Сжиженные газы - категория веществ, существующих в газообразном агрегатном состоянии, но требующих для организации перевозки их сжижения до состояния жидкости. Основными характеристиками таких грузов выступают их температура и давление.

 

    Точка кипения вещества - температура, при которой достигается равенство давления паров этого вещества и окружающей среды. Таким образом, сжиженные газы могут поддерживаться в сжиженном состоянии только при определенных температурных значениях и давлении. Для каждого из веществ эти параметры будут уникальными. В соответствии с правилами IMO к категории сжиженных газов относятся вещества с давлением паров более 2,8 бар при температуре 37,8 градуса. Например, для пропапа показатель давления составляет 13 бар, а для аммиака даже несколько больше 14,7 бар.

 

    Соответственно морские суда, предназначенные для перевозки газов, должны обладать не только грузовыми танками, рассчитанными на такое давление, но и оборудованием для его поддержания и соблюдения особого температурного режима.

 

    Одним из основных типов газов, предъявляемых для перевозки морем выступает природный газ. В основе его химического состава лежит метан, составляющий 70-99% от общей массы вещества. Его транспортировка возможна только в сжиженном состоянии (СПГ), а объемы перевозок на сегодня составляют не меньше 80 миллионов тонн и ежегодно увеличиваются. Для работы с данной категорией грузов используют суда типа LNG, численность которых по миру уже превысила 200 единиц.

 

    Категория нефтяных газов представлена большим количеством видов газа, получаемых из нефти в результате ее переработки. Доля каждого из них в отдельности незначительна (пропан, бутан, обезвоженный аммиак и так далее). Общий объем перевозки в мире таких грузов достигает 45 миллионов тонн, а количество специализированных LPG-судов составляет около 800.

 

    Это категория специализированных наливных судов, позволяющих транспортировать самые разнообразные газы после их сжижения. Технологии хранения газа на борту могут быть различными, поэтому и в конструкции самих судов возможны значительные различия.

 

    В целом все суда-газовозы можно разделить на две основных категории:

- LPG

Это суда, предназначенный для перевозки в сжиженном состоянии нефтяных газов и продуктов химической промышленности, например, этилена, пропилена, аммиака и так далее. Этилен с учетом его температуры кипения в -104 градуса не допускается к перевозке в грузовых танках для СПГ.

- LNG

Эта группа судов предназначена для транспортировки СПГ, природного газа в сжиженном состоянии, после предварительного удаления из его состава различных примесей. Перевозка метана осуществляется при температурах -163 градуса, до которых охлаждается груз.

 

    В соответствии с требованиями Международной морской организации эксплуатация на международных торговых путях судов-газовозов допускается только при условии их соответствия нормативным требованиям Международного кодекса газовозов, принятого в 1986 году и требованиям главы 7 конвенции СОЛАС-74, устанавливающей конструктивные особенности для судов, используемых при перевозке газов.

 

Международный кодекс газовозов регламентирует следующие направления безопасности:

- защита груза и безопасность судна при столкновении на море или посадке на мель;
- общие требования безопасности на судах-газовозах;
- условия хранения груза;
- конструкционная защита грузовых танков;
- требования к проведению погрузочно-разгрузочных операций;
- организация пожарной безопасности;
- защита окружающей среды;
- применение груза в качестве судового топлива;
- тепловое расширение/сжатие груза.

 

    Обязательным требованием к конструкции судов для перевозки любых типов газов является наличие решений, обеспечивающих поддержание необходимого давления.

 

    Для LPG-судов (перевозчики жидкого газа) устанавливается три базовых критерия:

- нахождение газа под давлением при сохранении температуры окружающей среды;
- охлаждение газа ниже температуры его кипения;
- наличие полуохлажденного состояния груза с повышенной температурой и давлением.

 

    При этом на судне должны обеспечиваться такие условия как:

- полная изоляция грузовых танков и наличие системы их охлаждения;
- наличие на борту мощного компрессорного и холодильного оборудования;
- наличие генератора инертных газов и их хранения;
- наличие системы мониторинга температурного режима груза.

