Перевозка минеральных удобрений железнодорожным транспортом
Обновлено: 05.10.2024
Сельскохозяйственные грузы классифицируются по следующим основным признакам:
физико-механическим и биохимическим свойствам;
степени использования грузоподъемности транспортных средств;
способу механизированной погрузки-разгрузки;
срочности и периодичности перевозок;
количеству единовременно перевозимых грузов;
По физико-механическим свойствам различают грузы:
- твердые: навалочные, к которым относятся грузы, перевозимые навалом без упаковки (овощи, дрова, каменный уголь, торф); сыпучие, или насыпные (зерно, строительные материалы и др.), перевозимые насыпью;
- жидкие, или наливные (молоко, аммиачная вода, жидкое топливо и др.), требующие для перевозки специальной тары или цистерн;
По размерам грузы подразделяют на габаритные, которые свободно помещаются в стандартный кузов автомобиля; негабаритные (машины, станки, строительные конструкции) шириной свыше 2 м, высотой более 2,5 м и длиной более 3 м, которые требуют специализированных средств или переоборудованного кузова; длинномерные, превышающие длину стандартного кузова более чем на одну треть (трубы, балки). Для перевозки применяются одно- и двухосные прицепы — роспуски или специализированный подвижной состав.
По массе грузы делят на обыкновенные, тяжеловесные и легкие.
К обыкновенным относятся штучные грузы массой до 250 кг и которые нагружаются накатом (бочки, катки с кабелем массой до 400 кг). Для перевозки этих грузов используют стандартные бортовые автомобили.
К тяжеловесным относятся штучные грузы с массой отдельного более 250 кг (для катаных грузов — 400 кг), погрузку и разгрузку их осуществляют механизированным способом. Для перевозки таких грузов необходимо применять специальные автомобили большой или особо большой грузоподъемности или низкорамныe прицепы-тяжеловозы.
К легким грузам относятся солома, сено, хлопок, пустая тара и др..
Для целей планирования и нормирования труда на автотранспортных работах широко используется такой классификационный признак, как плотность груза (т/м3), что выражается в коэффициенте возможного использования грузоподъемности автомобилей и прицепов (кгр). Данный коэффициент определяется отношением количества груза в кузове в допустимых габаритах (т) к номинальной грузоподъемности транспортного средства (автомобиля, прицепа, полуприцепа).
В зависимости от этого все грузы подразделяют на четыре класса:
К I классу отнесены грузы, имеющие массу 1 м3 более 700 кг и позволяющие полностью использовать грузоподъемность автомобиля: зерно, стройматериалы, минеральные удобрения и т. д., для которых кгр =1;
Ко II классу причислены грузы, имеющие массу 1 м3 600—700 кг и использующие грузоподъемность на 70—90 %: картофель, корнеплоды, маловесное зерно (овес, гречиха), навоз. Здесь кгр =0,99 -0,71 (в среднем для расчетов 0,85);
К III классу отнесены грузы с массой 1 м3 500 - 600 кг, использующие грузоподъемность на 50—70 %: плоды, овощи, зеленая масса. Здесь кгр =0,7-0,51 (в среднем для расчетов 0,6);
Грузы IV класса грузы с массой 1 м3 300 - 500 кг и менее — наименее транспортабельные и объемистые, использующие грузоподъемность на 30—50 %: сенажная масса, сено, солома и т.д. Здесь кгр =0,50 - 0,3 (в среднем для расчетов 0,4). Чтобы эффективнее использовать автотранспорт при перевозке грузов III и IV классов, следует наращивать борта автомобилей, приспосабливать для перевозок специальные вместительные кузова-прицепы.
Основные виды сельскохозяйственных грузов (зерно, сахарная свекла, овощи, силос, комбикорма, сено прессованное) относятся ко II классу. Возможны случаи, когда грузы одного наименования в зависимости от их физического состояния и упаковки можно отнести к разным классам. Так, солому и сено, прессованные в тюках, относят ко II, а непрессованные — к IV классу.
При отнесении грузов к тому или иному классу в первую очередь учитывают их плотность (ρ, т/м3).
Особенности транспортировки удобрений — градация грузов
Имея немалый практический опыт в этой области работ, наши специалисты всегда выберут для вас оптимальный способ и наиболее подходящую логистическую схему перевозки в зависимости от специфики самого груза. При этом учитываются следующие факторы:
- Состав удобрений, исходя из включения тех или иных веществ — азотистые, фосфатные, хлористые.
- Агрегатное состояние — такие грузы могут быть газообразными, жидкими, сыпучими или плохо сыпучими.
- Воздействие на окружающую среду — могут относиться к 1 или 2 классу опасности.
- Тип тары — могут перевозиться в канистрах или цистернах, биг-бегах или навалом.
Требования к железнодорожному транспорту
И автомобильные, и жд перевозки удобрений допустимы только при наличии у компании-перевозчика специальных разрешений и лицензий на осуществление данного вида деятельности. Помимо этого, существуют и отдельные требования к транспортному оборудованию. В отношении железнодорожных вагонов они таковы:
Область применения специализированных контейнеров
Таблица 8.4
Характеристики мешков, используемых для упаковки минеральных удобрений
С открытой горловиной
Размеры должны соответствовать ГОСТ 17811-78
Для продукции:
не более 20 кг — пленка толщиной 0,150 + 0,02 мм;
не более 30 кг — пленка толщиной 0,200 + 0,02 мм;
не более 50 кг — пленка толщиной 0,230 + 0,025 мм
Для упаковки, транспортировки и хранения сухой химической продукции массой до 50 кг
С открытой горловиной и закрытой горловиной (с клапаном)
Размеры должны соответствовать ГОСТ 2226-75
Мешочная бумага (ГОСТ 2228 — 75), а также ламинированная полиэтиленово-мешочная бумага по технической документации
С открытой горловиной:
одношовные, двухшовные, трехшовные
Внешние размеры должны соответствовать ГОСТ 19360-74. Внутренние размеры мешков устанавливают в зависимости от внутренних размеров транспортной тары
Пленка полиэтиленовая толщиной не более 0,100 мм (ГОСТ 16337-77Е); пленка поливинилхлоридная пластифицированная техническая (ГОСТ 16272—79); пленка полиэтилен-целлофановая, соответствующая требованиям технической документации
Используется как вкладыш в транспортную тару
Таблица 8.5
Техническая характеристика мягких контейнеров (ГОСТ 21045 — 75)
На сегодняшний день насыпные и навалочные грузы применяются во многих областях промышленной деятельности (строительство, сельское хозяйство и т.д.), поэтому данный тип услуг всегда имеет высокий спрос. Вместе с этим возрастают требования сохранности груза, безопасности, удобство перевозки груза для потребителя. При перевозке железнодорожным транспортом возникает проблема недостатка специализированного подвижного состава и транспортного оборудования, которые используются для этих перевозок. Все это стимулирует транспортным организациям разрабатывать и внедрять новые, эффективные технологии погрузки, перевозки и перевалки сыпучих грузов. Одними из самых распространённых сухих грузов, перевозимых железнодорожным транспортом, являются минеральные удобрения.[2]
Оценка качества минеральных удобрений, предъявляемое к перевозке, определяются основными свойствами, такими как – масса, влажность, гигроскопичность, слеживаемость, пыление, абразивность. Одним из самых негативных свойств является пыление. В данном случае необходима защита трущихся частей подвижного состава, использование респираторов для защиты органов дыхания обслуживающего персонала и принятие мер к предотвращению качественных и количественных потерь удобрений.
Технологией, позволяющая оптимизировать логистические затраты при перевозки, перевалки и временного хранения сыпучих грузов, является организация транспортировки грузов в мягких контейнерах (биг-бегах, МК), погруженных в полувагон.[1]
Мягкие контейнеры представляют собой большие прочные мешки с грузоподъемными стропами различной конструкции. МК – это наиболее экономичный вид упаковки для транспортировки и хранения сыпучи грузов.
Исходя из имеющейся информации относительно технологий использования мягких контейнеров, можно выделить следующие преимущества этих технологий перед традиционными:
· отсутствие потребности в дефицитном специализированном подвижном составе;
· надежность в плане сохранности
· термический контроль перевозимого груза;
· сохранение качества и чистоты перевозимых грузов;
· защита подвижного состава и окружающей среды от отрицательного влияния перевозимых грузов;
· отсутствие необходимости очистки грузового помещения подвижного состава после перевозки сыпучего груза; [3]
На основании данных преимуществ, была разработана схема перевозки мягких контейнеров в полувагоне:
В таблице 1 указаны данные расчёта стоимости перевозки за 1 подвижную единицу с учётом крепления, упаковки и погрузки-выгрузки перевозимого груза.
Таблица 1 – Данные расчёта стоимости перевозки за 1 подвижную единицу с учётом крепления, упаковки и погрузки-выгрузки перевозимого груза
Анализ тенденций развития современного вагоностроения показывает, что вагоны нового поколения проектируются с учётом обеспечения максимальной эффективности их эксплуатации. Разрабатываемый подвижной состав должен значительно ускорить и повысить уровень механизации погрузочно-разгрузочных процессов, увеличить степень сохранности перевозимого груза, а также обеспечить высокую надежность, ремонтопригодность и минимальную стоимость жизненного цикла вагона.
На железнодорожном транспорте перевозится широкая номенклатура грузов, имеющая разные физико-химические свойства, подавляющую долю из которых составляют сыпучие грузы (табл. 1).
Перевозка насыпных грузов агропромышленного и минерально-химического комплекса осуществляется в специализированном подвижном составе бункерного типа – хопперах-минераловозах и хопперах-зерновозах.
Сегодня во главе угла остро стоит вопрос оптимальной эффективности перевозок на фоне неполного соответствия ранее спроектированного парка вагонов-хопперов современным требованиям участников рынка перевозок. Номенклатурные группы, для которых ранее проектировались вагоны, разрабатывались в основном по критериям безопасности перевозки и сохранности груза, а именно: по их химической совместимости при перевозке в одном вагоне и влиянию на них атмосферных осадков.
При этом в значительно меньшей степени рассматривался критерий экономической эффективности перевозки, поскольку, например, только параметр насыпной плотности грузов по группам различается в 2–3 раза. Варианты исполнения кузовов и используемые агрегаты для осуществления выгрузки груза выбирались из исторически сложившихся условий и технологий перевалки. Однако сегодня рынок пришел к пониманию, что при проектировании подвижного состава необходимо учитывать и критерий экономической эффективности эксплуатации подвижного состава, особенно при условии возрастающего спроса на подвижной состав бункерного типа.
За 3 квартала 2018 года объем погрузки основных видов грузов на железнодорожном транспорте составил 1 057,9 млн т, что на 3% больше, чем за тот же период прошлого года. При этом в 2017 году объем погрузки достиг 1 257,5 млн т, что является максимальным показателем за последние 5 лет. В структуре перевозок наблюдаются устойчивые тенденции роста в следующих сегментах, большую часть которых составляют насыпные грузы (см. табл. 1):
- Каменный уголь (+ 9%)
- Зерно и продукты перемола (+ 15%)
- Химические и минеральные удобрения (+6%)
Таблица 1. Динамика объемов погрузки по основным типам грузов, млн т
Россия обладает уникальной сырьевой базой, позволяющей выпускать широкий спектр минеральных удобрений, соответствующий специфике сельского хозяйства внутреннего рынка и зарубежных стран. С 2013 года ежегодно обновляется абсолютный исторический максимум в производстве минеральных удобрений: например, по азотным удобрениям в 2017 году показатель погрузки составил 10,0 млн т (+5,1%), по калийным — 8,7 млн т (+11,6%), по фосфорным — обновлен максимум российского периода — 3,9 млн т (+9,2%).
Развитие агропромышленного комплекса (АПК) в период 2012-2017 гг. характеризовалось неравномерностью основных производственных показателей по сравнении с ситуацией в минерально-химической отрасли. Благоприятные природно-климатические условия, хорошая конъюнктура на отдельных мировых продовольственных рынках и меры государственной поддержки способствовали восстановлению отечественного АПК и повышению ряда показателей.
По итогам 2017 года валовой сбор урожая зерновых и зернобобовых культур в Российской Федерации составил 134,1 млн т, увеличившись на 13,5 млн т или 11,2% по сравнению с 2016 годом, что превысило прогноз Минсельхоза. При этом показатель погрузки в 2017 году составил 23,0 млн т, рост с предыдущим годом — на 21 %.
Обязательное требование к подвижному составу — это его соответствие специфике перевозимого груза. Необходимо обеспечить сохранность груза и условия безопасности движения, а также получить максимальную эффективность перевозок, в том числе за счет снижения затрат на перевозку груза. Спрос на хопперы в условиях активного роста грузовой базы и серьезных инфраструктурных ограничений стал носить качественно новый характер: востребованы модели с параметрами, позволяющими обеспечить высокую эффективность перевозок без экстенсивного роста парка.
Анализируя перевозки в хопперах, следует учитывать разницу физико-химических и других аспектов грузов. (табл. 2 и табл. 3).
