Общие сведения о грузах. Факторы, влияющие на транспортирование и хранение грузов

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Общие сведения о грузах

1.1 Основные нормативные документы, регламентирующие требования к грузам при их перевозке по железным дорогам РФ

Важнейшими правовыми актами, регламентирующими работу с грузами на железных дорогах РФ, являются Федеральные законы «О железнодорожном транспорте в Российской Федерации» и «Устав железнодорожного транспорта Российской Федерации» в последних действующих редакциях. Устав железнодорожного транспорта Российской Федерации (далее Устав) от 10 января 2003 г., вступил в силу с 18 мая 2003 г.

Закрепленные в Уставе нормы основываются на положениях Гражданского кодекса Российской Федерации, Закона о естественных монополиях, Закона о защите прав потребителей и других федеральных законах и международных договорах, действующих в области железнодорожного транспорта.

Устав содержит только основные условия перевозок грузов, пассажиров и грузобагажа. Предусмотреть все многообразие конкретных условий и особенностей перевозок он не может. Поэтому в его развитие принимаются правительственные и ведомственные акты, детально регламентирующие все стороны перевозки грузов и пассажиров.

Правила перевозок грузов железнодорожным транспортом -- нормативный правовой акт, издаваемый в соответствии с Уставом и содержащий условия перевозки грузов с учетом их особенностей в целях обеспечения безопасности движения, сохранности грузов и подвижного состава, а также экологической безопасности. Правила перевозок грузов расширяют, дополняют и конкретизируют положения Устава и подробно устанавливают:

* правила подготовки грузов к перевозке;

* правила подготовки вагонов для конкретных грузов;

* правила приема и выдачи грузов на железнодорожных станциях;

* правила хранения на местах общего пользования;

* правила перевозок скоропортящихся грузов;

* правила перевозок грузов, обладающих специфическими свойствами и требующих соблюдения определенных условий перевозок и хранения (наименования таких грузов приведены в специальных перечнях Правил).

Указанные перечни позволяют установить:

* возможность перевозки конкретного груза на открытом подвижном составе;

* возможность перевозок грузов насыпью или навалом;

* отнесение грузов, перевозимых насыпью, к смерзающимся, сроки и меры профилактики;

* необходимость сопровождения и охраны грузов в пути следования;

* возможность перевозки грузов в контейнерах, цистернах, крытых, специализированных вагонах без запорно-пломбировочных устройств, но с обязательным использованием закрутки;

* возможность хранения грузов на открытых площадках мест общего пользования;

* необходимость промывки крытых вагонов после выгрузки отдельных видов грузов.

Утвержденные Правила перевозок грузов являются обязательными для исполнения всеми физическими и юридическими лицами (независимо от формы собственности), пользующимися услугами железнодорожного транспорта общего пользования.

Кроме Правил перевозок, на железнодорожном транспорте действуют Технические условия размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах. В этом документе приведены схемы размещения и методы расчета крепления грузов, наиболее часто предъявляемых к перевозке на открытом подвижном составе, а также правила размещения грузов в крытых вагонах и контейнерах.

Расчет провозных плат за перевозку грузов, производится по Тарифному руководству № 1 -- Прейскуранту № 10-01 «Тарифы на перевозки грузов и услуги инфраструктуры, выполняемые российскими железными дорогами».

Единая тарифно-статистическая номенклатура грузов (ЕТСНГ) и гармонизированная номенклатура грузов (ГНГ) используются для определения названия, кода и тарифного класса груза, классификации грузов по отраслям промышленности.

Перевозка опасных грузов регламентируется Правилами перевозок опасных грузов, перевозка негабаритных и тяжеловесных грузов -- Инструкцией по перевозке негабаритных и тяжеловесных грузов.

Кроме этого используются ГОСТы и технические условия на грузы, тару и упаковку.

1.2 Качество груза. Методы определения качества

Качество груза -- это совокупность свойств, определяющих степень пригодности продукции к использованию по назначению. Основные показатели качества различных материалов определены стандартами и техническими условиями. Для исследования свойств и определения качества грузов широкое распространение получили три метода: органолептический, лабораторный и натурный.

Органолептический метод (сенсорная оценка) -- это определение показателей качества груза на основе анализа восприятий органов чувств человека: зрения, обоняния, слуха, осязания. Метод наиболее часто применяется при определении качества пищевых и других скоропортящихся грузов. При исследовании груза (или образца груза) определяют внешний вид, форму, цвет, блеск, прозрачность, наличие или отсутствие плесени, запаха, консистенцию и другие свойства. Метод является качественным, обладает существенными недостатками (субъективность, затруднительность количественной оценки свойств), но в практике зачастую бывает единственно возможным. Преимуществами этого метода являются возможность его широкого применения, простота и быстрое выполнение, отсутствие дополнительного расхода продукции при исследовании.

Лабораторный (измерительный) метод -- определение качества и свойств отобранных проб груза при помощи приборов, аппаратов и химических реактивов в оборудованной для этой цели лаборатории. Лабораторное исследование осуществляется разными методами анализа. Взятую для анализа пробу упаковывают в специальную посуду сохраняющую свойства груза, и снабжают ярлыком, на котором указывают наименование груза, грузоотправителя, номер и размер партии, сорт груза, государственный стандарт, по которому отбиралась проба, и дату взятия пробы. Различают следующие виды лабораторных исследований грузов:

- физический для определения плотности, вязкости, температуры вспышки, воспламенения, застывания и др.;

- механический для определения и количественной оценки упругости, растяжимости, прочности, сопротивления сдвигу, скручиванию, разрыву и др.;

- оптический для изучения природы и внутреннего строения веществ с помощью микроскопов, лазерных устройств;

- химический для выявления химического состава вещества, изучения его активности в различных средах;

- биологический для проверки наличия в продукте живых организмов, способствующих его порче.

На транспорте необходимость лабораторного анализа обычно возникает при перевозке наливных, навалочных, насыпных, скоропортящихся грузов. Данные лабораторных исследований предоставляются работникам транспорта, которые, как правило, сами такие анализы не выполняют. Существенным недостатком метода является необходимость использования для анализа части груза в виде образца, что не всегда возможно и целесообразно.

