Инертный газ производится на борту судна при помощи установки инертного газа, сжигая газойль с низким содержанием серы. Точка росы желательно – 45С.
2.4.7 Характеристики инертного газа
| Кислород | < 0.5% от объема |
| Карбон диоксид | <14% от объема |
| Карбон моноксид | <100ppm в объеме |
| Окислы серы (SOx) | <2ppm в объеме |
| Окислы азота (NOx) | <65ppm в объеме |
| Азот | Остаток около 85 % |
| Точка росы | <-45C |
| Сажа | Полностью отсутствует |
Инертный газ немного тяжелее воздуха, - 1.35 кг/м3 при 0С
Обладает удушающим эффектом.
2.5 Опасность низких температур для металла, меры безопасности
Обычная сталь подвержена хрупкому излому при низких температурах. Такие повреждения могут быть катастрофическими, так как хрупкую сталь можно повредить без особых усилий. Обычная углеродистая сталь может потерять свою гибкость при температурах до -50С, поэтому их использование для температур -160С невозможно.
Поэтому, в конструкциях судов для перевозки СПГ применяются специальные материалы, которые не теряют своих прочностных характеристик при низких температурах. Это ИНВАР (36% никель-железо сплав), аустенитная нержавеющая сталь, 9% никелевая сталь, сплавы алюминия, такие как 5083 сплав.
Все эти материалы сохраняют свои прочностные характеристики при низких, -162С температурах, и противостоят даже перегрузкам, сохраняя свои непроницаемость.
Для избежания хрупкого излома обычных сталей, должны быть приняты соответствующие меры для предотвращения контакта СПГ или азота с ними.
Дополнительно, должно иметься специальное оборудование на случай утечки СПГ или азота. Районы манифолдов оборудованы поддоном, из специальной стали, который при разливе не дает распространиться низкотемпературной жидкости, и существует возможность дренировать эту жидкость за борт. Судно в районе манифолда оборудовано водяной завесой, работающей от пожарного насоса. Пожарный насос должен быть всегда под давлением и водяная завеса в действии при любых грузовых операциях.
Дополнительно, пожарные шланги должны быть проложены к каждому куполу, для обработки любой маленькой утечки из клапана или фланца. Постоянные поддоны должны быть установлены под оборудованием, которое наиболее вероятно может создать проблемы и переносные поддоны должны быть готовы для немедленного использования в случае возможных утечек.
Во время любых перемещений груза, и особенно во время погрузки/выгрузки, должен быть организован постоянный обход на палубе для своевременного обнаружения утечки.
В случае разлива или утечки, водяной спрей должен быть направлен в это место для рассеивания и испарения жидкости, а главное для защиты обычной стали. Утечка должна быть ликвидирована, при необходимости даже остановив грузовые операции.
В случае большого разлива или утечки, грузовые операции должны быть остановлены немедленно, объявлена тревога и включено палубное орошение.
2.6 Опасности для персонала.
2.6.1 Метан
2.6.2 Азот
3. Концепция конструкции грузовой системы
3.0.1Общие положения
Концепция конструкции грузовой системы, определяет количество грузовых танков, их расположение, форму и структуру их тепловой изоляции. Сюда относится расположение и конструкция балластных танков, коффердамов, трюмных пространств. Очень важным моментом является система крепления грузовых танков.
IMOCh.2 разделяет суда, перевозящие сжиженные газы на 3 группы- 1G,2G,3G.
Критерии, - расположение танков и способность к выживанию при столкновении и посадке на мель
При посадке на мель размеры повреждения вверх В/15 или 2 метра, что меньше по всей длине судна
При столкновении размеры повреждения по длине 1/3 L 2/3 или 14,5 м, что меньше; по глубине В/5 или 11,5 м, что меньше; по высоте,- без ограничений.
Тип 1 G - судно намеревающееся перевозить груз указанный в Гл.19, который требует максимальных превентивных мер для предотвращения разлива этого груза
Тип 2 G - судно намеревающееся перевозить груз указанный в Гл.19, который требует значительных превентивных мер для предотвращения разлива этого груза
Тип 2 PG – судно длиной 150 м и менее, намеревающееся перевозить груз, указанный в Гл.19, который требует значительных превентивных мер для предотвращения разлива груза и где груз перевозится в независимых танках типа С, при MARVS не менее 7 бар манометрических и грузовой системой, способной выдерживать температуру – 55С и выше. Суда с такими характеристиками, но более 150 метров длиной, считаются судами типа 2 G.
