Типы автоцистерн, технические аспекты и характеристики

Использование цистерн для грузоперевозок предлагает решение различных транспортных вопросов, связанных с перевозкой наливных грузов. Существуют определенные особенности, связанные с перевозкой наливных грузов с использованием автоцистерн. Хорошо известен тот факт, что разные типы жидких грузов, даже если они относятся к одной и той же категории, требуют использование разных и специально адаптированных автоцистерн. Если речь идет, к примеру, за перевозку различных веществ, таких как сырая нефть и бензин, а также других нефтепродуктов, то перевозить эти вещества в одних и тех же автоцистернах невозможно, так как есть устоявшееся правило о совместимости предыдущих грузов. Тот же принцип применим к жидким продуктам питания, включая молоко, патоку, масло, сок и так далее.

ПРИМЕНЕНИЕ АВТОЦИСТЕРН

Использование автоцистерн вместе с легкими полуприцепами может значительно повысить грузоподъемность автоцистерны и, таким образом, снизить затраты. Сегодня существует множество модификаций автоцистерн, специально предназначенных для перевозки различных видов наливных грузов: светлых и темных нефтепродуктов, химикатов, продуктов питания. Автоцистерны используются все чаще, несмотря на несколько более высокую стоимость перевозки в среднем по сравнению с обычными грузовиками. Но их использование означает отсутствие необходимости в дополнительной таре и затратах на упаковку, плюс обеспечивается более высокий уровень сохранности груза при погрузке, транспортировке и разгрузке — при этом минимизируются и временные затраты, связанные с этими операциями.

Цистерны могут быть теплоизолированы, некоторые даже имеют возможность нагревать и охлаждать перевозимый груз. Цистерны, предназначенные для перевозки определенных материалов, таких как парафин, мыло или смола, необходимо нагревать, чтобы эти продукты не замерзли во время транспортировки. Аналогично, автоцистерны со скоропортящимися продуктами имеют искусственное охлаждение.

Автоцистерны подвергаются различным модификациям в зависимости от природы перевозимых веществ (инертных или агрессивных), а также физического состояния жидкого груза. Состав полуприцепов-цистерн тоже отличаются; они специально разработаны для разных типов грузов. Некоторые распространенные типы автоцистерн включают в себя:

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ АВТОЦИСТЕРН

Химические

Химические автоцистерны предназначены для перевозки химических агрессивных и нейтральных жидкостей. В цистернах можно перевозить как нейтральные, так и агрессивные продукты химической промышленности — для перевозки агрессивных химикатов автоцистерна изготавливается из нержавеющей стали. Благодаря добавке молибдена достигается высокая устойчивость стали к коррозии, высоким температурам и агрессивным химическим средам.

Гуммированные цистерны используются для перевозки агрессивных кислотно-щелочных грузов. Применение данного типа цистерны обусловлено футеровкой внутренней поверхности мастикой на основе битумных смол и других защитных средств, обеспечивающих надежную защиту внутренних сосудов полуприцепа-цистерны от коррозии. Цистерны из композитных материалов, таких как стеклопластик, также используются для перевозки кислотно-щелочных веществ с агрессивными коррозийными свойствами.

Пищевые

Автоцистерны для перевозки жидких пищевых продуктов (пищевые цистерны) используются для транспортировки или временного хранения жидких пищевых продуктов плотностью от 0,8 до 1,5 г/см3 к точкам реализации и переработке. К пищевым жидким грузам относятся различные соки, концентраты, растительные масла, жиры, сиропы, патока, шоколад, глюкоза, алкогольные напитки, молочная продукция и т.д.

Автоцистерны, используемые для транспортировки жидких пищевых продуктов, должны соответствовать европейским экологическим нормам. Для этого необходимо проводить тщательную пропарку и дезинфекцию внутренних поверхностей колбы перед каждой загрузкой. Такие колбы изготавливаются из высококачественной нержавеющей стали. Для поддержания температуры содержимого груза пищевые автоцистерны имеют теплоизоляционнй слой из минерального утеплителя. Каждая цистерна оснащена заливными горловинами, предназначенными для наполнения, дезинфекции и осмотра внутренней части колбы. Каждая горловина закрывается крышками с теплоизоляцией, а трубопроводы и сливная арматура защищены от обмерзания в зимний период.

Бензовозы

Автоцистерны для светлых нефтепродуктов (бензовозы) предназначены для транспортировки и временного хранения нефтепродуктов плотностью 0.7 - 0.9 г/см³ по дорогам общего пользования, учитывая их климатическое исполнение. Эти цистерны используются для перевозки различных видов светлых нефтепродуктов, таких как бензин, дизельное топливо, керосин, присадки, смазочные материалы, базовые масла, растворители и нефтехимическое сырье.

Бензин содержит много летучих, легко воспламеняющихся и взрывоопасных фракций, поэтому цистерны (бензовозы) изготавливаются с учетом строгих требований пожарной безопасности. Автоцистерны (бензовозы) обычно имеют от 3 до 5 автономных отсеков, что позволяет перевозить несколько видов топлива одновременно. Чаще всего такой тип цистерн производится из алюминия. Бензовозы имеют различный объем от 30000 до 60000 литров. Таким образом, бензовозы различаются по емкости, форме (чемодан, овал или круглая) и количеству отсеков. Правильно выбранная форма цистерны может увеличить объем перевозимого топлива. Разделенные отсеки позволяют доставлять бензин разных марок на автозаправочные станции одновременно.

Битумовозы

Автоцистерны для транспортировки тёмных нефтепродуктов (битумовозы, мазутовозы и нефтевозы) предназначены для перевозки и кратковременного хранения таких веществ, как нефть, мазут и битум. Эти тёмные нефтепродукты представляют собой остаточные продукты переработки или природные производные каменного угля, нефти и сланцев. Битумовозы и мазутовозы относятся к технике специального назначения и обеспечивают подогрев груза до 250 °С во время транспортировки.

Различные конструкции битумовозов позволяют поддерживать высокую температуру горячего битума при транспортировке, подогревать его в цистерне до рабочей температуры, перекачивать и забирать из битумоплавильных котлов и битумохранилищ. Специальные системы жаровых труб, работающие на дизельном топливе или керосине, обеспечивают подогрев битума или мазута в цистерне. Изотермическая конструкция резервуара минимизирует теплопотери, что, вместе с системами подогрева, позволяет перевозить нефтепродукты на дальние расстояния. Внутри цистерны установлены перегородки (волнорезы) для уменьшения гидравлических ударов при торможении. К волнорезам прикреплены две жаровые трубы, проходящие по всей длине цистерны, с расширением и огнеупорной футировкой на входе, образуя топочное пространство. Топливо под давлением подается к двум стационарным и одной переносной горелкам. Насос обеспечивает не только заполнение цистерны битумом, но и его циркуляцию и слив. Для изготовления битумовозов и их комплектующих используются специальные термические материалы, обеспечивающие безопасную перевозку специфического груза. Перевозка легко воспламеняющихся грузов при температуре до 230 °С требует особого подхода на всех этапах транспортировки из-за повышенной опасности.

Газовозы

Автоцистерны для перевозки сжиженных газов (газовозы) предназначены для транспортировки и кратковременного хранения газов, таких как пропан, бутан и их смеси, под давлением до 2.3 МПа и при температуре от -40 до +45 °C. Для этих целей применяются специализированные автоцистерны и полуприцепы-цистерны. Газовозы имеют особую конструкцию с внешней несущей оболочкой и двойными стенками сосудов. Высокий уровень безопасности эксплуатации обеспечивается благодаря двустенной оболочке цистерны, пространство между стенками которой заполнено специальным трудногорючим материалом.

Полуприцепы-газовозы для перевозки сжиженного газа делятся на два типа:

1. Заправочные. Эти полуприцепы предназначены для заправки баллонов сжиженным газом в топливные системы автотранспортных средств. Их объем составляет от 12 до 31 м3. В технологическом блоке установлены насосный агрегат, счетчик, предохранительная и запорная арматура. Для контроля уровня газа используются электронная система измерения или механический указатель уровня. Сжиженный газ подается через заправочный шланг и раздаточный кран в топливную систему автомобиля или другую емкость.
2. Транспортные. Эти полуприцепы оснащены насосным агрегатом высокой производительности и механическими счетчиками с пропускной способностью 200-300 л/мин. Они также имеют донные и предохранительные клапаны, а также уровнемер для точного контроля.

