ΣΙΤΗΡΑ

ΣΙΤΗΡΑΓωνία ανάπαυσης

Τα στερεά χύμα φορτία όπως τα σιτηρά, φορτώνονται σε ένα κύτος, με κάποιο παρόμοιο μέσο όπως του παραπάνω σχήματος και καθώς πέφτουν (ρέουν) μέσα στο κύτος (αν αυτό γίνει σε ένα σημείο) σχηματίζουν ένα κώνο (λοφίσκο). Η κλίση του κώνου που σχηματίζεται εξαρτάται από την ονομαζόμενη γωνία ανάπαυσης (angle of repose) του σιτηρού.

Γωνία ανάπαυσης είναι η γωνία που σχηματίζεται ανάμεσα στο οριζόντιο επίπεδο και την κεκλιμένη πλευρά του κώνου (λοφίσκου) του σιτηρού. Η γωνία ανάπαυσης είναι διαφορετική για κάθε είδος σιτηρού και εξαρτάται από το σχήμα και την υφή της επιφάνειας του κάθε σωματιδίου (κόκκου) του σιτηρού και την περιεκτικότητα σε υγρασία του εκάστοτε φορτίου.Αποτελεί δε φυσικό χαρακτηριστικό του κάθε είδους σιτηρού.

Η σημασία της γωνίας ανάπαυσης είναι πολύ μεγάλη γιατί καθορίζει το πόσο εύκολα ή δύσκολα μετατοπίζεται ένα χύμα φορτίο όπως τα σιτηρά.

Όσο μικρότερη η γωνία ανάπαυσης, τόσο πιο εύκολα θα μετατοπισθεί ένα φορτίο.

Κανονισμοί σιτηρώνΟι κώδικες που ασχολούνται με τη μεταφορά των χύμα φορτίων είναι:

- BC CODE (Code of Safe Practice for Solid Bulk Cargoes, 2004). Ασχολείται με τη μεταφορά χύμα φορτίων εκτός των σιτηρών.

- INTERNATIONAL GRAIN CODE (International Code for the Safe Carriage of Grain in Bulk). Ασχολείται με τη μεταφορά σιτηρών.

( ) – « »ΣΑΒΒΟΠΟΥΛΟΣΠΑΥΛΟΣ ΠΛΟΙΑΡΧΟΣ Α΄ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ

Η σημασία της ισοπέδωσης (χαπιαρίσματος) της επιφάνειας των χύμα φορτίων

Μία από τις βασικές απαιτήσεις του IG Code είναι να εκτελείται κάθε δυνατή διευθέτηση (χαπιάρισμα – ισοπέδωση) της επιφάνειας του σιτηρού μέσα στα κύτη στη μεγαλύτερη δυνατή έκταση, έτσι ώστε να ελαχιστοποιηθεί η πιθανότητα μετατόπισης του σιτηρού.

Κατά τους διατοιχισμούς ενός πλοίου που μεταφέρει χύμα φορτίο (όπως σιτηρό), όταν η γωνία κλίσης είναι μεγαλύτερη από τη γωνία ανάπαυσης του φορτίου τότε αυτό μετατοπίζεται προς την πλευρά της κλίσης, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Τότε το πλοίο θα αποκτήσει μόνιμη κλίση, ανάλογη με τη μετατόπιση του σιτηρού στα κύτη.

Το πλοίο πλέον θα διατοιχίζεται έχοντας ως σημείο ισορροπίας όχι την όρθια θέση, αλλά τη γωνία μόνιμης κλίσης. Επόμενοι διατοιχισμοί θα προκαλούν αυξανόμενες γωνίες κλίσης προς την κεκλιμένη πλευρά και αν ξεπεραστεί ξανά η


ΓΩΝΙΑ ΜΟΝΙΜΗΣ ΚΛΙΣΕΩΣ

γωνία ανάπαυσης τότε το πλοίο θα αποκτήσει ακόμα μεγαλύτερη μόνιμη κλίση.

Αν αυτές οι επιδράσεις συνεχισθούν το πλοίο θα οδηγηθεί προοδευτικά σε

ανατροπή.Από την περιγραφή των παραπάνω γίνεται φανερή η μεγάλη σημασία που έχει

η απαίτηση του IG CODE για την όσο το δυνατό πιο καλή διευθέτηση (ισοπέδωση) της επιφάνειας του σιτηρού.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Στον BC CODE (Code of safe practice for solid bulk cargoes other than grain) αναφέρεται (Regulation 5.2.4.2) ότι φορτία που έχουν γωνία ανάπαυσης μικρότερη ή ίση των 300 και εμφανίζουν φυσικές ιδιότητες παρόμοιες με των σιτηρών (όσον αφορά στην τάση μετατόπισης) πρέπει να μεταφέρονται σύμφωνα με τις απαιτήσεις του INTERNATIONAL GRAIN CODE.

