Лекция 15. Борьба за живучесть на танкере и

На газовозе. (2ч)

1. Борьба за живучесть на танкере. Особенности борьбы за живучесть специализированных судов определяются особенностями их конструкции, технологией перевозок, свойствами груза, для которого они предназначены, и спо­собом эксплуатации. Эти особенности могут существенно изменить организацию борьбы за живучесть специализированного судна по сравнению с универсальным. Для каждого специализированного суд­на можно выстроить приоритетно убывающий ряд опасностей, взятый из статистики аварий, который и характеризует особенности организации борьбы за живучесть. Для танкера такой ряд имеет вид: загрязненность – взрыв – пожар – разламывание – потеря плаву­чести – опрокидывание. Чем больше размеры танкера, тем ближе разламывание.

Статистика аварий не знает случаев опрокидывания танкеров. Это объясняется особенностями их эксплуатации и конструкции. Танкер – это судно, предназначенное для перевозки жидких грузов, имеющих свободную поверхность. Влияние свободной поверхности на остойчивость выражается известным из теории корабля выражением:

i_x – к∙ Ɩ∙ b³

где ix — момент инерции площади свободной поверхности жидкости в отсеке, м⁴; V — объемное водоизмещение судна, м³ ; к — коэффициент формы площади свободной поверхности жидкости в отсеке; Ɩ— длина отсека, м; b-~ ширина отсека, м.

Танкер, имея 80—90% площади свободной поверхности жидкости от площади действующей ватерлинии, неминуемо должен был бы опрокинуться, если бы не был конструктивно защищен от этой опас­ности. Это достигается установкой продольных водонепроницаемых переборок, которые квадратично уменьшают влияние свободной поверхности.

Вероятность гибели танкера от потери остойчивости при любых повреждениях корпуса невелика.

Все танкеры конструктивно делятся на два основных класса: с минимальным надводным бортом (построенные до вступления в силу конструктивных требований конвенции МАРПОЛ-73) и с избыточ­ным надводным бортом (соблюдены требования по конструкции МАРПОЛ-73). Танкер с минимальным надводным бортом, находясь в полном грузу, при затоплении машинного помещения потопляем. Танкер с избыточным надводным бортом практически непотопляем за счет наличия большого количества незаполненных объемов (грузовые танки или танки изолированного балласта) независимо от состояния судна в грузу или в балласте).

Известно, что подавляющее большинство пробоин происходит в результате столкновений или посадки на мель. Статистический анализ повреждений корпуса позволяет установить закон распределения местоположения пробоины по длине судна, из которого следует, что при столкновениях вероятность получения пробоины в МО танкера (при условии его нахождения в корме) в 5 – 6 раз меньше, чем в носовой части и в 3 – 4 раза меньше при посадках на грунт. Поэтому конечные значения вероятностей получения пробоины в МО танкера весьма невелики, и исходя из этого танкерам назначен минимальный надводный борт. Конструктивной зашитой от затоп­ления МО танкера при столкновениях является смещение МО в корму и уменьшение его размеров до минимально допустимых, а при посад­ках на грунт – обязательное наличие двойного дна. На танкерах старой постройки наличие двойного дна в районе грузовых танков не требовалось. Конвенция МАРПОЛ-73 и Протокол к ней 1978 г. требуют у танкеров и продуктовозов новой постройки наличия двой­ного дна по всей длине судна. Это вызвано не столько соображениями повышения живучести танкеров, сколько мерами по защите окружающей среды в случае посадки танкера на грунт. Одной из особенностей борьбы за живучесть танкеров является борьба за преlотвращение разлива вредных веществ.

При получении пробоины в грузовых танках, если танкер в грузу, происходит не только затопление танка водой (полное или частичное за счет замещения груза), но и вытекание груза за борт, что является экологическим бедствием. Средств борьбы с этим бедствием на судне нет. Уменьшить последствия этого бедствия можно переброской груза из аварийного танка в пустые (если они есть), созданием крена на противоположный пробоине борт, если есть возможность этим под­нять пробоину из воды, и остановкой судна, чтобы линза нефти кон­центрировалась в одном месте, а не растаскивалась по всей поверхности моря, если судно с выливающейся из него нефтью будет иметь ход. Применение пластыря бесполезно, так как, во-первых, отсутствие перепада давлений внутри танка и снаружи не будет его прижимать к пробоине, во-вторых, вытекающий груз будет отталкивать пластырь от пробоины и, в-третьих, поскольку постановка цементного ящика в замазученном танке невозможна, то и поста­новка пластыря ничего не дает. С точки зрения безопасности самого танкера, затопление любого отсека для него опасности не представля­ет, за исключением случая, указанного выше. Но и в этом случае, если пробоина средняя или большая, то время затопления меньше времени постановки пластыря, а если пробоина малая, то она заделывается изнутри. Все это говорит о том, что применение пластыря на танкерах неэффективно, за исключением какого-нибудь особого случая, для чего все танкеры независимо от размеров снабжаются только облег­ченным пластырем, в отличие от сухогрузных судов, на которых тип пластыря зависит от размеров судна. Следует учитывать характер замещения груза забортной водой при пробоине в грузовом танке, который сводится к трем случаям:

