Перевозчик обязан учесть все указанные свойства груза и обеспечить рациональную загрузку судна и сохранность перевозимого груза. Важное значение для перевозчика имеет знание объемных погрузочных характеристик зернового груза, в первую очередь при определении величины условного кренящего момента. Кренящие моменты для определения достаточной остойчивости рассчитывается в виде объемных моментов - произведение площади поперечного сечения на длину трюма. Умножение полученной величины на плече l и УПО даст значение условного кренящего момента. В Международных морских перевозках в качетвсе объемной характеристики зерна приведен стоуидж фактор - удельный погрузочный объем единицы массы, но в определении не сказано, какой имеется в виду объем. Их может быть два - объем пробы груза и объем загруженного помещения.
По Правилам Регистра судоходства под удельным объемом зерна понимается физический объем, занимаемый единицей массы зерна, т.е. объем пробы, отнесенный к массе этой пробы.
В качестве объемной характеристики размещения зернового груза на судне следует принимать удельный погрузочный объем зерна или стоуидж-фактор. Эта характеристика должна устанавливаться с учетом насыпной массы конкретного вида груза, конструктивных особенностей загружаемого судна и предполагаемого плана загрузки. Значение величины SF является условным, оно включает в себя все пустоты, образовавшиеся в загруженном грузовом помещение после погрузки и зависит от конструкции самого судна, а также качества зерна.
Сыпучесть зерна определяется степенью подвижки зерновой массы. Она зависит от размеров частиц, их формы, качки судна и вибрации, поэтому угол естественного откоса колеблется в широких пределах, например: пшеница- 16-38о; ячмень - 16-45о; рожь - 17-38о; овес - 18-54о; льняное семя - 14-34о; горох - 20-35о.
Усадка зерна неразрывно связана с плотностью и скважистостью зерновой массы. Величина скважистости различных зерновых культур (в %) характеризуется следующими цифрами:
- Подсолнечник 60-80
- Овес 50-70
- Рис 50-65
- Ячмень 45-55
- Кукуруза 35-45
- Льняное семя 35-45
- Рожь 35-45
- Пшеница 35-45
Величина скважистости зависит от способа загрузки. Если загрузка производится «струей», то укладка менее плотна, чем загрузка «дождем», а, следовательно, возможна большая усадка зерна в рейсе. Оптимальным условием хранения зерна считается температура воздуха не выше 25 оС, а его относительная влажность от 58% для ячменя и не более 72% для пшеницы.
Сорбционные свойства включают два явления: паров и газов, т.е. способность зерна поглощать и удерживать пары и газы.
Следует помнить, что зерно требует определенного тепловлажностного и вентиляционного режима хранения. Влажность относится к числу важнейших физических свойств зерна и оказывает большое влияние на результаты перевозки. Гигроскопическое содержание влаги в массе зерна зависит от относительной влажности воздуха. Сорбционные свойства зерна включают два основных явления: сорбция паров и газов, т.е. способность массы зерна поглощать и удерживать пары и газы, гигроскопичность - способность выделять и поглощать пары воды.
По существующим правилам хлебные грузы не принимаются к перевозке с влажностью выше 15,5% - рис, рожь, овес, пшеница, кукуруза; 16% - горох, бобы кормовые, крупа и комбикорма; без фитосанитарных сертификатов; семенное зерно, засоренное карантинными сорняками; находящиеся в состоянии самосогревания; зараженные вредителями хлебных запасов и т.д. Влажность оказывает большое влияние на протекание биологических процессов в зерновой массе, главным из которых следует считать дыхание зерна. Процесс дыхания приводит к потере массы сухого вещества зерна, увеличению количества гигроскопической влаги, изменению состава воздуха в грузовом трюме, а также выделению тепла. Это может привести к самонагреванию зерна. Исследования подтвердили, что существует определенная связь между относительной влажностью воздуха и влажностью зерна. Для каждого состояния влажности зерна есть равновесный показатель влажности воздуха, когда зерновая масса не поглощает и не отдает влагу. Если влажность зерна выше равновесной, то зерно будет подсушиваться, а если ниже, то увлажняться.
Увлажнение зерновой массы приводит не только к усилению дыхания, но и к повышению жизнедеятельности микроорганизмов, грибков и насекомых. Повышение температуры зерна до 50-60 оС приведет к резкому увеличению дыхания зерна, самонагреванию и порче. В подобной ситуации возможно выделение ядовитых и взрывоопасных газов, а также самовозгорание груза.
Для обеспечения нормального состояния зерна, рекомендуется проводить до 200 обмена воздуха меж зернового пространства в сутки, а для просушивания 1000-1500 объемов в сутки.
Товарное качество зерна характеризуется натурным весом - весом одного литра исследуемого зерна, выраженным в граммах. Натурный вес зерна определяют при помощи пурки - цилиндра установленного объема с устройством для равномерного наполнения. В РФ применяют пурки емкостью один и двадцать литров. Чем выше натурный вес, тем качественней зерно. При весе одного литра 790 грамм - пшеница отличного качества, 778-789 грамм - хорошего качества, 766-777 грамм - средняя, 754-764 грамм - ниже среднего, менее 754 грамм - низкое качество.
Все хлебные грузы, предъявляемые к перевозке, должны иметь качественное удостоверение Государственной хлебной инспекции (ГХИ). Транспортные средства, выделяемые для перевозки хлебных грузов, также осматриваются инспектором ГХИ. Разрешение на перевозку оформляется специальным сертификатом после освидетельствования трюмов судна.
Увеличение или уменьшение массы груза определяется с помощью коэффициента пересчета. Например, балкер принял к перевозке 50000 т зерна с влажностью 12%, а сдал с влажностью 13%. Фактическая масса груза будет равно 50000 т * 1,0115 * 50575 т. При сдаче груза учитывается естественная убыль зерна, которая устанавливается в процентах от массы груза и в зависимости от дальности перевозки: до 540 миль - 0,009%, 540 - 1080 миль - 0,14%, свыше 1080 миль - 0,18%.
Все морские суда, осуществляющие перевозку зерна навалом, должны иметь документацию по загрузке судна зерном, разработанную с учетом требований Конвенции СОЛАС-73 и Правилам Регистра судоходства.
Перевозка зерна насыпью регламентируется Правилами перевозки зерна 1996 г, разработанными в соответствии с частью С главы IV Международной конвенции по охране человеческой жизни на море 1974 года с поправками и Резолюцией MSC 23(59) Международной Морской Организацией и включает в себя все требования Международного кодекса по безопасной перевозке зерна насыпью, приложенные к этой Резолюции.
Остойчивость судов, перевозящих зерно навалом. Загрузка судна и методы крепления зерна в грузовых помещениях
Учитывая возможность смещения зерна в процессе перевозки, установлены определенные требования к загрузке судов, перевозящих зерно насыпью, и к параметрам их остойчивости. В соответствии с МЗК, все грузовые помещения судна разделяются на четыре категории по характеру их заполнения зерном:
- «заполненный отсек со штивкой» - отсек, в котором зерно после его погрузки и штивки достигает наибольшего возможного уровня;
- «заполненный отсек без штивки» - отсек, в котором зерно погружено в максимальном количестве в просвете люка, но не расштивано вне просвета люка;
- «частично заполненный отсек» - отсек, загруженный иным образом, чем указано в предыдущих двух случаях;
- специально приспособленный отсек - любое грузовое помещение, имеющее не менее двух вертикальных или наклонных зернонепроницаемых продольных переборок, находящихся в одной плоскости с продольным комингсом люка или расположенный так, чтобы ограничить влияние любого поперечного смещения зерна. Если переборки имеют наклон, то угол наклона должен быть не менее 30о к горизонту.
От характера заполнения отсека и методов штивки зерна зависит вероятность его смещения при качке и влияния этого смещения на остойчивость судна. Поэтому Правила Регистра Судоходства и МЗК, разработанные с учетом требований гл. VI Конвенции СОЛАС-74, предусматривают, что судно, перевозящее зерно и другие сыпучие грузы с удельным погрузочным объемом более 1,0 м3/т, должно принимать меры к предотвращению смещения груза или снижению его опасного влияния. Правила регламентируют требования к статической и динамической остойчивости судов. В качестве мер, предотвращающих подвижку груза, предусматривается установка продольных переборок или крепление поверхности груза одним из рекомендованных методов.