Тип 3 G – судно намеривающееся перевозить груз указанный в Гл.19, который требует умеренных превентивных мер для предотвращения разлива
3.1 Принципы системы содержания груза
| Т груза при P атм. | - 10С и выше | - 10 - - 55 | Ниже - 55 |
| Тип танка | Без 2-го барьера | Корпус 2-й барьер | 2-й барьер |
| ВстроенныйМембранныйПолумембран.НезависимыйТипАТирВТипСВнутр.ИзоляцияТип 1Тип 2 | Обычно не разрешенПолный 2-й барьерПолный 2-й барьерПолный 2-й барьерЧастичный 2-й барьерНе требуется 2-й барьерПолный 2-й барьер2-й барьер предусмотрен |
Встроенные танки – являются структурной частью корпуса судна и испытывают те же нагрузки, что и корпус судна.
Независимые танки – самоподдерживающие, не являющиеся частью корпуса.
Конструкция танков зависит от расчетного максимального давления и минимальной температуры.
Мембранные танки – не самоподдерживающие, состоят из тонкой мембраны (0.5-1.2 мм), которая поддерживается через изоляцию, приспособленной к внутреннему корпусу.
Термальные нагрузки компенсируются качеством металла мембраны (никель, сплавы алюминия).
Полу - мембранные танки,- это мембранные танки с более толстой мембраной (до 3-5 мм) и скругленными углами.
Танки с внутренней изоляцией – не самоподдерживающие танки, состоящие из термоизоляционного материала, который способствует сдерживанию груза и поддерживается структурой приспособленной с внутреннему корпусу или независимому танку. Внутренняя поверхность изоляции соприкасается с грузом.
Независимые танки делятся на три категории:
Тип А – построенные в соответствии со стандартами установленными властями. В случае гравитационных танков с плоскими поверхностями, расчетное давление не должно превышать 0.7 бар.
Тип В – построены в соответствии со специальными аналитическими расчетами для выдерживания напряжения, деформации и усталости металла.
Тип С – для груза при температуре окружающей среды (давление рассчитывается по специальной формуле)
Вторичный барьер – необходим при перевозке грузов с температурой ниже – 10 С.
Вторичный барьер – это газонепроницаемая конструкция вокруг танка, предназначенная для временного сдерживания груза при утечке через первичный барьер в течение 15 суток при статическом крене 30 градусов
В настоящее время для судов, перевозящих СПГ, применяются три основных вида грузовых танков, - это сферический тип танка MOSS, мембранный тип системы Газ Транспорт № 96, мембранный танк системы Технигаз MarkIII. Разработана и внедряется система CS-1, которая является комбинацией вышеуказанных мембранных систем.
На диаграмме 3.1а приведены сравнительные характеристики различных типов танков.
Подробнее остановимся на системе Газ Транспорт № 96-2
Внутренний корпус интегрирован в систему поддержки и изоляции системы Газ Транспорт. Система состоит из тонкой, гибкой первичной мембраны, которая контактирует с грузом, слоем фанерных отсеков, наполненных перлитом,- первичная изоляция. Далее идет вторая гибкая мембрана, такая же, как и первая, называемая вторичным барьером, за которой расположен второй слой фанерных отсеков с перлитом, называемый вторичной изоляцией и который контактирует с внутренним корпусом.
Двойная мембрана соответствует требованиям по системе содержания груза и обеспечивает двойной барьер в случае утечки груза. Вся система в целом обеспечивает передачу гидростатического давления через мембраны и изоляцию на внутренний корпус.
Назначение мембраны предотвратить утечку, в то время как назначение изоляции поддерживает и передает нагрузку, одновременно минимизирует теплообмен между грузом и внутренним корпусом. Вторая мембрана служит не только вторичным барьером, но и уменьшает конвекционные потоки внутри изоляции.
Пространства первичной и вторичной изоляции находятся под контролируемой азотной атмосферой (давление, наличие метана). Давление в пространстве первичной изоляции не должно превышать давление в грузовом танке во избежание выдавливания мембраны внутрь танка. При нормальных условиях давление азота в пространствах первичной и вторичной изоляции поддерживается в пределах 0.2 – 0.4 kPa.
3.1.1 Конструкция изоляции и барьеров
Первичный и вторичный барьеры идентичны и сделаны из криогенной ИНВАР стали толщиной 0.7 мм. Композитный состав ИНВАР стали:
| Ni | 35 – 36.5 % |
| C | < 0.04 % |
| Si | < 0.25 % |
| Mn | <0.2 – 0.4 % |
| S | < 0.0015 % |
| P | <0.008 % |
| Fe | Остаток |
Коэффициент температурного расширения = (1.5 +/- 0.5) 10 мм/ гр.С между 0С и -180С, приблизительно в 10 раз меньше, чем нержавеющей стали AISI 304.
Тест на прокол при – 196С, > 120 J/cm2.
КТР достаточно низок и можно использовать плоскую сталь вместо рифленой.
Внутренняя поверхность мембраны, таким образом, контактирует с поддерживающей изоляцией, что нагрузка, которую она может выдерживать, ограничена только величиной несущей нагрузки изоляции.