Система контроля перелива на судне

Назначение и задачи системы контроля перелива груза

Система контроля перелива груза — это технический регламент защищающий от цепной реакции рисков. По данным Международной морской организации (IMO), 23% аварий танкеров за 2024 год связаны с переливом груза, а ущерб от одного инцидента может достигать $500 млн.

Угроза взрыва и пожара
Пары бензола, аммиака, метана при концентрации 2-5% в воздухе создают взрывоопасную смесь. Задача — не допустить перелива, который провоцирует утечку летучих соединений.

Судовая прочность
Перегруз танка на 5% сверх нормы увеличивает нагрузку на корпус на 12-18% (расчеты Bureau Veritas). Для старых судов это — прямая угроза разрыва сварных швов.

Нормативная база
SOLAS Глава II-1/25: требует установки систем контроля перелива для танкеров дедвейтом свыше 5 000 тонн.

MARPOL Приложение I: обязывает оснащать суда датчиками давления для контроля паровыделения.

Российский Морской Регистр: допускает использование отечественных аналогов (например, сенсорных панелей ПУхх) при соблюдении погрешности измерений не более 1.5%.

Этапы работы системы

В каждом грузовом танке установлены датчики, которые постоянно считывают уровень жидкости. Обычно применяют два уровня контроля:

При 95% заполнения танка активируется двухуровневая сигнализация:
Световая: мигающие LED-панели на мостике и в насосном отделении.
Звуковая: сирены с уровнем 120 дБ (громкость реактивного двигателя на взлете).
При 98% срабатывают триггеры аварийных протоколов:
Насосы останавливают вручную или автоматически.
Автоматические клапаны: за 2-4 сек перекрывают подачу продукта (например, пневмоклапаны с силой срабатывания 250 Н·м).
Избыток груза перенаправляется в резервные танки (retention tanks) с двойными стенками.

Выдержка из РМРС Правила классификации и постройки морских судов
9.11.5 На нефтеналивных судах каждый грузовой танк должен быть снабжен системой предотвращения перелива, которая должна отвечать следующим требованиям:

Быть независимой от измерительной системы грузовых танков;
Подавать световой и звуковой сигнал при достижении верхнего и предельного уровней в танках судовому оператору и в ПУГО (при его наличии);
Подавать сигнал при обесточивании системы и датчиков уровня;
Иметь возможность проверки цепи сигнализации перед началом грузовых операций;
Подавать условный сигнал для последовательного отключения береговых насосов или клапанов, или и того и другого. Сигналы, насосы и клапаны должны отключаться судовыми операторами.

Применение судовых автоматически закрывающихся клапанов допускается только при наличии разрешения и по согласованию с администрацией порта.

Данные передаются на центральный пульт управления, где отображаются в режиме реального времени. Системы интегрируют с судовыми компьютерами и сенсорными панелями, позволяя оператору контролировать сразу несколько танков и получать комплексную информацию о состоянии груза и параметрах танков (давление, температура). Информация записывается в черный ящик (объем памяти — до 10 000 событий), что критично для страховых расследований и судебных исков.

Проверка исправности и резервные функции

Перед началом грузовых операций проводят тестирование:

Проверяют целостность цепей сигнализации.
Тестируют датчики и сигнализация.
Контролирует питание и резервные источники энергии.

Это снижает риск ложных срабатываний и обеспечивает надежность в критический момент.

Пример
На химовозе с 10 танками установлены акустические датчики, которые при заполнении одного из танков до 95% включают световую и звуковую сигнализацию на мостике и в насосном отделении. Если уровень продолжает расти и достигает 98%, автоматически срабатывают пневматические клапаны и насосы отключаются. При этом данные о событиях записываются в память системы для анализа и отчетности.

Особенности:

Двухуровневая система — ключ к безопасности: предупреждение и аварийная остановка.
Независимость сигнализации от основных систем измерения уровня — снижает риск отказа из-за сбоя одного из компонентов.
Дистанционный контроль и интеграция с автоматикой судна — повышает оперативность реакции экипажа.
Обязательное тестирование перед загрузкой — предотвращает человеческие ошибки и технические сбои.

Из чего состоит система контроля перелива груза на судах

Выдержка из РМРС Правила классификации и постройки морских судов
9.11.2 Каждое нефтеналивное судно, оборудованное стационарной системой инертных газов, должно быть снабжено закрытой системой замера уровня жидкости в грузовых и отстойных танках. На нефтеналивных судах должна применяться полуоткрытая или закрытая система измерения уровня жидкости в грузовых и отстойных танках.

Cхема системы контроля перелива

Датчики уровня

Датчики бывают разные: поплавковые, магнитные, ультразвуковые (акустические), емкостные, оптические, лопастные. Их задача — следить за тем, чтобы жидкость не перешагнула опасную черту.

