Определение угла естественного откоса

Сыпучесть – способность насыпных и навалочных грузов перемещаться под действием сил тяжести или внешнего динамического воздействия. Сыпучесть груза характеризуется величиной угла естественного откоса и сопротивлением сдвигу.

Углом естественного откоса называют максимальный угол наклона откоса, не обладающего сцеплением (т.е. сыпучего) зернистого вещества. Это угол между горизонтальной плоскостью и образующей конуса.

 Его величина зависит от рода груза, гранулометрического состава и влажности груза.

Различают угол естественного откоса в покое и в движении. Величина угла естественного откоса в покое больше, чем в движении. При воздействии на груз динамических нагрузок, особенно вибраций, величина угла может снижаться до нуля.

При перевозке грузов морем основной задачей является создание максимально устойчивого штабеля в трюме судна, центр тяжести которого находится в строго определенном месте и может быть использован в расчетах остойчивости судна.    Создание такого штабеля выполняется методом выравнивания штабеля груза (штивка), недопущения создания крутых откосов, которые могут обвалится или даже закрепления поверхности штабеля.

Термин «штивка» означает любое, частичное или полное разравнивание поверхности гру­за в пределах грузового помещения.

Для достаточно точного расчета устойчивости штабеля требуется знание сопротивления сдвигу и угла откоса, однако, существующая методика расчета сопротивления сдвигу несколько сложна и не нашла широкого применения.  Понимая это, Международная Морская Организация подготовила методику определения уровня штивки груза, опираясь только на величину Угла Естественного Откоса (УЕО) для грузов. не имеющих сцепления, метод основан на результатах практики перевозок балкерами и может использоваться, когда нет альтернативы.  Методики определения УЕО можно найти в соответствующих разделах на нашем сайте.

Следует отметить что навалочные грузы, с точки зрения штивки, могут быть разделены на грузы, имею­щие сцепление и не имеющие сцепления. Грузы, имеющие сцепление, УЕО не характеризуются, перечень см. в соответствующем разделе.

До окончания погрузки грузов, не имеющих сцепления, следует определить, какими из нижеприведенных требований необхо­димо будет руководствоваться с учетом угла естественного откоса, оговариваемого на момент погрузки.

Не имеющие сцепления навалочные грузы с углом естественного откоса 30 граду­сов или менее

Это грузы, обладающие повышенной, подобной зерну, сыпучестью, следует осуществлять в соответствии с требованиями, регламентирующими перевозку зерно­вых грузов. Следует, однако, учитывать плотность груза при определении:

– размеров материала и крепежных устройств для продольных переборок и пере­борок в выгородках;

– влияния свободных поверхностей груза на остойчивость.

Не имеющие сцепления навалочные грузы с углом естественного откоса от 30 до 35 градусов включительно

Штивка вышеупомянутых грузов должна производиться в соответствии с ниже­следующими критериями:

– неровности на поверхности груза, измеряемые как расстояние по вертикали (rh) между самым высоким и самым низким уровнем, не должны превышать В/10, где В — ширина судна в метрах при максимально допустимом значении rh =1,5м;

– если представляется невозможным измерить rh, перевозка груза навалом воз­можна при условии применения штивочного оборудования во время погрузки.

Не имеющие сцепления навалочные грузы с углом естественного откоса более 35 градусов

Груз с углом естественного откоса более 35 градусов следует грузить с осторож­ностью, имея в виду предотвращение образования боковых откосов с крутыми склонами вне расштиванной поверхности в пределах грузового помещения. Штивку такого груза следует про­изводить таким образом, чтобы угол наклона вне разровненной поверхности был значительно меньше угла естественного откоса.

Рекомендованное ИМО определение угла естественного откоса мелкозернистых веществ выполняется «методом наклонного стола». Проводится в специализированных лабораториях с привязкой к порту погрузки.

Это испытание позволяет определять угол естественного откоса мелкозернистых веществ, не обладающих сцеплением (размер зерен менее 10 мм). Получаемые результаты могут использоваться при толковании соответствующих разделов Международного Кодекса Морской перевозки Навалочных Грузов применительно к рассматриваемым веществам.

Принцип испытания

При измерении угла естественного откоса с помощью настоящего метода поверхность вещества в ящике стола ИМО должна быть выровнена и быть параллельной основанию испытательного стола. Стол наклоняется без сотрясений до тех пор, пока не начнется массовое осыпание вещества, полученный угол фиксируется.