Читать онлайн Расчет массы груза по осадкам бесплатно
Предисловие
Улучшение показателей эффективности коммерческой эксплуатации грузового судна, особенно при перевозке навалочных грузов, во многом зависит от способности капитана и грузового помощника точно определить массу погруженного и выгруженного груза.
При перевозке навалочных грузов, массу груза определяют по осадкам судна. Процесс определения массы груза по осадкам судна называется «драфт сюрвей» (Draft Survey).
Определение массы груза по осадкам требуется не только при перевозке навалочных грузов, но и генеральных грузов и контейнеров. Например, при перевозке балансов или пиломатериалов, по осадкам определяют вес погруженного в трюма и на палубу груза. Это необходимо для расчета остойчивости и чем точнее определен вес груза, тем точнее будет расчет остойчивости.
С 1 июля 2016 года вступило в силу требование об обязанности отправителя контейнера предоставлять перевозчику и терминалу информацию о его «Проверенной общей массе» (Verified Gross Mass – VGM). Данное требование одобрено Резолюцией Комитета по Безопасности на Море MCS.380(94) 21 ноября 2014 года и внесено в Международную Конвенцию по охране человеческой жизни на море – СОЛАС (International Convention for the Safety of Life at Sea – SOLAS), в Главу VI/2. Хотя обязанность предоставить информацию о VGM лежит на грузоотправителе, капитан и грузовой помощник, до выхода в море, обязаны проконтролировать, по крайней мере, общий вес груза контейнеров, погруженных на борт судна, путем выполнения драфт сюрвея и сравнить его с общим весом, который предоставил грузоотправитель.
Сам по себе процесс не сложный, однако, точность вычислений зависит от многих факторов и условий, поэтому, для того чтобы точно определить массу погруженного и выгруженного груза и избежать коммерческих убытков, необходимо принимать их во внимание.
Точность определения массы груза по осадкам зависит от умения капитана и грузового помощника подготовить судно к драфт суровею, а также о точности снятия осадок судна в различных условиях и приведения их на перпендикуляры, точности измерения плотности забортной воды, точности замеров балластных, топливных и всех других судовых танков и коффердамов, в том числе тех, которые редко заполняются или совсем не предназначены для приема жидкостей, точности интерполяции табличных данных и точности вычислений.
В данной книге приводится методика снятия осадок и порядок выполнения необходимых расчетов. Суть вычислений заключается в том, что по рассчитанной средней осадке судна определяют его водоизмещение. Затем, если необходимо, вычисляют поправки и после этого находят истинное водоизмещение судна. Путем замеров всех судовых танков и коффердамов вычисляют массу всех переменных запасов. Массу груза определяют как разность водоизмещений до, и после погрузки или выгрузки, с учетом изменения массы переменных запасов. Ниже подробно приводится последовательность выполнения необходимых действий и расчетов. Обращено внимание на отдельные особенности и условия, которые влияют на точность вычислений.
Выполнение драфт сюрвея процесс творческий. Практически каждый драфт сюрвей уникален. Даже у одного и того же причала и при работе с одним и тем же грузом, и внешние условия и состояние судна редко бывают одни и те-же, что-нибудь да обязательно будет отличаться, например, при разной освещенности точность снятия осадок будет разной, а в ветренную погоду, даже незначительное волнение на водной поверхности значительно затруднит точное снятие осадок.
Необходимая документация
Для определения массы груза по осадкам судна могут потребоваться некоторые судовые чертежи и буклеты с данными. Ими пользуется как грузовой помощник, так и драфт сюрвейер, которого может назначить грузоотправитель или грузополучатель, а в некоторых случаях один сюрвейер выполняет драфт сюрвей в интересах обеих сторон. Чертежи и буклеты необходимые для драфт сюрвейя:
Общий чертеж судна (General Arrangements Drawing).
Чертеж с расположением судовых цистерн (Tank Plan).
Чертеж с осадками судна (Draft marks Plan).
Грузовая шкала (Deadweight scale).
Кривые гидростатики (Hydrostatic curves).
Таблицы гидростатики (Hydrostatic tables).
Таблицы замеров балластных танков (Ballast water tank tables).
Таблицы замеров питьевых танков (Fresh water tank tables).
Таблицы замеров топливных и других танков машинного отделения (Fuel tank tables).