 

Для LNG-судов (СПГ перевозчики) также характерны индивидуальные особенности. Температура газа настолько низкая, что при соприкосновении с металлом корпуса он может нанести повреждения последнему. Соответственно от них требуется:

- применение двойной теплоизоляции грузовых танков;
- применение материалов с минимальным коэффициентом температурного расширения (инвар);
- наличие испарителя для удовлетворения собственных потребностей судна в получении пара.

 

    Подавляющее большинство сжиженных газов представляет ту или иную опасность, поэтому корабли-газоцистерны (газовозы) должны отвечать определенным требованиям. Всего принято выделять три категории судов в зависимости от степени опасности грузов:

- Тип 1G

    Это суда с наиболее высоким классом, обладающие возможностью работы с большинством газов, среди которых СПГ и агрессивные химические газы.

- Тип 2G.

    Суда для работы с грузами с несколько меньшей степенью опасности, большинство химических газов принадлежит именно к этой категории.

- Тип 3G.

    Суда для работы с иными газами, имеющими незначительную опасность за счет тех или иных своих характеристик.

 

    Размеры судов-газовозов могут быть самыми разнообразными. Самые малые из них вмещают не больше 500 кубометров газа, а наиболее крупные 100-150 тысяч куб.метров. Последние в основном используются для перевозки СПГ, это наиболее крупные перевозчики жидкого газа.

 

    На сегодня в мире в эксплуатации находится около 1 тысячи газовозов. При это все они обладают принципиально идентичной конструкцией, предусматривающей наличие изолированных грузовых танков. Сами суда двухкорпусные, поэтому цистерны для груза располагаются в центральной части судна, а борта и дно вдоль киля отведены под танки для размещения балласта, топлива и иных жидкостей, необходимых судну.

 

    Основным отличием газовозов от танкеров, обладающих примерно схожей конструкцией, является наличие специального оборудования для поддержания необходимого давления в цистернах и температурного режима. Кроме того, для них не характерно наличие вентиляции грузовых помещений. В свою очередь на танкерах вентиляция танков является обязательным условием обеспечения безопасной транспортировки нефти и нефтепродуктов.

 

    Строительство газовозов осуществляется в соответствии с правилами ИМО, учитывающими особенности характеристик грузов, предъявляемых к перевозке морским транспортом.

 

Сжиженные газы перевозятся под давлением, поэтому существует отдельная классификация кораблей под давлением:

- Суда с полным давлением.

    Чаще всего это небольшие суда вместимостью 5-10 тысяч куб.метров, чьи грузовые помещения имеют форму шара. Внутри них сжиженные газы находится под определенным давлением и температурой, исключающими их обратную трансформацию в газообразное состояние.

- Суда с полугерметичным давлением.

    Более доступные по стоимости суда вместимостью до 20 тысяч куб.метров. Их основной особенностью является установка оборудования для сжижения газов, что снижает требования к поддержанию температуры и давления. При переходе груза в газообразное состояние он повторно сжижается непосредственно в грузовых цистернах.

- Рефрижераторные газовозы.

    Наиболее современный тип судов для перевозки газов, включая СПГ. За счет значительного понижения температуры удается существенно увеличить вместительность грузовых помещений, вплоть до 100-150 тысяч куб.метров. Соответственно они обладают эффективной теплоизоляцией для снижения потерь.

 

    Несмотря на то, что конструкции грузовых цистерн могут различаться между собой в зависимости от типа судна, принципиально все они имеют идентичную архитектуру. Это емкость различной формы с изоляцией снаружи и мембранными стенками. За пределами емкостей судовые элементы выступают опорами для цистерн, обеспечивая их надежную фиксацию на своих местах.

 

Принято выделять три типа танков:

- Тип «А».

    Визуально они схожи с танками танкеров, строятся на основе прямых стенок без изгибов. В результате они имеют форму призмы. Снаружи располагаются укрепляющие элементы конструкции, а пространство между емкостями и внешним бортом зачастую используют для размещения балласта.

- Тип «B».

    Такие танки имеются сферическую форму или выполнены в виде купола. Наибольшее распространение они получили на судах, предназначенных для перевозки СПГ.

- Тип «C».

    Такие танки имеют полную или частичную герметизацию. Для них характерна форма сферы или цилиндра. Их конструкция адаптирована под перевозку грузов с низкими температурами.