Выдержка из РМРС Правила классификации и постройки морских судов
9.11.3 Измерительные трубы грузовых танков должны оборудоваться самозапорной арматурой и снабжаться герметичными крышками, установленными на трубах, выведенных на открытую палубу. При этом высота трубы над палубой должна исключать выход груза на палубу при проведении измерений.

Магнитно-поплавковые датчики просты и надежны. Их применяют для дизельного топлива, бензина, воды (для вязких сред есть модели с усиленной механикой). Работают даже в агрессивных и взрывоопасных средах. Магнитный поплавок замыкает контакт, когда уровень достигает критической отметки. Когда продукт в отсеке достигает заданного уровня, поднимающийся поплавок уровня размыкает два контакта, которые вызывают свечение желтой лампочки на табло. Второй поплавок переполнения имеет два нормально замкнутых контакта, которые будут размыкаться и автоматически прекращать подачу питания на насосную станцию.

Ультразвуковые (акустические) уровнемеры — бесконтактные, для химически активных продуктов и ситуаций, где важна гигиена и безопасность. Не боятся ни коррозии, ни электромагнитных помех. Уровень продукта измеряется металлическим стержнем создающим затухающие акустические колебания с помощью электроакустического преобразователя. Скорость затухания зависит от того, контактирует ли чувствительная зона датчика с жидкостью.
Если стержень не погружен в жидкость, то акустические волны распространяются по стержню без затухания. Соприкосновение чувствительного элемента стержня с жидкостью приводит к затуханию части волн, и на выходе датчика появляется сигнал, который поступает в канальный блок. В канальном блоке размещаются зеннер-барьеры, релейные модули и модуль управления световой и звуковой сигнализациями. На панели индикации расположены световые индикаторы, сигнализирующие о достижении предельного (95%) или аварийного (98%) уровней, индикаторы исправности канала связи (LINE) и самого датчика (SENSOR). При достижении уровня нижнего среза длинного стержня (95% заполнения) или короткого (98% заполнения) световые индикаторы начинают мигать и одновременно включаются сирена и проблесковый огонь.

Ультразвуковые датчики

Емкостные уровнемеры — основаны на принципе изменения электрической емкости датчика в зависимости от окружающей среды. Точны, не требуют обслуживания, работают в сложных условиях, где другие датчики быстро выходят из строя. Из минусов - не подойдет для продуктов с низкой диэлектрической проницаемостью.

В среднем, на каждом танкере установлено от 10 до 40 датчиков, в зависимости от числа грузовых емкостей и их объема. Около 87% аварийных переливов было предотвращено благодаря своевременной работе датчиков уровня (данные IMO за 2023 год).

Сигнализация

Индикатор заполнения топливных цистерн

Когда уровень груза достигает 95% — включается первый рубеж: световая и звуковая сигнализация. Это не просто лампочка на пульте, а целая система оповещения — сирены, проблесковые маяки, дублирующие сигнальные панели на мостике и в насосном отделении.

Если уровень поднимается до 98%, срабатывает аварийная сигнализация. В этот момент счет идет на секунды: автоматически или вручную останавливается подача продукта, активируются запорные клапаны, а экипаж получает четкое указание к действию.

Запорные клапаны и управляющие реле

Без автоматических клапанов и реле система контроля была бы неполной. Запорные устройства, управляемые сигналами от датчиков, мгновенно перекрывают подачу груза при достижении критического уровня. На судне используют как электромагнитные, так и пневматические клапаны, рассчитанные на работу в условиях морской коррозии и вибраций.

Контроллеры и релейные блоки обрабатывают сигналы, координируют работу датчиков, сигнализации и исполнительных механизмов. Часто эти устройства интегрируют с судовой системой управления, позволяя оператору видеть полную картину на сенсорной панели или судовом компьютере.

Дополнительные элементы

Датчики давления — страхуют от разрыва или схлопывания стенок танка, фиксируя избыточное давление при быстром заполнении.

Температурные датчики — контролируют состояние сальников, подшипников, насосов, предотвращая перегрев и связанные с ним аварии.

Смотровые стекла — архаика, но иногда используют как резервное средство контроля в емкостях с давлением до 70 кПа.

Системы проверки цепей — тестируют работоспособность сигнализации и датчиков перед началом каждой грузовой операции.

Проверка и техническое обслуживание системы контроля перелива груза

Экологический импакт-фактор
Разлив нефти, химикатов или сжиженного газа превращает океан в «зону отчуждения».
Пример: перелив 1 000 тонн мазута в 2020 году у берегов Маврикия привел к значительному повреждению экосистем. Система контроля здесь — последний рубеж перед экологической катастрофой.

Регламент проверки системы

Периодичность и регламент

Проверка системы контроля перелива проводят:

Перед каждой грузовой операцией — обязательное тестирование всех компонентов.
В рамках планового технического обслуживания — не реже одного раза в месяц или по графику, установленному судовладельцем и классификационным обществом.
После любого ремонта или переоборудования системы.