Международное свидетельство о грузовой марке судна (International Load Line Certificate).
Необходимые приборы и инструменты
Для определения массы груза по осадкам необходимы следующие приборы и инструменты:
Денсиметр (Densimeter).
Емкость с линем достаточной длины для забора воды и измерения ее плотности.
Фонарик.
Футшток для замера балластных танков.
Паста или мел для замера балластных танков.
Ветошь для вытирания футштока.
Рулетка для измерения высоты надводного борта.
Блокнот для записи данных.
Карандаш или авторучка.
Устройство, позволяющее довольно точно измерить высоту надводного борта при волнении.
Нормирование плавучести
Для того чтобы грузовое судно могло выдерживать, не опрокидываясь, воздействие ветра и волн, оно должно иметь достаточный запас плавучести.
Запасом плавучести называется объем водонепроницаемой части корпуса судна, расположенного выше соответствующей сезонной грузовой ватерлинии ГВЛ.
Запас плавучести определяет массу грузов (или воды), которую судно, плавающее по ГВЛ, может принять до полной потери плавучести.
Основным критерием запаса плавучести является высота надводного борта, достаточная для обеспечения безопасного плавания в определенных районах и в определенное время года.
Высота надводного борта устанавливается Классификационным обществом, осуществляющим надзор за техническим состоянием судна, на основании Международной конвенции о грузовой марке. Необходимо отметить, что требования данной конвенции, не распространяется на суда, которые осуществляют плавание исключительно в пределах Каспийского моря, Великих Американских озер и по реке Святого Лаврентия, по рекам Ла-Плата, Парана и Уругвай. Все данные о разрешенной для данного грузового судна высоте надводного борта указываются в Международном свидетельстве о грузовой марке (International Load Line Certificate), которое выдается Классификационным обществом.
Пример Международного свидетельства о грузовой марке судна.
На рисунке изображение грузовой марки сухогрузного судна в Международном Свидетельстве о Грузовой Марке.
На каждом грузовом судне, выполняющем международные рейсы, обязательно должен быть, как минимум один экземпляр последнего издания Международной конвенции о грузовой марке. В настоящее время действует Международная Конвенция о Грузовой Марке 1966 года, измененная протоколом 1988 года к ней (КГМ 66/88), пересмотренная в 2003 году) с поправками. (International Convention on Load Lines, 1966, as amended by the 1988 Protocol relating thereto (LL 66/88) (revised in 2003), as amended).
Для контроля высоты надводного борта в условиях эксплуатации на каждом борту грузового судна, на мидель-шпангоуте, наносят грузовую марку.
Фото грузовой марки сухогрузного теплохода смешанного река-море плавания типа «Омский»
Грузовая марка
Грузовая марка наносится по правилам, изложенным в Международной конвенции о грузовой марке 1966 года, измененной протоколом 1988 года к ней (КГМ 66/88) (пересмотренной в 2003 г.) с поправками.
Правила предполагают, что характер груза и размещение груза, балласта, запасов и так далее, обеспечивают достаточную остойчивость судна и не создают в его конструкциях чрезмерных напряжений. Также соблюдаются требования по остойчивости и делению судна на отсеки.
Общая конструктивная прочность судна должна быть достаточной для осадки, соответствующей назначенному надводному борту.
Суда должны соответствовать стандартам остойчивости в неповрежденном состоянии, изложенным в Резолюции ИМО А. 749 (18) – Кодекс об остойчивости в неповрежденном состоянии для всех типов судов, принятом в ноябре 1993 г., дополненного поправками резолюцией Комитета по безопасности ИМО MSC.267(85) 4 декабря 2008 года и вступившего в силу 1 июля 2010 года. (Resolution A.749(18) – Code on Intact Stability for all types of ships covered by IMO instruments, November 1993, as amended by MSC.75(69) adopted in May 1998. This Code was updated by res. MSC.267(85) on 4 December 2008, expected applicable from 1 July 2010.)
Если специально не предусмотрено иное, то правила Конвенции о грузовой марке применяются к судам, кили которых были заложены или находились в стадии постройки на 1 января 2005 года и после этой даты.
Для судов, кили которых были заложены, или которые находились в стадии постройки на 1 января 2005 года, применяются требования Международной конвенции о грузовой марке 1966 года, измененной Протоколом 1988 года, принятым Международной конференцией по Гармонизированной системе освидетельствований и оформления свидетельств 1988 года.
Грузовая марка состоит из палубной линии, знака грузовой марки и марочной гребенки.
Палубная линия – это горизонтальная линия длиной 300 миллиметров и шириной 25 миллиметров. Наносится на миделе, с каждого борта судна. От верхней кромки палубной линии измеряется высота установленного надводного борта судна. Положение палубной линии и точка от которой устанавливаются сезонные высоты надводного борта во всех случаях указывается в Международном свидетельстве о грузовой марке.
Грузовая марка – это специальный знак, который наносится на борта судна на мидель-шпангоуте и обозначает сезонные высоты надводного борта установленные для данного судна в соответствии с Международной конвенцией о грузовой марке.
Он представляет собой круг с наружным диаметром 300 миллиметров и шириной 25 мм пересеченный по середине горизонтальной линией длиной 450 мм и шириной 25 мм. Верхняя кромка линии проходит точно через середину круга. Расстояние от верхней кромки горизонтальной линии до верхней кромки палубной линии обозначает минимально допустимую высоту летнего надводного борта судна. Над горизонтальной линией, слева и справа от круга, как правило, навариваются буквы, обозначающие Классификационное общество, осуществляющее надзор за данным судном. Должно быть не более четырех букв, являющихся начальными буквами названия организации. Высота букв 115 мм, а ширина 75 мм.
Данный круг также называют «Круг Плимсолла», получивший такое название в часть британца Самуэля Плимсолла, который приложил много усилий, для принятия в 1875 году британским парламентом первого закона, установившего минимальную высоту надводного борта для загруженных грузовых судов.
Марочная гребенка – это сочетание грузовых марок, размещенных соответствующим образом. Каждая марка обозначает грузовую ватерлинию, назначенную в соответствии с Конвенцией о грузовой марке. Каждая ватерлиния определяет высоту надводного борта, которую данному судну разрешено иметь в определенный период года, в определенной зоне и районе. Длина каждой грузовой марки 230 мм и ширина 25 мм. Ширина вертикальной линии, соединяющей грузовые марки также 25 мм. Марочная гребенка наносится на расстоянии 540 мм в нос от центра круга грузовой марки. Каждая грузовая марка обозначается буквой.
На рисунке показана грузовая марка судна длиной более 100 метров.
Применяются следующие грузовые марки:
S – (Summer Load line) – Летняя грузовая марка. Летняя грузовая марка для морской воды (удельный вес 1,025 т/м³). Наносится в нос от вертикальной линии марочной гребенки на том же уровне что и горизонтальная линия круга грузовой марки.
W – (Winter Load line) – Зимняя грузовая марка. Высота зимнего надводного борта определяется путем увеличения летнего надводного борта на 1/48 летней осадки. Наносится в нос от вертикальной линии марочной гребенки под летней грузовой маркой.
F – (Fresh Water Load line) – Грузовая марка для пресной воды. Она показывает высоту надводного борта в пресной воде. Находится над летней грузовой маркой на расстоянии равном (в миллиметрах), где D – водоизмещение судна в морской воде с осадкой по летнюю грузовую марку, q – число тонн на один сантиметр осадки у судна в морской воде, загруженного по летнюю грузовую марку. Находится в корму от вертикальной линии марочной гребенки.
T – (Tropical Load line) – Тропическая грузовая марка. Грузовая марка для плавания в тропических зонах в морской воде. Находится в нос от вертикальной линии марочной гребенки, над летней грузовой маркой, на расстоянии равном 1/48 летней осадки.
TF – (Tropical Fresh Water Load line) – Тропическая грузовая марка в пресной воде. Грузовая марка для плавания в пресной воде в тропических районах. Находится в корму от вертикальной линии над грузовой маркой для пресной воды на расстоянии равном 1/48 летней осадки.
WNA – (Winter North Atlantic Load line) – Зимняя грузовая марка для Северной Атлантики. Зимняя марка для плавания в районах Северной части Атлантического Океана (севернее 36 – й параллели). Применяется только для судов длиной менее 100 м. Находится под зимней грузовой маркой на расстоянии 50 миллиметров.
