Przewóz gazów skroplonych LPG transportem kolejowym

1. Przewóz gazów skroplonych LPG transportem kolejowym Techniki zabezpieczeń w transporcie Zespół 1Katarzyna Sirant Krzysztof Zgliczyński Damian Skałecki

2. Na początku musimy sobie zadać pytanie, co to jest transport kolejowy?! Gałąź transportu zaliczana do transportu lądowego, a szerzej, do transportu powierzchniowego. Kolejowy system transportowy obejmuje infrastrukturę, czyli linie kolejowe, stacje (dworce, przystanki), zaplecze techniczne. Drugim elementem systemu jest tabor kolejowy, czyli środki transportu (np. lokomotywy i wagony). W systemie tym operują instytucje kolejowe, do których zaliczyć można przewoźników kolejowych i administratorów infrastruktury (zarządy kolejowe).

3. W ujęciu gospodarczym przewoźnicy świadczą usługi transportowe (zaspokajają popyt) z wykorzystaniem infrastruktury kolejowej. Infrastruktura ta z kolei jest zarządzana i udostępniana przewoźnikom przez administratorów infrastruktury. W potocznym użyciu termin kolej może odnosić się do każdego z tych głównych elementów, zwłaszcza linii kolejowej albo przedsiębiorstwa kolejowego.

5. Następnie rozwińmy skrót LPG  od ang. Liquefied Petroleum Gas znany jako propan - butan

6. LPG Używany jako gaz, ale przechowywany w pojemnikach pod ciśnieniem jest cieczą. Należy do najbardziej wszechstronnych źródeł zasilania. Stosowany jest głównie jako: • paliwo do zasilania różnego rodzaju urządzeń grzewczych (promienników gazowych, ogrzewaczy czy nagrzewnic), • źródło zasilania domowych kuchenek gazowych, grilli gazowych, kuchenek turystycznych, taboretów gastronomicznych (zastosowania w gospodarstwie domowym), • paliwo stosowane w wielu procesach przemysłowych, np. w pracach dekarskich, instalacyjnych, obróbce i cięciu metali, • paliwo silnikowe - autogaz, • gaz nośny do kosmetyków w aerozolu.

7. Skąd się wzięło LPG?! Uzyskiwany jest jako produkt uboczny przy rafinacji ropy naftowej. Niewielkie jego ilości otrzymuje się także ze złóż gazu ziemnego, zwykle na początku uruchamiania nowego odwiertu. W skali światowej szacuje się, że prawie 60% globalnej produkcji LPG pochodzi z wydobycia naturalnego, zaś pozostała część z procesów rafineryjnych. Niezależnie od źródła pochodzenia, wymagania co do właściwości LPG są określane jednolicie.

8. Informacje o przewożonym towarze Informacja o przewożonym towarze niebezpiecznym wewnątrz zbiornika cysterny, zgodnie z RID zawarta jest na pomarańczowej tabliczce umieszczonej na każdym boku wagonu. Oznaczenie to jest identyczne z oznaczeniem stosowanym w transporcie drogowym materiałów niebezpiecznych (ADR). W przypadku przewozu próżnego wagonu cysterny , nie oczyszczonego po przewozie, oznaczenie pozostaje nie zmienione Nalepki ostrzegawcze stosuje się identyczne jak dla transportu drogowego towarów niebezpiecznych

9. W Polsce przewozi się koleją rocznie około 20 mln ton towarów niebezpiecznych. Około 90 % tych towarów to ropa i produkty ropopochodne (benzyny, oleje napędowe), gazy techniczne (głównie propan-butan) i kwas siarkowy

10. Regulacje prawne Przewozy towarów niebezpiecznych koleją wykonywane są zgodnie z: • Ustawą z dnia 28 marca 2003 r. o transporcie kolejowym • Ustawą z dnia 31 marca 2004 r. o przewozie koleją towarów niebezpiecznych • RID - (regulamin dla międzynarodowego przewozu kolejami towarów niebezpiecznych) • Załącznik 2 do SMGS - (przepisy o przewozie towarów niebezpiecznych do Umowy o Międzynarodowej Kolejowej Komunikacji Towarowej).