– когда плотность груза меньше плотности забортной воды (нефте-продукты, спирты), то процесс замещения кончается, когда уровень воды в танке достигнет верхней кромки пробоины, выше этого уровня будет располагаться груз, уровень которого в танке будет всегда выше уровня забортной воды, что может привести к выдавливанию груза на палубу через отверстия и неплотности горловин, так как объемный запас танка на температурное расширение может быть израсходован (это зависит от заглубления верхней кромки пробоины);

– когда плотность груза больше плотности забортной воды (патока), то процесс замещения заканчивается, когда уровень груза достигнет нижней кромки пробоины, выше которого будет вода;

– когда плотность груза равна плотности забортной воды, то про­исходит полное замещение груза водой, хотя и медленно.

По данным Ливерпульской ассоциации страховщиков, в 1983г. в Мировой океан было вылито около I млн. т нефтепродуктов, а в 1985 г. –свыше 600тыс.т. Разлившиеся нефтепродукты пред­ставляют опасность не только для живых ресурсов моря, но и для самого аварийного судна, так как они, разливаясь по поверхности воды, быстро занимают обширную аквато-рию, и начинается их ин­тенсивное испарение, что весьма пожароопасно.

К сожалению, набор судовых средств борьбы с разливом груза при полу-чении пробоины весьма ограничен и сводится к перемещению груза либо в другие танки, либо на другое судно. Других средств на судне просто нет.

Когда танкер загружен по грузовую марку, запас общей продоль­ной прочности имеет околопредельные значения, рассчитанные на статические нагрузки.

Разламывание корпуса у танкеров (в осо­бенности больших), по статистике аварий, имеет достаточно высокую частоту. Известно, что главной связью, обеспечивающей общую про­дольную прочность, является обшивка борта. Следует понимать, что наличие пробоины приводит к уменьшению момента сопротивления продольному изгибу корпуса, что в условиях перераспределения на­грузок от затопления, замещения груза или исключения части плаву­чего объема (отсек третьей категории) может стать для судна весьма опасным. В учебном курсе теории корабля этот вопрос не рассматрива­ется, а завод-строитель или проектировщик судна никаких методик расчета на этот случай не дает. В этих обстоятельствах капитан, принимая решение о переброске груза из аварийного танка в целях уменьшения ущерба окружающей среде и сохранения хотя бы части груза, как материальной ценности, должен понимать, что действия, основанные не на расчетах и точном знании, могут привести к прямо противоположным результатам, и их целесообразность трудно будет впоследствии объяснить. Необходимо потребовать от судовладельца методику оценки общей продольной прочности аварийного судна.

К числу особенностей борьбы за живучесть танкеров относится то, что большинство присущих им опасностей могут проявиться одновре­менно. Например, столкновение приводит к пробоине, что вызывает разрушение связей и ослабление общей продольной прочности, затоп­ление части внутрен-него объема, разлив нефти, повышенную загазо­ванность, искрообразование, взрыв или пожар. Взрыв может в свою очередь привести к пожару, пробоине, разламыванию корпуса, раз­ливу нефти. Пожар может вызвать взрыв и все сопутствующие ему явления. Разлив нефти, даже не горящей, на поверхности воды суще­ственно осложняет использование спасательных средств. Человек в спасательном нагруднике на воде может задохнуться в парах нефте­продуктов, надувной резиновый плот может частично раствориться. Через огонь же может прорваться только танкерная шлюпка закрыто­го типа. Поэтому на танкере, как нигде, важны действия по предотв­ращению аварии. Они в конечном итоге определяются уровнем трудовой и технологической дисциплины и организации службы. При соблюдении этих условий такой потенциально опасный объект, как груженый танкер, может не только успешно противостоять вредным воздействиям внешней среды и внутренним отказам, но и оказать помощь тем, кто в этом нуждается. Так, в 1932 г. в Индийском океане советский танкер "Совнефть" спас 423 чел. с горящего французского пассажирского лайнера "Жорж Филиппар" и, напротив, в 1985г. в результате нарушения технологических норм погрузки в Вентспилсе У причала взорвался танкер "Людвиг Свобода" от разряда статического электричества.

