Разработка алгоритма расчета количества и массы труб, перевозимых на судах смешанного плавания

При организации перевозок труб возникает необходимость эффективного использования перевозочных средств. В настоящее время суда смешанного плавания насчитывают уже не один десяток типов, различающихся между собой в конструктивном отношении и размерами. В связи с этим представляет несомненный интерес с практической точки зрения определения количества и массы труб, которые можно разместить в трюмах и на палубе конкретных типов судов. Методика такого расчета позволяет более рационально планировать подобные перевозки, определять оптимальное количество судов, с учетом конкретных их типов, необходимых для перевозки данного объема груза. Действительно, при загрузке труб в трюма необходимо принимать во внимание длину, ширину и высоту трюма с учетом особенностей формы комингсов трюма, внутренней поверхности люковых крышек, различных перегородок и выгородок и других приспособлений, а также допустимую нагрузку на дно трюма. Допустимую нагрузку необходимо учитывать и при загрузке труб на люковые крышки или верхнюю палубу, а кроме того и конструктивные особенности последних.

Размещение труб на палубе следует производить таким образом, чтобы обеспечить надежность их крепления за соответствующие приспособления. Количество и масса труб определяется не только типом судна и типоразмером труб, которые как уже указывалось, могут значительно отличаться между собой по диаметру, толщине стенки и длине. Учет этих транспортных характеристик позволяет более оптимально определять размер отдельных коносаментных партий в судовой отправке, что способствует повышению эффективности перевозок.

Так, трубы для магистральных газонефтепроводов в большинстве своем имеют высокий УПО, при этом грузоподъемность судов зачастую используется далеко не полностью. Это объясняется большим диаметром этих труб при сравнительно тонких стенках и большой их длине. Кроме того, не смотря на максимально возможное использование емкости грузовых трюмов для загрузки труб большого диаметра, остаются значительные незаполненные пространства. Это объясняется тем, что ширина трюмов большинства типов судов смешанного плавания, как правило не позволяет производить поперечную укладку таких труб, имеющих среднюю длину обычно 11 – 12 метров, а длина трюма – укладывать второй штабель. Для формирования правильного штабеля в трюме судна и удобства при перегрузочных работах очевидное преимущество имеют суда с трюмами, имеющими прямостенные борта. К ним относятся получившие широкое распространение суда проектов №92 – 040, 2 – 92, 2 – 25 и 19610.

Недостаточное использование грузоподъемности и грузовместимости при перевозке труб только в трюмах вызывает необходимость размещения их на люковых крышках. В этом случае размещение труб предполагает обеспечение необходимой остойчивости и прочности судна, обзорности с ходового мостика, несмещаемости, надежного крепления и исключение повреждения труб.

Исследование схем размещения труб различных характеристик на судах смешанного плавания позволили разработать методику определения количества и массы труб, однородных по типоразмеру.

Количество труб в штабеле трюмного груза определяется по формулам 6.1. и 6.2., в зависимости от того, четное или нечетное число рядов труб в штабеле по высоте.

nтр = 0,5 × f × i × (2p – 1), при i = 2,4 … (четное) (6.1.)

nтр = 0,5 × f × [i × (2p – 1)+1], при i = 1,3 … (нечетное) (6.2.)

Где nтр – количество труб в штабеле трюмного груза, шт.;

i – количество рядов труб в штабеле по высоте, ед.;

i = 1,1 (h – 0,3)/d, ед., (остаток отбрасывается) (6.3.)

h – высота трюма, м;

d – наружный диаметр трубы, м;

f – коэффициент, учитывающий конструктивные особенности трюма:

для носового трюма f=0,86÷0,88

для остальных трюмов f=0,93÷0,95

для прямостенных трюмов f не учитывается;

p – количество труб в основании штабеля, шт.;

p = (b – 0,1) / d (трубы ‌‌׀׀ ДП) (остаток отбрасывается) (6.4.)

p = (l – 0,1) / d (трубы ┴ ДП) остаток отбрасывается) (6.5.)

b – ширина трюма, м;

l – длина трюма, м.

Если p, как частное от деления, имеет остаток больше, чем 0,5, то количество труб в штабеле трюмного груза следует определять по формуле 6.6.

nтр = f × i × p (6.6.)

Общее количество труб в трюмах определяется по формуле 6.7.

Nтр = ∑ ∑ nтр (6.7.)

Где k – количество штабелей в отдельном трюме, ед;

t – количество трюмов на судне.

Масса труб, погруженных в трюма рассчитывается по формуле 6.8.

Pтр = 24,66 × s (d – s)× l × Nтр (6.8.)

Обязательным условием является соблюдение ограничений по высоте hl и ширине bl штабеля палубного груза, допустимой нагрузки на люковые крышки q и верхнюю палубу j, наличие и расположение вентиляционных раструбов, а также конструктивные особенности люковых крышек и т.д.

Высота штабеля палубного груза определяется по формуле 6.10.

hп=d [1 + 0,866 (r – 1)], м (6.10.)

Где r – количество рядов труб в штабеле палубного груза, ед.

Если hп >hl, то количество рядов труб уменьшается на единицу и вновь производится расчет hп.

Находится количество труб в основании палубного штабеля труб

pl=bl/d (остаток отбрасывается) (6.11.)

Где bl – расстояние между стойками палубного груза, м.

Отсюда, количество труб в каждом штабеле палубного груза и общее количество палубного груза находится соответственно по формулам 6.12. и 6.13.

pп = 0,5 × r × (2 × pl-r +1) (6.12.)

nп=∑ рп, где υ – число штабелей палубного груза. (6.13.)

Масса палубного груза находится по формуле 6.14.

Pп = 24.66 × s (d – s) × l × nп (6.14)

Если Pп >Gп, то Pп = Gп

Если Pп >Pл, то Pп =Pл

В последних двух случаях, т.е. когда Pп>Gп и Pп>Pл при этом Pп становится равным Gп или Pл уточняется число труб, которое допускается погрузить на палубу.

nп= Pп /24,66×s×(d-s)×l (6.15)

Определяется также окончательное количество труб, размещаемое в одном штабеле

hп=nп/Rs (6.16.)

На заключительном этапе расчетов находится общее количество (Ns) и масса (Gs) труб, которое можно погрузить на судно с учетом эксплуатационных ограничений

Ns=Nтр+nп (6.17.)

Gs=Pтр+Pп (6.18.)

Далее, при известных значениях тарифной ставки рассчитываются доходы за перевозку указанного количества труб (Дтр).

Дтр=Gs (dфр+2dфрм) (6.19.)

Где dфр и dфрм – тарифная ставка соответственно за речную и морскую часть пути, руб./т.

На основе указанной методики разработана блок-схема алгоритма расчета количества и массы труб, а также доходов за их перевозку.

Применяя вышеприведенной методики позволяет довольно точно производить расчет количества и массы труб.