- •Перевозка сжиженных газов морем
- •Оглавление
- •Основы химии газов строение атома. Периодическая таблица элементов
- •Масса атома
- •Закон авогадро
- •Классификация углеводородов
- •Основные химические свойства углеводородов полимеризация
- •Полимер
- •- (СнсНз-сн2)n –
- •Катализаторы
- •Ингибиторы
- •Пахучие вещества
- •Реакция углеводородов с водой - образование гидратов (slush)
- •Химическая совместимость газов
- •Неорганические газы
- •Транспортные характеристики газов общие положения
- •Основные группы газов, перевозимых морем
- •Химические грузы
- •Основные физические свойства газов
- •Воздействие низких температур (brittle fracture)
- •Переворачивание груза (rollover)
- •Статическое электричество
- •Основные опасности на танкерах и газовозах статическое электричество на танкерах и газовозах
- •IBce переносное оборудование, которое используется при работе в танках, должно быть надежно заземлено перед тем, как опускать его в танк или использовать в опасных зонах.
- •Способы уменьшения возникновения статических зарядов
- •Пожароопасность
- •Воспламеняемость
- •Классификация опасных грузов
- •Токсичность сжиженных газов и сопутствующих веществ
- •Предельно допустимая концентрация
- •Классификация токсинов
- •Пути проникновения токсинов в организм
- •Побочные опасности
- •Приборы контроля атмосферы танков типы приборов контроля атмосферы
- •Приборы для измерения взрывоопасных концентраций газов
- •Эксплозиметры
- •Интерферометр
- •Анализаторы содержания кислорода
- •Приборы и устройства для измерения концентрации токсичных газов
- •Перевод концентраций, выраженных в мг/м3, в ррм осуществляется следующим образом:
- •Молярная масса (г)
- •Перевод объемных концентраций, выраженных в ррм, в весовые осуществляется следующим образом:
- •Молярный объем (24,1 л)
- •Приборы для измерения точки росы
- •Состав сухого воздуха, %
- •Типы газовозов типы и группы газовозов
- •Газовозы напорного типа
- •Газовозы полунапорного типа
- •Газовозы-химовозы
- •Суда рефрижераторного типа
- •Суда для перевозки природного газа - метановозы
- •Конструктивные особенности газовозов
- •Защита грузовых емкостей от повреждений
- •Материал, используемый для изготовления танков
- •Изоляция грузовых танков
- •Основные системы газовозов
- •Специальные системы газовозов
- •Оборудование. Инструменты
- •Основы термодинамики сжиженных газов идеальный газ
- •Основы термодинамики
- •Расчет температуры смеси жидкой фазы груза
- •Взаимные превращения жидкостей и газов
- •Работа при изменении объема газа
- •Энтропия
- •Теплопроводность
- •Расчет изоляции грузовых танков
- •Диаграмма молье
- •Установки повторного сжижения газов принципы искусственного охлаждения
- •Циклы упсг
- •Каскадная упсг
- •Насосы грузовых систем газовозов основные понятия и определения
- •Математические основы расчета рабочих параметров насосов
- •Типы насосов грузовых систем газовозов
- •Напорные характеристики насосов
- •Напорные характеристики трубопроводов
- •Работа центробежных насосов в составе трубопроводов
- •Особенности действия грузовых насосов
- •Меры предосторожности при эксплуатации грузовых систем
- •Меры безопасности на газовозах общие принципы обеспечения безопасности на газовозах
- •Конструктивное обеспечение пожарной безопасности
- •1. Оборудование конструктивно безопасного типа исключает искрообразование в процессе его нормальной эксплуатация и питается от сетей пониженного напряжения.
- •Оборудование газовоза активными средствами пожаротушения
- •Системы обнаружения пожаров
- •Переносные средства пожаротушения
- •Дыхательные аппараты
- •Организационные мероприятия по обеспечению пожаробезопасности
- •Меры безопасности при выполнении судовых работ
- •Разрешение на выполнение «горячих» работ
- •Раздел 1.
- •Раздел 2.
- •Раздел 3.
- •Комментарии к «Разрешению на выполнение горячих работ»
- •Раздел 1.
- •Раздел 2.
- •Разрешение на выполнение холодных работ
- •Раздел 2.
- •Раздел 3.
- •Комментарии к «Разрешению на выполнение холодных работ»
- •Меры безопасности при выполнении судовых работ
- •Раздел 1.
- •Раздел 2.
- •Раздел 3.
- •Раздел 4. Записи о вошедших (подлежит заполнению лицом, контролирующим вход)
- •Раздел 5. Завершение работы (подлежит заполнению лицом, контролирующим вход)
- •Грузовые операции основные этапы обработки груза на борту судна
- •Расчет времени на погрузку
- •Выгрузка
- •Специальные правила
- •Замеры и подсчет груза. Грузовая документация общие положения
- •Особенности подсчета груза на газовозах
- •Плотность груза
- •Стандартные способы подсчета груза
- •Общие правила определения веса груза
- •Расчет газовой фазы груза
- •Перевод процентных соотношений смесей в весовые или объёмные соотношения, и наоборот
- •Подсчет линейной скорости потока жидкости
- •Грузовая документация
- •Методы замены атмосферы танка
- •Метод разбавления атмосферы (dilution method)
- •II Повторный запуск всего оборудования — дело долгое и хлопотное.
- •Организация процесса замены атмосферы танков
- •Смена груза и условия предъявления судна под погрузку
- •Мойка танков
- •Заключительная обработка поверхности танка
- •Аварийные мероприятия на газовозах аварийное планирование
- •Организация борьбы с пожарами
- •Инциденты с грузом
- •Операции с грузом
- •Подвижка судна у причала
- •Посадка на мель
- •Касание грунта
- •Столкновение
- •Аварийная перекачка груза с судна на судно
- •Подготовка экипажа к оставлению судна
- •Словарь терминов общепринятые сокращения
- •Приложения
- •Спецификации сюрвейерской компании sgs на некоторые сжиженные химические газы (можно использовать только как справочные данные)
- •Сжиженные и химические газы, включенные в igc кодекс
Приборы контроля атмосферы танков типы приборов контроля атмосферы
В ходе проведения инертизации, продувки и вентиляции грузовых танков зачастую возникает необходимость контроля атмосферы в грузовых помещениях, ограниченных (закрытых) пространствах или даже на грузовой палубе. При этом по результатам замеров определяют наличие:
• опасности возникновения пожара,
• опасности для здоровья персонала.
В настоящее время для проведения замеров используют самые разнообразные приборы, основанные на различных принципах действия. Перечень минимально необходимых приборов, которые потребуются для контроля атмосферы на судах-газовозах, включает:
• кислородомер для измерения концентрации кислорода в атмосфере,
• интерферометр для измерения процентного содержания паров углеводородов в атмосфере,
• детектор взрывоопасных газов (эксплозиметр) для измерения взрывоопасных концентраций в пределах НПВ (% LEL),
• эксплозиметр для определения процентного содержания паров углеводородов по объему,
• прибор для измерения содержания токсичных веществ в атмосфере.
На каждом судне должно быть не менее двух комплектов этих приборов.
Однако при транспортировке некоторых газов требуется наличие специальных приборов для контроля содержания паров этих газов в атмосфере помещений. Например, при перевозке винилхлорида требуется наличие на судне прибора, позволяющего производить постоянные замеры малых концентраций VCM в течение всего рабочего дня (Long term measuring).
Любая измерительная аппаратура дает информацию О концентрации кислорода, взрывоопасных газов или токсичных газов только в определенном месте и в определенное время. Однако общее состояние атмосферы в танке может намного отличаться от характеристики атмосферы в месте, где произведен замер, которое к тому же может меняться со временем. Поэтому, для того чтобы определить действительное состояние атмосферы в танке, замеры необходимо выполнять в нескольких точках, а затем через определенные интервалы производить повторные замеры в тех же точках. Более того, все измерительные приборы должны быть откалиброваны на какой-то один газ, и при измерении содержания других газов необходимо вносить коррективы, иначе показания замеров будут с большими ошибками, что в некоторых случаях может иметь негативные последствия.
Приборы для измерения взрывоопасных концентраций газов
Принцип действия таких приборов зависит от диапазона измеряемой концентрации. Для измерения небольших концентраций, находящихся ниже нижнего предела взрываемости, обычно используют метод каталитического сжигания, или сгорания, газа. Концентрации более высокого порядка определяют на основе замеров скорости потери тепла или на показании преломления света (рефракции).
Эксплозиметры
Приборы с каталитическим сенсором.