Результаты лабораторных исследований, необходимые работникам транспорта, приводят в паспортах, удостоверениях о качестве, ветеринарных свидетельствах, сертификатах и других документах.

Натурный метод позволяет получить данные, необходимые в эксплуатации, в производственных условиях при помощи простейших приборов: рулеток, весов, угломеров, термометров, барометров, гигрометров, психрометров и пр. Обычно этим методом определяют объемно-массовые и температурные характеристики груза, влажность, угол естественного откоса и параметры окружающей среды. Метод достаточно прост и применяется на практике довольно часто.

В практической деятельности для оценки качества груза чаще всего используется комплексный метод, который включает элементы органолептического, лабораторного и натурного методов.

1.3 Классификация грузов

Для планирования перевозок, расчета провозных плат, выбора условий перевозки, перегрузки и хранения используют классификацию грузов. Классификация грузов может выполняться по следующим признакам:

В зависимости от вида грузы подразделяются на три группы: сухогрузы, наливные и живность. В зависимости от способа приема к перевозке, упаковки и погрузки каждая группа делится на подгруппы, объединяющие грузы, сходные по транспортным характеристикам и условиям перевозки:



Рисунок 1.1. Классификация грузов

* тарно-упаковочные -- перевозятся в упаковке (таре) и принимаются к перевозке с указанием количества и массы мест, а в отдельных случаях по стандартному весу, указанному на каждом месте (например: сахар, мука, крупа в мешках, ткань в тюках, кондитерские изделия в ящиках и др.);

* штучные -- перевозятся без тары и принимаются к перевозке с указанием количества штук (например: электродвигатели, сельскохозяйственные машины, автомобили и др.);

* навалочные и насыпные. К насыпным относятся грузы, представляющие собой однородную массу фракционных составляющих твердых частиц в форме порошка, зерен, гранул, капсул, обладающих подвижностью (сыпучестью). К навалочным относятся грузы, которые не могут быть отнесены к насыпным, перевозятся навалом -- без упаковки и счета мест или штук (уголь, руда, лес, цемент); насыпью -- без тары в крытых или специализированных вагонах (рожь, овес, просо, пшеница).

* наливные -- жидкие грузы, перевозимые наливом в цистернах и бункерных полувагонах. Они подразделяются на нефть и нефтепродукты (светлые, темные), сжиженные газы, химические продукты и пищевые продукты.

В зависимости от способа производства или происхождения различных видов продукции грузы делятся на 12 групп:

1. Продукция сельского хозяйства.

2. Продукция лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности.

3. Руды металлические.

4. Продукция топливно-энергетической промышленности.

5. Минеральное сырье, минерально-строительные материалы и изделия, абразивы.

6. Продукция металлургической промышленности.

7. Продукция машиностроения, приборостроения и металлообрабатывающей промышленности.

8. Продукция химической промышленности.

9. Продукция пищевой, мясомолочной и рыбной промышленности.

10. Продукция легкой и полиграфической промышленности.

11. Прочие грузы.

12. Продукция органической химии.

Эта классификация отражена в единой тарифно-статистической номенклатуре грузов (ЕТСНГ). ЕТСНГ используется для унификации сведений, вносимых в заявки, планы перевозок и перевозочные документы при доставке грузов железнодорожным транспортом.

В ЕТСНГ приведен Алфавитный список грузов (Алфавит). В Алфавите напротив каждого наименования груза указан шестизначный код, первые две цифры которого обозначают порядковый номер группы, третья цифра -- порядковый номер позиции, четвертая и пятая цифры -- номер конкретного груза, шестая цифра -- контрольное число. Трехзначное число в шестизначном коде Алфавита является одновременно как номером позиции, так и номером статистической номенклатуры грузов. Например, для груза «Изделия кабельные» указан код 417005. Следовательно, груз относится к 41-й группе и 7-й позиции в этой группе.

Номенклатура грузов плана и учета погрузки на железных дорогах России соответствует ЕТСНГ. По Алфавиту можно определить, к какой номенклатурной группе плана и учета погрузки относится то или иное конкретное наименование груза.

Например, груз «Металлические конструкции» имеет буквенное обозначение группы МК по плану и учету погрузки и номер позиции «371» в ЕТСНГ. Это означает, что все грузы в Алфавите и номенклатуре с числом 371 относятся по номенклатуре плана и учета погрузки к группе «Металлические конструкции» и шифруются буквами МК.

Система классификации наименований груза по тарифным группам, позициям в тарифных группах и номерам грузов в тарифных позициях позволяет увязать наименование грузов с видами продукции основных отраслей промышленности и сельского хозяйства.

Для кодирования грузов, перевозимых в международном сообщении, используется гармонизированная номенклатура грузов, ГНГ. ГНГ включает 22 раздела, 99 глав, 1284 позиции. Кодовое обозначение грузов в ГНГ состоит из 8 знаков. Первая и вторая цифры обозначают главу, третья и четвертая -- позицию груза в главе, пятая и шестая -- порядковый номер груза в позиции, седьмая и восьмая более точно характеризуют специфику груза.

Кроме этого грузы классифицируют в зависимости от наличия тары: на тарные и бестарные. В зависимости от режима перевозок и хранения: на обычные и специфические. Обычные грузы -- такие, при перевозке которых не требуется соблюдения каких-либо особых условий. Специфическими грузами называют такие, при перевозке и хранении которых необходимо применять меры, обеспечивающие их сохранность, безопасность транспортирования.

По условиям и способам хранения различают три группы грузов.

Первую группу составляют ценные грузы и грузы, которые могут испортиться под воздействием влаги или изменения температуры. К ним относятся скоропортящиеся грузы, промышленные и продовольственные товары широкого потребления и т.д. Хранение этой группы грузов осуществляется в закрытых складах.

Вторую группу составляют грузы, не подверженные воздействиям температурных колебаний, но попадание влаги может привести к их порче, это бумага, металл, оборудование, хлопок, сено и т.д. Грузы этой группы хранят в крытых складах или на крытых площадках (под навесами).