Επίδραση της μετατόπισης του σιτηρού στην ΚΣΕΌταν σε ένα κύτος συμβεί μετατόπιση σιτηρού (και οποιουδήποτε φορτίου

χύμα) τότε μια σφήνα φορτίου μετατοπίζεται προς μία πλευρά, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Το αρχικό κέντρο βάρους της σφήνας g μετατοπίζεται στη θέση g1.


Αυτή η μετατόπιση έχει δύο συνιστώσες:1. Μια μικρή κατακόρυφη συνιστώσα που προκαλεί ανάλογη

ανύψωση του κέντρου βάρους του πλοίου GGκ (αύξηση KG – μείωση GM)2. Μια μεγαλύτερη οριζόντια συνιστώσα που προκαλεί μετακίνηση

του κέντρου βάρους του πλοίου GGε εκτός της CL (Center Line - διάμηκες επίπεδο συμμετρίας) και οδηγεί σε μόνιμη κλίση του πλοίου προς την πλευρά αυτή.

Η επίδραση αυτών των επιμέρους μετατοπίσεων είναι γνωστή και προκαλούν μείωση των αρχικών ανορθωτικών μοχλοβραχιόνων GZ ίσες με:

Απώλεια μοχλοβραχίονα λόγω κατακόρυφης άνω μετατόπισης του G = GGκ x ημΘ

Απώλεια μοχλοβραχίονα λόγω εγκάρσιας μετατόπισης του G = GGε x συνΘ

Η μετατόπιση φορτίου στα κύτη δηλαδή επιδρά αρνητικά σε όλα τα επιμέρους χαρακτηριστικά της ευστάθειας του πλοίου.

Βασικές αρχές του International Grain Code

ΟΡΙΣΜΟΙΟ όρος σιτηρά περιλαμβάνει τα: σιτάρι, καλαμπόκι, βρώμη, σίκαλη,

κριθάρι, ρύζι, όσπρια, σπόρους, και παράγωγες μορφές των παραπάνω, των οποίων η συμπεριφορά (φυσικές ιδιότητες) είναι παρόμοια των σιτηρών.

Ο όρος πλήρες διαμέρισμα – χαπιαρισμένο (filled compartment – trimmed, FT) αναφέρεται σε οποιοδήποτε χώρο φορτίου - στον οποίο το σιτηρό έχει διευθετηθεί (ισοπεδωθεί η επιφάνειά του) έτσι ώστε να γεμίσει όλους τους χώρους κάτω από το κατάστρωμα και τα κουβούσια σε όσο το δυνατό μεγαλύτερη έκταση – και το χύμα φορτίο βρίσκεται στο ψηλότερο δυνατό επίπεδο.

Ο όρος πλήρες διαμέρισμα – αχαπιάριστο (filled compartment – untrimmed, FUT) αναφέρεται σε χώρο φορτίου που είναι γεμάτος και


ΔΙΟΡΘΩΣΗ ΛΟΓΩ ΚΑΤΑ-ΚΟΡΥΦΗΣ ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΗΣ

ΔΙΟΡΘΩΣΗ ΛΟΓΩ ΕΓΚΑ-ΡΣΙΑΣ ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΗΣ

ΓΩΝΙΑΜΟΝΙΜΗΣ

ΚΛΙΣΗΣ

διευθετημένος στη μέγιστη δυνατή έκταση μέσα στο χώρο του κουβουσιού, αλλά έξω από τα όρια αυτού (του κουβουσιού), το σιτηρό μπορεί να είναι στη φυσική του γωνία ανάπαυσης (αχαπιάριστο).

Ο όρος διαμέρισμα μερικώς γεμάτο (partly filled compartment, PF) αναφέρεται σε χώρο φορτίου που δεν έχει φορτωθεί με τους δύο παραπάνω τρόπους.

Βασικές προϋποθέσεις για το μηχανισμό μετατόπισης σιτηρού που θέτει ο IG CODE .

Ο IG CODE αναγνωρίζει ότι η ευστάθεια του πλοίου είναι ένας κρίσιμος παράγοντας. Για το λόγο αυτό απαιτεί την απόδειξη με υπολογισμό, ότι το πλοίο σε όλα τα στάδια του ταξιδίου, θα έχει τέτοια αρχική (άθικτη) ευστάθεια, η οποία μετά από πιθανή μετατόπιση φορτίου που θα συμβεί, θα εξασφαλίσει επαρκή απομείνουσα δυναμική ευστάθεια (Residual Dynamical Stability) ώστε να αντισταθμίσει τις αρνητικές επιπτώσεις της μετατόπισης αυτής.

Μετά από μελέτες ατυχημάτων που έχουν συμβεί σε πλοία μεταφοράς ξηρού φορτίου και υπολογισμούς από εξειδικευμένους επιστήμονες, έχει θεσπισθεί ένα πρωτόκολλο σε ότι αφορά το μηχανισμό μετατόπισης ενός σιτηρού σε ένα αμπάρι. Αυτό δεν αναπαριστά ακριβώς τον τρόπο με τον οποίο μετατοπίζεται το σιτηρό, όταν το πλοίο λειτουργεί σε ένα δυναμικό περιβάλλον, αλλά καλύπτει σε ένα μεγάλο βαθμό την πραγματικότητα.

Έτσι ο κώδικας θέτει συγκεκριμένες υποθέσεις σε ότι αφορά τον τρόπο μετατόπισης ενός σιτηρού βάσει, των οποίων ο ναυπηγός συντάσσει τη μελέτη σιτηρών για κάθε πλοίο.

Οι βασικές υποθέσεις του IG CODE είναι οι παρακάτω:1. Ένα πλήρες αμπάρι θεωρείται ότι δεν έχει κενό χώρο στον οποίο θα

μπορούσε να μετατοπισθεί ένα χύμα φορτίο αν οι κεκλιμένες πλευρές των topside tanks σχηματίζουν με το οριζόντιο επίπεδο γωνία ίση ή μεγαλύτερη των 300. Αν η γωνία που σχηματίζεται είναι μικρότερη των 300 τότε θεωρείται ότι πάντα θα υπάρχει κενός χώρος μέσα στο αμπάρι στον οποίο μπορεί να μετατοπισθεί το σιτηρό.

2. Σε ένα πλήρες διαμέρισμα – χαπιαρισμένο ο κενός χώρος στον οποίο μπορεί να μετατοπισθεί ένα σιτηρό υπολογίζεται 150mm κάτω από το χαμηλότερο σημείο της εσωτερικής πλευράς του καλύμματος (καπακιού) του


αμπαριού ή το ανώτερο σημείο τη πλευράς του κουβουσιού, οποιοδήποτε είναι χαμηλότερα.

Ο χώρος που τυχόν να υπάρχει στην εσωτερική πλευρά του καλύμματος του αμπαριού προστίθεται επίσης.

3. Τα περισσότερα χύμα φορτία χάνουν σε όγκο κατά τη διάρκεια του ταξιδίου λόγω των κινήσεων του πλοίου, οπότε ακόμα και σε πλήρη διαμερίσματα θεωρείται ότι θα υπάρχουν κενά στα οποία θα μπορεί να μετατοπισθεί ένα χύμα φορτίο όπως τα σιτηρά.

Ένα διαμέρισμα θεωρείται γεμάτο όταν το επίπεδο του φορτίου στο αμπάρι βρίσκεται σε οποιοδήποτε ύψος μέσα στο κουβούσι.

4. Στους κενούς χώρους ενός πλήρους διαμερίσματος – χαπιαρισμένου (full – trimmed compartment) θεωρείται ότι μετατοπίζεται σφήνα φορτίου η οποία σχηματίζει με το οριζόντιο επίπεδο γωνία 150. Στους κενούς χώρους ενός μερικώς γεμάτου διαμερίσματος (partly filled compartment) θεωρείται ότι μετατοπίζεται σφήνα φορτίου που σχηματίζει με το οριζόντιο επίπεδο γωνία 250.

Στους κενούς χώρους ενός πλήρους – αχαπιάριστου διαμερίσματος (full – untrimmed compartment) θεωρείται:

I. Ότι μέσα στα όρια του κουβουσιού μετατοπίζεται σφήνα φορτίου που σχηματίζει με το οριζόντιο επίπεδο γωνία 150.

II. Ότι πλώρα και πρύμα έξω από τα όρια του κουβουσιού (κάτω από το κατάστρωμα) μετατοπίζεται σφήνα φορτίου που σχηματίζει με το οριζόντιο επίπεδο γωνία 250.


Γενικώς στον International Grain Code παρατίθενται όλες εκείνες οι οδηγίες – προϋποθέσεις που πρέπει να λάβει υπόψιν του ο ναυπηγός για να συντάξει την ονομαζόμενη ``μελέτη σιτηρών`` του κάθε πλοίου.

Παρατίθενται εδώ τα κριτήρια ευσταθείας που πρέπει να πληροί ένα πλοίο που μεταφέρει φορτίο σιτηρών σε άθικτη κατάσταση.

7.1.1 the angle of heel due to the shift of grain shall not be greater than 12º, or in the case of ships constructed on or after 1st January 1994 the angle at which the deck edge is immersed, whichever is the lesser;

7.1.2 in the statical stability diagram, the net or residual area between the heeling arm curve and the righting arm (GZ) curve up to the angle of heel of maximum difference between the ordinates of the two curves, or 40º or the angle of flooding (qf), whichever is the least, shall in all conditions of loading be not less than 0.075 metre-radians; and

7.1.3 the initial metacentric height (GM), after correction for the free surface effects of liquids in tanks, shall be not less than 0.30 metres.

7.2 Before loading bulk grain the master shall, if so required by the Contracting Government of the country of the port of loading, demonstrate the ability of the ship at all stages of any voyage to comply with the stability criteria required by this section.

7.3 After loading, the master shall ensure that the ship is upright before proceeding to sea.

Figure 18.12 details the stability requirements with respect to the curve of statical stability.


Fig. 18.12. Because the maximum permitted list after assumed grain shift is 12º (or qDEI),

the curve of statical stability must be derived from cross-curves (KN curves) that are sufficient in number to accurately define the curve for the purpose of these requirements, and, shall include cross-curves for the values of heel 12º and 40.

Ο I.G Code θεωρεί ότι σε κάθε περίπτωση θα συμβεί μετατόπιση φορτίου και ο πλοίαρχος πρέπει να αποδείξει συμμόρφωση με τα κριτήρια ευσταθείας σε όλα τα στάδια του ταξιδίου. Η απόδειξη ότι το πλοίο πληροί τα κριτήρια ευσταθείας που προαναφέρονται, σε όλα τα στάδια του ταξιδίου, γίνεται ως γνωστό με την κατασκευή της Καμπύλης Στατικής Ευσταθείας και την επιβεβαίωση ότι πληρούνται τα απαιτούμενα κριτήρια του κώδικα μετά τη διόρθωσή της για εγκάρσια μετατόπιση φορτίου (λ0 , λ40).

Αυτή η διαδικασία όμως απλοποιείται όταν το πλοίο είναι εφοδιασμένο με καμπύλες ή πίνακες Maximum Allowable Heeling Moments.

Όλα τα πλοία που κατασκευάσθηκαν ή έθεσαν την τρόπιδα από την 01/01/19994 και μετά υποχρεωτικά θα διαθέτουν τέτοιες καμπύλες ή πίνακες. Επίσης και παλαιότερα πλοία συμμορφώθηκαν με την διάταξη αυτή λόγω της ευκολίας που προσδίδει στην απόδειξη συμμόρφωσης με τις απαιτήσεις του I.G. Code.

ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΩΝ Max Allowable Heel . Moments Ο ναυπηγός που συντάσσει τη ``μελέτη σιτηρών`` του κάθε πλοίου, παρέχει με

τη μορφή καμπύλης ή πίνακα για το κάθε κύτος τις ογκομετρικές ροπές κλίσης ( Volumetric Heeling Momments , VHM ) . (Ειδικά στο M/V Kesen η καμπύλη ΤΗΜ αντιπροσωπεύει τις VHM.)

Οι VHM δηλαδή είναι οι ανατρεπτικές ροπές που εμφανίζει κάθε κύτος σε σχέση με τον όγκο του φορτίου που μετατοπίζεται. (Vxde) Και φυσικά μας παρέχει


όγκο διότι δεν είναι δυνατό να συντάξει πίνακες για κάθε συντελεστή στοιβασίας (SF) που θα έχει το εκάστωτε φορτίο.

Από τις καμπύλες (ή τους πίνακες) αυτές υπολογίζουμε για το κάθε κύτος – ανάλογα με τον όγκο του φορτίου που περιέχει – τις ογκομετρικές ροπές κλίσης που θα εμφανίσει, σε πιθανή μετατόπιση φορτίου σε αυτό.

Έχουμε τις εξής περιπτώσεις:ΑΜΠΑΡΙ ΠΛΗΡΕΣ ΧΑΠΙΑΡΙΣΜΕΝΟ (F.T.): Τότε παίρνουμε ως τιμή των VHM

αυτή που αναγράφεται στο άνω τέρμα της καμπύλης ΤΗΜ ως Full 15 0 .ΑΜΠΑΡΙ ΠΛΗΡΕΣ ΑΧΑΠΙΑΡΙΣΤΟ (F.UT): Τότε παίρνουμε ως τιμή των VHM

αυτή που αναγράφεται στο άνω τέρμα της καμπύλης ΤΗΜ ως Slack 25 0 .Και στις δύο παραπάνω περιπτώσεις ο ναυπηγός για τον υπολογισμό των

τιμών των VHM χρησιμοποίησε ογκομετρικό KG κύτους (δηλαδή χρησιμοποίησε KGmax του κύτους, το οποίο είναι η χειρότερη δυνατή κατάσταση, αφού οποιοδήποτε ομογενές φορτίο και να φορτωθεί στο αμπάρι δεν μπορεί το KG του φορτίου να είναι μεγαλύτερο από το ογκομετρικό KG του κύτους). Άρα η οποιαδήποτε μετατόπιση φορτίου στο κύτος θα προκαλέσει μόνο εγκάρσια μετατόπιση στο κέντρο βάρους του πλοίου και όχι κατακόρυφη.

ΑΜΠΑΡΙ ΜΕΡΙΚΩΣ ΓΕΜΑΤΟ (P.F): Τότε παίρνουμε την τιμή των VHM χρησιμοποιώντας KG φορτίου, δηλαδή μπαίνουμε στις καμπύλες ή τους πίνακες με τον πραγματικό όγκο φορτίου που περιέχει το αμπάρι και παίρνουμε την τιμή των VHM που αντιστοιχεί. Επειδή όμως εκτός από εγκάρσια μετατόπιση θα προκληθεί και κατακόρυφη για το λόγο αυτό την τιμή των VHM που παίρνουμε την πολλαπλασιάζουμε επί 1,12 για να έχουμε το σύνολο των ογκομετρικών ανατρεπτικών ροπών για PF αμπάρι. (Ο I.G. Code θέτει ότι η κατακόρυφη μετατόπιση είναι το 12% της εγκάρσιας, γι’ αυτό και γίνεται η προσαύξηση επί 1,12)

Με τον παραπάνω τρόπο υπολογίζουμε για όλα τα κύτη τις ογκομετρικές ανατρεπτικές ροπές VHM του καθενός.

Κατόπιν διακρίνουμε δύο περιπτώσεις:

Όλα τα αμπάρια με φορτίο ίδιου SF : Τότε αθροίζουμε τις VHM όλων των κυτών και το άθροισμα το διαιρούμε με τον

κοινό SF. Έτσι παίρνουμε τις πραγματικές ροπές κλίσης (σε MTxm) για τη συγκεκριμένη φόρτωση:

Actual Grain Heeling Moments (AGHM’s)= SumVHM / SF

Αμπάρια με φορτία διαφορετικού SF : Τότε διαιρούμε τις VHM κάθε κύτους με τον αντίστοιχο SF και βρίσκουμε τις

AGHM του κάθε αμπαριού. Κατόπιν προσθέτουμε τις AGHM όλων των κυτών και παίρνουμε τις πραγματικές ροπές κλίσης για τη συγκεκριμένη φόρτωση.


Για να πληρούνται οι απαιτήσεις ευσταθείας του κώδικα θα πρέπει οι AGHM που υπολογίσαμε να είναι μικρότερες από τις ALLOWABLE HEELING MOMENTS. Πρέπει:

AGHM < All.Heel.MomentsΣτους πίνακες Allowable Heeling Moments εισερχόμασθε με το Δ και το KGo του πλοίου και παίρνουμε την τιμή των μέγιστων επιτρεπόμενων ροπών κλίσης που πρέπει να εμφανίζει το πλοίο στη συγκεκριμένη κατάσταση φόρτωσης ώστε να πληρούνται τα κριτήρια ευσταθείας του κώδικα.


ΣΙΤΗΡΑ

Documents

Transcript of ΣΙΤΗΡΑ