termometre folosesc expansiunea unui volum de lichid
pentru a produce miscarea unui tub capilar de tip Burdon . In mod
normal , tubul actioneaza un ac indicator pentru citiri locale ,
dar pot fi asigurate si mijloace de citire de la distanta .
Sistemul este etansat pentru a invinge efectul presiunii vaporilor
de lichid .
Termometre bimetalice
Termometrele bimetalice sunt confectionate din doua fire
metalice cu coeficienti de dilatare diferiti sudati impreuna . Cand
acestea sunt incalzite , ele se vor indoi din cauza dilatarii
inegale . Aceasta miscare poate fi folosita pentru actionarea unui
ac indicator in aceeasi maniera ca si in cazul tubului Burdon .
Termocuplele
Atunci cand o cantitate de caldura este aplicata unei imbinari
de doua metale diferite , intre acestea se creeaza o mica tensiune
care poate fi masurata , dand in acest fel o informatie asupra
temperaturii . Aceasta diferenta de tensiune este pusa in evidenta
electronic si citita de la distanta .
Pentru toate tipurile de indicatoare de temperatura se recomanda
respectarea urmatoarelor precautii :
termometrele folosite trebuie sa fie potrivite pentru intrega
gama de temperaturi care se asteapta sa fie masurate ;
senzorii trebuie sa aibe un bun contact termic cu materialele a
caror temperatura trebuie masurata ;
termometrele , in special cele cu tuburi capilare, trebuie sa
fie manipulate cu atentie pentru a nu suferi avarii mecanice si a
nu fi expuse la temperaturi extreme ;
orice conexiune electrica a senzorilor trebuie sa fie corecta ,
bine stransa si mentinuta in stare curata ;
in punctele multiple de inregistrare , pentru dispozitivele de
alarma sau oprirea circuitelor se vor face controale amanuntite ,
pentru a asigura mentinerea lor in stare de functionare ;
Intrerupatoarele de temperatura si cele de presiune sunt montate
pentru a proteja echipajul de sunetul alarmelor sau pentru a opera
echipamentul fara oprire . Fiecare dintre acestea trebuie sa fie
mentinute si operate in conformitate cu instructiunille
fabricantului , in linii mari acestea fiind urmatoarele :
dispozitivele trebuie sa fie corect calibrate cu ajutorul
instrumentelorr potrivite ;
se va avea in vedere ca punctul la care au fost reglate
dispozitivele sa nu fie dereglat prin lovire sau din cauza
vibratiilor ;
daca punctul de reglaj este ajustabil , nu se vor face
modificari fara avizarea operatorilor si directa supraveghere a
ofiterului responsabil ;
daca sunt montati robineti de purjare , acestia trebuie sa fie
deschisi pe timpul operatiunilor normale .
Echipament pentru detectarea vaporilor
Echipamentul pentru detectarea vaporilor este cerut de catre
Codul I.M.O. pentru a asigura monitorizarea urmatoarelor fenomene
:
detectarea vaporilor de marfa in aer , in gazul inert sau in
alta marfa ;
detectarea concentratiilor de gaze in / sau in vecinatatea zonei
de inflamabilitate ;
concentratia de oxigen in gazul inert , sau concentratia
vaporilor de marfa in spatiile inchise .
Echipajul navei trenbuie sa inteleaga si sa cunoasca exact
scopul si limitele de functionare a echipamentului de detectare a
vaporilor de marfa , indiferent daca acesta este fix sau portabil .
Principalele echipamente pentru detectarea vaporilor se gasesc in
urmatoarele tipuri :
Detectoare infrarosu
Detectoarele de acest tip functioneaza pe principiul absorbtiei
radiatiilor infrarosii de catre gaze . Radiatiile infrarosii emise
sunt trecute prin doua tuburi , unul continand o concentratie
cunoscuta de gaz , iar celalat continand proba ce trebuie masurata
.
Absorbtia de radiatii infrarosii este proportionala cu
concentratia de gaz , iar marimile de iesire din cele doua tuburi
sunt comparate electronic . Semnalul electronic produs poate fi
folosit pentru actionarea unui indicator . Calibrarea depinde de
proba de gaz folosita . Indicatoarele de acest tip pot detecta
concentratii cuprinse intre 0 - 100 % .
b. Detectoare de gaze combustibile
Echipamentul de acest tip poate fi folosit pentru detectarea
gazelor de hidrocarburi cu ajutorul unui filament incalzit ,
confectionat dintr-un metal special , care este oxidat catalitic de
catre gazul care se testeaza . Aceste detectoare functioneaza pe
principiul masurarii rezistentei electrice si pot fi portabile sau
fixe .
Pentru a executa masuratori precise este necesara calibrarea
prealabila a detectorului . Calibrarea poate fi afectata de catre
vaporii de marfa , daca este facuta cu un alt gaz decat cel folosit
uzual pentru calibrare si in astfel de cazuri este necesara
folosirea unui factor de conversie cat mai exact . Pentru a
functiona aparatul are nevoie de oxigen si poate detecta numai
gazele combustibile dintr-un amestec cu aer dar nu si dintr-un
amestec cu gaze inerte .