Рассмотрим принцип действия наиболее распространенного эксплозиметра (рис. 11), определяющего концентрацию газов в процентах от НПВ. Следует помнить, что такой прибор годен только для замеров концентрации газов в воздушной атмосфере с содержанием кислорода не ниже 10,8% по объему и таким содержанием паров углеводородов, когда смесь еще не представляет пожароопасности.
Рис. 11. Принцип работы эксплозиметра с каталитическим сенсором
Работа прибора основана на каталитическом взаимодействии нагретой платиновой нити и газов. Платиновая нить нагревается электрическим током 200—320 мА до температуры 450° С. Смесь паров углеводородов и воздуха, попадая на раскаленную нить, сгорает в присутствии катализатора и тем самым увеличивает температуру нити.
Горение — это реакция окисления с образованием углекислого газа, воды и выделением теплоты. Например, для метана процесс горения можно записать так:
СН4 + 2O2 + 450° С + катализатор => СО2 + 2H2O + 800 кДж.
В некоторых приборах платиновая нить заменена керамическим шариком, но принцип действия прибора тот же. Увеличение температуры платиновой нити повлечет за собой увеличение сопротивления в цепи, что и будет индуцировать прибор.
Схема прибора представляет собой мостик Уитстона с чувствительным элементом в виде каталитической нити накаливания, образующей одно из плеч мостика. Индикатор приводится в состояние готовности в процессе балансировки мостика с каталитической нитью накаливания при температуре, соответствующей требованиям завода-изготовителя, путем контакта нити с пробой чистого воздуха. В результате балансировки определяется «0» (установка «0»),
Увеличение сопротивления нити, вызываемое ее окислением, нарушает равновесие мостика и вызывает отклонение показаний прибора на величину, пропорциональную концентрации газа. Шкала прибора градуируется от 0 до 100% НПВ.
Некоторые приборы содержат дополнительную электрическую схему для снятия показаний в диапазоне 0— 10% НПВ.
Для получения устойчивых показаний прибора напряжение в мостике должно поддерживаться постоянным при помощи предусмотренной в приборе системы регулировки.
Другое плечо мостика содержит вторую некаталитическую (вольфрамовую) нить накаливания (компенсирующую), идентичную чувствительной нити, причем обе они расположены очень близко друг к другу (размер сенсора в целом не превышает нескольких миллиметров). Вторая нить постоянно находится в контакте с чистым воздухом, что автоматически компенсирует влияние изменения температуры окружающей среды и влажности на показания прибора.
Регулировочные сопротивления в плечах мостика выполнены из материала, сопротивление которого не зависит от температуры.
Измерения такими приборами следует проводить в полном соответствии с требованиями завода-изготовителя.
Проба газа закачивается в прибор при помощи ручной или механической помпы. На входе смесь проходит через фильтр, задерживающий микрочастицы, а затем через пламегаситель, предотвращающий попадание пламени, образующегося при сгорании углеводородов, в атмосферу. Такой же пламегаситель установлен и на выходном патрубке. После того как стрелка прибора перестает двигаться по шкале, снимают показания прибора.
Несбалансированность напряжения на приборе пропорциональна концентрации углеводородов, в 2—3 раза превышающих НПВ, хотя показание прибора не может выходить за пределы 100% НПВ.
Если измеряемая концентрация в 2 раза превышает НПВ, кислорода в смеси недостаточно для полного сгорания паров углеводорода. На такую концентрацию прибор реагирует следующим образом: стрелка прибора сначала отклоняется до максимальной отметки, а затем вновь
падает до нуля. Поэтому при замерах атмосферы помещений с неустановленным содержанием углеводородов следует внимательно наблюдать за показанием прибора с тем, чтобы не пропустить вышеупомянутое его реагирование.
Продолжительная эксплуатация прибора в атмосфере с повышенным содержанием углеводородов приводит к отложению углерода на нити накаливания и изменяет чувствительность прибора. По той же причине (из-за неполного сгорания смеси углеводородов и воздуха) прибор не позволяет произвести замеры содержания паров углеводородов в инертной среде или в атмосфере с недостаточным содержанием кислорода (менее 11% по объему).
Рис. 12. Зависимость показаний прибора от вида калибровочного газа
На заводе-изготовителе такие приборы калибруют специальными газовыми смесями, состав которых должен быть указан на бирке прибора. Чувствительность прибора следует контролировать перед каждым его использованием.