11. Ustawa z dnia 31 marca 2004 r. o przewozie koleją towarów niebezpiecznych określa m.in.: • Obowiązki uczestników tego przewozu • Uprawnienia doradcy do spraw bezpieczeństwa przewozu • Ogólne zasady przewozu towarów niebezpiecznych koleją

12. RID • Klasyfikacji towarów, w tym kryteriów klasyfikacyjnych oraz odpowiednich metod badawczych • Użytkowania opakowań (obejmujące pakowanie razem) • Użytkowania cystern (obejmujące ich napełnianie) • Procedur wysyłkowych • Przepisów z zakresu konstrukcji, badania i dopuszczania opakowań i cystern • Użytkowania jednostek transportowych

13. Oznaczenia RID Dwie cyfry na górze tablicy określają niebezpieczeństwo związane z przewozem danego typu materiału: • 2 emisja gazu • 3 substancja ciekła łatwopalna lub ulegająca samoczynnemu nagrzewaniu • 4 substancja stała łatwopalna • 5 właściwości utleniające • 6 działanie trujące lub zakaźne • 7 działanie promieniotwórcze • 8 działanie żrące • 9 zagrożenie samorzutną i gwałtowną reakcją

14. Oprócz powyższych oznaczeń na jednostkach przewożących towary niebezpieczne powinny być także naniesione znaki niebezpieczeństwa według poniższych wzorów: Materiały wybuchowe - podklasa 1.1 - 1.3, 1.4,1.5,1.6 Substancje łatwopalne w stanie gazowym Substancje gazowe pod ciśnieniem, niepalne i nietrujące Substancje gazowe o działaniu trującym Substancje łatwopalne w stanie ciekłym Substancje łatwopalne lub samoreaktywne w stanie stałym Substancje samozapalne Substancje wytwarzające w kontakcie z wodą gazy łatwopalne Substancje o działaniu utleniającym Nadtlenki organiczne o działaniu utleniającym Materiały zakaźne Materiały trujące Materiał promieniotwórczy kategorii I (białej) Materiał promieniotwórczy kategorii II (żółtej) Materiał promieniotwórczy kategorii III (żółtej) Substancje żrące Różne substancje i materiały niebezpieczne, zagrożenie nie odpowiadające kryteriom pozostałych klas

15. Wagon kolejowy Wagony kolejowe, będące elementem składowym rzeczowych czynników produkcji w transporcie kolejowym, należą do urządzeń bezpośrednio produkcyjnych. Wagonem kolejowym nazywa się pojazd szynowy nie mający własnego napędu, przystosowany do poruszania się po torze kolejowym i przeznaczony do przewozu osób lub towarów (ładunków). Wagony mogą być dowolnie zestawione w skład, a doczepione do pojazdu trakcyjnego tworzą pociąg.

16. Różnorodne potrzeby przewozowe spowodowały odpowiednie zróżnicowanie rodzajów wagonów towarowych. Poszczególne rodzaje towarowych wagonów dzieli się na serie o różnych rozwiązaniach konstrukcyjnych w zależności od ich cech techniczno-eksploatacyjnych i rodzaju przewożonych ładunków. Serie natomiast dzieli się na typy konstrukcyjne, obejmujące wagony zbudowane według identycznej dokumentacji technicznej.

17. Rodzaje wagonów - wagony węglarki normalnej budowy (seria E)- wagony węglarki specjalnej budowy (seria F)- wagony kryte normalnej budowy (seria G)- wagony kryte specjalnej budowy (seria H)- wagony platformy normalnej budowy (seria K, O, R)- wagony platformy specjalnej budowy (seria L, S)- wagony chłodnice (seria I)- wagony z otwieranym dachem (seria T)- wagony cysterny (seria Z)- wagony specjalne (seria U)

20. Nadwozia wagonów cystern stanowią zbiorniki umieszczone na siodłach przymocowanych do ostoi. Od góry zwykle są umieszczone urządzenia załadunkowe (kołpak zamykany pokrywą połączony z włazem umożliwiającym wejście do wnętrza zbiornika) oraz zawór bezpieczeństwa i zawór odpowietrzający. W dolnej części zbiornika znajduje się zawór spustowy, umożliwiający opróżnianie zbiornika. Na ogół wymagane jest, aby napełnienie zbiorników wagonów cystern nie było mniejsze niż 95% pojemności całkowitej, ponieważ przy niepełnym wypełnieniu zbiornika i nagłych zmiany prędkości podczas jazdy i hamowania powstałe falowanie przewożonej cieszy może uszkodzić dno zbiornika.