Detectoarele portabile de gaze combustibile sunt frecvent
folosite pentru controlul atmosferei , astfel ca , pe timpul
folosirii , se vor respecta urmatoarele
reguli :
citirile trebuiesc facute de catre ofiterul responsabil sau sub
directaa lui supraveghere , iar acesta trebuie sa se asigure ca
citirile aparatului sunt corecte si sunt bine interpretate ,
inainte ca siguranta personalului sa depindaa de aceasta ;
ofiterul responsabil trebuie sa se asigure ca aparatul este bine
calibrat ;
citirile sunt inexacte daca in proba analizata exista si gaz
inert ;
citirile nu sunt suficient de exacte daca atmosfera masurata si
analizata contine substante toxice ;
citirile trebuiesc facute la partea superioara sau inferioara a
unui spatiu , functie de densitatatea vaporilor de marfa ;
pe timpul folosirii instrumentului , orice miscare a acului
indicator este importanta si nu numai pozitia finala a acestuia .
Prima miscare a acului ne indica prezenta gazelor combustibile ,iar
pozitia finala a acestuia indica citirea concentratiei de vapori
exprimata in procente LFL . Pozitia stationaaaara finala in cadrul
scalei indica o concentratie de gaz situatasub LFL exprimata in
procente . Pozitia stationara finala in jurul valorii de 100 %
indica o concentratie in interiorul limitei de imflamabilitate . O
miscare a acului , la inceput aproape de 100 % LFL si apoi la
pozitia finala de oprire de zero indica o concentratie de gaz sub
UFL .
Din motivele prezentate se recomanda ca , atunci cand incep
testarile atmosferei de gaze , ofiterul responsabil sa urmareasca
atent si sa declare atmosfera sigura numai dupa ontinerea unor
citiri repetate de zero . Detectoarele fixe de gaze au aceleasi
limitari functionale ca si cele portabile .
Nota : UFL - limita superioara de imflamabilitate
LFL - limita inferioara de imflamabilitate
c. Indicatoare cu absorbtie chimica
In indicatoarele normale de acest tip proba este analizata prin
intermediul unui agent chimic aflat intr-un tub de sticla .Daca
vaporii de gaze combustibile sunt prezenti , agentul chimic se
decoloreaza iar gradul decolorarii , care poate fi masurat direct
pe tub sau pe o scala gradata plasata de-a lungul tubului , indica
valoarea concentratiei de vapori .
Indicatoarele cu absorbtie chimica dau indicatii precise asupra
concentratiilor de vapori in amestecurile cu oxigenul . Este foarte
important ca prin indicator sa fie trecut un volun corect de probe
, pentru ca masuratorile sa indice concentratia reala . Un volum
prea scazut de proba va da o valoare nereala .
Indicatoarele de oxigen
Indicatoarele de oxigen sunt folosite pentru controlul
atmosferei din spatiile inchise si , in functie de modul de
stabilire a cantitatii de oxigen dintr-o proba , se clasifica in
:
indicatoare de oxigen cu absorbtie chimica folosind tuburi
speciale ;
indicatoare de oxigen cu substanre chimice care dizolva oxigenul
dintr-o proba ;
indicatoare care functioneaza pe baza propietatilor magnetice (
paramagnetice ) ale oxigenului .
In indicatoarele cu tuburi specale citirile pot fi afectate de
prezenta unor vapori chimici . Un indicator care poate fi apt
pentru masurarea concentratiei de oxigen dintr-un spatiu care a
fost ventilat poate sa nu corespunda in cazul masurarii oxigenului
continut intr-un amestec aer - gaz inert sau gaz - vapori de marfa
.Alegerea aparatului se va face pe baza instructiunilor
fabricantului .
Instrumenteele paramagnetice masoara deflexia unui magnet care
pivoteaza intr-un camp magnetic simetric neuniform .Magnetul este
montat intr-o camera etansa in care se introduce proba de gaz .
Dezaxarea magnetului este direct prroportionala cu concentratia
oxigenului . Cateva alte gaze , in special oxidul de azot , au
propietati paramagnetice asemanatoare oxigenului astfel ca acest
tip de aparat nu poate fi folosit daca in atmosfera ce trebuie
masurata se gasesc astfel de gaze in concentratii mai mari .
In echipamentele cu absorbtie de lichid , o proba cu un volum
cunoscut este trecuta printr-un lichid absorbant , iar volumul
final este masurat pe o scala care indica concentratia de oxigen
din proba initiala .
Ecipamentul pentru detectarea vaporilor este destinat sa masoare
concentratia de vapori , motiv pentru care sunt necesare masuri
ferme da asigurare a unei citiri exacte , in special atunci cand
vietile oamenilor depind de aceasta .
