Particularitati constructive ale navelor petroliere

Particularitati constructive ale navelor petroliere

La proiectarea si constructia tancurilor petrolier trebuie sa se tina cont de urmatoarele:

- aparitia solicitarilor dinamice suplimentare determinate de fortele de inertie ale maselor de lichid transportate care, pe timpul oscilatiilor navei, efectueaza miscari neuniforme;

- micsorarea stabilitatii initiale transversale si longitudinale, determinata de influenta suprafetelor libere ale lichidelor ce se transporta;

- modificarea volumului incarcaturii lichide transportate, datorita variatiilor de temperatura;

- accentuarea coroziunii structurilor din tancurile de marfa;

- sporirea pericolului de incendii si explozii, determinat de prezenta amestecului format din aer si vaporii emanati de combustibilul lichid ce se transporta.

Tinand cont de cele prezentate mai inainte, in continuare sunt descrise unele particularitati constructive ale tancurilor petrolier.

Sistemul general de osatura poate sa fie longitudinal pentru nave cu L>180 m sau combinat pentru L 180 m.

Planseele de fund din zona tancurilor de marfa se construiesc in sistem de osatura longitudinal. Conform reglementarilor IMO cu privire la poluarea marina, planseele de fund vor fi cu dublu fund in zona tancurilor de marfa.

Planseele de bordaj se pot construi in sistem de osatura transversal sau longitudinal (cu simplu bordaj sau dublu bordaj).

Planseele de punte sunt construite in sistem de osatura longitudinal. In zona magaziilor de marfa exista o singura punte continua (puntea principala). Gurile de incarcare a marfii au sectiune circulara sau eliptica, de arie maxima 1 m². Ramele gurilor de incarcare au o inaltime de cca 0,75 m, deasupra puntii. Capacele gurilor de incarcare trebuie sa fie metalice si sa asigure inchiderea ermetica a tancurilor de marfa. Fiecare capac este prevazut cu doi robineti: unul pentru montarea capsulei dinamometrice necesara masurarii presiunilor interioare, iar celalalt pentru cuplarea tubulaturii de aburi necesara incalzirii marfii.

Peretii transversali si longitudinali asigura o compartimentare riguroasa si pot fi plati sau gofrati. De regula, peretii transversali se construiesc in sistem de osatura vertical, respectiv cu gofre orizontale sau verticale. Peretii longitudinali se pot construi in sistem de osatura orizontal la navele cu L > 180 m sau vertical la navele cu L 180 m si respectiv cu gofre orizontale care asigura o participare eficienta la rezistenta corpului navei la incovoierea longitudinala verticala. Numarul peretilor longitudinali depinde de marimea navei, astfel: la tancurile petrolier mici se prevede un singur perete, dispus in PD; la tancurile petrolier mijlocii si mari se prevad doi pereti, dispusi lateral; la tancurile petrolier foarte mari se prevad trei pereti, dispusi unul in PD si doi lateral. Peretii longitudinali indeplinesc urmatoarele roluri:

- micsoreaza efectul negativ al suprafetelor libere asupra stabilitatii initiale transversale;

- participa la marirea rezistentei corpului navei la incovoierea longitudinala;

- contribuie la o repartizare mai uniforma a tensiunilor normale pe latimea puntii fundului.

In scopul usurarii operatiunilor de curatire a tancurilor de marfa, osatura peretilor longitudinali laterali este plasata spre borduri (in interiorul tancurilor laterale).

La majoritatea tancurilor petrolier actuale, suprastructurile si rufurile sunt concentrate in castelul pupa, acestuia adaugandu-i-se, in mod obligatoriu, teuga extinsa pe cel putin 0,07 L (aceasta conditie este impusa prin regulile de bord liber).

Prin concentrarea tuturor incaperilor de locuit in castelul pupa, se scurteaza mult conductele diverselor instalatii ce le deservesc. Totusi, mai exista inca multe tancuri petrolier in exploatare care dispun si de un castel central destinat amenajarii unor incaperi de locuit si a cabinei de navigatie.

Deoarece gurile de incarcare a marfii au dimensiuni reduse si sunt asigurate cu capace etanse, inaltimea bordului liber la tancurile petrolier este mai mica decat la celelalte tipuri de nave. Din acest motiv, puntea este des inundata de valuri. Pentru a usura evacuarea apei de pe punte, parapetul a fost inlocuit cu o balustrada metalica (exceptie fac portiunile ocupate de suprastructurile de la prova si pupa. De asemenea, la unele tancuri petrolier, se prevede o pasarela care asigura circulatia echipajului intre castelul pupa, castelul central si teuga. De regula, pasarela este dispusa in PD, la inaltimea puntilor suprastructurilor pe care le leaga. Ea sustine o parte insemnata din reteaua de tubulaturi a instalatiilor de incarcare/descarcare si de incalzire a marfii.

Viteza economica a navelor petrolier este v = 16 . 22 [Nd]. Instalatia de propulsie foloseste ca masini principale motoare cu aprindere prin compresie (Diesel), lente sau semirapide, iar in unele cazuri turbine cu abur, care antreneaza elice cu pale fixe.

Compartimentul masini este amplasat intotdeauna la pupa. Prin adoptarea acestei solutii, se desprind urmatoarele avantaje:

- eliminarea liniei de arbori intermediari si a tunelului liniei de arbori, deci reducerea greutatii constructiei;

- prin disparitia tunelului liniei de arbori, creste volumul util al magaziilor de marfuri, dispuse in zona pupa, si se usureaza operatiunile de incarcare/descarcare ale acestora;

- se usureaza operatiunile de incarcare/descarcare a marfurilor din magaziile navei, care nu mai sunt fractionate de compartimentul masini;

- probabilitatea producerii unor avarii la corpul navei, care sa scoata din functiune sau sa perturbe functionarea masinilor principale de propulsie, este mica;

- concentrarile de tensiuni, provocate de incovoierea generala a corpului, la capetele postamentilor masinilor principale de propulsie sunt mici;

- prin instalarea cosului de fum la pupa, se mentine mai usor curatenia navei;

- diminuarea pericolului producerii unor incendii provocate de scanteile ce ies pe cosul de fum;

- pastrarea continuitatii peretilor longitudinali, deci a rigiditatii grinzii echivalente, pe intreaga lungime a zonei tancurilor de marfa.

Dispunerea compartimentului masini la pupa prezinta si unele dezavantaje, cum ar fi:

- latimea mica si formele fine ale sectiunilor transversale de la pupa creeaza dificultati la amplasarea masinilor si agregatelor auxiliare, precum si a instalatiilor aferente masinilor principale de propulsie;

- la navigatia in balast, echilibrarea asietei este mai dificila;

- pe mare agitata, in punte apar tensiuni de compresiune la fel de mari ca si in cazul dispunerii CM in zona de mijloc.

Aceste dezavantaje pot fi inlaturate prin:

- utilizarea judicioasa a spatiului destinat CM (platformele pe care se monteaza agregatele auxiliare si instalatiile aferente masinilor principale de propulsie se pot amplasa etajat);

- amplasarea corespunzatoare a tancurilor de combustibil, de apa potabila si de balast;

- adoptarea unui sistem de osatura adecvat pentru puntea si fundul navei, puternic solicitate.

In concluzie, amplasarea CM la pupa este mai rationala si, din acest motiv, se aplica din ce in ce mai mult in constructia de nave.

Asigurarea unei asiete corespunzatoare, pe timpul navigatiei la plina incarcare, se realizeaza in trei moduri:

- prin prevederea unei magazii de marfuri uscate langa picul prova (de regula, magazia de marfuri uscate ramane neincarcata);

- prin marirea volumului tancurilor de marfa din pupa, suprainaltand puntea in aceasta zona;

- prin acceptarea unor forme geometrice ale corpului navei, cu centrul de carena deplasat spre prova.

Intre tancurile de marfa si celelalte compartimente (compartimentul masini, magazia pentru marfuri uscate, incaperile de locuit etc.) se prevad coferdamuri verticale si orizontale. La tancurile petrolier destinate a transporta produse cu punctul de inflamabilitate sub 20^oC, trebuie sa existe coferdamuri si intre tancurile de marfa si tancurile de combustibil pentru masinile principale si auxiliare.

Instalatia de incarcare/descarcare a marfii este de tip hidraulic. Pompele acestei instalatii sunt dispuse in compartimente special amenajate.

Tancurile petrolier mici si mijlocii au un singur compartiment de pompe, situat in zona de mijloc a navei sau in prova CM. Tancurile petrolier mari au doua compartimente de pompe, situate astfel: unul in prova CM, iar celalalt in pupa picului prova sau in zona centrala a corpului navei. In scopul usurarii operatiunilor de incarcare/descarcare, marfa este fluidizata prin incalzire, cu ajutorul aburului care circula prin serpentine dispuse pe fundul tancurilor.

Pentru a evita riscul declansarii unor incendii si explozii, toate instalatiile auxiliare de bord din zona tancurilor de marfa sunt actionate de masini hidraulice sau cu abur. Din acelasi motiv, produsele cu grad ridicat de inflamabilitate sunt repartizate in magaziile din prova, iar cele cu grad scazut de inflamabilitate in magaziile din pupa.

Incarcarea alternativa a tancurilor de marfa, cu produse petroliere (in cursele utile) si cu apa de mare (la navigatia in balast), accelereaza fenomenul de coroziune a elementelor de structura. La tancurile petrolier de constructie recenta, acest inconvenient a fost inlaturat prin amenajarea tancurilor speciale de balast, in dublul fund si respectiv intre tancurile de marfa.

Tancurile de balast si compartimentele de pompe, daca nu comunica direct cu compartimentele de masini sau cu incaperile de locuit, pot fi considerate drept coferdamuri.

Modificarea volumului marfii transportate, datorata variatiilor de temperatura, necesita existenta unor spatii libere in tancuri. Aceasta masura are doua consecinte negative: micsoreaza stabilitatea initiala; prin amestecul de vapori de petrol si aer, ce se formeaza la partea superioara a tancurilor, se creeaza conditii favorabile producerii unor incendii sau explozii. Aceste consecinte se inlatura prin utilizarea diafragmelor de ruliu si de tangaj, respectiv prin dotarea tancurilor petrolier cu instalatii care introduc gaze inerte (obtinute, de regula, prin filtrarea gazelor arse evacuate de motoarele principale sau auxiliare) in spatiile libere din partea superioara a tancurilor de marfa.

In caz de avarie la corp, apa, avand densitatea mai mare decat produsele petroliere transportate, va patrunde pana cand se umplu spatiile lasate libere pentru variatiile de volum mentionate mai inainte. Din acest motiv, nescufundabilitatea tancurilor petrolier este mult mai bine asigurata decat a navelor pentru transportul marfurilor uscate.