21. Zabezpieczenia wagonów Zgodnie z wymaganiami Regulaminu RID wagony do przewozów gazów muszą posiadać system szybko zamykających się zaworów dennych, gdzie: • zamknięcie zaworu musi znajdować się wewnątrz zbiornika • zawory denne muszą być tak ukształtowane, że pozostaną zamknięte, jeżeli zewnętrzny mechanizm uruchomienia zostanie zniszczony • zawory denne muszą być wyposażone w stałe urządzenia zabezpieczające, które w przypadku nieumyślnego przemieszczenia się cysterny kolejowej lub powstania ognia, automatycznie zamkną zawór (RID 6.8.3.2.3), np. hak szynowy z odpowiednio długą linką, umożliwiający samoczynne zamknięcie zaworów w przypadku niezamierzonego przemieszenia się wagonu, awarii, lub pożaru w trakcie procesu opróżniania czy napełniania, jak i zamknięcie zaworów z większej, bezpiecznej odległości

22. Hydrauliczne za pomocą pomp Mechaniczne dźwignią

24. Hak szynowy – zabezpieczenie awaryjne Hak szynowy, przymocowany do szyny napręża linkę utrzymującą zawory denne w pozycji otwartej. Niezamierzone ruszenie wagonu powoduje spadnięcie haka z szyny i tym samym natychmiastowe zamknięcie zaworów dennych cysterny Hak szynowy posiada wyzwalacz termiczny, który powoduje zamknięcie zaworów w przypadku pożaru

25. Zawory boczne fazy ciekłej i gazowej

26. Opróżnianie wagonów • Po całkowitym opróżnieniu zbiornika ( stwierdzenie po zmianie rytmu pracy pompy lub poprzez wskazanie poziomowskazu) należy wyłączyć pompę i zamknąć zawory denne poprzez zwolnienie haka szynowego • Uchwyt odblokowania umieścić w puszcze w położeniu zasadniczym (skośnie) blokując tym samym zawory denne • Odczekać kilka minut do całkowitego spłynięcia resztek cieczy w przewodach rozładunkowych • Zamknąć zawory boczne • Odłączyć przewody opróżniające • Złożyć i przykręcić pokrywy zaworów bocznych

27. Oznaczenie ładowności wagonów cystern

28. Maksymalną ładowność wagonu określa się dla klasy linii kolejowej po której wagon ma kurować. W Polsce określa się maksymalną ładowność dla klasy C linii kolejowych (dopuszczalny nacisk na jedną oś wagonu 20 t) • Masa ładunku aktualnie przewożonego w cysternie jest określana na nalepce kierunkowej umieszczonej za kratką na tablicy opisowej wagonu cysterny • Stopień napełnienia cysterny jest każdorazowo obliczany przez napełniającego zgodnie z regulaminem RID, na podstawie znajdujących się tam wzorów. Przykładowo dla benzyny wynosi ok. około 95% pojemności zbiornika.

29. Unieruchamianie wagonów cystern Wagony cysterny posiadają dwa rodzaje hamulców: - pneumatyczny, zasadniczy hamulec pociągowy, uruchamiany przez maszynistę z lokomotywy - postojowy (ręczny) uruchamiany z pomostu wagonu poprzez obracanie korby Podczas postoju wagonu dodatkowo zabezpiecza się wagon przez podłożenie pod koła płóz hamulcowych lub klinów

30. Zabezpieczenie elektryczne wagonów Każdy wagon cysterna jest wyposażony w specjalne miejsce do przyłączenia przewodu uziemiającego konstrukcje wagonu, niezbędnego przy każdym przeładunku przewożonego produktu.