In acest scop se recomanda respectarea urmatoarelor reguli :
inainte de folosirea sau calibrarea instrumentelor se vor studia
instructiunile fabricantului;
punctul zero trebuie controlat frecvent si daca este necesar va
fi refixat inainte de calibrare ;
instrumentele trebuie sa fie calibrate frecvent pe toata aria de
masurare . Concentratia si compozitia gazului folosit pentru
calibrare trebuiesa fie bine cunoscute , iar calibrarea si
recalibrarea aparatelor trebuie facuta in mod frecvent , uneori la
intervale mai mici de o ora ;
tuburile sau lichidele pentru echipamentele care folosesc
absorbtia chimica sau principiul reactiei au o viata limitata si
trebuie sa fie inlocuite inainte ca aceasta sa fie depasita ,
pentru apreveni obtinerea unor citiri eronate ;
toate liniile de luat probe trebuie mentinute in stare de
curatenie , fara scurgeri si sa fie conectate in punctul corect de
luat probe ;
daca sunt prevazute puncte inferioare si superioare de luat
probe , pentru marfuri mai usoare sau mai grele decat aerul , va fi
folosit punctul corect pentru marfa transportata si se va avea
grija sa se schimbe punctul pentru luat probe atunci cand se
schimba marfa , daca acest lucru este necesar ;
daca in spatii inchise este folosit echipamentul fix , sistemul
de ventilatie trebuie sa fie in functiune .Efectuarea masuratorii
se va face la 10 minute dupa oprirea ventilatiei ;
cand se foloseste echipamentul portabil se vor evita zonele cu
concentratii reduse de oxigen ;
echipamentul portabil nu va fi folosit in zona cu atmosfera
periculoasa , in cazul in care nu este certificat si pentru
folosirea in spatii inchise cu atmosfera inflamabila ;
pompele , filtrele si alte echipamente ale sistemului trebuie sa
fie bine intretinute penru a asigura citiri corecte ;
citirile locale si de la distanta trebuie sa fie frecvent
verificate pentru exactitate ;
bateriile electrice pentru alimentarea instrumentelor portabile
trebuie verificate si inlocuite frecvent pentru a se asigura o
citire exacta a masuratorilor .
Deasemeni , trebuie verificata buna functionare a echipamentelor
de alarma si a circuitelor de inchidere . Uzual , aceste
echipamente si circuite sunt electrice , electronice sau hidraulice
. Siguranta functionala a instalatiei si sistemelor depinde de
corecta functionare a acestor circuite , pentru care trebuie avute
in vedere
urmatoarele :
simularea operarii trebuie facuta inaintea inceperii operarii
marfii , pentru a controla daca circuitele si alarmele sunt in
functiune , iar lampile de semnalizare defecte vor fi inlocuite
;
cablurile din interiorul si exteriorul cutiilor de jonctiuine
trebuie sa fie verificate pentru descoperirea izolatiei proaste sau
a fixarilor incorecte ;
personalul de cart trebuie sa fie instruit pentru a distinge
diferitele alarme sonore si pentru a cunoaste ce masuri trebuiesc
luate in functie de aceasta ;
exactitatea fiecarei alarme trebuie verificata , iar motivul
investigat , descoperit si indepartat . Anularea alarmei nu
determina si rezolvarea cauzei care a generat-o .
CAPITOLUL III
PREGATIREA PENTRU INCARCARE SI INCARCAREA
GAZELOR LICHEFIATE
Este foarte important ca echipajul navei implicat in
operatiunile cu gaze lichefiate , marfa chimica deosebit de
periculoasa din mai multe puncte de vedere ( inflamabila ,
sufocanta , toxica , coroziva ,oxidanda etc ) sa-si cunoasca bine
indatoririle si sa fie bine antrenat in exploatarea si intretinerea
navelor de acest tip si a echipamentelor eferente .Comandantul
navei are responsabilitatea sa se asigure ca atat ofiterii , cat si
echipajul de sub comanda sa au fost corect si adecvat informati
asupra sarcinilor si obligatiilor pe care le au la bordul navei
.
Responsabilitatea pentru siguranta navei si a operatiilor cu
marfa o au comandantul sau un ofiter responsabil numit de catre
acesta .Unul dintre acestia va fi la bordul navei pe toata perioada
operarii navei si va trebui sa fie convins ca tot echipamentul
aflat in responsabilitatea sa se afla in conditii bune de
functionare .
Comandantul trebuie sa se asigure ca intre ofiterul responsabil
si reprezentantul terminalului exista o legatura si o cooperare
eficienta pe toata durata manipularii marfii .Ei , de comun acord ,
trebuie sa stabileasca programul de operare si procedurile in caz
de urgenta . Operatiunile pentru incarcarea navei presupun
urmatoarele:
pregatirea pentru trasferul marfii de la uscat la nava ;
inertarea si purjarea cargotancurilor ;
egalizarea temperaturilor si a presiunilor ;
incarcarea marfii .
3.1 Pregatirea pentru transferul marfii
Inaintea nceperii operatiilor de transfer de marfa , ofiterul
responsabil trebuie sa fie sigur ca a luat toate masurile generale
de securitate si de combatere a incendiilor si ca pentru aceasta au
fost avute in vedere regulamentele si regulile internationale si
locale . Pentru aceasta , impreuna cu rprezentantul terminalului se
verifica , se stabilesc si se pun de acord urmatoarele :
semnalele de atentiune , de inceperea operatiunilor , de
incetinire si de stopare a incarcarii ;
rata de incarcare a marfii si succesiunea incarcarii ;
masurile ce se iau in caz de incendiu ;
accesul la bordul navei si restrictiile la fumat ;
daca sistemul de iluminat este adecvat pentru lucru ;
daca sistemul de ventilatie este functional ;
daca sistemul fix de detecte a gazelor este calibrat pentru
marfa care se opereaza ;
daca echipamentul de protectie antiincendiu este testat si este
gata de folosire imediata , inclusuv perdelele de apa ;
daca echipamentul de protectie al echipajului a fost controlat ,
buteliile de aer sunt incarcate iar mastile de gaz au filtre
corecte si acestea sunt
montate ;
daca echipamentul de protectie este purtat sau este gata de
folosire ;
daca in zona de marfa nu se executa lucrari neautorizate si nu
se afla persoane neautorizate ;
daca valvulele de golire sunt corect reglate ;
daca dispozitivele parascantei sunt curate si nu impiedica
curgerea gazelor ;
daca concentratia de oxigen din spatiile inertate se afla sub
valoarea maxima admisa , iar presiunea gazului inert este usor
pozitiva ;
daca flansa de izolare din legatura de marfa nava - uscat este
in buna stare ;
daca furtunele da marfa , bratele metalice si garniturile
folosite sunt potrivitee pentru marfa care se opereaza si se afla
in buna stare ;
daca sub gurile de la manifold au fost montate vase colectoarre
;
daca tubulaturile de marfa , filtrele , instrumentele si
echipamentele de comanda si control au fost verificate si gasite in
buna stare de functionarre ;
daca toti cei implicati in operatiile cu marfa cunosc cine este
responsabil cu dispozitiile de inchidere / deschidere a valvulelor
de marfa , de oprire si /sau repornire a instalatiei .
Pentru efectuarea acestor operatiuni si pentru a avea siguranta
executarii tuturor masurilor generale de securitate si combaterea
incendiilor se recomanda folosirea unei liste de control - CHECK
LIST - corect adaptata navei pentru o urmarire mai usoara si o
verficare sigura a tuturor operatiilor si masurilor ce se impun in
aceasta etapa a pregatirii navei pentru transferul de marfa .
3.1.1 Pregatirea pompelor de marfa
Pompele de marfa constituie o componenta esentiala a instalatiei
de incarcare / descarcare a gazelor lichefiate . Pompele montate pe
transportatoarele de gaze lichefiate trebuie sa fie masini cu o
functionare sigura , cu conditia sa fie exploatate corect .Inaintea
punerii in functiune se inspecteaza:
starea fizica si fixarea pompelor de postament ;
buna functionare a sistemelor de protectie ;
nivelul si presiunea de lichid - ulei sau alcool - in cazul
pompelor cu arbore lung , cu garnitura presurizata ;
daca pompa se roteste liber ;
nivelul de lichid din cargotancuri , pentru a fi siguri ca
presiunea lichidului care se descarca ester suficieenta pentru a
mentine pompa amorsata ;
ca pompa sa nu functioneze in gol - daca indicatiile aparatelor
indica ca aceasta se invarteste in gol , pompa se opreste imediat
.
Se va avea in vedere faptul ca gazele lichefiate au o
vascozitate foarte scazuta si deci si propietati scazute de racire
si ungere . Pentru a se asigura racirea si ungerea este necesara
deschiderea valvulei de refulare pentru a permite circulatia
lichidului .
Pe timpul descarcarii marfii se verifica in permanenta presiunea
si vascozitatea .Deasemeni , se recomanda ca verificarea manuala a
rotirii libere a arborelui pompei sa se faca frecvent , inaintea
pornirii pompelor cu arbore lung , si la fiecare inspectie a
cargotancurilor in cazul pompelor submersibile .
Uscarea cargotancurilor
Operatiiunea de uscare a cargotancurilor si a instalatiei de
marfa face parte din pregatirea generala a navei specializate in
transportul gazelor lichefiate . Trebuie avut in vedere faptul ca ,
in general , vaporii de apa continuti in aerul umed , functie de
conditiile mediului ambiant , pot produce circa 13 Kg de apa la
fiecare 1000 metri cubi de aer .
Vaporii de apa pot produce gheata si hidrati care pot avaria
lagarele de sustinere a pompelor , valvulele de marfa ,etc .
Uscarea cargotancurilor se poate face in mai multe eteape si in
diverse moduri .
3.1.3 Inertarea si purjarea tancurilor
Termennul de " inertare " este general , folosit pentru a defini
operatia de inlocuire a aeruluii sau a vaporilor de marfa dintr-un
cargotanc inainte de incarcarea acestuia , sau facerea lui gaz-free
, pentru a preveni formarea amestecurilor inflamabile in interiorul
sau .
Termenul de " purjare " este folosit atunci cand , inaintea
inacararii , se face inlocuirea unui gaz inert de calitate
necorespunzatoare sau a vaporilor din marfa transportata anterior
cu nitrogen sau cu vapori de marfa potrivita .
Operatiunile de inertare si / sau purjare pot fi facute pe mare
, in mars , daca nava dispune de conditiile necesare , sau in port
. In ambele cazuri trebuiesc luate masurile de siguranta adecvate
si sa fie respectata legislatia nationala si internationala
privitoare la aceste operatii . Cand nava se afla in port ., pe cat
posibil , se va evita evacuarea gazelor in atmosfera , printr-un
control amanuntit al operatiilor si al prevenirii formarii
concentratiilor periculoase de gaze in jurul navei .