Таблица 2. Параметры номенклатур минеральных удобрений
Таблица 3. Параметры номенклатур зерна и зерновых продуктов
Для перевозки указанного в табл. 1 и 2 перечня используется специализированный подвижной состав, который, с одной стороны, должен быть эффективен для перевозок конкретного груза, а, с другой, максимально универсален для широких номенклатурных рядов. В связи с этим при разработке и закупке вагонов-хопперов (как зерновозов, так и минераловозов) во внимание берутся такие технические характеристики, как объем кузова, количество загрузочно-разгрузочных люков, конструкция бункерных и торцевых стен, а также качество внутренней поверхности кузова (рис. 1).
Рисунок 1. Структура парка хопперов-минераловозов и хопперов-зерновозов по объему кузова
Объем кузова вагона должен выбираться по усредненным параметрам насыпной плотности головных грузов с 5-10% недогрузом кузова, при условии полного использования грузоподъёмности. Из рисунка 1 следует, что в структуре парка хопперов-минераловозов наибольшую долю составляют вагоны-хопперы с объемом кузова от 80-89 м³ и от 90-99 м³, которые составляют порядка 80% от всего парка-минераловозов.
На основании физико-химических параметров минеральных удобрений (см. табл. 2) была построена зависимость показателя погрузки наиболее массовых в перевозках видов минеральных удобрений от изменения объема кузова хоппера-минераловоза (рис. 2).
Рисунок 2 - Зависимость показателя погрузки различных типов грузов минеральных удобрения от изменения объема кузова хоппера-минераловоза
В настоящее время крупнейшие производители минеральных удобрений не специализируются на выпуске только одного вида минерально-химического продукта, а стараются расширять производственную линейку и увеличивать объем выпуска продукции. Для достижения универсальности перевозок и снижения затрат перевозчика на транспортировку как тяжелых, так и легких фракций минеральных удобрений, и перспективой дальнейшего развития осевой нагрузки с 23,5 тс до 25-27 тс наиболее перспективными объемами кузова в случае вагонов-минераловозов являются объемы кузова от 100-120 м³.
Например, хоппер-минераловоз модели 19-9835-01 производства Тихвинского вагоностроительного завода (рис.2), оснащенный ходовой частью с осевой нагрузкой 25 тс. Увеличенная до 76,7 т грузоподъемность и вместимость кузова вагона 101 м³ позволяют эффективно перевозить широкую номенклатуру минеральных удобрений. Использование специального двухкомпонентного покрытия обеспечивает надежную защиту кузова от агрессивного воздействия груза.
Рисунок 3 - Вагон-хоппер нового поколения модели 19-9835-01
Примером дальнейшего развития универсальности подвижного состава груза может служить хоппер-минераловоз модели 19-9549-03 производства Тихвинского вагоностроительного завода (рис. 3), оснащенный инновационной ходовой частью с осевой нагрузкой 25 тс. Вместимость кузова вагона 120 м³ и увеличенная грузоподъемность вагона в сравнении с вагонами-аналогами позволяют эффективно перевозить широкую номенклатуру минеральных удобрений, как тяжелых фракций, так и очень легких. Использование специального двухкомпонентного покрытия обеспечивает надежную защиту кузова от агрессивного воздействия груза.
Рисунок 4 - Вагон-хоппер нового поколения модели 19-9549-03
Для хопперов-зерновозов характерна перевозка грузов более легких фракций с меньшей насыпной плотностью, чем у минеральных удобрений (табл. 3 и 4). Таким образом, наиболее популярными объемами кузова являются 90-99 м³ и 100-109 м³.
На основании физико-химических параметров зерна и зерновых продуктов (табл. 3) была построена зависимость показателя погрузки наиболее массовых зернопродуктов от изменения объема кузова хоппера-зерновоза (рис. 5).
Рисунок 5 - Зависимость показателя погрузки различных типов грузов минеральных удобрения от изменения объема кузова хоппера-минераловоза
В связи с возрастающими экспортом зерна, в частности пшеницы, для транспортировки данного вида груза выбирается подвижной состав с объемом кузова порядка 101 м³, как у модели хоппера-зерновоза 19-9870-01 производства Тихвинского вагоностроительного завода (рис. 4). Объем кузова вагона-хоппера составляет 101 м³, что позволяет на 6-7 % увеличить его полезную загрузку и максимально использовать его грузоподъемность при перевозках легковесных зернопродуктов широкой номенклатуры.