31. Sytuacje awaryjne - wykolejenie Wstawienie wykolejonych wagonów odbywa się poprzez podniesienie do góry i nasunięcie na tor za pomocą - podnośników hydraulicznych - dźwigów

33. Sytuacje awaryjne - implozja Implozja – zniszczenie (zassanie) zbiornika cysterny wskutek działania podciśnienia wewnątrz zbiornika Aby uniknąć implozji zbiornika należy podczas rozładunku kontrolować dopływ powietrza (par) do zbiornika które wypełnią przestrzeń wewnątrz zbiornika powstałą po wypompowywanym produkcie Grubość ścianki zbiornika jest zależna od ciśnienia na jakie obliczony jest zbiornik i wynosi od 13 mm dla zbiorników cystern do przewozu gazów (ciśnienie obliczeniowe 2,5 MPa) do 6 mm dla zbiorników przeznaczonych do przewozu produktów ropopochodnych (6 mm jest to graniczna grubość ścianki zbiornika określona przez Regulamin RID) Wytrzymałość na podciśnienie zbiorników cystern wynosi w zależności do jakich produktów dopuszczony jest zbiornik: 0,4 bar nadciśnienia zewnętrznego (podciśnienia) lub 0,21 bar dla zbiorników uważanych za hermetycznie zamknięte. Pozostałe zbiorniki muszą być chronione przed podciśnieniem przez zawory bezpieczeństwa.

34. Sytuacje awaryjne – rozłączenie wagonów Wagony towarowe łączone są ze sobą za pomocą sprzęgu śrubowego. Rozłączenie polega na rozkręceniu śruby rzymskiej, poluzowaniu sprzęgu i zdjęciu ucha z haka cięgłowego. Wagony szerokotorowe (państw kolei byłego Związku Radzieckiego) posiadają sprzęgi automatyczne, które rozłącza się poprzez przestawienie dźwigni sterującej, umocowanej z boku ostoi wagonu

35. Przy rozłączaniu wagonów jak i podczas akcji ratunkowych w których następuje rozmontowywanie lub cięcie elementów wagonów, szczególnie należy zwrócić uwagę na elementy amortyzatorów które mogą posiadać sprężyny ze wstępnym napięciem lub sprężyny zakleszczone które w trakcie pracy mogą się wyswobodzić powodując zagrożenie dla bezpieczeństwa prowadzących akcje ratunkową. Szczególną uwagę należy zwrócić na: - rozłączanie wagonów elektrycznych zespołów trakcyjnych, które nie posiadają tradycyjnego sprzęgu śrubowego - demontaż zderzaków - demontaż cylindrów hamulcowych

36. Zasady zachowania bezpieczeństwa w miejscu wypadku Na miejscu wypadku kolejowego mamy doczynienia z zagrożeniem: • pożaru • skażenia środowiska • niebezpiecznego osunięcia wykolejonego taboru • porażenia prądem elektrycznym • najechania przez inny pociąg na szlaku wielotorowym

37. Zagrożenie porażeniem prądem elektrycznym • Sieć trakcyjna na kolei w Polsce (PKP oraz inne koleje) jest zasilana prądem stałym o napięciu 3,3 kV • Wyjątkiem jest Warszawska Kolej Dojazdowa na której jest stosowane stałe napięcie zasilania 600V • Każdy odcinek sieci trakcyjnej jest zasilany dwustronnie (z dwóch punktów: na początku i końcu odcinka sieci trakcyjnej) • Sieć powrotną (drugi przewód) zapewnia tor kolejowy • Wszelkie prace w torach wymagające wyłączenia napięcia z sieci, są prowadzone w miejscu które zostało odpowiednio osłonięte, czyli zostały założone uszynienia przed i za miejscem robót • Uszynienie to połączenie przewodem elektrycznym szyny toru kolejowego z przewodem sieci trakcyjnej.

38. Bibliografia • „Technologia transportu kolejowego” P. Zalewski, P. Siedlecki, A. Drewnowski • „Tabor i trakcja kolejowa” A. Rojek • GATX Rail Europe www.gatx.pl • www.straz.bialystok.pl/pliki/kurs_chemeko • www.pl.wikipedia.org/wiki/Transport_kolejowy • www.pl.wikipedia.org/wiki/LPG • www.youtube.com

39. Dziękujemy za uwagę -Macie ochotę na filmy?? -Taaaaak!! -No to zaczynamy 