Прибор калибруют в зависимости от требований компании каждые два месяца при помощи специального калибровочного набора. В это же время обычно и проверяют линии отбора проб прибора на герметичность. Для этого сжимают грушу и закрывают газозаборное отверстие. Если протечек нет, то груша остается в сжатом состоянии.
И, наконец, не реже чем один раз в год, прибор должен быть откалиброван в лабораторных условиях с выдачей соответствующего сертификата.
На точность измерения в значительной степени влияют резкие перепады температур и избыточное давление в контролируемой атмосфере, приводящее к высокоскоростному потоку пробы газа.
Если прибор откалиброван на какой-либо отдельный углеводород (газ) и завод-изготовитель не предоставил пересчетных таблиц для измерения содержания других газов, то прибор можно использовать только для того газа, на который он откалиброван (рис. 12).
На точность показаний прибора в значительной степени влияет содержание в пробе различных примесей и газов, которые могут оказать пагубное воздействие на каталитический сенсор. Например, присутствие в пробе газов или веществ, содержащих соединения серы, фосфора, свинца и кремния, вызывает коррозию сенсора. Присутствие же в пробе газа галогеноуглеводородов способствует возникновению на поверхности сенсора налета, который снижает его чувствительность. Такие газы, как VCM, бутадиен, стирол и др., вызывают формирование на поверхности сенсора слоя полимеров, чем значительно снижают время его «жизни».
Как правило, для тех продуктов, которые имеют температуру вспышки в пределах температуры окружающей среды (±5—10° С), приборы такого типа дают весьма точный результат. Но иногда они могут показывать содержание в атмосфере концентраций углеводородов, хотя на самом деле их в атмосфере нет.
Ниже перечислены газы, вызывающие отклонение показаний прибора от нулевой отметки (табл. 15).
Таблица 15. Газы, влияющие на показания эксплозиметра
Газ
|
Показания прибора, %НПВ(L.E.L.)
|
Аргон
|
35—60
|
Хлорэтан
|
20—30
|
Фреон 11
|
45
|
Фреон 22
|
0—30
|
Азот
|
5
|
Трихлорэтилен
|
10
|
Окись серы
|
30
|
Приборы с некаталитическим сенсором. Для измерения концентраций углеводородов, находящихся в пределах выше НПВ, обычно используют приборы с нагреваемой некаталитической нитью накаливания (принцип действия прибора точно такой же, как описано выше).
Скорость потери тепла нитью накаливания и, следовательно, ее температуру и сопротивление определяют в зависимости от состава газа. Чувствительная нить образует одно из плеч мостика Уитстона и уравновешивается в нулевом положении в момент первоначальной установки. Компенсирующая нить выполняет те же функции, что и в приборе с каталитической нитью накаливания.
При попадании углеводородов на раскаленную нить накаливания происходит потеря ею тепла за счет поглощения части тепла молекулами углеводородов и, следовательно, изменяется ее сопротивление, что регистрируется прибором. Зависимость потери тепла нитью представляет собой нелинейную зависимость концентрации углеводородов в смеси. Эта зависимость отображается на шкале прибора. Прибор показывает непосредственное содержание углеводородов (НС) в процентах по объему.
На некаталитическую нить не влияет концентрация газа, поэтому при ее превышении НПВ стрелку прибора «зашкалит» и она будет оставаться в таком положении, пока присутствуют пары углеводородов.
Измерения следует производить в строгом соответствии с указаниями завода-изготовителя. Прокачка пробы производится до тех пор, пока стрелка прибора не займет устойчивое положение (обычно 15—20 раз).
Важно, чтобы в момент измерения газ был неподвижен в приборе и имел атмосферное давление.
Прибор калибруется специальными углеводородосодержащими смесями на основе азота или углекислого газа. Точность измерений таким прибором во многом зависит от состава замеряемой газовой смеси (она не должна отличаться от смеси, которой откалиброван прибор) и давления в помещении. Даже небольшое отклонение от атмосферного давления приводит к значительным отклонениям в показаниях прибора. Поэтому при замерах концентрации газов в помещении с избыточным давлением после отбора проб необходимо отсоединить пробоотборную линию и дать возможность давлению пробы сравняться с атмосферным.
Общее название приборов с некаталитическим сенсором — углеводородомеры (HC-meter), GASSCOPE, TANKSCOPE.
Рис. 13. Схема эксплозиметра, основанного на принципе поглощения углеводородами инфракрасного излучения