Регулярность проверок подтверждается международными требованиями SOLAS и национальными нормами, а также рекомендациями Российского Морского Регистра Судоходства.

Проверка датчиков уровня и сигнализации

Тестирование срабатывания сигнализации при достижении уровней 95% и 98%.

Проверка целостности и правильности подключения датчиков (например, моделей СЖУ-2-1 для легких жидкостей и СЖУ-1-В для вязких грузов).

Проверка работы световых и звуковых сигналов на мостике, в насосном отделении и на посту управления грузовыми операциями.

Тестирование автоматических запорных клапанов и исполнительных механизмов

Проверка срабатывания клапанов при аварийном уровне. Клапаны должны перекрывать подачу в течение 2-5 секунд.

Осмотр на предмет коррозии, износа и механических повреждений.

Проверка пневматических или электромагнитных приводов, включая состояние питающих линий и управляющих реле.

Контроль кабельных трасс и электрических соединений

Замер сопротивления изоляции кабелей, чтобы исключить короткие замыкания и утечки тока.

Проверка переходного сопротивления заземляющих перемычек и молниеотводов, что важно для защиты от статического электричества.

Диагностика целостности цепей сигнализации с помощью приборов для измерения сопротивления изоляции (например, «Дипсэл»).

Проверка резервных источников питания и систем самотестирования

Контроль состояния аккумуляторных батарей, обеспечивающих работу системы при отключении основного питания.

Тестирование встроенных функций самоконтроля и сигнализации о потере питания.

Техническое обслуживание:

Очистка и калибровка датчиков — регулярное удаление загрязнений, особенно на поплавках и ультразвуковых сенсорах, чтобы избежать искажений данных.
Смазка и проверка подвижных частей клапанов — предотвращение залипания и механических сбоев.
Обновление программного обеспечения контроллеров — для повышения точности и стабильности работы.
Проверка и замена изношенных элементов — кабелей, уплотнителей, предохранителей.

Пример из практики
На одном из российских танкеров в 2023 году при плановой проверке системы контроля перелива была обнаружена неисправность в кабельной трассе, вызвавшая ложное срабатывание сигнализации. Своевременное техническое обслуживание позволило избежать остановки грузовой операции и предотвратить возможный инцидент.

Документирование и отчетность

Все проверки и техническое обслуживание фиксируют в судовых журналах с указанием даты, исполнителя, результатов и рекомендаций. Это обязательное требование для прохождения инспекций Российского Морского Регистра и международных классификационных обществ.

Типовые неисправности системы контроля перелива груза и способы устранения

1. Сбои в работе датчиков уровня

Причины:
Засорение поплавков или ультразвуковых сенсоров грязью, осадками, парами.

Коррозия и механические повреждения элементов датчиков.
Электромагнитные помехи и плохое экранирование кабелей.
Нарушение калибровки, из-за чего датчик показывает неверный уровень.

Признаки неисправности:

Ложные срабатывания сигнализации (перелив при нормальном уровне).
Отсутствие срабатывания при достижении критического уровня.
Нестабильные или скачкообразные показания на пульте управления.

Меры:

Регулярная очистка и осмотр датчиков.
Калибровка по заводским стандартам с использованием эталонных методов.
Замена поврежденных элементов и усиление экранирования кабелей.
Внедрение самодиагностики для своевременного выявления сбоев.

2. Неисправности сигнализации и исполнительных механизмов

Причины:

Перегоревшие лампы, неисправные звуковые сирены.
Поломка электромагнитных или пневматических клапанов из-за коррозии, износа уплотнений.
Сбои в релейных блоках и контроллерах.

Признаки:

Отсутствие звукового или светового сигнала при достижении пороговых уровней.
Залипание клапанов — невозможность перекрыть подачу груза.
Запаздывание срабатывания или полное отсутствие реакции.

Меры:

Регулярное тестирование сигнализации перед каждой операцией.
Плановая замена ламп и элементов звуковых систем.
Техническое обслуживание клапанов: очистка, смазка, замена уплотнителей.
Проверка и ремонт релейных блоков, обновление программного обеспечения контроллеров.

3. Ошибки операторов и неправильная эксплуатация

Причины:

Неправильная настройка уровней срабатывания.
Игнорирование сигналов предупреждения.
Несоблюдение регламентов проверки и обслуживания.

Признаки:

Переливы из-за несвоевременного отключения насосов.
Повторные аварийные ситуации на одном и том же танкере.
Нарушения в документации и отчетности.

Меры:

Обучение и регулярные тренировки экипажа.
Внедрение автоматизированных систем с минимальным участием человека.
Строгий контроль и аудит соблюдения процедур.

4. Повреждения кабельных трасс и электрических соединений

Причины:

Механические повреждения.
Коррозия контактов из-за высокой влажности и соленого воздуха.
Нарушение изоляции, короткие замыкания.

Признаки:

Связь между датчиками и пультом управления прерывистая или отсутствует .
Ложные срабатывания или полное отсутствие сигналов.
Перегрев проводов и розеток.

Меры:

Регулярный осмотр и замер сопротивления изоляции.
Замена поврежденных участков кабелей и разъемов.
Использование коррозионностойких материалов и герметизация соединений.
Контроль за правильным заземлением.

Примеры из практики
На одном из судов в 2023 году ложное срабатывание сигнализации было вызвано загрязнением ультразвукового датчика нефтяными парами. Очистка и повторная калибровка устранили проблему. В другом случае отказ пневматического клапана привел к почти переливу, который удалось предотвратить ручным вмешательством экипажа.

Практические рекомендации по эксплуатации системы контроля перелива груза

1. Использование только сертифицированных компонентов

Несертифицированные датчики, клапаны или кабели могут давать сбои, искажать данные или вообще выйти из строя в неподходящий момент.
Рекомендация: При замене или модернизации используйте только компоненты, имеющие сертификаты соответствия требованиям Российского Морского Регистра Судоходства (РМРС) или других признанных классификационных обществ.

2. Регулярная калибровка и поверка датчиков

Со временем датчики могут терять точность из-за вибрации, коррозии, отложений на сенсорах и других факторов.
Рекомендация: Проводите калибровку и поверку датчиков в соответствии с графиком, установленным производителем. Например, акустические датчики уровня требуют более частой калибровки, чем магнитострикционные, особенно при работе с вязкими или агрессивными грузами. Используйте для этого специализированное оборудование и обученный персонал.

3. Осмотр и функциональное тестирование перед каждой грузовой операцией

Даже небольшие повреждения кабелей, коррозия контактов или отказ одного из элементов могут привести к аварийной ситуации.
Рекомендация: Перед началом каждой грузовой операции проводите осмотр всех компонентов системы контроля перелива. Убедитесь в отсутствии видимых повреждений, проверьте состояние кабелей и соединений. Обязательно проводите функциональное тестирование: имитируйте достижение пороговых уровней и убедитесь, что сигнализация срабатывает, а клапаны перекрываются.

4. Ведение подробной документации

Подробные записи обо всех проверках, обслуживании и ремонтах позволяют отслеживать ее состояние, выявлять закономерности в отказах и планировать профилактические мероприятия.
Рекомендация: Ведите журналы, в которых фиксируйте все операции с системой контроля перелива. Указывайте дату, время, исполнителя, результаты проверки и обнаруженные неисправности. Сохраняйте копии сертификатов на оборудование и протоколы калибровки.

5. Обучение и тренировки персонала

Даже самая надежная система не предотвратит аварию, если экипаж не знает, как ее использовать и что делать в случае нештатной ситуации.
Рекомендация: Регулярно проводите обучение и тренировки персонала, ответственного за грузовые операции. Ознакомьте экипаж с принципами работы системы контроля перелива, порядком действий при срабатывании сигнализации и способами устранения неисправностей.

6. Интеграция с судовой системой управления

Интеграция позволяет оперативно получать информацию о состоянии системы контроля перелива, контролировать параметры состояния балластных, топливных и грузовых танков и принимать решения на основе полной и достоверной картины.
Рекомендация: Интегрируйте систему контроля перелива с судовой системой управления, чтобы иметь возможность наблюдать данные с датчиков уровня, давления и температуры в режиме реального времени. Настройте автоматическое оповещение о нештатных ситуациях.

7. Использование антистатических присадок

При перекачке грузов, аккумулирующих статическое электричество, может возникнуть искра, способная воспламенить пары груза.
Рекомендация: Для увеличения допустимой скорости налива грузов, аккумулирующих статическое электричество, вводят в них антистатические присадки.

8. Контроль за выполнением грузового плана

Неправильное распределение груза по танкам приведет к перегрузке отдельных элементов корпуса и потере остойчивости судна.
Рекомендация: Проверяйте соответствие фактической загрузки плановой после окончания налива груза в одну группу танков или в один танк и начала заполнения других танков.

Система контроля перелива груза — это сложный механизм, который работает по принципу непрерывного мониторинга и многоуровневой защиты. Это предотвращает критические ситуации еще до того, как возникнут проблемы.

Наша компания предлагает помощь с техническим обслуживанием, диагностикой и ремонтом судовых систем автоматизации. Свяжитесь с нами любым удобным способом, наш менеджер предложит вариант сотрудничества исходя из ваших пожеланий. Наша команда выполнит работу аккуратно и в кратчайший срок.

https://b24-oiffn3.bitrix24.site/zayavka-avtomatica/

Возврат к списку