Введение

Судно, предназначенное для перевозки не упакованных насыпных грузов. Сухогруз – это торговое судно, специально разработанное для перевозки не упакованных насыпных грузов, таких как зерно, уголь, руда, стальные катушки и цемент, в его грузовых отсеках. С момента постройки первого специализированного сухогруза в 1852 году экономические факторы привели к увеличению размеров и сложности этих судов. Современные сухогрузы специально проектируются для максимальной вместимости, безопасности, эффективности и долговечности. Сегодня сухогрузы составляют 21 процент мирового торгового флота, и их размеры варьируются от мини-сухогрузов с одним трюмом до огромных рудовозов, способных перевозить 400 000 метрических тонн дедвейта (DWT). Существует ряд специализированных конструкций: некоторые могут самостоятельно разгружать груз, другие зависят от портовых сооружений для разгрузки, а некоторые даже упаковывают груз в процессе загрузки. Более половины всех сухогрузов принадлежат греческим, японским или китайским владельцам, и более четверти зарегистрированы в Панаме. Южная Корея является крупнейшим производителем сухогрузов, и 82 процента этих судов построены в Азии. На сухогрузах экипаж занимается эксплуатацией, управлением и техническим обслуживанием судна, обеспечивая безопасность, навигацию, обслуживание и уход за грузом в соответствии с международным морским законодательством. Численность экипажа может варьироваться от трех человек на самых маленьких судах до более чем 30 на самых больших. Операции по погрузке груза различаются по сложности, а погрузка и выгрузка могут занимать несколько дней. Сухогрузы могут быть безкрановыми (зависящими от терминального оборудования) или с кранами (имеющими краны, встроенные в судно). Насыпные грузы могут быть очень плотными, коррозионными или абразивными, что может создавать угрозы безопасности для судна: смещение груза, самовозгорание и насыщение груза влагой. Использование старых судов с проблемами коррозии, а также большие грузовые люки сухогрузов, были связаны с серией затоплений сухогрузов в 1990-х годах. Эти большие люки, важные для эффективной обработки груза, могут позволить проникновение больших объемов воды во время шторма и ускорить затопление судна в случае крена или дифферента. Впоследствии были введены новые международные правила для улучшения конструкции и инспекции судов, а также для упрощения процедуры покидания судна экипажем.

Определение

Термин "сухогруз" определяется по-разному. По состоянию на 1999 год Международная конвенция по безопасности человеческой жизни на море определяет сухогруз как "судно, построенное с одной палубой, верхними бортовыми танками и бункерными бортовыми танками в грузовых помещениях и предназначенное главным образом для перевозки сухих грузов навалом; рудовоз; или комбинированное судно". Большинство классификационных обществ используют более широкое определение, согласно которому сухогрузом является любое судно, перевозящее сухие неупакованные грузы. Термины "VLOC", "VLBC", "ULOC" и "ULBC" для очень больших и сверхбольших рудовозов и сухогрузов были адаптированы от обозначений супертанкеров "очень большой нефтяной танкер" и "сверхбольшой нефтяной танкер".

История

До появления специализированных балкеров у грузоотправителей было два способа перевозки сыпучих грузов морским транспортом. При первом способе грузчики загружали груз в мешки, складывали мешки на поддоны и с помощью крана помещали поддоны в грузовой отсек. Эти методы были медленными и требовали больших трудозатрат. Как и в случае с контейнеровозами, проблема эффективной погрузки и разгрузки стала движущей силой эволюции балкера. Специализированные балкеры начали появляться с распространением паровых судов. Первым пароходом, признанным балкером, был британский угольщик "Джон Боуз", построенный в 1852 году. Он отличался металлическим корпусом, паровым двигателем и системой балластировки, использовавшей морскую воду вместо мешков с песком. Первые балкеры с дизельной установкой появились в 1911 году, при этом большая часть этих перевозок осуществлялась в прибрежных водах. Однако на Великих озёрах балкеры перевозили огромные объёмы железной руды из северных рудников Миннесоты и Мичигана на сталелитейные заводы. В 1929 году по озёрам было перевезено 73 миллиона тонн железной руды, а также почти такое же количество угля, известняка и других продуктов. Уже тогда стали проявляться две определяющие характеристики балкеров: двойное дно, принятое в 1890 году. В этот период суда Великих озёр увеличивались в размерах для достижения максимальной экономии от масштаба, а саморазгрузчики становились всё более распространёнными для сокращения времени оборота. Тысячефутовые суда флота Великих озёр, построенные в 1970-х годах, были одними из самых длинных судов в мире, а в 1979 году по Великим озёрам было перевезено рекордные 214 миллионов тонн сыпучих грузов.

Общие типы

+Общие типы сухогрузов Иллюстрация Описание Сухогрузы с собственными средствами разгрузки обычно относятся к классам handysize и handymax, хотя существует небольшое количество судов Panamax, оснащенных такими средствами. Как и все сухогрузы, они имеют ряд трюмов, перекрытых заметными люковыми крышками. Они оборудованы кранами, стрелами или конвейерами, позволяющими им осуществлять погрузку и разгрузку груза в портах без использования берегового оборудования. Это обеспечивает сухогрузам с собственными средствами разгрузки гибкость в отношении перевозимых грузов и маршрутов следования. (Фото: Типичный сухогруз handysize с собственными средствами разгрузки.) Комбинированные сухогрузы предназначены для перевозки как жидких, так и сыпучих грузов. Если оба типа груза перевозятся одновременно, они разделяются в отдельные трюмы и танки. Комбинированные сухогрузы требуют специальной конструкции и являются дорогостоящими. Они были широко распространены в 1970-х годах, но их количество сократилось с 1990 года. (Фото: Нефтепровод и трюм для сыпучих грузов на борту Maya.) Сухогрузы без собственных средств разгрузки – это суда, не имеющие кранов или конвейеров. Эти суда зависят от берегового оборудования в портах захода для погрузки и разгрузки. Они представлены во всех размерах, а самые крупные сухогрузы (VLOC) могут швартоваться только в крупнейших портах, некоторые из которых спроектированы с учетом прямого плавания между портами. Использование сухогрузов без собственных средств разгрузки позволяет избежать затрат на установку, эксплуатацию и техническое обслуживание кранов. (Фото: Berge Athen, сухогруз без редукторов водоизмещением 225 000 тонн.) Саморазгрузчики – это сухогрузы, оснащенные конвейерными лентами или экскаватором, установленным на тележке, перемещающейся по всей длине люка судна, и способным двигаться в поперечном направлении. Это позволяет им быстро и эффективно разгружать груз. (Фото: John B. Aird, саморазгружающийся озерный сухогруз.) Озерные сухогрузы – это суда, широко используемые на Великих озерах, часто идентифицируемые по надстройке в носовой части, облегчающей прохождение через шлюзы. Работающие в пресной воде, эти суда подвержены гораздо меньшему коррозионному воздействию и имеют значительно более длительный срок службы, чем морские суда. По состоянию на 2005 год насчитывалось 98 озерных сухогрузов возрастом или старше.

Характеристики флота

Мировые перевозки грузов достигли огромных масштабов: в 2005 году кораблями было перевезено 1,7 миллиарда тонн угля, железной руды, зерна, бокситов и фосфатов. Сегодня мировой флот балкеров насчитывает 6225 судов водоизмещением более 10 000 DWT, что составляет 40% от общего тоннажа судов и 39,4% от общего числа судов. С учетом судов меньшего размера, общая совокупная вместимость балкеров составляет почти 346 миллионов DWT. Комбинированные суда составляют очень небольшую часть флота, представляя менее 3% этой вместимости. По состоянию на 2005 год средний возраст балкера составлял чуть более 13 лет. Все 98 балкеров, зарегистрированных для торговли на Великих озерах, старше 20 лет, а самому старому из них, все еще ходившему в 2009 году, "Сент-Мэри Челленджер", было 106 лет.

Государства флага

По состоянию на 2005 год Морская администрация Соединенных Штатов насчитала 6 225 балкеров и судов большего размера во всем мире. Больше всего балкеров зарегистрировано в Панаме – 1 703 судна, что превышает суммарное количество судов, зарегистрированных в четырех других странах с самым большим флагом, вместе взятых. На эти три страны приходится более 53% мирового флота. Канадская Fednav Group управляет флотом из более чем 80 балкеров, включая два, спроектированных для работы в арктических льдах. Хорватская Atlantska Plovidba d. d. располагает флотом из 14 балкеров. Немецкая H. Vogemann Group в Гамбурге управляет флотом из 19 балкеров. Portline в Португалии владеет 10 балкерами. Dampskibsselskabet Torm в Дании и Elcano в Испании также владеют значительными флотами балкеров. Другие компании специализируются на операциях с мини-балкерами: английская Stephenson Clarke Shipping Limited владеет флотом из восьми мини-балкеров и пяти небольших балкеров типа Handysize, а Cornships Management and Agency Inc. в Турции владеет флотом из семи мини-балкеров.

Строители

Азиатские компании доминируют в строительстве балкеров. Из 6 225 балкеров в мире почти 62% были построены в Японии такими верфями, как Oshima Shipbuilding и Sanoyas Hishino Meisho.

Разбивание корабля

Как правило, корабли выводятся из эксплуатации посредством процесса, известного как разборка на металлолом или утилизация. Судовладельцы и покупатели договариваются о ценах на металлолом, исходя из таких факторов, как вес судна без груза (так называемый легкий тоннаж или LDT) и цены на рынке металлолома. В 1998 году почти 700 судов были разобраны в таких местах, как Аланг (Индия) и Читтагонг (Бангладеш). В 2004 году было утилизовано полмиллиона тонн дедвейта балкеров, что составило 4,7% от общего объема утилизации за год. В 1990-х годах балкеры были причастны к тревожно большому количеству кораблекрушений. Это побудило судовладельцев заказать исследование, чтобы выяснить влияние различных факторов на эффективность и компетентность экипажа. Исследование показало, что производительность экипажа на балкерах была самой низкой среди всех изученных групп. Операциями руководят офицеры палубы и грузчики. Иногда при погрузке допускаются ошибки, которые приводят к опрокидыванию судна или его поломке пополам у причала. Метод погрузки зависит как от типа груза, так и от оборудования, доступного на судне и на причале. В наименее развитых портах груз может загружаться лопатами или высыпаться из мешков через люк. Эта система постепенно заменяется более быстрыми и менее трудоемкими методами. Широко используемым методом являются двухсекционные краны, способные загружать 1000 тонн в час. Однако процедуры запуска и остановки конвейерных лент сложны и требуют времени. Огромные размеры грузовых трюмов и склонность грузов вызывать раздражение усугубляют трудности очистки трюмов. После очистки трюмов начинается процесс погрузки. Для поддержания остойчивости важно следить за равномерностью распределения груза. Принимаются дополнительные меры предосторожности, такие как установка продольных переборок и закрепление груза деревянными брусками.

Люки

Люк или люк – это отверстие в верхней части грузового отсека. Механические устройства, позволяющие открывать и закрывать люки, называются крышками люков. В общем случае, крышки люков составляют от 45% до 60% ширины судна, или ватерлинии, и от 57% до 67% длины трюмов. Новые суда оснащаются гидравлическими металлическими крышками люков, которые часто могут управляться одним человеком. Конференция по линии ватерлинии 1966 года установила требование, чтобы крышки люков могли выдерживать нагрузку в 1,74 т/м² от морской воды, а также минимальную толщину 6 мм для верхней части крышек люков. Международная ассоциация классификационных обществ впоследствии повысила этот стандарт прочности, разработав Единое требование S21 в 1998 году. Этот стандарт требует расчета давления от морской воды как функции свободного борта и скорости судна, особенно для крышек люков, расположенных в носовой части. В последнее время некоторые производители стали отдавать предпочтение высокопрочной стали для снижения веса тары. Однако использование высокопрочной стали для продольных и поперечных усилений может снизить жесткость корпуса и его устойчивость к коррозии. Двойные корпуса стали популярными за последние десять лет. Одним из преимуществ двойного корпуса является возможность размещения всех конструктивных элементов в боковых стенках, освобождая пространство в трюмах. Это увеличивает объем трюмов и упрощает их конструкцию, что облегчает погрузку, разгрузку и очистку. Двойные борта также улучшают балластную вместимость судна, что полезно при перевозке легких грузов: судну может потребоваться увеличить осадку для обеспечения остойчивости или мореходных качеств, что достигается добавлением балластной воды. Недавняя разработка, известная как Hy Con, направлена на объединение преимуществ однокорпусной и двухкорпусной конструкций. Эта конструкция, сокращенно от "гибридная конфигурация", удваивает носовые и кормовые трюмы, оставляя остальные однокорпусными. Такой подход повышает прочность судна в ключевых точках, одновременно снижая общий вес тары. Поскольку внедрение двойного корпуса было скорее экономическим, чем чисто архитектурным решением, некоторые утверждают, что суда с двойными бортами подвергаются менее тщательным осмотрам и более склонны к скрытой коррозии. Несмотря на возражения, в 2005 году двойные корпуса стали обязательными для судов типов Panamax и Capesize. Транспортные суда постоянно находятся в опасности "слома по килю", поэтому продольная прочность является важнейшей архитектурной задачей. Морской архитектор использует взаимосвязь между продольной прочностью и набором толщин корпуса, называемых скантлингами, для решения проблем продольной прочности и напряжений. Корпус судна состоит из отдельных элементов, называемых членами конструкции. Совокупность размеров этих элементов называется скантлингами судна.

Безопасность

1980-е и 1990-е годы были очень опасным временем для сухогрузов. За этот период затонуло множество судов; только с 1990 по 1997 год было потеряно 99 судов. Эти правила требовали, чтобы верхние балластные танки были сконструированы таким образом, чтобы предотвратить сдвиг груза. Также требовалось выравнивать или подравнивать груз с помощью экскаваторов в трюмах. Эта практика – подравнивание – уменьшает площадь поверхности груза, контактирующую с воздухом, что имеет полезный побочный эффект: снижение риска самовозгорания таких грузов, как уголь, железная руда и металлические стружки. Когда очень мелкий бетон и заполнители смешиваются с водой, образующийся на дне трюма ил легко смещается и может создавать эффект свободной поверхности.

Структурные проблемы

Только в 1990 году затонуло 20 балкеров, унеся жизни 94 членов экипажа. В 1991 году затонуло 24 балкера, погибло 154 человека. Такой уровень потерь привлек внимание к вопросам безопасности балкеров, и было получено много ценной информации. Американское бюро судоходства заключило, что потери были "непосредственно связаны с разрушением конструкции грузовых отсеков". Морская вода проникает в передний люк из-за больших волн, негерметичности, коррозии и т.п. Передовые методы погрузки не были учтены при проектировании этих судов. Хотя новые методы более эффективны, контролировать погрузку стало сложнее (остановка операции может занять более часа), что иногда приводит к перегрузке судна. Эти неожиданные нагрузки со временем могут повредить прочность корпуса. Новые правила, принятые в поправках 1997 года к Конвенции СОЛАС, были направлены на решение таких проблем, как усиление переборок и продольного набора, более строгий контроль (с особым вниманием к коррозии) и регулярные проверки в портах.

Безопасность экипажа

С декабря 2004 года на сухогрузах Panamax и Capesize требуется установка спасательных шлюпок свободного сброса, расположенных на корме, за надстройкой. Один из аргументов против использования шлюпок свободного сброса заключается в том, что для посадки и спуска требуется "определенная степень физической подвижности, и даже физической подготовки" эвакуируемых. Также, травмы случались во время спуска, например, из-за неправильно застегнутых ремней безопасности. В декабре 2002 года глава XII Конвенции СОЛАС была изменена, чтобы обязать устанавливать датчики высокого уровня воды и системы мониторинга на всех сухогрузах. Эта мера безопасности оперативно оповещает вахтенных на мостике и в машинном отделении в случае затопления трюмов. В случае катастрофического затопления эти датчики могут ускорить процесс покидания судна.