В третью группу входят грузы, не подверженные или слабо подверженные воздействию внешней среды: каменный уголь, лес, минерально-строительные материалы, лесоматериалы, автотранспорт и др. Грузы этой группы хранят на открытых площадках.

Опасные грузы, в зависимости от вредного воздействия на окружающую среду, в соответствии с ГОСТ 19433-88 «Грузы опасные. Классификация и маркировка», делятся на девять классов: взрывчатые вещества и изделия(1 класс), газы (2 класс), легковоспламеняющиеся жидкости (3 класс), легковоспламеняющиеся твердые вещества, самореактивные вещества и твердые десенсибилизированные взрывчатые вещества (класс 4.1), самовозгорающиеся вещества (класс 4.2), вещества, выделяющие воспламеняющиеся газы при взаимодействии с водой (класс 4.3), окисляющие вещества (класс 5.1), органические пероксиды (класс 5.2), ядовитые (токсичные) вещества (класс 6.1), инфекционные вещества (класс 6.2), радиоактивные материалы (класс 7), едкие (коррозийные) вещества (класс 8), прочие опасные вещества и изделия (класс 9).

2. Факторы, влияющие на грузы

2.1 Внешние факторы

В процессе транспортирования и хранения в грузе могут происходить качественные и количественные изменения. Как правило, эти изменения объясняются действием внешних факторов: взаимодействием груза с внешней средой, механическими воздействиями на груз в процессе движения и выполнения погрузочно-разгрузочных работ, неисправностями кузовов подвижного состава и складских устройств.

Большое влияние на качество грузов оказывают влажность, температура и газовый состав воздуха, запыленность, наличие в его составе микробиологических форм и освещение. Под действием указанных факторов в веществе груза происходят различные биохимические, физико-химические и микробиологические процессы, свойственные отдельным видам продукции.

Как известно в состав воздуха входят: кислород -- 19,1 %, азот -- 75,5 %, аргон -- 1,3%, углекислый газ -- 0,05 %. Помимо этих относительно постоянных компонентов, в воздухе содержатся пары воды, микроорганизмы, пылеобразные дисперсные вещества во взвешенном состоянии.

Наличие в воздушной среде паров воды характеризуется абсолютной влажностью, влагоемкостью, относительной влажностью и точкой росы.

Абсолютная влажность воздуха -- это количество водяного пара в граммах, содержащееся в 1 м3 или 1 кг воздуха.

Влагоемкость воздуха характеризует способность воздуха поглощать влагу при данной температуре.

Влагоемкость находится в прямой зависимости от температуры воздуха, поэтому степень сухости или влажности воздуха характеризуется его относительной влажностью.

Относительная влажность -- это отношение фактического количества водяного пара содержащегося в воздухе, к его максимально возможному количеству при данной температуре (выражается в процентах).

Точкой росы называется температура, при которой влагоемкость данного состава воздуха равна нулю. Дальнейшее понижение температуры воздуха приводит к выпадению влаги в виде тумана, росы или инея. В точке росы относительная влажность составляет 100 %. Точка росы является характеристикой влажности воздуха, а не температурного режима.

Влажность воздуха значительно влияет на качество грузов. Так, сухой воздух вызывает усушку и ухудшает технологические свойства и внешний вид ряда грузов (кожи, волокна, рыбы вяленой и т.д.). Влажный воздух вызывает возникновение плесени и развитие гнилостных процессов в продуктах, активизирует биохимические процессы в массе груза, приводящие к его самонагреванию и последующей порче (зерно, кожи вяленые, мясные продукты и пр.).

Температура, влажность воздуха, влагоемкость и точка росы связаны между собой определенными закономерностями. На их основе разработаны таблицы, номограммы, диаграммы и т.д., по которым, зная одну или две характеристики воздуха, можно определить остальные.

Механическое воздействие на груз проявляется в виде статических и динамических воздействий. Статическое воздействие возникает при хранении грузов.

Максимальных значений статические воздействия достигают в нижних рядах грузов, уложенных в штабель. Объясняется это давлением вышележащих грузов.

Динамические воздействия возникают при падениях отдельных грузовых мест, соударениях грузов в процессе выполнения погрузочно-разгрузочных работ, соударениях вагонов во время маневров, под действием вибраций и колебаний подвижного состава, особенно при неустановившихся режимах движения поезда.

2.2 Физические свойства грузов

груз органолептический гранулометрический

Гранулометрический состав характеризует количественное распределение частиц (кусков) насыпных и навалочных грузов по размеру. В зависимости от гранулометрического состава насыпные и навалочные грузы делятся на группы (указанные в главе навалочных и насыпных грузов).

Гранулометрический состав оказывает значительное влияние на такие свойства груза, как сыпучесть, гигроскопичность, способность к слеживанию, смерзанию, уплотнению.

Сыпучесть -- способность насыпных и навалочных грузов перемещаться под действием сил тяжести или внешнего динамического воздействия. Сыпучесть груза характеризуется величиной угла естественного откоса и сопротивлением сдвигу.

Углом естественного откоса (УЕО) называется двугранный угол меж-боковой плоскостью груза и горизонтальной плоскостью основания штабеля. Величина угла естественного откоса зависит от рода груза, его гранулометрического состава и влажности (рис. 2.1).

Рисунок 2.1. Угол естественного откоса

Различают угол естественного откоса груза в покое и в движении. Величина угла естественного откоса в покое больше, чем в движении. При воздействии на груз динамических нагрузок, особенно вибрации, угол естественного откоса может снижаться до нуля.

Сопротивление сдвигу объясняется наличием сил трения частиц материала между собой и сил их сцепления. В общем случае условие равновесия сыпучей массы определяется законом Кулона.

Для идеально сыпучих материалов, когда отсутствует сцепление частиц груза между собой, угол внутреннего трения равен углу естественного откоса. Значительными силами сцепления частиц вещества обладают влажные и плохосыпучие грузы -- вязкие материалы. С ростом влажности груза возрастают и силы сцепления.