НАЗНАЧЕНИЕ АВТОЦИСТЕРН

Автоцистерна для стандартных условий эксплуатации

Этот тип автоцистерн имеет простой металлический корпус и предназначен для перевозки наливных грузов, не требующих особых условий, при плюсовой температуре окружающей среды. Он также подходит для транспортировки жидких нефтепродуктов, которые не замерзают благодаря своим природным свойствам. В таких автоцистернах отсутствуют системы подогрева и термоизоляции, поэтому температура груза не сохраняется и не поддерживается во время перевозки.

Изотермическая автоцистерна

Изотермические автоцистерны предназначены для поддержания температуры залитого груза во время транспортировки благодаря использованию изоляционных материалов в своей конструкции. Они минимизируют тепловые потери жидкого груза, которые составляют от 1 до 3 °С в сутки. В основном, такие автоцистерны используются для перевозки скоропортящихся пищевых продуктов и других товаров этого сегмента. Например, молоко в них остается холодным даже в самую жаркую погоду. Изотермические автоцистерны также применяются для транспортировки грузов, требующих поддержания высокой температуры. Корпус этих цистерн работает по принципу термоса, изолируя груз от внешних факторов при температурах от -30 до +40 °С. Такие цистерны способны сохранять температуру наливного груза в течение 72 часов в зависимости от внешних условий.

Изотермическая автоцистерна с паровой рубашкой

Этот тип автоцистерн сочетает все свойства изотермических автоцистерн и обладает дополнительной возможностью разогрева груза. Например, если температура перевозимого груза слишком низкая или в условиях зимней транспортировки груз загустел и стал вязким, его выгрузка может стать затруднительной. В таких случаях загустевший груз подогревается с помощью горячего пара температурой до 200 °С или горячей воды до 80 °С.

Пар или вода подается от внешнего источника по специальным трубам, расположенным во внутреннем контуре полуприцепа. Разогретый пар поступает от паровых установок и универсальных нагревателей воздуха. Наличие паровой рубашки в автоцистерне и парогенератора в пункте выгрузки – это максимально важные условия, обеспечивающие быструю и качественную разгрузку наиболее вязких типов наливных грузов.

Изотермическая автоцистерна с автономным подогревом

Изотермическая автоцистерна с автономным подогревом представляет собой тип транспортного средства, оснащенного специальным оборудованием (вебаста), предназначенным для поддержания постоянной температуры перевозимого жидкого груза. В комплектацию такой специализированной техники входит полный набор устройств, обеспечивающих поддержание заданной температуры груза в процессе перевозки. Это включает в себя теплогенератор (вебаста) и систему теплопроводящих каналов, проложенных внутри емкости цистерны. Изотермические автоцистерны оснащены специальным автономным подогревом, который работает независимо от двигателя тягача. Принцип работы этой системы заключается в том, что теплоноситель (чаще всего тосол) нагревается до требуемой температуры и циркулирует по специальным внутренним каналам полуприцепа-цистерны. Система автономного подогрева способна поддерживать необходимую для груза температуру, регулируемую заранее установленными параметрами реле-контроллера. Таким образом, в условиях зимней перевозки изотермическая автоцистерна с автономным подогревом обеспечивает ряд преимуществ, направленных на сохранение стабильности и безопасности перевозимых жидких грузов в течение их сезонной транспортировки.

Автоцистерна для перевозки опасных грузов

Перевозка опасных наливных грузов в автоцистернах представляет собой значительную часть сферы перевозки наливных грузов автотранспортом. Этот вид грузов включает в себя такие опасные материалы, как нефть и нефтепродукты, сжиженные газы, кислоты, щелочи, растворители, спирты, смолы, полимеры, опасные отходы и другие химические жидкости с опасными свойствами. Безопасность перевозки опасных грузов заключается в обеспечении защищенности жизни и здоровья людей, сохранности их имущества, окружающей среды, а также объектов и средств транспорта от потенциальных опасностей, связанных с перевозкой таких опасных материалов.