Суда оборудованные, в соответствии с требованиями, установленными для судов перевозящих лес на палубе, могут иметь меньший летний надводный борт, чем суда того же типа, но не оборудованные для перевозки леса. Такие суда называют лесовозами, они имеют на бортах в дополнении к обычной еще и лесную марочную гребенку. Она наносится на расстоянии 540 миллиметров в корму от центра грузовой марки. Ширина линий 25 миллиметров. К условному обозначению марки с левой стороны прибавляется буква L.
На рисунке показана грузовая марка судна длиной менее 100 метров.
Применяются следующие лесные грузовые марки:
LS – (Summer Timber Load line) – Летняя лесная грузовая марка, определяемая верхней кромкой линии, отмеченной LS.
LW – (Winter Timber Load line) – Зимняя лесная грузовая марка, определяемая верхней кромкой линии, отмеченной LW.
LWNA – (Winter North Atlantic Timber Load line) – Зимняя лесная грузовая марка для Северной Атлантики, определяемая верхней кромкой линии, отмеченной LWNA.
LT – (Tropical Timber Load line) – Тропическая лесная грузовая марка, определяемая верхней кромкой линии, отмеченной LT.
LF – (Fresh Water Timber Load line) – Лесная грузовая марка для пресной воды летом, определяемая верхней кромкой линии, отмеченной LF и нанесенной в нос от вертикальной линии. Разность между лесной грузовой маркой для пресной воды летом и летней лесной грузовой маркой, представляет поправку для загрузки в пресной воде для других лесных грузовых марок.
LTF – (Tropical Fresh Water Timber Load Line) – Тропическая лесная грузовая марка для пресной воды, определяемая верхней кромкой линии, отмеченной LTF, нанесенной в нос от вертикальной линии.
На рисунке показана лесная грузовая марка судна длиной более 100 метров.
Если условия эксплуатации судна, его характеристики или навигационные ограничения делают неприменимыми какие-либо сезонные грузовые марки, то такие марки могут не наноситься и будут отсутствовать в рисунке грузовой марки.
На рисунке показана лесная грузовая марка судна длиной менее 100 метров.
В случаях, когда зимняя грузовая марка для Северной Атлантики совмещается с зимней грузовой маркой у той же вертикальной линии, то эта грузовая марка отмечается W.
Альтернативные и дополнительные грузовые марки, требуемые другими действующими международными конвенциями, могут наноситься перпендикулярно к и в корму от вертикальной линии, от которой отложены все остальные грузовые марки, описанные выше. К дополнительным грузовым маркам относятся грузовые марки для судов, перевозящих опасные грузы класса 7 – Радиоактивные вещества.
Рисунок грузовой марки представляет собой сочетание грузовой марки, марочной гребенки и палубной линии.
Все символы и знаки грузовой марки, включая палубную линию, а также марки осадок, должны быть окрашены белой или желтой краской на темном фоне или черной краской на светлом фоне. Все знаки грузовой марки и марки осадок должны быть всегда легко различимы, поэтому, по мере повреждения или истирания краски, их необходимо подкрашивать. Необходимо иметь в виду, что плохо различимые знаки грузовой марки являются нарушением Конвенции о грузовой марке и могут стать основанием для задержания судна инспектором Портового контроля.
Грузовому помощнику настоятельно рекомендуется иметь в грузовом офисе и грузовой книге, копию действующего Международном свидетельстве о грузовой марке судна (International Load Line Certificate), которое выдается судну на пять лет.
Фактически, желательно иметь несколько копий, потому что каждый драфт сюрвейер всегда просит дать ему копию свидетельства и чтобы не отвлекаться во время драфт сюрвея на изготовление копий, будет полезно иметь несколько копий, как говорится, «под рукой».
Марки углубления
Марки углубления – это приваренные на обоих бортах оконечностей корпуса судна и в районе миделя цифры и горизонтальные линии.
Осадка судна в районе нанесенной марки, равняется вертикальному расстоянию от нижней кромки цифры до нижней кромки киля.
В повседневной работе для измерения осадки применяется термин «снять осадки», т.е. определить осадки судна по маркам углубления, либо определить осадку путем измерения высоты надводного борта.
Марки углубления окрашиваются в белый цвет на темном фоне или в темный цвет на светлом фоне.