Скважистость определяет наличие и величину пустот между отдельными частичками груза и оценивается коэффициентом скважистости:

Kс = (Vшт - Vгр)/ Vшт,

где Vшт -- геометрический объем штабеля груза, м3; Vгр -- объем груза без учета суммарного объема пустот между отдельными его частицами, м3.

Величина Kс характеризует воздухопроницаемость груза.

Пористость характеризует наличие и суммарный объем внутренних пор и капилляров в массе груза и оценивается коэффициентом пористости:

Kп = Vп /(Vгр - Vп),

где Vп -- суммарный объем внутренних пор и капилляров, м3.

Величина Kп определяет, какое количество влаги может впитать груз при его смачивании, от этого, в свою очередь, зависит слеживаемость и смерзаемость груза.

Уплотнение происходит под действием статических или динамических нагрузок, за счет заполнения пустых пространств и более компактного расположения отдельных частиц груза относительно друг друга. Степень уплотнения в значительной степени зависит от гранулометрического состава, пористости и скважистости груза. Она является важным фактором повышения статической нагрузки вагона.

Способность уплотняться характеризуется коэффициентом уплотнения:

Kу = V'гр/V''гр,

где V'гр и V''гр объем груза до и после уплотнения, м3.

Слеживаемость -- способность насыпного или навалочного груза полностью или частично утрачивать свойство сыпучести и образовывать достаточно прочную монолитную массу.

Основными причинами слеживаемости являются: спрессовывание частиц груза под давлением верхних слоев, кристаллизация солей из растворов и переход соединений вещества из одного состояния в другое; химические реакции в массе продукта. Слеживаемости подвержены: руды различных наименований, рудные концентраты, уголь, минерально-строительные грузы, минеральные удобрения, различные соли, торф, сахар, цемент и т.д. При выполнении погрузочно-разгрузочных и складских операций со слежавшимися грузами необходимо восстановить их сыпучесть.

На степень слеживаемости оказывают влияние свойства и характеристики самого груза, режим хранения и местные климатические условия.

К свойствам и характеристикам груза в данном случае относятся: размеры, форма и особенности поверхности частиц вещества; характеристика его внутренней структуры, например волокнистость, однородность гранулометрического состава, наличие и свойства примесей, влажность гидроскопичность продукта. Так, с увеличением размера частиц груза уменьшается число точек соприкосновения между частицами, а, следовательно, снижается степень слеживания. При неоднородности гранулометрического состава мелкие частицы груза располагаются между крупными частицами, число точек соприкосновения возрастает, повышается степень слеживания. Следовательно, для снижения степени слеживания необходимо стремиться к тому, чтобы в массе груза был однородный гранулометрический состав, а у его отдельных частиц была гладкая поверхность и форма, близкая к шарообразной.

Способность груза к слеживаемости возрастает при наличии в его массе растворимых в воде примесей. Если слеживаемость продукта обусловлена давлением его верхних слоев, степень слеживаемости возрастает с ростом влажности грузов. В хорошо растворимых грузах повышение влажности приводит к образованию насыщенного раствора, при высыхании которого образуется прочная корка. В некоторых грузах влага стимулирует химические процессы, способствующие слеживаемости продукта. Сильному слеживанию подвержены все гигроскопичные, растворимые в воде грузы.

Прочность и степень слеживания продукта находится в прямой зависимости от времени хранения или перевозки и высоты штабелей груза. Особенно заметно с ростом высоты штабелей возрастает степень слеживаемости малогигроскопичных грузов. Быстрота слеживания продукта зависит от его температуры. При резких сменах температуры и влажности окружающей среды слеживаемость груза усиливается.

Для предотвращения или замедления процесса слеживания грузы хранят в уменьшающих поглощение влаги условиях; гигроскопичные вещества упаковывают во влагонепроницаемую тару; поверхности продукции покрывают брезентом, пленками и т.д.

Сводообразование -- процесс образования свода над выпускным отверстием бункера, силоса, подвижного состава, характерный для насыпных и навалочных грузов. Образование свода происходит в результате зацепления движущихся частиц груза за частицы, находящиеся в состоянии покоя (рис. 2.2).



Рисунок 2.2. Свод груза над отверстием

Хрупкость -- способность некоторых грузов при механическом воздействии разрушаться, минуя состояние заметных пластических деформаций. При выполнении погрузочно-разгрузочных работ и транспортных операций хрупкие грузы необходимо укладывать и закреплять в соответствии с нормативными требованиями, избегать бросков, ударов, падений отдельных грузовых мест и т.д. Тара и упаковка таких грузов должны быть исправными и обеспечивать их защиту от разрушения. К хрупким грузам относятся изделия из стекла и керамики, различная аппаратура, приборы, шифер и т.д. Некоторые грузы могут приобретать свойство хрупкости при пониженной температуре. Так, олово становится хрупким при температуре ниже -15 °С, резина при -45--50 °С.

Пылеемкостъ -- способность грузов легко поглощать пыль из окружающей атмосферы. Поглощение пыли приводит к порче материалов или вызывает необходимость очистки продукции от пыли перед ее употреблением. Повышенной пылеемкостью отличаются волокнистые материалы, ткани, меховые изделия, грузы повышенной влажности и т.д.

Распыляемость -- способность мельчайших частиц вещества образовывать с воздухом устойчивые взвеси и переноситься воздушными потоками на значительные расстояния от места расположения груза. Яркий пример этого явления -- пыление при перегрузочном и перевозочном процессах угля, цемента, муки, зерна, фрезерного торфа и других грузов.

Пыль обладает повышенной способностью адсорбировать из окружающей среды газы, пары и радиоактивные вещества. Это особенно вредно при наличии в воздухе отравляющих веществ и повышенной радиации.

Сильное пыление грузов затрудняет работу людей, вызывает необходимость применения марлевых повязок, респираторов, противогазов.

Органическая и металлическая пыль в определенной концентрации способна к воспламенению и взрыву под действием любого внешнего источника огня. Кроме того, распылениеприводит к значительным (до 5--8 %) потерям продукции и загрязнению окружающей среды.

Для предотвращения распыления грузов необходимо совершенствовать тару и упаковку, создавать специализированный подвижной состав и погрузочно-разгрузочные устройства, устанавливать фильтры в вентиляционных устройствах складов пылящих грузов, покрывать поверхности грузов пленками и т.д.

Абразивность -- способность грузов истирать соприкасающиеся с ними поверхности подвижного состава, погрузочно-разгрузочных машин и сооружений. Абразивность зависит от твердости частиц груза, которая оценивается по шкале Мооса (табл. 2.1).

Таблица 2.1. Твердость некоторых веществ по шкале Мооса

Наименование вещества	Твердость (баллы по шкале Мооса)
Тальк	1
Гипс, каменная соль	2
Известковый шпат, медь	3
Плавиковый шпат, железо	4
Апатит, никель	5
Полевой шпат, молибден	6
Кварц, тантал	7
Топаз	8
Сапфир, корунд, порошок оксида алюминия	9
Алмаз	10

В зависимости от твердости частиц грузы бывают малоабразивные с твердостью до 2,5 баллов; среднеабразивные -- имеющие твердость от 2,5 до 5 баллов; высокоабразивные -- с твердостью выше 5 баллов. Высокой абразивностью обладают цемент, минерально-строительные материалы, апатиты, бокситы и т.д. При работе с абразивными грузами необходимо принимать меры к предотвращению пыления и попадания частиц продукта на трущиеся детали подвижного состава и погрузочно-разгрузочных устройств.

Вязкость -- свойство частиц жидкости сопротивляться перемещению относительно друг друга под действием внешних сил. Вязкость характеризует внутреннее трение между частицами и объясняется силами молекулярного сцепления. Различают динамическую, кинематическую и условную вязкость.

Динамическая вязкость (единицы измерения: пуаз (пз); 1пз = 0,1Н*с/м2)\µ, Н*с/м2, определяет коэффициент внутреннего трения.

Сила внутреннего трения F между двумя слоями жидкости:

,

где S -- площадь слоя жидкости, м2; -- градиент скорости движения слоев жидкости в направлении, перпендикулярном направлению движения, 1/с.

Кинематическая вязкость (единицы измерения: стокc (Ст); 1Ст=см2/с=10"4 м2/с) х определяется отношением динамической вязкости жидкости к ее плотности:

где -- плотность жидкости, кг/м3.

На практике для оценки текучести жидкостей чаще используется понятие условной вязкости жидкостей. Условная вязкость жидкостей измеряется в градусах Энглера (по имени немецкого химика К.О. Энглера). Число градусов Энглера определяется отношением времени истечения (в сек) 200 см3 испытуемой жидкости при данной температуре из вискозиметра типа ВУ (Энглера) ко времени истечения (в сек) 200 см3 дистиллированной воды из того же прибора при температуре 20 °С. Вискозиметр (рис. 2.3) представляет собой сосуд с калиброванной сточной трубкой.

С понижением температуры вязкость продукта постепенно возрастает до полного застывания. Температурой застывания жидкости называют температуру, при которой она в стандартных условиях достигает состояния потери подвижности. Жидкость подвергают глубокому охлаждению в пробирке с двойными стенками. При достижении температуры застывания уровень жидкости в пробирке, наклоненной к горизонту на 45°, остается неподвижным в течение 1 мин. Температура застывания жидкостей зависит от их химического состава.

Рисунок 2.3. Внешний вид вискозиметра

По степени вязкости и температуре застывания жидкие грузы делятся на четыре группы (табл. 2.2).

Повышенная вязкость наливных грузов вызывает снижение скорости их перекачки и увеличивает потери продукта в результате налипания его частиц на внутренние поверхности кузовов подвижного состава.

Гигроскопичность -- способность грузов легко поглощать влагу воздуха. Такая способность вызывается различными причинами. Так, карбид кальция, негашеная известь поглощают влагу вследствие своей химической активности. Гигроскопичность соли и сахара объясняется их сильной растворимостью в воде. Хлопок, шерсть, зерно поглощают влагу вследствие сгущения паров воды (адсорбции) на больших внутренних поверхностях груза.

Интенсивность поглощения влаги грузами возрастает с повышением температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также прямо зависит от площади поверхности груза, соприкасающейся с воздухом, от пористости и скважистости вещества.

Таблица 2.2. Условная вязкость и температура застывания некоторых веществ

Группа	Условная вязкость при температуре 50 °С, град.	Температура застывания, °С	Наименование некоторых грузов по группам вязкости
I	5-15	-15-0	Глицерин, мазут прямой гонки и флотский, автолы и др.
II	16-25	+1-15	Анилин, бензол, жир китовый, мазут смазочный, масла растительные и др.
III	26-40	+16-30	Каустик жидкий, кислота серная, масло авиационное, масло кокосовое, нефть, олеум, патока и др.
IV	Свыше 40	Выше +30	Битумы, гудрон, саломас, парафин спичечный, смола каменноугольная, пек жидкий и др.

Влажность определяет процентное содержание влаги в массе груза. Влага может содержаться в массе груза в свободном и связанном состояниях. Различают абсолютную и относительную влажность груза.

Относительной влажностью груза W называется отношение массы жидкости qм массе влажного груза qгр, %:

W=(qм/ qгр)100;

qгр = qм + qс ,

где qс -- масса сухого груза, т.

Абсолютная влажность груза W' представляет собой отношение массы жидкости к массе сухого груза, %:

W'=(qм/ qс)100

В теоретических расчетах, как правило, используют абсолютную влажность, на практике чаще применяют относительную влажность, которая более наглядно дает представление о содержании влаги в массе продукта.

Для перевода относительной влажности в абсолютную и наоборот можно использовать формулу:

Стандартами, техническими условиями и другими нормативными материалами устанавливают кондиционную влажность различных грузов, при которой вещество способно сохранять свои качественные характеристики. Отклонения влажности грузов от кондиционных требований приводят к порче или потере качества продукции.

Повышенная влажность ряда грузов усиливает крайне нежелательные для транспорта свойства (слеживаемость, смерзаемость, склонность к сводообразованию), а также приводит к налипанию груза на внутреннюю поверхность бункеров кузовов подвижного состава и на рабочие органы погрузочно-разгрузочных машин и устройств.

2.3 Химические свойства грузов

Самонагревание -- повышение температуры груза в результате экзотермических реакций, происходящих в массе груза, или дыхания. Самонагреванию подвержены зерно, волокнистые материалы, сено, жмых, каменные и бурые угли, торф, сланцы, некоторые руды и их концентраты и др. Самонагревание груза каждого наименования объясняется характерными для него причинами.

Процесс самонагревания грузов сельскохозяйственного производства объясняется наличием процесса дыхания продукта, жизнедеятельностью микроорганизмов и сельскохозяйственных вредителей. Вследствие малой теплопроводности теплота в массе груза накапливается и его температура повышается, что, в конечном счете, приводит к порче, обугливанию или самовозгоранию продукта.

Создание благоприятных условий хранения и перевозки, активная вентиляция груза позволяют предотвратить или замедлить биохимические процессы, снизить интенсивность жизнедеятельности микроорганизмов и вредителей, обеспечить своевременное удаление выделяющихся углекислого газа и тепла.

Процесс самонагревания руд, рудных концентратов, каменных и бурых углей, торфа, сланцев и некоторых других грузов объясняется химической реакцией взаимодействия с кислородом воздуха. Реакция окисления сопровождается выделением и накоплением тепла в массе груза, что в свою очередь ускоряет реакцию окисления. Если не обеспечить отвод тепла из массы груза, его самонагревание может привести к его самовозгоранию в полном объеме.

Различают самовозгорание тепловое, микробиологическое и химическое. Тепловым называется самовозгорание, вызванное самонагреванием, возникшим под воздействием внешнего нагрева вещества выше температуры самонагревания. Микробиологическим называется самовозгорание в результате самонагревания, возникшего под воздействием жизнедеятельности микроорганизмов в массе вещества (торфа, хлопка, растительных материалов, особенно недосушенных). Химическим называется самовозгорание, возникшее в результате химического взаимодействия веществ.

Температура груза, при которой начинается процесс окисления с последующим самовозгоранием, называется критической температурой.

Окислительные свойства грузов -- способность легко отдавать избыток кислорода другим веществам. Примесь окислителей может вызвать загорание горючих материалов и обеспечить их устойчивое горение без доступа воздуха. Это необходимо учитывать при взаимном размещении мест хранения и грузовых фронтов по переработке горючих материалов и окисляющих грузов и при организации их перевозки по железным дорогам.

Некоторые окислители вместе с органическими веществами способны к образованию взрывчатых смесей, взрывающихся вследствие детонации, трения или удара. Особенно активными окислителями являются жидкие кислоты, щелочи, соли, минеральные удобрения, перекись водорода и т.д.

Коррозия (лат. corrosio-- разъедание) -- процесс разрушения материала в результате химического или физического воздействия. Различают электрохимическую, химическую и биологическую коррозии. Электрохимическая коррозия -- коррозия, вызванная потоком электронов между катодной и анодной областями металлической поверхности. Химическая коррозия -- коррозия, вызванная химической реакцией металла с веществами окружающей среды, протекающей на границе металла и среды. Чаще всего это окисление металла, например, кислородом воздуха или кислотами, содержащимися в растворах, с которыми контактирует металл. Особенно подвержены этому металлы, расположенные в ряду напряжений (ряду активности) левее водорода, в том числе железо. Биологическая коррозия характерна для строительных материалов -- это коррозия, вызываемая жизнедеятельностью биоорганизмов.

В целях защиты от коррозии в процессе перевозки металлы и металлоизделия тщательно упаковывают, в необходимых случаях уплотняют стены и крышу вагонов, покрывают антикоррозионными смазками открытые части, не допускают их совместную перевозку с грузами, являющимися активными окислителями.

2.4 Реакция грузов на изменение температур

Морозостойкость -- способность грузов выдерживать воздействие низких температур, не разрушаясь, и сохранять свои качественные характеристики при оттаивании. Особенно неблагоприятно низкие температуры воздействуют на свежие овощи и фрукты, жидкие грузы, некоторые резинотехнические изделия и металлы и др.

Спекаемость -- свойство частиц некоторых грузов слипаться при повышении температуры продукта. Спекаемости подвержены гудрон, асфальт, пек, агломераты руд и др. Предотвратить спекаемость грузов практически невозможно. Выгрузка спекающихся грузов требует значительных трудовых затрат.

Теплостойкость -- способность веществ противостоять развитию биохимических процессов, разрушению, окислению, плавлению или самовозгоранию под действием высоких температур. Наиболее неблагоприятное воздействие высокие температуры оказывают на грузы растительного и животного происхождения, каменные угли, торф, сланцы и грузы, содержащие легкоплавкие вещества.

Огнестойкость -- способность грузов противостоять действию огня. По степени огнестойкости грузы делят на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Несгораемые материалы (кирпич, бетон, сталь) под действием огня не воспламеняются, не тлеют, не обугливаются, но могут сильно деформироваться. Трудносгораемые материалы (фибролит, асфальтовый бетон) тлеют и обугливаются, но после удаления источника огня эти процессы прекращаются. Сгораемые материалы (дерево, рубероид, пластмассы) воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть и после удаления источника огня.

Огнеупорность -- свойство грузов противостоять, не деформируясь, длительному воздействию огня. По степени огнеупорности материалы делят на огнеупорные, выдерживающие действие температур до 1580 °С и выше (шамотный кирпич), тугоплавкие, выдерживающие температуры 1350--1580 °С (тугоплавкий кирпич), легкоплавкие, размягчающиеся при температуре ниже 1350 °С (керамический кирпич). Огнеупорность характерна для ограниченного числа грузов. Большинство же грузов под действием огня сгорают, разрушаются или теряют свои первоначальные свойства.

2.5 Объемно-массовые характеристики грузов

Плотность -- это масса однородного вещества в единице объема. Единицей плотности является килограмм на кубический метр, однако в производственной практике чаще используется тонна на кубический метр. На транспорте плотность используют для расчета массы жидких грузов, перевозимых наливом в вагонах-цистернах и бункерных полувагонах.