Цистерна, предназначенная для транспортировки опасных наливных грузов, представляет собой средство для перевозки продуктов химической промышленности, включая как легкие, так и агрессивные вещества. При перевозке агрессивных химических веществ часто используется нержавеющая сталь для изготовления колбы автоцистерны, которые дополнительно подвергаются гуммированию внутренних поверхностей полуприцепа.

Гуммированные цистерны применяются для перевозки и временного хранения агрессивных кислот или щелочей. Внутренняя поверхность цистерны, предназначенной для перевозки кислот и щелочей, покрывается мастикой на основе битумных смол, а также другими защитными средствами, обеспечивающими надежную защиту от разъедания внутренних поверхностей полуприцепа. Гуммированию подвергаются также все трубопроводы, устройства запорной арматуры и элементы, имеющие контакт с перевозимым химическим веществом.

Перевозка опасных грузов автомобильным транспортом требует особого внимания к техническому состоянию специальных транспортных средств. Топливный бак должен быть отделен от аккумулятора и перевозимого груза защитными перегородками. Электропроводка должна быть изолирована антикоррозийным, бесшовным материалом, а автомобиль должен быть заземлен для защиты от статических разрядов. Транспортное средство, перевозящее опасные грузы, должно быть обозначено табличками, указывающими тип опасного груза. Управлять транспортным средством, перевозящим опасные грузы, может только водитель, обладающий свидетельством ДОПОГ и медицинским контролем, а также имеющий опыт управления подобным транспортным средством не менее 3 лет.

На сегодняшний день к опасным грузам относятся тысячи веществ, включенных в список опасных веществ и подпадающих под действие национальных и международных правил перевозки опасных грузов.

КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОЦИСТЕРН

Автоцистерны подразделяются на следующие типы в соответствии с различными критериями:

1. По типу базового шасси: автомобиль-цистерна, прицеп-цистерна, полуприцеп-цистерна;
2. По виду перевозимого груза: для жидких, газообразных, порошкообразных, сыпучих и полужидких грузов;
3. По классам опасности:

• для сжиженных и сжатых газов, а также растворенных под давлением;
• для легковоспламеняющихся жидкостей, веществ и материалов;

1. По вместимости цистерны: малая, средняя и большая вместимость;
2. По типу технологического оборудования для выгрузки продукта: гравитационная выгрузка, механическая выгрузка, пневматическая выгрузка, выгрузка с помощью насосов (помпы).

Оборудование автоцистерн

Оборудование автоцистерн позволяет выполнять следующие операции:

• Наполнение цистерны;

• Выгрузка из цистерны с помощью насоса или гравитационно (самотеком); 

• Откачивание груза из раздаточных и приемных рукавов в цистерну/ёмкость; 

• Перекачивание груза из одного резервуара в другую ёмкость, минуя цистерну.

Выбор технологического оборудования для автоцистерн зависит от нескольких факторов, таких как: операции, которые нужно выполнить, особенности шасси транспортного средства, на котором это оборудование будет установлено. Вариантов оборудования много. Все автоцистерны обычно оснащены дыхательными клапанами для регулирования излишнего давления (клапаны для сброса давления). Также они оборудованы системами слива, указателями уровня жидкости, специальными химически-стойкими шлангами и средствами пожаротушения. Многие цистерны оснащены компрессорами или помпами с механическим приводом. Внутри полуприцепов установлены поперечные волнорезы для смягчения колебаний и предотвращения раскачивания во время перевозки наливных грузов. В зависимости от сезонных условий перевозки, автоцистерны могут быть оборудованы термоизоляцией для защиты груза от воздействия внешних температурных изменений. Дополнительно они могут иметь встроенное насосное оборудование, системы подогрева груза и другие функции.

Оборудование автоцистерн для перевозки наливного сырья:

• Заливная горловина; 

• Клапан для регулирования/сброса давления; 

• Насос для перекачивания жидкости; 

• Компрессор; 

• Система трубопроводов; 

• Устройство управления температурой; 

• Приборы для контроля и измерения температуры; 

• Оборудование для тушения пожаров.