Pe timpul inertarii si / sau purjarii concentratiile relevante
de gaze vor fi monitorizate cu regularitate , la diferite niveluri
in tancuri , pentru asigurarea unei concentratii in afara oricarui
pericol .
Cargotancurile pot fi purjate sau inertate in serie sau separat
, in functie de amenajarea echipamentului din sistem . Daca
tancurile sunt inertarte sau purjate in paralel , efectul
contrapresiunii in linie produce o alimentare neuniforma cu vapori
a fiecarui tanc ; Purjarea in paralel nu trebuie sa se faca daca
alimentarea cu vapori a fiecarui tanc nu poate fi corect masurata
si controlata .
Gazul inert produs prin combustie contine , in general , peste
15 % bioxid de carbon si este considerat nesatisfacator pentru a fi
folosit in anumite situatii . Gazul inert de acest tip nu va fi
folosit in cazul marfurilor care se transporta la o temperatura mai
scazuta de - 55oC , pentruca la aceasta temperatura dioxidul de
carbon ingheata si va contamina marfa . In alte situatii pot forma
carbonati care se depun pe structurile cargotancurilor si pot
infunda tubulaturile de marfa .
Inertarea
Scopul inertarii cargotancurilor este acela de a preveni
formarea in interiorul lor a unui amestec inflamabil de vapori de
marfa si aer . Gazul inert folosit la inertare trebuie sa fie
compatibil cu marfa.
Continutul de oxigen din cargotancuri trebuie sa fie controlat
cu regularitate in toata perioada cand se face inertarea .
Concentratia de oxigen nu trebuie sa depaseasca , in nici un caz ,
valoarea de 5 % din volum ; in mod normal , valoarea oxigenului
trebuie mentinuta in limitele de 1,5 - 2 % din volum . Un nivel
mult mai scazut se impune in cazul marfurilor care reactioneaza cu
oxigenul .
Relatia dintre compozitia si inflamabilitatea amestecurilor de
vapori de marfa , oxigen si azot este data in diagramele de
inflamabilitate . Scopul acestora este de a indica procedurile ce
trebuie urmate pentru a preveni formarea amestecurilor inflamabile
, in orice moment , in sistemul de marfa .
Liniile de marfa trebuie deschise la sistemul de ventilare
inainte ca sistemul de gaz inert sa fie pus in functiune si sa fie
conectat .
Este recomandata incalzirea , inaintea testarii , a
cargotancurilor care au un continut de marfuri cu temperaturi
scazute , incalzirea facandu-se cu gaze calde sau prin alte metode
. Daca incalzirea nu este facuta va fie nevoie de o cantitate mai
mare de gaz inert , iar vaporii de apa sau bioxidul de carbon pot
ingheta . In mod similar , daca pentru inertare sau purjare se
folosesc vapori reci de nitrogen , acestia au tendinta de a
depozita umiditatea atmosferica in cargotancuri .
Pentru inertarea cargotancurilor pot fi folosite urmatoarele
metode de lucru : prin stratificare (deplasament) , prin turbulenta
(dilutie sau amestec) , sau prin vacuum (presiune) .Gazul folosit
poate fi :
Azot ( nitrogen ) gazos pur obtinut prin vaporizare intr-un
gazificator , azot lichid inmagazinat de la uscat intr-un rezervor
tampon , sau azot gazos imbarcat de la o statie de la uscat sau
produs de un generator de azot de la bordul navei ;
Gazele provenite din arderea motorinei sau a altui combustibil
intr-un generator de la bord . Gazele produse in acest mod sunt
spalate si uscate intr-o instalatie specifica , continutul final de
oxigen trebuind sa fie mai mic de 5 % .
a.1 Inertarea prin stratificare
Aceasta operatiune se realizeaza datorita diferentei de
densitate dintre vaporii de gaz din tanc si vaporii de intrare sau
purjare . Metoda se mai numeste si " prin deplasament sau piston
gazos " .
Prin aceasta metoda gazul usor este impins inspre partea
superioara a cargotancului si este evacuat , iar gazul greu este
pompat spre fundul tancului . Intre cele doua gaze se formeaza un
strat distinct din cauza diferentelor de densitate .
Aceasta diferenta de densitate face ca operatia de inertare prin
stratificare sa fie destul de dificil de realizat , in practica
inertarea facandu - se partial prin deplasament si partial prin
dilutie .
Pentru inlocuirea aerului din cargotancuri prin gaz inert ,
acesta din urma este introdus prin colectorul de incarcare a
lichidului , in timp ce amestecul de aer/ gaz inert este impins
spre parteaa superioara a cargotanculuui si de aici prin colectorul
de evaporare in colectorul de degajare .
In scopul evitarii turbulentelor si amestecurilor se limiteaza
viteza de intrare in tanc a gazului inert si inertarea in paralel a
mai multor cargotancuri simultan .
a.2 Inertarea prin dilutie
Metoda de inertare se mai numeste si inertarea prin turbulenta
sau amestec . In astfel de cazuri , gazul inert se amesteca cu
gazul original din cargotancuri . Pentru inertare sau purjare gazul
inert trebuie sa aibe o viteza mai mare la intrarea in cargotanc ,
pentru a reduce posibilitatea formarii pachetelor izolate de gaze
.
Dilutia poate fi facuta prin presurizari succesive . Pentru a
inlocui aerul dinn tanc cu gaz inert , acesta se introduce prin
partea inferioara a tancului , iar amestecul este evacuat in
atmosfera prin linia de gaz pana cand presiunea din tanc devine
nula . Operatiunea se repeta pana cand se obtine concentratia
dorita de oxigen .
O alta procedura de inertare o constituie dilutia prin vid
succesiv folosita de fiecare data cand pentru inertare se foloseste
azot . Pentru reducerea costurilor se recomanda realizarea , din
timp , a vidului in cargotanc cu ajutorul compresoarelor de marfa
.
Procedura de inertare prin dilutie continua este singura
procedura folosita la navele de tip A , respectiv cele care
transporta marfa la presiune atmosferica , care au putine
posibilitati de a face ca presiunea in cargotancuri sa varieze
.
a.3 Inertarea in cascada
Procedura de inertare in cascada , atunci cand este folosita ,
permite economisirea de azot sau gaz inert si in unele cazuri
asigura o economie de timp . Procedeul consta in spalarea in serie
a tancurilor si poate fi aplicata concomitent cu metodele de
inertare prin deplasament si / sau dilutie .
Inainte de inceperea operatiunilor de inertare trebuie sa se
verifice buna functionare a aparatelor portabile de detectie pentru
oxigen , gaze toxice si / sau inflamabile , gaz inert , punctul de
roua etc . Se va verifica foarte atent calitatea gazului inert
inainte de a fi dirijat catre cargotancuri si se va masura , la
intervale regulate de timp , concentratia de oxigen si punctul de
roua in partea superioara si inferioara a tancurilor si a pompelor
de marfa prin intermediul prizelor de luat probe .
Pe timpul inertarii cargotancurilor toate circuitele inclusiv
cele de purjare , instalatia de relichefiere etc. se inerteaza , in
mod obisnunit , prin admisia temporara a gazului inert odata cu
deschiderea unui robinet de purjare sau de izolare .
La sfarsitul inertarii , daca operatia nu s-a facut dupa
terminarea operatiei de uscare , cargotancurile si tubulaturile se
pun sub presiune pana la valoarea presiunii maxime de alarmare . Se
controleaza etanseitatea capacelor si a deschiderilor de la
cargotancuri , supapele de golire , reglajul supapelor de siguranta
etc.
3.2 Pregatiri pentru incarcarea marfii
Dupa ce tancurile de marfa au fost inertate sau purjate ,
trebuie sa fie pregatite in mod corect pentru incarcarea marfii ,
in scopul de a preveni cresterile necontrolate de presiune si a
gradienteor de temperatura nesigura pe timpul fazei initiale de
incarcare
Foarte multe marfuri au un punct de fierbere , la presiunea
atmosferica , situat sub zero grade Celsius : butanul -5o C ,
amoniacul - 33o C , propanul - 42oC , etilena -104o C , metanul
-163o C etc. Aceste puncte corespund unor presiuni inalte , ceeace
inseamna ca marfa lichida , atunci cand intra in tubulaturi si in
tancuri aflate la temperatura si presiunea mediului va incepe sa
fiarba imediat , iar temperatura ei va corespunde punctului de
fierbere la presiune atmosferica . Caldura necesara evaporarii este
preluata de la materialele care vin in contact cu lichidul pana
cand aceste materiale ajung la tamperatura gazului lichefiat .
Aceasta fierbere intiala va produce :
a.- o crestere rapida a presiunii in sistemul de marfa , care
depinde de cantitatea de lichid , de caldura disponibila pentru
evaporare si de capacitatea liniei de retur a vaporilor si a
colectorului de ventilatie . Instalatia de relichefiere a navei nu
poate sa condenseze vaporii pana cand , practic , nu s-a facut
ventilarea tuturor gazelor combustibile .
Daca rata de vaporizare depaseste capacitatea liniei de retur a
vaporilor , presiunea va creste rapid si va depasi valoarea de
reglare a supapelor de siguranta , producand expulzarea vaporilor
prin coloana de ventilatie . Marfa trebuie introdusa in
cargotancuri incalzite , la o rata suficient de scazuta , pentru a
preveni cresterea presiunii si ventilarea intr-o perioada de timp
mai mica de 5-10 minute.
b.- marfa lichida absoarbe rapid caldura din materialele cu care
vine in contact , dar exista o oarecare intarziere in cedarea
caldurii de catre aceste materiale , astfel ca , in acestea poate
sa apara o diferenta de temperatura si contractie termica deosebit
de periculoase pentru material . O atentie deosebita se impune la
incarcarea marfurilor cu punct de fierbere scazut , pentru
prevenirea stresului termic periculos .
3.2.1 Punerea sub frig
Aceasta operatiune consta in racirea atmosferei si , in mod
progresiv , a masei cargotancului si a izolatiei acestuia la o
temperatura cat se poate de apropiata de cea a marfii . Operatiunea
se executa in scopul prevenirii stresului termic in sistemul de
marfa , care poate produce fisuri si / sau crapaturi periculoase in
structura navei . Pe timpul punerii sub frig , trebuie sa se
respecte cu strictete recomandarile constructorului in ceeace
priveste :
diferenta maxima admisibila de temperatura dintre temperatura
fundului tancului si cea a marfii care se incarca , pentru
prevenirea contractiilor termice ;
din aceleasi motive , la navele metaniere , se va accepta un
gradient de temperatura cu o scadere de maxim 8oC/h ;
pentru limitarea eforturilor in structura cargotancului ,
diferenta de temperatura intre partea sa inferioara si superioara
nu trebuie sa depaseasca limitele admisibile .
Anumite tipuri de cargotancuri ,cum sunt cele de tip membrana ,
pot admite o incarcare directa , practic fara punere sub frig
,deoarece , cel putin teoretic , pot accepta socul termic .
La navele transportatoare de LNG se procedeaza la punerea
prealabila sub frig intrucat incarcarea la un debit mare al marfii
intr-un cargotanc incalzit provoaca o crestere a temperaturii care
nu poate fi controlata si care produce deschiderea supapelor de
siguranta a tancurilor si producand , pe puntea navei , formarea de
nori din vapori inflamabili .
Punerea sub frig se realizeaza prin pulverizarea gazului lichid
la debit redus prin una sau mai multe rampe de pulverizare situate
in interiorul tancurilor la parte superioara , particulele fine de
vapori favorizand schimbul uniform de caldura intre atmosfera din
tanc si masa cargotancului .
Pentru mentinereaa presiunii sub limita de serviciu a
cargotancului excesul de vapori este relichefiat in instalatia
navei ori evacuat in terminal , unde sunt folositi pentru ardere
.
Punerea sub frig este considerata terminata atunci cand prezenta
marfii lichide poate fi detectata pe fundul tancului prin
intermediul masuratorilor sau a captatorilor de temperatura .
Pentru punerea sub frig exista urmatoarele proceduri :
a.- lichidul este livrat de catre terminal
Conform acestei proceduri lichidul este introdus direct in
cargotanc prin rampele de pulverizare sau prin intermediul unei
legaturi directe intre rampe si manifold , sau prin colectorul de
incarcare cu punerea prealabila sub frig . Gazele evaporate sunt
evacuate in mod natural prin diferenta sub presiune sau cu ajutorul
unei suflante .
Viteza de punere sub frig depinde , in acest caz , de
capacitatea navei de a returna gazele la terminal , de capacitatea
de a le receptiona si de temperatura gazului.
Gazele evaporate pot fi relichefiate in instalatia de la bordul
navei si returnate in cargotancuri .
b.- lichidul este relivrat de catre terminal
In acest caz , lichidul poate fi luat dintr-un rezervor tampon
de pe puntea navei.Punerea sub frig se face prin detenta lichidului
in tanc si relichefierea vaporilor produsi . In unele situatii ,
lichidul poate fi luat dintr-un alt carggotanc . Daca evaporarea
ester suficienta , vaporii relichefiati sunt folositi pentru
punerea sub frig a unuia sau mai multor cargotancuri.
In cazul navelor metaniere , sau atunci cand evaporarea nu este
suficienta pentru alimentarea instalatiea de relichefiere ,
alimentarea rampei de punere sub frig se face cu ajutorul unei
pompe special montate in acest scop .
c.- Masuri de securitate
La punerea sub frig , daca lichidul pentru racire este livrat de
catre terminal , va fi necesar sa fie puse in functiune filtrele
fixe inaintea cuplarii bratelor de incarcare .
In cazul transportoarelor de LNG , admiterea lichidului trebuie
facuta lent , pana la stabilizarea contractiilor termice . Va
trebui supravegheata deplasarea libera a suportilor mobili si buna
functionare a compensatorilor si a supapelor de siguranta ,
deoarece in caz de functionare proasta , eforturile foarte mari din
instalatie pot produce spargerea valvulelor de siguranta . Pentru a
evita aceste avarii , se va proceda in felul urmator :
se va controla instalatia pentru depistarea eventualelor
scurgeri sau scapari de gaze , in special pe la valvulele de pe
tubulatura . Avariile depistate se remediaza . In caz de nevoie ,
se opreste toata operatiunea in curs de desfasurare;
nu se va lasa ca presiunea sa creasca in colector evacuand
gazele evaporate , daca este posibil , prin purjele de pe coloanele
de evcuare ;
se va nota cronologia operatiunilor ;
se va supraveghea si se va monitoriza temperatura si presiunea
;
spre sfarsitul operatiei de punere sub frig , atunci cannd
izolatia nu a atins temperatura de echilibru , gazul inert care
creeaza atmosfera spatiului de izolare provoaca o contractie , iar
presiunea manifestata trebuie compensata prin cresterea debitului
de gaz inert la intrarea in spatiu ;
daca gazele incondensabile sunt evacuate prin coloane de la
catarg , circulatia si activitatile de pe puntea navei trebuiesc
reduse la strictul necesar , mai ales pe timp fara vant ;
un risc suplimentaar apare odata cu prezenta lichidului in
colectoarele de sub punte , deoarece o scurgere de gaz lichefiat pe
punte raceste metalul pana la o temperatura la care acesta devine
fragil . Contractiile interne ale metalului, pe toate directiile ,
pot duce la aparitia rupturilor in zonele fragilizate ;
pompa si instalatia de incendiu trebuie sa fie pe atentiune ,
gata pentru folosirea imediata , astfel incat sa poata livra o mare
cantitate de apa pe punte in cazul scaparilor de gaze .
d.- Formatiunile de gheata sau hidrati
Pe timpul punerii sub frig este foarte posibil ca in
cargotancuri sa apara formatiuni de gheata sau hidrati , daca
atmosfera tancurilor este umeda . Pentru a preveni acest lucru
lucru , procedura normala este de adauga un anticongelant , daca
este posibil , inaintea incaperii operatiilor de punere sub frig
.
In aceasta perioada , valvulele vor trebui sa fie frecvent
actionate si miscate pentru a fi siguri ca nu sunt blocate , iar
axele pompelor vor fi manevrate manual la intervale de timp bine
alese .
Daca pentru punerea sub frig este folosit LPG la o temperatura
mai mare de zero grade celsius inainte de incarcarea LPG-ului ,
acesta poate contine apa si gheata si poate forma hidrati in
momentul destinderiii in cargotanc . In acest caz , daca apa este
prezenta , inghetul poate fi prevenit prin introducerea unui
anticongelent .
Pentru a limita temperatura minima in tancurile de presiune ,
presiunea vaporilor poate sa creasca inaintea incarcarii lichidului
prin introducerea de nitrogen , sau vapori de marfa de la uscat ,
sau prin vaporizarea marfii lichide in vaporizatoarele navei .
Pentru a obtine presiunea necesara , vaporii pot fi introdusi de
compresoaarele de marfa . Punctul de fierbere al lichidului va
depinde de presiunea vaporilor in tanc .
Se va supraveghea ca presiunea sa nu depaseasca limitele
proiectate si ca in compresoare sa nu patrunda amestecuri
inflamabile .
3.3 Incarcarea marfii
Incarcarea marfii este o procedura deosebit de complexa , la
care participa o mare parte din echipaj , si care trebuie tratata
cu o deosebita atentie .Inainte de inceperea operatiunilor de
incarcare se va verifica :
acostarea navei si daca aceasta este pusa la pamant prin
instalatia echipotentiala . Unele terminale sunt echipate cu brate
de incarcare prevazute cu bucse izolante , iar in asemenea cazuri ,
legaturile de potential egal pot sa nu fie necesare ;
daca sunt bransate liniile de comunicatii de serviciu si de
ajutor ;
acostarea navei si siguranta acesteia functie de previziunile
meteo locale si de curenti ;
inaintea acostarii navei sa fie terminate toate verificarile la
instalatia de marfa ;
instalatia de detectie a gazelor sa fie testata si calibrata
pentru marfa care se manipuleaza;
functionarea valvulelor din instalatia de marfa ;
punerea in functiune a sistemelor de alarmare ;
reglajul valvulelor de siguranta , daca acestea sunt puse la
valoarea " port " ;
pentru navele semirefrfigerate , la care reglajul valvulelor nu
poate fi modificat ,dupa incarcare , se procedeaza la reglajul cel
mai scazut functie de reglementarile locale ;
se iau masurile necesare pentru securitatea transferului de
marfa prin postarea unei persoane din cart in zona de marfa , care
sa aibe o legatura permanenta cu camera de incarcare si care sa
supravegheze si sa semnaleze orice neregula observata .
se pun in functiune filtrele de la extremitatile manifoldului
;
se branseaza , de catre personalul de la terminal , bratele
metalice sau furtunurile de marfa in prezenta ofiterului
responsabil ;
se purjeaza bratele sau furtunele flexibile cu azot si se face
testul de etanseitate cu spuma de sapun ;
in prezenta reprezentantilor terminalului si al vamii se
prezinta modul de calcul al marfii si se iau probe din marfa ;
se verifica timpul de inchidere de urgenta a valvulelor de la
manifold ,care in conformitate cu procedurile de urgenta trebuie sa
fie egal sau mai mic de 30 secunde ;
dupa terminarea punerii sub frig si cand presiunea in
cargotancuri este suficient de scazuta , se face linia de marfa si
se poate incepe incarcarea ;
se stabileste impreuna cu terminalul ca incarcarea sa inceapa la
un debit redus , circa 25-50 % din debitul normal , pentru a putea
controla cresterea presiunii in cargotancuri .
Impreuna cu reprezentantul terminalului se stabileste in scris
procedura de incarcare a marfii , stipulandu - se urmatoarele :
cantitatea , calitatea si temperatura marfii care se incarca
;
debitul care se atinge progresiv , functie de tipul incarcarii -
cu sau fara returul gazului ;
debitul maxim de incarcare al marfii si presiunea maxima de
incarcaare ;
procedurile de reducere a debitului spre sfarsitul