Типи автоцистерн, технічні аспекти та характеристики

Використання цистерн для вантажоперевезень пропонує рішення різних транспортних питань, пов'язаних з перевезенням наливних вантажів. Існують певні особливості, пов'язані з перевезенням наливних вантажів з використанням автоцистерн. Добре відомий той факт, що різні типи рідких вантажів, навіть якщо вони відносяться до однієї і тієї ж категорії, вимагають використання різних і спеціально адаптованих автоцистерн. Якщо йдеться, наприклад, про перевезення різних речовин, таких як сира нафта і бензин, а також інших нафтопродуктів, то перевозити ці речовини в одних і тих самих автоцистернах неможливо, оскільки є встановлене правило про сумісність попередніх вантажів. Той самий принцип можна застосувати до рідких продуктів харчування, включно з молоком, патокою, олією, соком тощо.

ЗАСТОСУВАННЯ АВТОЦИСТЕРН

Використання автоцистерн разом із легкими напівпричепами може значно підвищити вантажопідйомність автоцистерни і, таким чином, знизити витрати. Сьогодні існує безліч модифікацій автоцистерн, спеціально призначених для перевезення різних видів наливних вантажів: світлих і темних нафтопродуктів, хімікатів, продуктів харчування. Автоцистерни використовуються все частіше, незважаючи на дещо вищу вартість перевезення в середньому порівняно зі звичайними вантажівками. Але їхнє використання означає відсутність необхідності в додатковій тарі та витратах на пакування, плюс забезпечується вищий рівень збереження вантажу під час завантаження, транспортування та розвантаження - водночас мінімізуються і тимчасові витрати, пов'язані з цими операціями.

Цистерни можуть бути теплоізольовані, деякі навіть мають можливість нагрівати і охолоджувати вантаж, що перевозиться. Цистерни, призначені для перевезення певних матеріалів, таких як парафін, мило або смола, необхідно нагрівати, щоб ці продукти не замерзли під час транспортування. Аналогічно, автоцистерни зі швидкопсувними продуктами мають штучне охолодження.

Автоцистерни піддаються різним модифікаціям залежно від природи речовин, що перевозяться (інертних або агресивних), а також фізичного стану рідкого вантажу. Склад напівпричепів-цистерн теж відрізняються; вони спеціально розроблені для різних типів вантажів. Деякі поширені типи автоцистерн містять у собі:

ОСНОВНІ ВИДИ АВТОЦИСТЕРН

Хімічні

Хімічні автоцистерни призначені для перевезення хімічних агресивних і нейтральних рідин. У цистернах можна перевозити як нейтральні, так і агресивні продукти хімічної промисловості - для перевезення агресивних хімікатів автоцистерна виготовляється з нержавіючої сталі. Завдяки добавці молібдену досягається висока стійкість сталі до корозії, високих температур і агресивних хімічних середовищ.

Гумовані цистерни використовуються для перевезення агресивних кислотно-лужних вантажів. Застосування цього типу цистерни зумовлене футеруванням внутрішньої поверхні мастикою на основі бітумних смол та інших захисних засобів, що забезпечують надійний захист внутрішніх посудин напівпричепа-цистерни від корозії. Цистерни з композитних матеріалів, таких як склопластик, також використовуються для перевезення кислотно-лужних речовин з агресивними корозійними властивостями.

Харчові

Автоцистерни для перевезення рідких харчових продуктів (харчові цистерни) використовуються для транспортування або тимчасового зберігання рідких харчових продуктів густиною від 0,8 до 1,5 г/см3 до точок реалізації та переробки. До харчових рідких вантажів належать різні соки, концентрати, рослинні олії, жири, сиропи, патока, шоколад, глюкоза, алкогольні напої, молочна продукція тощо.

Автоцистерни, що використовуються для транспортування рідких харчових продуктів, мають відповідати європейським екологічним нормам. Для цього необхідно проводити ретельне пропарювання та дезінфекцію внутрішніх поверхонь колби перед кожним завантаженням. Такі колби виготовляються з високоякісної нержавіючої сталі. Для підтримки температури вмісту вантажу харчові автоцистерни мають теплоізоляційний шар з мінерального утеплювача. Кожна цистерна оснащена заливними горловинами, призначеними для наповнення, дезінфекції та огляду внутрішньої частини колби. Кожна горловина закривається кришками з теплоізоляцією, а трубопроводи і зливна арматура захищені від обмерзання в зимовий період.

Бензовози

Автоцистерни для світлих нафтопродуктів (бензовози) призначені для транспортування і тимчасового зберігання нафтопродуктів густиною 0,7 - 0,9 г/см³ дорогами загального користування з огляду на їхнє кліматичне виконання. Ці цистерни використовують для перевезення різних видів світлих нафтопродуктів, таких як бензин, дизельне паливо, гас, присадки, мастильні матеріали, базові оливи, розчинники та нафтохімічна сировина.

Бензин містить багато летких, легкозаймистих і вибухонебезпечних фракцій, тому цистерни (бензовози) виготовляють з урахуванням суворих вимог пожежної безпеки. Автоцистерни (бензовози) зазвичай мають від 3 до 5 автономних відсіків, що дає змогу перевозити кілька видів палива одночасно. Найчастіше такий тип цистерн виготовляється з алюмінію. Бензовози мають різний об'єм від 30000 до 60000 літрів. Таким чином, бензовози розрізняються за ємністю, формою (валіза, овал або кругла) і кількістю відсіків. Правильно обрана форма цистерни може збільшити обсяг перевезеного палива. Роздільні відсіки дають змогу доставляти бензин різних марок на автозаправні станції одночасно.

Бітумовози

Автоцистерни для транспортування темних нафтопродуктів (бітумовози, мазутовози і нафтовози) призначені для перевезення і короткочасного зберігання таких речовин, як нафта, мазут і бітум. Ці темні нафтопродукти є залишковими продуктами переробки або природними похідними кам'яного вугілля, нафти і сланців. Бітумовози і мазутовози відносяться до техніки спеціального призначення і забезпечують підігрів вантажу до 250 °С під час транспортування.

Різні конструкції бітумовозів дають змогу підтримувати високу температуру гарячого бітуму під час транспортування, підігрівати його в цистерні до робочої температури, перекачувати і забирати з бітумоплавильних котлів і бітумосховищ. Спеціальні системи жарових труб, що працюють на дизельному паливі або гасі, забезпечують підігрів бітуму або мазуту в цистерні. Ізотермічна конструкція резервуара мінімізує тепловтрати, що, разом із системами підігріву, дає змогу перевозити нафтопродукти на далекі відстані. Усередині цистерни встановлено перегородки (хвилерізи) для зменшення гідравлічних ударів під час гальмування. До хвилерізів прикріплені дві жарові труби, що проходять по всій довжині цистерни, з розширенням і вогнетривким футуванням на вході, утворюючи топковий простір. Паливо під тиском подається до двох стаціонарних і одного переносного пальників. Насос забезпечує не тільки заповнення цистерни бітумом, а й його циркуляцію та злив. Для виготовлення бітумовозів та їх комплектуючих використовуються спеціальні термічні матеріали, що забезпечують безпечне перевезення специфічного вантажу. Перевезення легкозаймистих вантажів при температурі до 230 °С вимагає особливого підходу на всіх етапах транспортування через підвищену небезпеку.

Газовози

Автоцистерни для перевезення скраплених газів (газовози) призначені для транспортування і короткочасного зберігання газів, таких як пропан, бутан і їхні суміші, під тиском до 2,3 МПа і за температури від -40 до +45 °C. Для цих цілей застосовуються спеціалізовані автоцистерни і напівпричепи-цистерни. Газовози мають особливу конструкцію із зовнішньою несучою оболонкою і подвійними стінками посудин. Високий рівень безпеки експлуатації забезпечується завдяки двостінній оболонці цистерни, простір між стінками якої заповнений спеціальним важкогорючим матеріалом.

Напівпричепи-газовози для перевезення скрапленого газу діляться на два типи:

1. Заправні. Ці напівпричепи призначені для заправки балонів скрапленим газом у паливні системи автотранспортних засобів. Їхній об'єм становить від 12 до 31 м3. У технологічному блоці встановлено насосний агрегат, лічильник, запобіжну і запірну арматуру. Для контролю рівня газу використовуються електронна система вимірювання або механічний показник рівня. Зріджений газ подається через заправний шланг і роздатковий кран у паливну систему автомобіля або іншу ємність.
2. Транспортні. Ці напівпричепи оснащені насосним агрегатом високої продуктивності і механічними лічильниками з пропускною спроможністю 200-300 л/хв. Вони також мають донні та запобіжні клапани, а також рівнемір для точного контролю.

ПРИЗНАЧЕННЯ АВТОЦИСТЕРН

Автоцистерна для стандартних умов експлуатації

Цей тип автоцистерн має простий металевий корпус і призначений для перевезення наливних вантажів, які не потребують особливих умов, при плюсовій температурі навколишнього середовища. Він також підходить для транспортування рідких нафтопродуктів, які не замерзають завдяки своїм природним властивостям. У таких автоцистернах відсутні системи підігріву і термоізоляції, тому температура вантажу не зберігається і не підтримується під час перевезення.

Ізотермічна автоцистерна

Ізотермічні автоцистерни призначені для підтримки температури залитого вантажу під час транспортування завдяки використанню ізоляційних матеріалів у своїй конструкції. Вони мінімізують теплові втрати рідкого вантажу, які становлять від 1 до 3 °С на добу. Здебільшого, такі автоцистерни використовуються для перевезення швидкопсувних харчових продуктів та інших товарів цього сегмента. Наприклад, молоко в них залишається холодним навіть у найспекотнішу погоду. Ізотермічні автоцистерни також застосовуються для транспортування вантажів, які потребують підтримки високої температури. Корпус цих цистерн працює за принципом термоса, ізолюючи вантаж від зовнішніх чинників за температур від -30 до +40 °С. Такі цистерни здатні зберігати температуру наливного вантажу протягом 72 годин залежно від зовнішніх умов.

Ізотермічна автоцистерна з паровою сорочкою

Цей тип автоцистерн поєднує всі властивості ізотермічних автоцистерн і має додаткову можливість розігріву вантажу. Наприклад, якщо температура вантажу, що перевозиться, занадто низька або в умовах зимового транспортування вантаж загустів і став в'язким, його вивантаження може стати ускладненим. У таких випадках загуслий вантаж підігрівається за допомогою гарячої пари температурою до 200 °С або гарячої води до 80 °С.

Пара або вода подається від зовнішнього джерела по спеціальних трубах, розташованих у внутрішньому контурі напівпричепа. Розігріта пара надходить від парових установок і універсальних нагрівачів повітря. Наявність парової сорочки в автоцистерні і парогенератора в пункті вивантаження - це максимально важливі умови, що забезпечують швидке і якісне розвантаження найбільш в'язких типів наливних вантажів.

Ізотермічна автоцистерна з автономним підігрівом

Ізотермічна автоцистерна з автономним підігрівом є різновидом транспортного засобу, оснащеного спеціальним обладнанням (вебаста), призначеним для підтримання постійної температури перевезеного рідкого вантажу. У комплектацію такої спеціалізованої техніки входить повний набір пристроїв, що забезпечують підтримку заданої температури вантажу в процесі перевезення. Це включає в себе теплогенератор (вебаста) і систему теплопровідних каналів, прокладених усередині ємності цистерни. Ізотермічні автоцистерни оснащені спеціальним автономним підігрівом, який працює незалежно від двигуна тягача. Принцип роботи цієї системи полягає в тому, що теплоносій (найчастіше тосол) нагрівається до необхідної температури і циркулює спеціальними внутрішніми каналами напівпричепа-цистерни. Система автономного підігріву здатна підтримувати необхідну для вантажу температуру, регульовану заздалегідь встановленими параметрами реле-контролера. Таким чином, в умовах зимового перевезення ізотермічна автоцистерна з автономним підігрівом забезпечує низку переваг, спрямованих на збереження стабільності та безпеки рідких вантажів, які перевозяться, протягом їхнього сезонного транспортування.

Автоцистерна для перевезення небезпечних вантажів

Перевезення небезпечних наливних вантажів в автоцистернах являє собою значну частину сфери перевезення наливних вантажів автотранспортом. Цей вид вантажів охоплює такі небезпечні матеріали, як нафта і нафтопродукти, зріджені гази, кислоти, луги, розчинники, спирти, смоли, полімери, латекси, небезпечні відходи та інші хімічні рідини з небезпечними властивостями. Безпека перевезення небезпечних вантажів полягає в забезпеченні захищеності життя і здоров'я людей, збереження їхнього майна, довкілля, а також об'єктів і засобів транспорту від потенційних небезпек, пов'язаних з перевезенням таких небезпечних матеріалів.

Цистерна, призначена для транспортування небезпечних наливних вантажів, є засобом для перевезення продуктів хімічної промисловості, включно з як легкими, так і агресивними речовинами. При перевезенні агресивних хімічних речовин часто використовується нержавіюча сталь для виготовлення колби автоцистерни, які додатково піддаються гумування внутрішніх поверхонь напівпричепа.

Гумовані цистерни застосовуються для перевезення і тимчасового зберігання агресивних кислот або лугів. Внутрішня поверхня цистерни, призначеної для перевезення кислот і лугів, покривається мастикою на основі бітумних смол, а також іншими захисними засобами, що забезпечують надійний захист від роз'їдання внутрішніх поверхонь напівпричепа. Гумування піддаються також усі трубопроводи, пристрої запірної арматури та елементи, що мають контакт із хімічною речовиною, що перевозиться.

Перевезення небезпечних вантажів автомобільним транспортом потребує особливої уваги до технічного стану спеціальних транспортних засобів. Паливний бак має бути відокремлений від акумулятора і вантажу, що перевозиться, захисними перегородками. Електропроводка має бути ізольована антикорозійним, безшовним матеріалом, а автомобіль має бути заземлений для захисту від статичних розрядів. Транспортний засіб, що перевозить небезпечні вантажі, має бути позначений табличками, що вказують тип небезпечного вантажу. Керувати транспортним засобом, що перевозить небезпечні вантажі, може тільки водій, який має свідоцтво ДОПНВ і медичний контроль, а також має досвід керування таким транспортним засобом щонайменше 3 роки.

На сьогоднішній день до небезпечних вантажів відносяться тисячі речовин, занесених до списку небезпечних речовин і таких, що підпадають під дію національних і міжнародних правил перевезення небезпечних вантажів.

КЛАСИФІКАЦІЯ АВТОЦИСТЕРН

Автоцистерни поділяються на такі типи відповідно до різних критеріїв:

1. За типом базового шасі: автомобіль-цистерна, причіп-цистерна, напівпричіп-цистерна;
2. За видом вантажу, що перевозиться: для рідких, газоподібних, порошкоподібних, сипучих і напіврідких вантажів;
3. За класами небезпеки:

• для зріджених і стиснених газів, а також розчинених під тиском;
• для легкозаймистих рідин, речовин і матеріалів;

1. За місткістю цистерни: мала, середня і велика місткість;
2. За типом технологічного обладнання для вивантаження продукту: 

• гравітаційне вивантаження
• механічне вивантаження
• пневматичне вивантаження
• вивантаження за допомогою насосів (помпи).

Обладнання автоцистерн

Обладнання автоцистерн дає змогу виконувати такі операції:

• Наповнення цистерни;
• Вивантаження з цистерни за допомогою насоса або гравітаційно (самопливом); 
• Відкачування вантажу з рукавів у цистерну/ємність; 
• Перекачування вантажу з одного резервуара в іншу ємність, минаючи цистерну.

Вибір технологічного обладнання для автоцистерн залежить від кількох чинників, таких як: операції, які потрібно виконати, особливості шасі транспортного засобу, на якому це обладнання буде встановлено. Варіантів обладнання багато. Усі автоцистерни зазвичай оснащені дихальними клапанами для регулювання зайвого тиску (клапани для скидання тиску). Також вони обладнані системами зливу, вказівниками рівня рідини, спеціальними хімічно-стійкими шлангами і засобами пожежогасіння. Багато цистерн оснащені компресорами або помпами з механічним приводом. Усередині напівпричепів встановлені поперечні хвилерізи для пом'якшення коливань і запобігання розгойдування під час перевезення наливних вантажів. Залежно від сезонних умов перевезення, автоцистерни можуть бути обладнані термоізоляцією для захисту вантажу від впливу зовнішніх температурних змін. Додатково вони можуть мати вбудоване насосне обладнання, системи підігріву вантажу та інші функції.

Обладнання автоцистерн для перевезення наливної сировини:

• Заливна горловина; 
• Клапан для регулювання/скидання тиску; 
• Насос для перекачування рідини; 
• Компрессор; 
• Система трубопроводів; 
• Пристрій керування температурою; 
• Прилади для контролю та вимірювання температури; 
• Обладнання для гасіння пожеж.

Типи автоцистерн

• Автоцистерни для перевезення світлих нафтопродуктів (бензовоз, масловоз); 
• Автоцистерни для перевезення темних нафтопродуктів (бітумовоз, мазутовоз, нафтовоз); 
• Автоцистерни для перевезення хімічних рідин (кислотовоз, латексовоз, луговоз);
• Автоцистерни для перевезення харчових рідин (водовоз, молоковоз, патокавоз, масловоз); 
• Автоцистерни для перевезення газів (газовоз, пропановоз, метановоз, аміаковоз тощо); 
• Автоцистерни для перевезення сипучих вантажів (борошновоз, кормовоз, силосовоз, цементовоз тощо).

Різновиди форми перетину цистерн:

• Цистерни з циліндричною формою мають круглий перетин;
• Цистерни з еліптичною формою мають овальний перетин;
• Цистерни з трапецевидною формою мають перетин, що нагадує валізу.

Які матеріали використовують для виготовлення автоцистерн?

Вибір матеріалу для виготовлення ємностей має важливе значення. Зазвичай для цієї мети застосовують конструкційну, тонколистову, леговану або нержавіючу сталь, а також міцні алюмінієві сплави, а також композитні матеріали. Кожен із цих варіантів має свої переваги. У цій галузі автоцистерни поділяються на три основні категорії:

• Цистерни з нержавіючої сталі;
• Цистерни з алюмінію;
• Цистерни з композитних матеріалів.

Цистерна з нержавіючої сталі

Товщина нержавіючої сталі становить 3 мм, що дає змогу перевозити бензин або дизельне пальне в стандартній комплектації з 4 секцій, що вміщують 34 000 літрів, за власної ваги напівпричепа в 6500 кілограм. Цистерни з нержавіючої сталі значно легші, ніж причепи з конструкційної (чорної) сталі, і мають більшу міцність і надійність порівняно з паливними цистернами з алюмінію. Цей матеріал застосовують під час виготовлення обладнання для харчових і хімічних підприємств, для виробництва, транспортування і зберігання молока і субпродуктів, вина, пива та інших напоїв, а також кухонного і столового приладдя.

Автоцистерна виготовлена з алюмінію

Паливна автоцистерна виготовлена з сучасного матеріалу - легованого алюмінію. Використання цього матеріалу забезпечує автоцистерні легку власну вагу. Стандартна комплектація, 5 секцій, 36000 літрів і вагою 5700 кілограм. При цьому зберігається міцність і підвищується рівень екологічної безпеки. Стінки автоцистерн з алюмінієвого сплаву мають набагато більшу товщину, ніж їхні сталеві аналоги, що зазвичай досягає 6 мм. Порівняно зі сталлю, алюміній має такі переваги: 

• Менша вага; 
• Стійкість як до внутрішньої, так і до зовнішньої корозії металу; 
• Зносостійкість і тривалий термін служби; 
• Здатність зберігати пластичність за екстремально низьких температур.

Цистерна зі склопластику

Цистерна з композитною ємністю дає змогу перевозити агресивні та корозійно-активні рідини. Склопластик - це композитний матеріал, що складається здебільшого зі скловолоконного наповнювача і полімерної матриці, яка об'єднує наповнювач в єдину структуру. Цистерни з композитних матеріалів призначені для тимчасового зберігання і транспортування різних видів рідин, включно з хімічно агресивними середовищами, кислотами, лугами, нафтопродуктами та іншими. Використовуваний склопластик товщиною 10 мм на основі поліефірних і вінілефірних смол має стійкість до багатьох агресивних рідин. Склопластик - це конструкційний матеріал, який здатний витримувати різні види навантажень, включно з ударами і вібраціями. Він нерозчинний і не схильний до плавлення, має високу хімічну стійкість, низьке вологопоглинання та екологічну чистоту. Форма цистерни циліндрична з внутрішніми елементами жорсткості, такими як хвилерізи, які підвищують надійність всієї конструкції цистерни і запобігають виникненню гідроударів. Переваги напівпричепів-цистерн зі склопластику охоплюють високу питому механічну міцність, стійкість до агресивних середовищ, легкість ремонту і можливість проведення робіт на місці експлуатації, а також стійкість до біооростання і ультрафіолетового випромінювання.