GENERALITATI ALE TIPULUI DE NAVA

GENERALITATI ALE TIPULUI DE NAVA

1.1.1. Nave specializate pentru transportul gazelor lichefiate

Cu 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 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 rezolvata era lichefierea gazelor in conditii de presiune normala, fapt ce necesita o temperatura de - 160^oC. Din punct de vedere teoretic lichefierea nu prezinta 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 foloseasca 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 realizate 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

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, izolatia 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 compresoarelor 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 nici 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 lichefiate sunt urmatoarele :

a. 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, 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.

Figura 4 : Amplasarea rezervoarelor cilindrice

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 stare inerta atunci cand se transporta marfa inflamabila sau se mentin umplute cu aer uscat atunci cand se transporta amoniac . Un tip de astfel nava este prezentata in fig 5. de mai jos.

Figura 5

c. 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 cargotancuri de 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^oC 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 relichefiere .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 eficient 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.

In practica se intalnesc doua tipuri constructive de cargotancuri, respectiv cargotancurile autopurtatoare sau liber sustinute si tancurile tip membrana sau integrate .

Figura 6 Tipuri de carcargotancuri ( rezervoare )

1.1.3. Cargotancurile autopurtatoare ( liber sustinute )

Acest tip de cargotancuri sunt independente de corpul navei si nu contribuie la rezistenta acesteia .Rezervoarele 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 este 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 de la 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 .

1.1.4. 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 sprijinadu-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 , poate 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 transportate in aceste tipuri de rezervoare sunt in mod obligatoriu mentinute la o presiune atmosferica

Generalitati ale tipului de nava

Un tanc LPG destinat sa transporte gaz natural la -163C cu deadweight de 67000 tdw , lungimea peste tot este de 228 metri , latimea de 35 metri si inaltimea de constructie de 18 metri. Tancul a fost construit in conformitate cu cerintele actuale.Spatiile de marfa constau in patru tancuri de tip B Moss de forma sferica sustinute independent.Sorburile sunt plasate in partea centrala a tancului.Marfa este pompata cu ajutorul pompelor electrice submersibile. Vaporii de gaz natural sunt in mod normal arsi in caldarile principale sau ventilati. Unele nave de transport LPG sunt dotate cu instalatii de relichefiere pentru a fi apte sa transporte etilena sau LNG.

Transportoarele LPG ce pastreza marfa la presiunea atmosferica, nu au instalatie de relichefiere, temperatura de transport -164C Vaporii marfii sunt utilizati ca si combustibil.

1.2.2. Tanc independent de tip B

In mod normal au o forma sferica, sudate cu o camasa cilindrica verticala, care constitue singura legatura dintre tanc si corpul navei.

Acest sistem de recipiente a fost proiectat si folosit pentru transportul LNG. Ca material de constructie este folosit aluminiul sau otelul aliat cu nichel.

1.3.1. Echipamente specifice

Toate navele transportatoare de gaze lichefiate au echipamente de baza si amenajarile necesare 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 ceea ce priveste numarul de sorturi de marfa transportate simultan.

Echipamentele consta in tubulaturi specifice pentru lichid si pentru vapori , pompele pentrru marfa, compresoarele pentru gaze, schimbatoarele de caldura si echipamentele specifice pentru detectia gazelor, controlul de la distanta al valvulelor, pompelor, compresoarelor , monitorizarea temperaturii si a nivelului de lichid etc .

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 a marfii in stare lichida , 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 fiecarui 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 .

1.3.3. 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 sau de descarcare ;

pompe de adancime, acestea avand motoarele montate la piciorul tubulaturii 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.

1.3.4. 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 presiunea si temperatura vaporilor inainte de condensare .

Actionarea compresoarelor se face prin intermediul arborilor de tractiune care penetreaza peretele etans 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.

1.3.5. Schimbatoarele 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 refrigerata sa 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 manevrele 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 .

1.4.1. Aparate de masura si control

La bordul navelor transportatoare de 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.

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

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 :

a. 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 sau 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 se 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.

b. 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 asigura 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 trebuie 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 inlocuit ori de cate ori este nevoie.

c. 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 tubului 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 trebuie directionat 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 densitatea 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 .

f. 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 exploatare acestui tip de indicator trebuie sa se acorde o atentie deosebita intretinerii emitatoarelor si receptoarelor , precum si calibrarii acestui tip de indicatoare .

g. 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 absorbtia facuta de lichid si absorbtia facuta de catre gaze permite inregistrarea nivelului de lichid .

h. 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 proprietatile marfii , densitate sau constanta dielectrica , motiv pentru care ajustarile sunt facute numai in conformitate cu instructiunile producatorului .

Sistemul automat de oprire necesita o intretinere atenta si permanenta, deoarece , 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 .

1.5.1. 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 :  - 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 aiba 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 .

a. 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 functionare , dar se impun si urmatoarele masuri de siguranta

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 este etansat. Lichidul folosit poate fi mercurul, etanolul sau xilenul . 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 .

b. 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 .

c. 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 .

d. 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 aiba 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 instructiunile fabricantului , in linii mari acestea fiind urmatoarele :

dispozitivele trebuie sa fie corect calibrate cu ajutorul instrumentelor 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 .

1.7.1. 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 trebuie 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 :

a. 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 celalalt 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 directa lui supraveghere , iar acesta trebuie sa se asigure ca citirile aparatului sunt corecte si sunt bine interpretate , inainte ca siguranta personalului sa depinda 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 stationara finala in cadrul scalei indica o concentratie de gaz situata sub LFL exprimata in procente . Pozitia stationara finala in jurul valorii de 100 % indica o concentratie in interiorul limitei de inflamabilitate. O miscare a acului la inceput aproape de100 % 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 obtinerea unor citiri repetate de zero . Detectoarele fixe de gaze au aceleasi limitari functionale ca si cele portabile

Nota : UFL - limita superioara de inflamabilitate LFL - limita inferioara de inflamabilitate

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 volum corect de probe , pentru ca masuratorile sa indice concentratia   reala . Un volum prea scazut de proba va da o valoare nereala

d. 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 substante chimice care dizolva oxigenul dintr-o proba

indicatoare care functioneaza pe baza proprietatilor magnetice ( paramagnetice ) ale oxigenului .

In indicatoarele cu tuburi speciale 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 .

Instrumentele 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 proportionala cu concentratia oxigenului . Cateva alte gaze , in special oxidul de azot , au proprietati 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

Echipamentul pentru detectarea vaporilor este destinat sa masoare concentratia de vapori , motiv pentru care sunt necesare masuri ferme de 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 trebuie sa 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 a preveni obtinerea unor citiri eronate ;

toate linile 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 pentru 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.

De asemeni, 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 jonctiune 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.