Рисунок 6 - Вагон-хоппер нового поколения модели 19-9870-01
При этом на долю объема кузова в 120 м³ приходится уже порядка 21 % от всего парка хопперов-зерновозов, что показывает устойчивую тенденцию к дальнейшему увеличению объема кузова хоппера-зерновоза. Хоппер-зерновоз 19-9549 производства Тихвинского вагоностроительного завода (рис. 4) обладает объемом кузова в 120 м³, что позволяет осуществлять более эффективную перевозку таких легковесных грузов, как шрот, солод, семена масличных культур, при возможности одинаково эффективной перевозки тяжелых грузов, таких как пшеница и ячмень.
Рисунок 7 - Вагон-хоппер нового поколения модели 19-9549
Вагоны-хопперы предназначены для перевозки массовых сыпучих грузов и по способу разгрузки относятся к саморазгружающимся вагонам. Основной особенностью конструкции вагонов является кузов, выполненный в нижней части по форме бункера и имеющий вертикальные или скругленные боковые и наклонные торцевые стены, по которым груз самотекам смещается к разгрузочным люкам. В зависимости от устройства бункеров и расположения разгрузочных люков хопперы могут обеспечивать выгрузку в пространство между рельсами или на обе стороны от рельсовой колеи.
Многолетний опыт вагоностроительной отрасли при проектировании подвижного состава бункерного типа позволяет выделить группы показателей и другие аспекты, влияющие на технические параметры вагона (табл. 4).
Таблица 4 – Показатели груза, влияющие на конструкцию вагона
Рассмотрим подробно влияние параметров груза на конструкцию вагона-хоппера на примере перевозки насыпного груза хлорида калия. Насыпная плотность груза зависит от производителя минерального удобрения и составляет порядка 0,72-0,98 т/м³. Оптимальный объем кузова хоппера-минераловоза при грузоподъемности вагона в 76 тонн (при условии использования инновационных тележек с осевой нагрузкой 25 тс) составляет в среднем порядка 101 м³. Для эффективной перевозки хлорида калия при показателе груза, как угол естественного откоса, нормированного в пределах 30-40 градусов, угол торцевых и бункерных стенок хоппера-минераловоза должен составлять порядка 50 градусов. В связи с агрессивным воздействием груза на внутреннюю поверхность кузова вагона должно быть нанесено антикоррозийное стойкое покрытие, предназначение для эксплуатации в определённом климате и стойком к погрузочно-разгрузочным работам. Кузов вагон должен обеспечивать сохранность перевозимого груза – конструкция разгрузочных люков при закрытых крышках должна исключать просыпания груза при транспортировке, а конструкция загрузочных люков должна исключить попадания атмосферных осадков в груз. Хлорид калия обладает таким показателем как слеживаемость груза, в связи с чем вагон должен быть оборудован усиленной конструкцией рам для возможности применения вибраторов.
Продолжим анализ влияния параметров насыпных грузов на конструкцию вагона, в частности таких параметров, как угол наклона торцевых стен и угол наклона бункера. Вагоны-хопперы для перевозки минеральных удобрений, то есть грузов, имеющих среднюю или высокую степень слеживаемости и относительно небольшие углы естественного откоса, могут иметь возможные затруднения при выгрузке груза.
В настоящее время можно заметить тенденцию в вагоностроительной отрасли увеличения углов как наклона торцевых стен, так и бункера к показателям порядка 50-60° для обеспечения оптимальной выгрузки груза с минимальным применением дополнительного оборудования.
В случае хопперов-зерновозов и перевозки грузов с малой насыпной плотностью требуется максимально увеличить объем кузова и при этом обеспечить оптимальную выгрузку легковесных грузов (табл. 6). Таким образом, для обеспечения полной выгрузки груза из хопперов-зерновозов углы наклона торцевых стен может быть уменьшены до 35 градусов, при этом могут применяться различные устройства типа вибраторов (стационарных или накладных). Таким образом, можно отметить, что оптимальным являются показатели угла наклона торцевых стен 35°-45° и угла наклона бункерных стен 45°-50°.
Таблица 5 – Параметры вагонов-хопперов с учетной специализацией минераловозы
Таблица 6 – Параметры вагонов-хопперов с учетной специализацией зерновозы
Рассмотренные выше аспекты позволяют утверждать, что основной особенностью и характерной проблемой перевозки сыпучих грузов является необходимость применения специализированного подвижного состава, обеспечивающего максимальную эффективность перевозок всех участников рынка агропромышленной и минерально-химической отраслей. Однако, для дальнейшего развития транспортной отрасли необходимо находить баланс между специализированным подвижным составом и универсальным подвижным составом, например, за счет реализации существующих тенденций к контейнеризации перевозок, при этом учитывая специфику перевозимого груза для обеспечения его сохранности груза и требований по безопасности движения.
Читайте также: