Введение в расчет груза
Расчет количества груза в танках — это критически важная процедура в морских перевозках жидких грузов, таких как нефть и нефтепродукты. Точность расчетов влияет на финансовые расчеты между отправителем и получателем груза.
Основная цель расчета: определить точное количество груза, погруженного на судно или выгруженного с него, с учетом всех физических параметров и условий.
Процесс включает несколько этапов, начиная с измерения уровня жидкости в танках и заканчивая расчетом массы груза с поправками на температуру, плотность и другие факторы.
Измерение уровня
Измерение уровня жидкости (ullage) в каждом танке с помощью UTI линейки
Коррекция объема
Применение температурных поправок для пересчета объема к стандартным условиям
Расчет массы
Определение массы груза в метрических тоннах с учетом плотности и WCF
Ключевые понятия и термины
Для понимания процесса расчета необходимо знать основные термины, используемые в судовой практике.
OBQ (On Board Quantity)
Количество на борту перед погрузкой: Весь материал (нефть, вода, шлам, осадок) в танках и трубопроводах, который был на судне до начала новой погрузки.
ROB (Remaining On Board)
Остаток на борту после выгрузки: Весь измеряемый материал (жидкий и нежидкий), оставшийся в танках и линиях после завершения выгрузки.
TOV (Total Observed Volume)
Суммарный наблюдаемый объем: Общий объем жидкости в танке при наблюдаемой температуре, включая нефть и свободную воду (Free Water).
FW (Free Water)
Свободная вода: Вода, которая отделилась от нефти и находится на дне танка. Измеряется отдельно.
GOV (Gross Observed Volume)
Общий наблюдаемый объем нефти: Объем нефти при наблюдаемой температуре. Рассчитывается как: GOV = TOV - FW
❗ Важно: Если воды и осадков (sediments) нет, то TOV = GOV
GSV (Gross Standard Volume)
Общий стандартный объем: Объем нефти, приведенный к стандартным условиям температуры (15°C или 60°F). Рассчитывается: GSV = GOV × VCF
VCF (Volume Correction Factor)
Коэффициент объемной коррекции: Коэффициент для пересчета объема от наблюдаемой температуры к стандартной. Определяется по таблицам ASTM.
WCF (Weight Correction Factor)
Коэффициент поправки веса: Используется для пересчета объема в массу с учетом плотности и разницы между массой в вакууме и массой в воздухе.
TCV (Total Calculated Volume)
Общий расчетный объем: Сумма стандартного объема нефти и свободной воды: TCV = GSV + FW
TRV (Total Received Volume)
Общий полученный объем: Объем груза, фактически полученный на судно. Рассчитывается: TRV = TCV - OBQ
MT (Metric Tons)
Метрические тонны: Единица измерения массы груза. Рассчитывается двумя способами:
- • В вакууме: MT(vac) = GSV × Density
- • В воздухе: MT(air) = GSV × (Density - 0.0011)
VEF (Vessel Experience Factor)
Коэффициент опыта судна: Коэффициент, учитывающий систематические погрешности измерений на конкретном судне. Рассчитывается по данным предыдущих рейсов.
Важные соотношения
Без воды и осадков:
С водой:
Запомните!
- • Все объемы измеряются при фактической температуре груза
- • Все расчеты приводятся к стандартным условиям (15°C/60°F)
- • Свободная вода (FW) измеряется отдельно и вычитается из TOV
- • Если FW = 0, то TOV и GOV равны
- • Точность измерений критически важна для финансовых расчетов
Основные формулы расчета
В основе расчета груза лежат несколько ключевых формул, связывающих различные параметры.
Объемные соотношения
Расчет массы и API
Удельный вес (SG - Specific Gravity):
Безразмерная величина, показывающая отношение плотности вещества к плотности воды.
- • Для воды SG = 1.000
- • Если SG > 1 - вещество тяжелее воды
- • Если SG < 1 - вещество легче воды
Особые случаи:
Без воды в танках:
Расчет упрощается
С водой в танках:
Требуется измерение FW
Пошаговая процедура расчета
Расчет количества груза выполняется в строгой последовательности:
Измерение уровня (UTI)
Используя UTI (Ullage Temperature Interface) — электронный измерительный прибор для определения уровня, температуры и границы раздела нефть-вода. Показания корректируются по таблицам обмера танков с учетом крена и дифферента судна.
Результат: Получаем Ullage (пустоту) или Innage (заполнение) для каждого танка.
Расчет TOV (Total Observed Volume)
По Ullage Table (таблицам обмера танков) определяем объем жидкости в каждом танке. Суммируем объемы всех танков.
TOV включает: нефть + свободная вода (если есть)
Определение FW (Free Water)
Измеряем объем свободной воды на дне танка с помощью водочувствительной пасты на UTI зонде или отдельными измерениями.
Важно: Если воды нет (FW = 0), то TOV = GOV
Расчет GOV (Gross Observed Volume)
Вычитаем объем свободной воды из общего объема:
Это объем нефти при фактической температуре в танках.
Определение VCF (Volume Correction Factor)
По измеренной температуре груза и его плотности/API градусам находим в таблицах ASTM коэффициент VCF.
ASTM Таблица 6A
Для сырой нефти с API
ASTM Таблица 54A
Для сырой нефти с плотностью
Расчет GSV (Gross Standard Volume)
Приводим объем к стандартным условиям (15°C/60°F):
Это объем нефти при стандартной температуре.
Расчет массы (MT)
Рассчитываем массу груза в метрических тоннах с использованием плотности и WCF:
MT(vac) = GSV × Density
Масса в вакууме
MT(air) = GSV × (Density - 0.0011)
Масса в воздухе (коммерческая)
Коррекция по VEF
Применяем коэффициент опыта судна (если требуется):
VEF = (Сумма TRV за рейсы) / (Сумма коносаментов)
Подготовка отчета
Задокументировать все измерения и расчеты в Ullage Report. Отчет включает:
- • Данные измерений по каждому танку
- • Поправки на крен и дифферент
- • Все промежуточные расчеты
- • Итоговые значения TOV, GOV, GSV, MT
- • Подписи ответственных лиц
Краткая схема расчета
Если FW = 0: TOV = GOV = Начальная точка расчета
Расчет массы груза и WCF
После определения GSV можно рассчитать массу груза в метрических тоннах. Для этого используется Weight Correction Factor (WCF) — коэффициент поправки веса.
Что такое WCF?
WCF (Weight Correction Factor) — коэффициент для пересчета объема в массу с учетом плотности жидкости и разницы между массой в вакууме и массой в воздухе.
Масса в вакууме
Это теоретическая масса, не учитывающая выталкивающую силу воздуха.
Скорректированная масса с учетом коэффициента опыта судна.
Масса в воздухе (с WCF)
Практическая масса, учитывающая выталкивающую силу воздуха.
Разница между массой в вакууме и массой в воздухе:
Возникает из-за принципа Архимеда. На тело, погруженное в воздух, действует выталкивающая сила, уменьшающая его вес. Для нефти и нефтепродуктов эта поправка составляет примерно 0.0011 г/см³ или 0.11%.
В коммерческих расчетах обычно используется масса в воздухе, так как она соответствует реальным условиям взвешивания.
Температурные поправки и стандарты
Температура существенно влияет на объем жидкостей, поэтому все расчеты приводятся к стандартным условиям.
Стандартная температура
В мировой практике используются две основные стандартные температуры:
- • 15°C — международный стандарт (используется в системе СИ)
- • 60°F (≈15.56°C) — традиционный стандарт в нефтяной промышленности
Для пересчета объема от наблюдаемой температуры к стандартной используются специальные таблицы ASTM:
ASTM Таблица 6A
Для сырой нефти с известным значением API
ASTM Таблица 6B
Для нефтепродуктов с известным значением API
ASTM Таблица 54A
Для сырой нефти с известной плотностью
ASTM Таблица 54B
Для нефтепродуктов с известной плотностью
Важно: Коэффициент VCF всегда меньше 1, если наблюдаемая температура выше стандартной, и больше 1, если наблюдаемая температура ниже стандартной.
Ullage Temperature Interface (UTI)
UTI (Ullage Temperature Interface) — портативный электронный прибор для измерения уровня, температуры и границы раздела нефть-вода в танках судов. Используется при погрузке/выгрузке нефтепродуктов и химических грузов.
Компоненты системы UTI
Содержит все датчики
15-40 метров с маркировкой
Цифровой дисплей
Для ленты и электроники
Требования безопасности
Обязательное заземление! UTI должен быть заземлен:
- • Перед вводом зонда в танк
- • Во время всех измерений
- • После полного извлечения
Измерение уровня
Ультразвуковые пьезокерамические пластины. При контакте с жидкостью — непрерывный звуковой сигнал.
Измерение температуры
Платиновый RTD датчик. Диапазон: -40°C до 110°C. Точность ±0.1°C.
Граница раздела
Определение нефть-вода по электропроводности. При воде — прерывистый сигнал.
Типы UTI систем
Закрытая система
- • Полностью газонепроницаемая
- • Предотвращает выход паров
- • Устанавливается через паровой клапан
- • Антистатическое покрытие
Открытая система
- • Для стандартных условий
- • Три режима работы
- • LED дисплей на барабане
- • Звуковая индикация
Техобслуживание
Ежегодная калибровка специализированной компанией.
• Калибровка моделей UTI-200, D-2401-2
• Замена зондов без повторной калибровки
• Проверка системы заземления
• Тестирование всех режимов
Отчетность и документация
После завершения всех расчетов результаты должны быть должным образом задокументированы.
Ullage Report (Отчет об уровне груза)
Основной документ, содержащий все данные измерений и расчетов. Используется для коммерческих расчетов между отправителем и получателем груза.
Содержание Ullage Report:
- 1. Информация о судне: название, порт приписки, осадка, крен, дифферент
- 2. Данные о грузе: тип, плотность, температура, API градусы
- 3. Результаты измерений: уровни в каждом танке (от UTI линейки), температура груза
- 4. Расчетные показатели: TOV, GOV, GSV, масса груза (с учетом WCF)
- 5. Корректировки: поправки на крен, дифферент, температуру, калибровку танков
- 6. OBQ/ROB: количество груза на борту до погрузки или после выгрузки
- 7. TRV (Total Received Volume): общий полученный объем
- 8. Подписи: капитана, грузоотправителя, инспектора
где TCV = GSV + FW (общий объем груза в танке)
Важность точности
Все измерения и расчеты должны выполняться с максимальной точностью, так как они являются основой для финансовых расчетов между отправителем и получателем груза. Ошибки могут привести к значительным финансовым потерям, спорам и задержкам судна.