Плотность жидких грузов изменяется с изменением температуры, поэтому в верхнем правом углу обозначения плотности указывается температура, при которой она была определена.Стандартной считается плотность жидкого груза при температуре 20 °С. Для определения плот-ности жидких грузов применяют ареометры, гидростатические весы и пикнометры. Ареометр (рис. 2.4, а) представляет собой прибор цилиндрической формы, изготовленный из прозрачного стекла, свободного от напряжения. В верхней части корпуса ареометра припаян стеклянный, закрытый сверху, пустой стержень кругового сечения, на внутренней поверхности которого размещена бумажная полоска с нанесенной шкалой, в зависимости от назначения ареометров.

Нижняя часть корпуса ареометра наполнена балластом, который придает ареометру необходимый вес и обеспечивает вертикальное положение при погружении его в жидкость.

Ареометры бывают различного назначения и используются для измерения плотности нефти и нефтепродуктов, жидкостей и растворов, кислот, цельного и обезжиренного молока, пахты, сыворотки, измерения массовой доли сахара в водных растворах и др.

Гидростатические весы (весы Мора -- названы по имени сконструировавшего их в 1847 г. немецкого химика К.Ф. Мора) -- рычажные весы с неравноплечным коромыслом, предназначенные для определения плотности жидкостей и твердых тел методом гидростатического взвешивания. Гидростатическое взвешивание -- метод измерения плотности жидкостей и твердых тел, основанный на законе Архимеда. Плотность твердого тела определяют его двукратным взвешиванием -- сначала в воздухе, а затем в жидкости, плотность которой известна (обычно в дистиллированной воде); при первом взвешивании определяется масса тела, по разности результатов обоих взвешиваний -- его объем. При измерении плотности жидкости производят взвешивание в ней какого-нибудь тела (обычно стеклянного поплавка), масса и объем которого известны и уравновешивают весы гирями-рейтерами.

Пикнометр (от греч. pyknos -- плотный и metreo -- измеряю), стеклянный сосуд специальной формы и определенной вместимости, применяемый для измерения плотности веществ в газообразном, жидком и твердом состояниях. Измерение плотности пикнометром основано на взвешивании находящегося в нем вещества (обычно в жидком состоянии), заполняющего пикнометр до метки на горловине или до верхнего края капилляра, что соответствует номинальной вместимости. Очень удобен в работе пикнометр с боковой капиллярной трубкой, у которой пробкой служит тело термометра. Измерения объема значительно упрощаются, если вместо одной метки у пикнометра имеется шкала. Плотность твердых тел определяют, погружая их в пикнометр с жидкостью. Для измерения плотности газов применяют пикнометры специальной формы (шаровидные и др.).

При изменении температуры жидкого груза его плотность, т/м3, для новых условий может быть определена:

pi = pt + ?(ti - t),

где ? -- температурная поправка, т/(м3 * град), показывающая величину изменения плотности жидкого вещества, при измерении его температуры на 1 °С; ti -- температура жидкости, для которой определяется плотность, °С; t -- температура жидкости, для которой плотность известна, °С.

Объемная масса характеризует массу груза в единице объема с учетом скважистости и пористости вещества:

со = Q/(Vгр + Vп+Vс),

где Vс -- суммарный объем скважин (пустот между частицами груза), м3.

Для стандартной объемной массы зерновых грузов на железных дорогах употребляется термин натурная масса. Объемную массу груза можно определять взвешиванием на вагонных или товарных весах или лабораторным способом. При использовании вагонных весов емкостями служат кузова вагонов. На товарных весах в качестве емкости используют ящик вместимостью 1 м3. После пяти -- восьми замеров к расчету принимают среднее из полученных значений объемной массы.

Плотность и объемную массу необходимо определять с точностью до сотых долей, так как ошибка даже на одну десятую при расчете массы продукта в четырехосном вагоне приводит к разнице в 5--7 т груза.

Удельным объемом называется объем единицы массы груза. Для насыпных и навалочных грузов удельный объем--величина, обратная объемной массе, а для жидкостей -- обратная плотности продукта.

Для тарно-штучных грузов важно знать основные характеристики отдельных грузовых мест: длину, ширину, высоту, внешний объем и массу брутто. Удельный объем тарно-штучных грузов:

где -- суммарный объем п грузовых мест, м3; -- суммарная масса брутто п грузовых мест, т.

Объем штабеля тарно-штучных грузов превышает сумму объемов отдельных грузовых мест из-за наличия зазоров. Приращение объема штабеля оценивается коэффициентом укладочности:

kук =Vшт /,

где Vшт -- внешний объем штабеля по обмеру, м3.

Используя эти формулы, можно определить удельный объем штабеля:

Vудшт =Vшт / = kукVу

Величина коэффициента укладочности зависит от размеров и формы отдельных грузовых мест, способа и плотности их укладки.

Удельный погрузочный объем показывает, какой объем подвижного состава занимает в среднем 1 т груза:

Vуп=Vз/Q

где Vз -- объем вагона, занятый грузом, м3; Q -- масса груза в вагоне, т.

Объем вагона, занятый грузом, включает в себя также и пустоты между отдельными грузовыми местами и между грузом и внутренней обшивкой подвижного состава. Качество размещения груза в вагоне можно оценить с помощью коэффициента заполнения:

kз =Vз /

Зная коэффициент заполнения конкретным грузом заданного типа подвижного состава и удельный объем груза, легко определить его удельный погрузочный объем:

Vуп=kзVу

2.6 Биохимические свойства грузов

Грузы растительного и животного происхождения содержат в больших количествах воду (до 95 %), белки, жиры, сахар, аминокислоты, т.е. вещества, представляющие собой благоприятную среду д ля развития различных биохимических процессов, приводящих к качественным и количественным потерям грузов. Скорость протекания таких процессов зависит от трех взаимосвязанных факторов: жизнедеятельности микроорганизмов, биохимических изменений (ферментативных и неферментативных), физических явлений.