Маркировка может выполняться:
В метрической системе (арабские цифры) осадка измеряется в метрах – при этом высота цифр и расстояние между ними (по перпендикуляру к основной плоскости) составляет 100 мм.
В английской системе (римские цифры) осадка измеряется в футах (1 фут = 0,3048 м. или 12 дюймов, 1 дюйм = 2,54 см.) – при этом высота цифр и расстояние между цифрами (по перпендикуляру к основной плоскости) составляет 0,5 фута (6 дюймов).
Если на судне используются обе системы, то с левого борта марки углубления наносятся римскими цифрами, а с правого борта арабскими цифрами.
В последние годы, число судов с марками углубления английской системы, значительно сократилось, так что встреча с ними, для большинства грузовых помощников, маловероятна, тем не менее, представление о них иметь надо, что случайная встреча не стала для грузового помощника полной неожиданностью и не привела его в замешательство, и как следствие, негативно не повлияла на точность снятия осадок судна и вычисление массы груза. Как говорится, «предупрежден – значит вооружен».
Форма оконечностей корпуса судна не всегда позволяет нанести марки углубления на носовом и кормовом перпендикулярах. Поэтому, для удобства снятия осадок, их наносят на некотором расстоянии от соответствующего перпендикуляра.
На рисунке показано измерение осадки судна по маркам углубления (метрическая система).
На рисунке показано измерение осадки судна по маркам углубления (английская система).
Носовая марка наносится либо на носовом перпендикуляре, либо в корму от него.
Кормовая и средняя марки углубления могут быть нанесены как в нос, так и в корму от соответствующего перпендикуляра.
Иногда часть марки углубления наносится на перпендикуляре, а другая ее часть на некотором расстоянии от него.
На рисунке приведен пример схемы расположения марок углубления относительно носового и кормового перпендикуляров и миделя судна. Обычно на судовых чертежах указывается расстояние между маркой углубления и соответствующим перпендикуляром.
На рисунке схема судна с расположением марок углубления.
Обозначения, используемые на рисунке:
КВЛ – Конструктивная ватерлиния, соответствующая осадке судна по летнюю грузовую марку.
lн – отстояние носовой марки углубления от носового перпендикуляра;
lср – отстояние средней марки углубления от миделя;
lкр – отстояние кормовой марки углубления от кормового перпендикуляра.
Так как во всех расчетах, связанных с определением посадки судна и определением массы груза по осадкам, используют осадки на перпендикулярах, то осадки, снятые на марках углубления, необходимо исправить соответствующими поправками, для того чтобы они соответствовали осадкам на перпендикулярах. Исправить осадки, снятые на марках углубления, значит «привести» их на соответствующие перпендикуляры. Для этого пользуются формулами, которые будут приведены ниже.
Дифферент
Дифферент – это продольное наклонение судна.
Дифферент измеряется как разность осадок носом и кормой. Если осадки носом и кормой равны, то судно находится на ровном киле. Если осадка носом больше чем осадка кормой, то судно имеет дифферент на нос. При этом дифферент имеет знак «+». Если осадка кормой больше чем осадка носом, то судно имеет дифферент на корму. При этом дифферент имеет знак «-».
Формула для вычисления дифферента имеет вид:
где,
d – дифферент;
Тн – осадка носом;
Ткр – осадка кормой.
Если на судне переместить груз в продольном направлении, то одна осадка уменьшится, а другая увеличится. Суммарное изменение обеих осадок равно изменению дифферента судна.
Так как продольное наклонение судна осуществляется относительно центра тяжести действующей ватерлинии xf, то изменение осадок в оконечностях судна из-за изменения дифферента зависит от его положения.
Если xf совпадает с плоскостью мидель-шпангоута, то при изменении дифферента, одна осадка будет увеличиваться на половину изменения дифферента, а другая осадка соответственно уменьшаться на половину. Средняя осадка при этом не изменится.
Если xf не совпадает с плоскостью мидель-шпангоута, то при изменении дифферента одна осадка изменится больше чем другая. Это обусловлено тем, что в этом случае xf будет находиться на разном удалении от носового и кормового перпендикуляров. Средняя осадка при этом изменится. Новые осадки могут быть найдены по формулам:
где,
δТн – изменение осадки носом;
δТкр – изменение осадки кормой.