Типы автоцистерн

• Автоцистерны для перевозки светлых нефтепродуктов (бензовоз, масловоз); 

• Автоцистерны для перевозки темных нефтепродуктов (битумовоз, мазутовоз, нефтевоз); 

• Автоцистерны для перевозки химических жидкостей (кислотовоз, щелочевоз);

 • Автоцистерны для перевозки пищевых жидкостей (водовоз, молоковоз, патокавоз, масловоз); 

• Автоцистерны для перевозки газов (газовоз, пропановоз, метановоз, аммиаковоз и т.д.); 

• Автоцистерны для перевозки сыпучих грузов (муковоз, кормовоз, силосовоз, цементовоз и т.п.).

Разновидности формы сечения цистерн:

• Цистерны с цилиндрической формой имеют круглое сечение;
• Цистерны с эллиптической формой обладают овальным сечением;
• Цистерны с трапецевидной формой имеют сечение, напоминающее чемодан.

Какие материалы используются для изготовления автоцистерн?

Выбор материала для изготовления емкостей тягачей имеет важное значение. Обычно для этой цели применяют конструкционную, тонколистовую, легированную или нержавеющую сталь, а также прочные алюминиевые сплавы, а также композитные материалы. Каждый из этих вариантов обладает своими преимуществами. В данной области автоцистерны подразделяются на три основные категории:

• Цистерны из нержавеющей стали;
• Цистерны из алюминия;
• Цистерны из композитных материалов.

Цистерна из нержавеющей стали

Толщина нержавеющей стали составляет 3 мм, что позволяет перевозить бензин или дизельное топливо в стандартной комплектации из 4 секций, вмещающих 34 000 литров, при собственном весе полуприцепа в 6500 килограмм. Цистерны из нержавеющей стали значительно легче, чем прицепы из конструкционной (чёрной) стали, и обладают большей прочностью и надёжностью по сравнению с топливными цистернами из алюминия. Этот материал применяется при изготовлении оборудования для пищевых и химических предприятий, для производства, транспортировки и хранения молока и субпродуктов, вина, пива и других напитков, а также кухонных и столовых принадлежностей.

Автоцистерна изготовленная из алюминия

Топливная автоцистерна изготовлена из современного материала - легированного алюминия. Использование этого материала обеспечивает автоцистерне лёгкий собственный вес. Стандартная комплектация, 5 секций, 36000 литров и весом 5700 килограмм. При этом сохраняется прочность и повышается уровень экологической безопасности. Стенки автоцистерн из алюминиевого сплава имеют гораздо большую толщину, чем их стальные аналоги, обычно достигает 6 мм. По сравнению со сталью, алюминий обладает следующими преимуществами: 

• Меньший вес; 

• Стойкость как к внутренней, так и к наружной коррозии металла; 

• Износостойкость и длительный срок службы; 

• Способность сохранять пластичность при экстремально низких температурах.

Цистерна из стеклопластика

Цистерна с композитной емкостью позволяет перевозить агрессивные и коррозионно-активные жидкости. Стеклопластик - это композитный материал, состоящий в основном из стекловолоконного наполнителя и полимерной матрицы, объединяющей наполнитель в единую структуру. Цистерны из композитных материалов предназначены для временного хранения и транспортировки различных видов жидкостей, включая химически агрессивные среды, кислоты, щелочи, нефтепродукты и другие. Используемый стеклопластик толщиной 10 мм на основе полиэфирных и винилэфирных смол обладает устойчивостью к многим агрессивным жидкостям. Стеклопластик - это конструкционный материал, который способен выдерживать различные виды нагрузок, включая удары и вибрации. Он нерастворим и не подвержен плавлению, обладает высокой химической стойкостью, низкой влагопоглощаемостью и экологической чистотой. Форма цистерны цилиндрическая с внутренними элементами жесткости, такими как волнорезы, которые повышают надежность всей конструкции цистерны и предотвращают возникновение гидроударов. Преимущества полуприцепов-цистерн из стеклопластика включают в себя высокую удельную механическую прочность, стойкость к агрессивным средам, легкость ремонта и возможность проведения работ на месте эксплуатации, а также устойчивость к биообрастанию и ультрафиолетовому излучению.