По характеристикам жизнедеятельности микроорганизмы разделяются на бактерии и плесневые грибы (плесени). Бактерии -- бесцветные организмы, преимущественно одноклеточные, размером от долей микрона до нескольких микрон; они занимают промежуточное положение между растениями и животными. Бактерии способны вызывать распад белков с выделением сероводорода и аммиака; жиров -- с образованием глицерина и жирных кислот; углеводов, необходимых бактериям для дыхания. Плесени -- более сложные микроорганизмы, способные вызывать разнообразные физиологические и инфекционные заболевания плодов и других грузов органического происхождения.

В неблагоприятных условиях существования некоторые микроорганизмы могут образовывать весьма устойчивые споры, которые при изменении условий могут прорастать, вызывая так называемую вторичную инфекцию. Большинство плесневых грибов безвредны для здоровья человека, однако некоторые виды, развивающиеся на почве в тропических и субтропических районах, выделяют токсические вещества. Употребление в пищу продуктов, пораженных такими плесневыми грибами, может вызвать раковые заболевания.

Важнейшие возбудители гниения и брожения относятся к так называемым мезофильным, т. е. нормально существующим при температуре 20--40 °С, микроорганизмам. Минимальная температура их размножения 10--15 °С, оптимальная 37 °С, максимальная 45 °С. Однако некоторые плесневые грибы на мороженом мясе, рыбе и жире, содержащих воду, могут сохранять жизнедеятельность при температуре -- 15--20 °С.

В грузах растительного и животного происхождения взаимодействие с окружающей средой приводит к развитию различных биохимических процессов. Такие из них, как автолиз, дыхание, дозревание и прорастание, вызваны процессами, происходящими в самом продукте, а гниение, брожение и плесневение объясняются жизнедеятельностью различных микроорганизмов.

Автолиз наблюдается в мясных, табачных изделиях, муке и некоторых других грузах и представляет собой процесс саморастворения, распада тканей животного или растительного происхождения под влиянием ферментов, содержащихся в этих же тканях.

Процесс дыхания характерен для грузов растительного происхождения (зерно, овощи, фрукты и т.д.). При дыхании происходит окисление органических соединений кислородом. Интенсивность дыхания возрастает с ростом температуры и влажности продукта. Окисление и распад органических соединений сопровождаются выделением тепла, что приводит к самонагреванию, самовозгоранию и последующей порче продукта.

Процесс дозревания характерен для зерна, овощей, фруктов. При этом в зернах происходит переход сахара в крахмал, а в овощах и фруктах крахмал превращается в сахар.

Прорастание наблюдается в овощах и зерновых культурах. Этот процесс сопровождается интенсивным дыханием.

Процесс брожения представляет собой разложение углеводов в результате деятельности микроорганизмов. Различают спиртовое, молочнокислое, маслянокислое и уксуснокислое брожения. При спиртовом брожении происходит разложение сахаров с образованием спирта и углекислого газа, при молочнокислом -- молочной кислоты, при маслянокислом -- масляной кислоты. При уксуснокислом брожении спирт превращается в уксусную кислоту.

Гниение вызывает распад белковых веществ в результате жизнедеятельности гнилостных бактерий.

При плесневении поверхности продовольственных грузов появляется белый слизистый налет, который постепенно становится желтым, коричневым и, наконец, черным. Под действием плесени происходит разложение жиров и углеводов, и в некоторых случаях образуются ядовитые вещества.

2.7 Свойства опасности

Огнеопасность -- способность вещества в случае возникновения очага загорания к прогрессирующему горению. Устойчивое горение вещества происходит при определенной концентрации его газов, паров или пыли в воздухе. Границы такой концентрации получили название области воспламенения. Чем шире область воспламенения и ниже концентрационный предел взрываемости, тем выше огнеопасность груза.

Для горючих жидкостей важными характеристиками являются температура вспышки и температура воспламенения. Под температурой вспышки понимают температуру жидкости, при которой ее насыщенные пары способны воспламеняться под действием внешнего источника воспламенения продолжительностью до 5 с. При вспышке воспламеняются и сгорают только пары жидкости. Температура воспламенения характеризует минимальную температуру жидкости, при которой возможно устойчивое горение ее испарений. Температура, при которой происходит самовозгорание жидкого груза, называется температурой самовоспламенения. Она значительно выше температуры вспышки.

Взрывоопасность -- способность грузов вызывать физический или химический взрыв. Физический взрыв -- взрыв, вызываемый изменением физического состояния вещества. В результате такого взрыва вещество превращается в газ с высоким давлением и температурой Физический взрыв могут вызвать сжатые и сжиженные газы. Химический взрыв -- взрыв, вызываемый быстрым химическим превращением веществ, при котором потенциальная химическая энергия переходит в тепловую и кинетическую энергию расширяющихся продуктов взрыва с высокой скоростью. Горение взрывчатых веществ (ВВ) сопровождается детонацией, приводящей к мгновенному взрыву всей массы продукта и образованию ударной волны. Степень опасности ВВ зависит от свойств и массы продукта, качества тары и упаковки.

Вредность -- способность паров или взвешенных частиц поражать органы чувств, кожный покров, дыхательные пути и легкие людей. Поражение может проявляться в виде раздражающих явлений, отравления, заболевания силикозом и различными инфекционными и кожными болезнями. Особенно неблагоприятное воздействие на организм человека оказывают пары или пыль свинца, цемента, фосфора, бензина, минерального масла, дегтя, кожсырья, ртути и т.д. Установлены предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе. При переработке таких грузов необходимо принимать меры, обеспечивающие охрану здоровья обслуживающего персонала.

Ядовитость -- свойство некоторых грузов, представляющих непосредственную опасность для здоровья и жизни людей и животных. Проникновение яда в организм человека или животного может произойти при вдыхании, через кожный покров и при внутреннем введении в процессе еды, курения, питья и т.д. Сила действия ядовитых веществ (ЯВ) на организм определяется их токсичностью. Опасность ЯВ определяется их способностью создавать опасные концентрации в воздухе в аварийных ситуациях.

К инфекционно-опасным грузам относятся: живность, сырые животные продукты, шерсть животных, кожсырье, бактериологические препараты и некоторые другие. Такие грузы могут послужить причиной распространения инфекции, заболевания, а в некоторых случаях гибели людей и животных.