Нафтовий танкер або нафтоналивний танкер — морське самохідне нафтоналивне судно, що складається з жорсткого металевого каркаса, до якого кріпиться металева обшивка. Корпус судна поздовжніми та поперечними непроникними перегородками ділиться на ряд відсіків. Це забезпечує його непотоплюваність, зменшує гідравлічні удари при хитавиці, збільшує пожежну безпеку, поліпшує умови експлуатації. Вантажопідйомність танкера досягає 500 000 метричних тонн і більше.
«Зороастр» — перший нафтоналивний танкер, збудований 1877 р. на шведській судноверфі на кошти братів Нобелів. Цей танкер, який Л. Нобель розробив у Швеції, в Гетеборзі разом зі Свеном Алмквістом (Sven Almqvist) і започаткував наливний спосіб перевезення нафти та нафтопродуктів.
Після Другої світової війни танкери значно зросли в розмірах. Цьому сприяло декілька факторів. До 1956 року танкери розроблялися з обмеженням розмірів для проходження через Суецький канал. Після закриття каналу під час Суецької кризи 1956 року нафту почали транспортувати навколо мису Доброї Надії (Африканський континент), що створювало додаткові витрати. Судновласники зрозуміли, що більш ефективними в транспортуванні і, відповідно, торгівлі є великі танкери. Також вплинули націоналізація нафтопереробних заводів на Близькому Сході і жорстка конкуренція серед самих судновласників. З економічних міркувань було зрозумілим, що чим більші розміри має танкер, тим дешевше він може транспортувати сиру нафту, і тим краще може задовольнити зростаючий попит на неї. В той час як типовий танкер часів Другої світової війни T2 мав довжину 162 м (532 фути) і потужність 16500 DWT, ультра-великий танкер для сирої нафти (ULCC) побудований в 1970-ті роки мав довжину більше ніж 400 м (1300 футів) і потужність 500000 дедвейт-тонн.
Бар'єр 100000 довгих тонн важкої водотоннажності у 1958 році перебрав танкерний магнат Сполучених Штатів Даніел К. Людвіг. Його найбільший танкер на той момент «Universe Apollo» вміщував 104500 довгих тонн, що на 23 % більше порівняно з попереднім рекордсменом, «Universe Leader», який також належав йому.
Найбільший у світі супертанкер «Seawise Giant» був побудова-ний в 1979 році на Оппама верфі в Sumitomo Heavy Industries, Ltd (в 1989 році перейменований в «Happy Giant», в 1991 році — в «Jahre Viking», в 1999 році — в «Knock Nevis»). Судно довжиною 458,45 м (1504,1 фута) з осадкою 24,61 м (80,74 фута) мало 46 танків, його потужність дорівнювала 564 763 дедвейт-тонн.
Після резонансних аварій наприкінці XX століття всі сучасні танкери почали будувати з подвійною обшивкою.
З 2011 року двома найбільшими в світі робочими супертанкерами є танкери TI класу: супертанкери TI Europe і TI Oceania. Ці нафтоналивні кораблі було побудовано в 2002 і 2003 роках, як «Геллеспонт Альгамбра» (Hellespont Alhambra) і «Геллеспонт Тара» (Hellespont Tara) для грецької Пароплавної корпорації «Геллеспонт». Кожен з них має максимальну довжину 380 м (1246,7 футів), вантажопідйомність 3166353 барелів (503409900 л) і потужність понад 441500 DWT. Вони були першими ULCCs (іноді V-Плюс) з подвійним корпусом.
Загальний опис
На малюнку показана загальна схема танкера. Його корпус має три основні частини: носову (форпік), середню (танки) і кормову (ахтерпік). Середня — найбільша за своїми розмірами частина танкера зайнята відсіками-ємностями (танками) для вантажу. У сучасних морських танкерах об'єм одного танка має місткість 600—1500 м³. Для запобігання потраплянню випарів нафти і нафтопродуктів у господарчі й машинне відділення середня частина танкера відокремлена від носового і кормового відсіків здвоєними непроникними перебірками, які утворюють порожнину шириною до 1,5 м та називаються кофердамом. Кофердами можуть заповнюватися водою, створюючи таким чином подобу водяних стінок, що відокремлюють зону розташування вантажних танків від інших частин судна. Вантажні танки з'єднані між собою трубопроводами, що проходять від насосного відділення по днищу танка. Крім того, вони обладнуються підігрівниками, установками для вентиляції та пропарювання танків, засобами пожежогасіння й ін.
У кормовій частині розміщується машинне й котельне відділення, допоміжне обладнання (освітлення, водопостачання) та житлові приміщення. Котельне відділення слугує для опалення житлових і господарчих приміщень танкера, а на деяких танкерах і для підігрівання транспортованих високов'язких або швидкозастигаючих нафтопродуктів.
У носовій частині танкера розміщується трюм для перевезення нафтопродуктів у тарі й сухих вантажів, а також відділення для господарчих вантажів.
У середній частині розташовано насосне відділення, сполучене з усіма танками системою трубопроводів. Поздовжніх переділок у танкера буває одна, дві або три. Кількість поперечних переділок залежить від загальних розмірів судна і його вантажопідйомності.
Люки танків закриваються герметичними кришками на гумових прокладках. Щоб уникнути перевищення допустимого тиску при змінах температури нафтовантажу танки мають газовідвідні труби та дихальні клапани. У танкерів, призначених для перевезення високов'язких і швидкозастигаючих нафтопродуктів, танки забезпечуються паропідігрівниками у вигляді змійовиків.
Щоб уникнути негативних наслідків температурних коливань об'єму рідини, що перевозиться, над танками розміщують вільно сполучену з ними розширювальну шахту (рис.). Розширювальна шахта являє собою вертикальну щілину, яка йде вздовж усього танкера. Ця щілина поділена на секції, кількість котрих залежить від кількості танків. Під час наливання танк заповнюють нафтопродуктом повністю, а розширювальну шахту — частково; унаслідок чого вона слугує для танка температурним компенсатором. При розширенні нафтопродукту від нагрівання надлишок його витісняється в шахту, а при зменшенні об'єму нафтопродукту від охолодження вільної порожнини в танку не утворюється. Тому роль розширювальної шахти подібна до ролі ковпака залізничної цистерни.
Незаповненість розширювальної шахти не може викликати помітних гідравлічних ударів або погіршення стійкості танкера внаслідок невеликої ширини шахти і поздовжнього її розташування в танкері.
При проектуванні танкера призначеного для перевезення якогось певного нафтопродукту виникає питання компенсації змін об'єму нафтопродукту від коливань температури влітку й узимку.
Така компенсація необхідна для постійного використання повної розрахункової вантажопідйомності танкера, а від цього безпосередньо залежить ступінь його використання як транспортного засобу.
Для такої компенсації об'єму розширювальної шахти недостатньо. Тому доводиться поділяти всі танки на основні й літні, причому розрахунок вантажопідйомності танкера ведеться, виходячи із заповнення нафтопродуктом лише основних танків, але при максимальному, тобто зимовому значенні густини нафтопродукту. Літні ж танки залишаються взимку порожніми, збільшуючи плавучість судна. Їх заповнюють лише в літній час, коли густина нафтопродукту зменшується.
Розташування літніх танків по відношенню до основних танків неоднакове у різних танкерів. На малюнку показано розташування літніх танків у двопалубного танкера з однією поздовжньою переділкою. У цьому випадкові літні танки являють собою бортові відсіки, між якими знаходиться розширювальна шахта.
Наливання і зливання нафтопродуктів
Для наливання і зливання нафтопродуктів передбачені навантажувально-розвантажувальні трубопроводи, наявні в кожному танку, які на палубі підключені до загального колектора. Система наливання та зливання може бути трубопровідною або перепускною.
При трубопровідній вантажній системі вся зона, зайнята танками, опоясується всмоктуючим трубопроводом, що прокладається по днищу танкера вздовж його поздовжніх діаметральних переділок. Цей трубопровід, як правило, складається з двох гілок — лівої та правої. Такі гілки на одному кінці, що йде в насосне відділення, з'єднані із всмоктуючим насосом та з напірним трубопроводом, прокладеним від викиду насосів на палубу. На інших кінцях гілки з'єднані між собою, утворюючи кільцеву трубопровідну магістраль. У кожний танк від кожної з двох гілок магістралі до днища танка відходить відросток труби.
Напірна магістраль розташовується на палубі й тому називається також палубною. Цю магістраль прокладають по кільцевій схемі або у вигляді одного трубопроводу, що йде від кормової до носової частини судна. На палубній магістралі є відростки, які закриваються засувками, для приєднання шлангів від берегових трубопроводів.
При перепускній системі наливання і зливання нафтопродуктів вхідні та напірні (палубні) магістралі відсутні. Зливні операції здійснюються шляхом перетікання продукту з танка в танк, а із суміжного з насосним відділенням танка за допомогою насоса направляється на берег чи в інше судно при вивантаженні на плаву.
Наливання нафтопродукту відбувається не в усі танки одночасно, а в один або декілька танків, розташованих усередині судна. Звідси він розтікається самопливом по всім танкам через відкриті під час наливання перебіркові отвори — клінкети.
Перепускна вантажна система простіша за трубопровідну, але має значні недоліки:
1) не дозволяє одночасно перевозити різні нафтопродукти;
2) неможливо проводити внутрішні перекачування нафтопродукту з одного танка в інший;
3) стікання нафтопродукту в кормові танки в кінці зливання, коли рівень рідини в танках знижений, різко сповільнюється.
Перепускна вантажна система має обмежене застосування і використовується в основному для танкерів, що здійснюють масові перевезення односортних малов'язких нафтопродуктів.
Для перекачування високов'язких нафтопродуктів на танкерах установлюються поршневі чи ротаційні насоси, а для малов'язких продуктів — відцентрові насоси.
На сьогодні накопичений значний досвід з перевезення танкерами зріджених вуглеводневих газів (ЗВГ). Морський транспорт зріджених вуглеводневих газів широко використовується у Великій Британії, Данії, Італії, США, Франції, Японії та інших країнах.
У світовій практиці прийнято такий поділ танкерів за дедвейтом: малотоннажні до 5 тисяч тонн, середньотоннажні до 30 тисяч тонн, великотоннажні понад 30 тисяч тонн. У свою чергу великотоннажні танкери мають такі найменування:
Supertanker 30 — 70 тис. т;
Mammath tanker 70 — 150 тис. т;
Very Large Crude Carrier (VLCC) — 150—300 тис. т;
Ultra Large Crude Carrier (ULCC) — 300—800 тис. т;
Megatanker — 1 млн т.
Річкові танкери порівняно з морськими мають відносно невелику вантажопідйомність. Вони також подібно до морських суден і мають поділ на відсіки.
Зливно-наливні операції здійснюються за допомогою насосів, установлених на ліхтерах, або на плавучій насосній станції.
Для далеких перевезень використовуються ліхтери вантажопідйомністю до 10000 т і вище, які буксируються танкерами чи суховантажними суднами. Для рейдових операцій будують самохідні й несамохідні ліхтери.
Для того щоб налити нафтопродукт у судно або вивантажити його із судна, необхідно забезпечити надійне сполучення його вантажної системи з береговою нафтоємністю і мати обладнання для наливання і зливання.
Вантажні операції за місцем їх здійснення бувають береговими і рейдовими. При берегових операціях судно під час наливання чи зливання стоїть біля причальних пристроїв, а при рейдових вантажні операції здійснюються на рейді, тобто при віддаленні судна від берега.
Наливання і зливання нафтопродуктів біля берега відбувається в спеціальних відокремлених гаванях, які називаються нафтогавані. Нафтогавань повинна мати достатню водяну поверхню (акваторію) і глибину для причалювання й маневрування нафтоналивних суден.
Споруда для причалювання суден і зв'язку їх з берегом у загальному випадку називається пристанню або пірсом. Пристань чи пірс можуть мати один, два та більше причалів, забезпечених спеціальними причальними пристроями.
Від нафтопричалів до берегових резервуарів прокладають трубопроводи. Перекачування продукції з резервуарів у судна, а також із суден у резервуари здійснюється за допомогою берегових насосних станцій (якщо судна не мають насосів). З'єднання берегових трубопроводів із судновими відбувається за допомогою шлангів або шарнірних елементів.
На річкових пристанях (іноді й на морських) для зливання продукції широко використовують плавучі насосні станції. При цьому судна причалюють до насосної станції, яка розміщується біля причалу. Вхідні трубопроводи насосної станції сполучають з вантажною системою судна, а викидні — з береговими трубопроводами. Після цього за допомогою насосів продукція перекачується із судна в берегові резервуари.
Плавуча насосна станція — це річкове чи морське судно, на якому змонтовано насоси (два або більше). Таку станцію застосовують для проміжних перевантажень нафтопродукції на плаву.
Encyclopædia Britannica (1911). Petroleum. У Chisholm, Hugh (ред.). Encyclopædia Britannica. Т. 21 (вид. Eleventh Edition). Cambridge: Cambridge University Press. с. 316—322. OCLC70608430. Процитовано 22 лютого 2008.
Encyclopædia Britannica (1911). Ship. У Chisholm, Hugh (ред.). Encyclopædia Britannica. Т. 24 (вид. Eleventh Edition). Cambridge: Cambridge University Press. с. 881—889. OCLC70608430. Процитовано 22 лютого 2008.
.jpg)