Борьба с водой на танкере может вестись традиционными методами только при пробоинах в МО, грузовом трюме и насосном отделении.

При пробоинах в грузовых танках возникают непреодолимые труд­ности, которые в большинстве случаев не позволяют заделать про­боину в море, – это невозможность нахождения людей в загазованном танке и невысокая надежность цементного ящика в среде нефтепро­дуктов. Дегазация и частичная очистка пробитого танка весьма проб­лематичны. Самой грозной опасностью на танкере являются пожары и взрывы и создающая условия для их возникновения загазованность. Все горючие жидкости сами по себе в чистом виде не горят. Горят их пары в смеси с воздухом, причем в строго определенной концент­рации, которая называется пределами взрываемости. Так, у всех неф­тепродуктов пределы взрываемости находятся в диапазоне 1–10% концен-трации паров в воздухе. У других горючих жидкостей этот диапазон может быть значительно шире – это зависит от природы вещества.

Другим показателем горючести является температура вспышки и температура воспламенения. Первая всегда ниже второй. Температу­ра воспламенения – эта та минимальная температура, при которой образуется достаточное количество паров для устойчивого горения при наличии источника воспламенения. Не следует путать темпера­туру воспламенения с температурой самовоспламенения, которая по величине значительно выше первой. Взрыв и пожар – это явления одной природы, но протекающие по-разному во времени. Для каждого из них нужны определенные условия. Явления эти взаимообратимы. Взрыв может привести к пожару, а пожар зачастую перерастает во взрыв. Взрыв, как правило, происходит в условиях возгорания в зам­кнутом объеме.

Вероятность возникновения предпосылок пожара (неисправность судового оборудования, нарушение противопожарных режимов, слу­чайности и т.д.) на танкерах и сухогрузных судах одинакова, но веро­ятность возникновения самого пожара, как и его последствий, на танкерах значительно выше за счет постоянного наличия бла­гоприятной для взрыва и пожара среды.

При возникновении пожара в районе жилой надстройки, машинно­го помещения, сухогрузного трюма или кладовых борьба с огнем на танкере отличается от аналогичных мер на универсальном судне толь­ко применением более мощных и эффективных средств пожароту­шения (пена, порошок, хладоны, инертные газы) и запуском систем профилактики (водяного орошения грузовой зоны, водораспыления). Следует понимать, что такие стационарные системы пожаротушения в районе грузовой зоны танкера, как система инертных газов, хладонов, водораспыления, орошения, выполняют только предупреждаю­щую возникновение пожара роль. Если горит легковоспламеняющийся и взрывоопасный груз, судовых мощностей пожаротушения недоста­точно, и нужно снимать экипаж, пока целы спасательные средства, так как рано или поздно произойдет взрыв. Нельзя рисковать жизнью экипажа, посылая его на борьбу с горящей на судне нефтью, тем более, что это малоперспективно.

Серьезную опасность представляет накопление статического электричества, потенциал которого может достигать нескольких киловольт. Это явление связано с характером груза и технологией его налива и слива и вызывается трением турбулентного потока жидкости в трубопроводах или трением струи о воздух при ее свободном падении. Накопление и искровой разряд статического электричества предотвращаются строгим соблюдением технологических требований при грузовых операциях, заземлением трубопроводов и корпуса суд­на, инертизацией загазованных объемов.

Разработаны новые технологии погрузки, зачистки и дегазации танков. Применяются новые огнегасительные средства и ужесточен­ная система требований к противопожарному оборудованию и мерам защиты. Таким образом, особенности борьбы за живучесть танкеров вытекают из особенностей их эксплуатации и степени потенциальной опасности этих судов для окружающих и сводятся к следующему:

–соответствующей форме организации повседневной службы и борьбы за живучесть;

–системе профилактических мероприятий;

–разработке и применению технологических норм грузовых и сопутствующих

им операций, исключающих аварии;

–конструктивной и противопожар­ной защите;

–ужесточению требований по оснащению систем обнару­жения и борьбы с пожаром;

–применению в первую очередь на этих судах новейших достижений науки и техники в вопросах взрывопожаробезопасности.