Правила допускают перевозку таких грузов без выполнения каких-либо мер, предотвращающих подвижку груза, если остойчивость судна будет удовлетворять комплексу определенных требований:
1) угол статического крена иR после приложения условного кренящего момента из-за смещения зерна для всех судов не должен превышать 12о или угла входа палубы в воду иi h если он меньше 12о;
2) остаточная площадь диаграммы статической остойчивости между кривыми восстанавливающих и кренящих плеч до угла крена, соответствующего максимальной разности между ординатами двух кривых иmax или 40о, или угла заливания иf; в зависимости от того, какой из них меньше, при всех условиях загрузки должна быть не менее 0,075 м*рад;
3) начальная метацентрическая высота после поправки на влияние свободных поверхностей жидких грузов должна быть не менее 0,3 м;
4) остойчивость судна, перевозящее зерно, должна быть проверена во всем спецификационном диапазоне удельных объемов груза.
Для выполнения требований Правил перевозки зерна очень важно правильно производить загрузку судна. Чтобы свести к минимуму влияние на остойчивость смещения зерна, следует производить соответствующую его штивку в грузовых помещениях. В любом заполненном отсеке зерно должно быть расштивано так, чтобы оно в максимальной степени заполнило все пространства под палубами и крышками люков. После загрузки все свободные поверхности зерна в частично заполненных отсеках должны быть выровнены. Исключение может быть сделано только для помещений, которые могут заполняться за счёт осыпания зерна в отсек из питателей с помощью питающих каналов или отверстий в палубах.
При погрузке судна обычно все отсеки, за исключением одного, заполняются полностью. Количество груза в частично загруженном отсеке будет зависеть от грузовой марки, которую можно использовать в данном рейсе, наличия судовых запасов, плотности отсыпки зерна и его натурной массы.
Документ о разрешении на перевозку зерна должен выдаваться каждому судну от имени Администрации флага судна или признанной ею организацией, если судно отвечает требованиям МЗК. При этом капитану должен выдаваться комплект документов, включающий информацию, необходимую для расчетов остойчивости и других параметров загрузки судна, а именно: данные по судну; таблицы поправок на свободные поверхности жидкости; вместимость и центры тяжести цистерн и грузовых помещений; кривые и таблицы гидростатических характеристик и другие данные, необходимые для расчета кренящих моментов от подвижки груза. Кроме того, краткую инструкцию по загрузке судна и конкретных пример расчета в качестве руководства для капитана, а также типовые варианты загрузки с расчетом остойчивости на начало, конец рейса и для наиболее тяжелых условий эксплуатации.
Продольные переборки. Для предотвращения смещения зерна в грузовом помещении устанавливаются постоянные или временные продольные переборки - шифтингбордсы, которые уменьшают кренящий момент от пересыпания зерна. Конструктивно временные переборки выполнены из металлических стоек с пазами, в которые закладываются доски толщиной от 50 до 80 мм, в зависимости от расстояния между стойками. Концы закладных досок должны надежно входить в гнезда с максимальной длиной опорной поверхности 75 мм. Нижний конец стойки фиксируется в специальном гнезде, верхний конец поддерживается штагами из троса, которые набивают талрепами. Для исключения усадки зерна применяют питатели, ящики, встроенные в комингс люка. Когда переборка не распространяется на всю высоту грузового помещения, применяются частичные переборки.
«Блюдца». Для уменьшения кренящего момента может применяться «блюдце» вместо продольной переборки в районе отверстия люка только в заполненном отсеке со штивкой, за исключением случаев перевозки льняного семени или других семян, имеющих подобные свойства.
Глубина блюдца, измеренная от дна блюдца до линии палубы должна быть от 1,2 м до 1,8 м в зависимости от ширины судна. Верхний край блюдца должен быть образован подпалубными конструкциями в районе люка, т.е. продольными балками люка или комингсами и концевыми люковыми бимсами. Блюдце и люк на ним должен быть полностью заполнены мешками с зерном или другим грузом, уложенным в разделительную ткань или равноценный материал, с уплотнением по периметру примыкающих конструкций, так чтобы обеспечить плотное прилегание к таким конструкциям до глубины, равной или более половины высоты. Если отсутствует конструкция корпуса, обеспечивающая уплотнение поверхности, блюдце должно быть закреплено стальным тросом, цепью или стальными двойными стяжками, которые располагаются на расстоянии не более 2,4 м друг от друга.