Сыпучесть, разжижение, смерзаемость и спекаемость грузов

Сыпучесть и разжижение навалочных и насыпных грузов являются важными характеристиками, определяющими условия безопасности грузоперевозки таких объектов. Важную роль играет сыпучесть объектов в перегрузочном процессе и технологии складирования объектов.

Слеживаемостью называется свойство вещества переходить в состояние слежалости, характеризующееся прочным сцеплением частиц, частичной или полной потерей скважистости, максимальной плотностью вещества, что приводит к потере объектом сыпучести. С увеличением размера частиц уменьшается число точек соприкосновения между частицами в единице объема вещества, падает относительная прочность слипания частиц и уменьшается слеживаемость объектов. Чем однороднее вещество по своему гранулометрическому составу, тем меньше относительная степень слеживания.

Существенным фактором, обусловливающим слеживаемость объекта, является влажность вещества. При слеживаемости, вызванной давлением на груз (руды, уголь, цемент, полистиролбетон, песок), от увеличения влажности вещества усиливается сцепление частиц. В грузах, содержащих водорастворимые вещества (соли поваренная, каменная), повышение влажности приводит к образованию насыщенного раствора этого вещества, который при подсыхании образует большое количество частиц, слипающихся со старыми частицами. В ряде объектов увеличение влаги ускоряет химические процессы, приводящие к образованию новых соединений, сцепляющих свободные частицы объектов.

Чем лучше растворяются вещества в воде и чем большей кристаллизационной способностью они обладают, тем больше способность объектов к слеживанию. Если слеживаемость происходит в результате химических реакций, то чем ниже значение гигроскопической точки, тем сильнее слеживается товар. При колебании относительной влажности воздуха около гигроскопической точки груза, объект будет то увлажняться, то подсыхать, что приведет к интенсивному процессу слеживания. В условиях морской транспортировки наибольшей слеживаемости подвержены объекты с гигроскопической точкой 60—80%.

Слеживаемость увеличивается, если товар хранится долгое время. Слеживаемость малогигроскопических товаров заметно растет с высотой штабеля. Грузы с высокой гигроскопичностью могут слеживаться в одинаковой степени в больших и малых штабелях.

Загрязнение или наличие в навалочном объекте примесей, хорошо растворимых в воде, увеличивает способность товара к слеживанию. Объекты, подверженные слеживаемости, нужно хранить в условиях, полностью исключающих или уменьшающих влагоотделение. Гигроскопические грузы, подверженные сильной слеживаемости, следует упаковывать в плотную влагонепроницаемую тару либо закрывать их плотно брезентами или пленками из пластика. Хорошие результаты дает хранение в закрытых помещениях, где нет воздухообмена с окружающей средой. Вместо укрытия иногда применяется присыпка поверхности груза веществами, которые не портили бы груз, но связывали атмосферную влагу.

Смерзаемость есть свойство товара превращаться в сплошную плотную массу и частично терять свою сыпучесть при отрицательной температуре. Это свойство аналогично слеживаемости грузами по результату они идентичны. При смерзаемости также происходит слипание частиц вещества, которое тем больше и сильнее, чем мельче и шероховатее частицы вещества, больше влажность и пористость его. Смерзаемости в наибольшей степени подвержены пористые, рыхлые, мелкозернистые руды и полезные ископаемые. Крупнокусковые твердые навалочные грузы более устойчивы против смерзаемости.

Мероприятия по борьбе со смерзаемостью могут быть профилактические, т. е. предупреждающие смерзание, и восстанавливающие сыпучесть смерзшегося груза. Профилактические мероприятия производятся грузоотправителем. Они должны быть безвредны либо полезны для последующего использования груза по назначению. Мероприятия, восстанавливающие сыпучесть груза, требуют больших затрат энергии, труда и времени и отрицательно сказываются на организации транспортного процесса.

Способы борьбы со смерзаемостью делятся по принципу действия на физические, химические, физико-химические и механические.

К физическим способам относятся: замораживание с последующим разрушением корки для придания крупнокусковой структуры;

обезвоживание объектов; выстилание дна и стен вагонов и судов; создание несмерзающихся прослоек (пересыпка) из гигроскопических материалов — опилок, соломы, камыша; обмасливание груза минеральными маслами; оттаивание (размораживание) в специальных закрытых помещениях — тепляках или нагревательных камерах или под открытым небом — паром, горячей водой, горячим воздухом или продуктами сгорания, инфракрасными излучателями. Для оттаивания смерзшегося в вагонах груза применяют инфракрасные излучатели, представляющие собой тепловые экраны с установленными на них специальными лампами инфракрасного излучения, либо керамические и металлические поверхности, нагреваемые газом, электроспиралями. Экраны должны иметь температуру 550—650° С. Наивыгоднейшее расположение ламп и экранов от материала 160—480 мм.

Химические способы основаны на способности некоторых химических веществ поглощать влагу из груза и при этом выделять тепло. Обычно для этих целей используют негашеную известь из расчета 15— 30 кг извести на 1 т груза. Известью нельзя обрабатывать руды, идущие на флотацию, в частности медные руды. В остальных случаях химические способы безвредны. Препарат либо смешивается с грузом, либо засыпается под него. Физико-химические способы основаны на способности некоторых химических веществ образовывать водные растворы с низкой температурой замерзания. Так, например, 23,1%ный водный раствор NaCl замерзает при температуре —22,4° С, а 58,8% раствор СаС12 — при —54,9° С. Механические способы предусматривают рыхление смерзшегося груза.

Наиболее рациональны профилактические меры — выпуск продукции с влажностью, предотвращающей смерзаемость и замораживание товара с перелопачиванием. В зимнее время руды должны иметь влажность не более 4%, мелкокусковые пористые каменные угли — не более 5, апатитовый концентрат — не более 0,5%.

Восстановление сыпучести смерзшихся или слежавшихся объектов в порту проводят обычно рыхлением при помощи пневматических или электрических отбойных молотков, специальных бурорыхлительных, виброрыхлительных механизмов.

Спекаемостью называется слипание частиц вещества под воздействием пенремены температуры. Спекаемости подвластны перевозящиеся навалом тугоплавкие материалы (гудрон, пек, асфальт), а также агломераты руд, поступающие в трюм судна в горячем состоянии. Спекаемость тугоплавких материалов, которые перевозят навалом, практически предотвратить нельзя. Выгрузка таких грузов очень трудоемка, поэтому их следует перевозить в таре или наливом с подогревом и только в отдельных случаях при низких температурах — навалом.

Неизбежен процесс спекания горячего агломерата. Если агломерат до погрузки на судно складируется, то необходимо по мере спекания поверхностного слоя дробить его путем киркования или с помощью грейфера. При погрузке горячего агломерата в судно в пути, он покрывается твердой коркой спекшегося продукта. Для уменьшения этого процесса уменьшают скорость охлаждения вещества, принимая конструктивные меры.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *