Tez Arşivi

Hakkımızda

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Deniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Anabilim Dalı

Analysis physical change of liquefy bulk cargo during sea transportation

Deniz yoluyla taşınması sırasında sıvılaşabilen dökme yüklerin fiziksel değişiminin analizi

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 421286 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

It may seem obvious to say that, today, we live in a global world, and that global economy simply could not function if it were not for ships and the shipping industry. As the world became more developed, proximity to raw materials and to markets became the factors that, shaped the world's economy and, in particular, the major trade patterns and shipping routes. Eventually, the great seaborne trades became established, coal from Australia, Southern Africa and North America to Europe and the Far East; grain from North and South America to Asia, Africa and the Far East; concentrated ore from South America and Australia to Europe and the Far East. Shipping is perhaps the most international of all the world's great industries and one of the most dangerous. Recently one of the main dangers at bulk carrier vessels is after loaded as solid bulk cargo become to behave like liquid due to the ship vibration and ship motions during seaborne transportation. Some these solid bulk cargoes such as concentrated ores, unprocessed nickel ores, iron ore fines and bauxite contain sufficient moisture, then cargo compaction during a voyage can cause liquefaction. This has been known to result in major cargo displacement (cargo shift), causing the vessel to capsize. This has resulted in a number of fatalities. To provide context to this problem, an overview of the key considerations is presented, which includes: a summary of the wide range of factors that influence a cargo's likelihood to shift; the soil mechanics principles that can be used to explain cargo shift; and the regulatory controls that are used to prevent its occurrence during shipment. Under the requirements of international maritime regulation, primarily the International Maritime Bulk Solid Cargoes (IMSBC) Code, a cargo that may liquefy must be shipped below a threshold moisture content, the 'Transportable Moisture Limit' (TML)—as determined from one of three laboratory test methods specified within the IMSBC Code. These concerns, this study has aimed to identify any issues inherent in the TML tests and provisions in the IMSBC Code. The aim of the this study is analysis physical change of liquefy bulk cargo during sea transportation. At the first chapter of this study liquefy cargoes are defined. The ship accidents have caused by these cargoes which may liquefy are explained from past to present. Besides, transportable moisture limit (TML) and flow moisture point (FMP) are explained. At the second chapter of the study, the effect of liquefy cargoes on ship stability, the historical developments about liquefy cargo to prevent loss of lives are mentioned in detail. At the third chapter of the study, the tests to find moisture and transportable value according to IMSBC Code are explained and the bauxite that origin of Mersin tested by smitulated ship motions and vibrations at laboratory environment and physical changes of bauxite analyzed and observed. At the last chapter of this study, recommendations are given to minimize the negative effect of liquefy cargoes.

Summary:

Bugün global bir dünyada yaşıyoruz, açıkça söyleyebiliriz ki global ekonomi gemiler ve denizcilik sektörü olmasaydı olmazdı. Dünya geliştikçe hammadde ve pazarlara yakınlık, dünyanın ekonomisini, başlıca ticaret yollarını ve denizcilik rotalarını şekillendiren asıl faktör olmaya itmeye başladı. Neticede büyük deniz ticaret yolları kuruldu: Avusturalya, Güney Amerika ve Güney Afrika'dan Avrupa ve Uzak Doğu'ya kömür; Kuzey ve Güney Amerika'dan Asya Afrika ve Uzak Doğu'ya tahıl; Güney Amerika ve Avusturalya'dan Avrupa ve Uzak Doğu'ya konsantre cevher taşınmaya başlandı. Denizcilik belki de dünyanın en büyük uluslararası sanayisi ve en tehlikelilerinden biridir. Teknolojinin her geçen gün ilerlemesi ve önemini arttırmasıyla denizcilik sektörü de bu ilerlemeden nasibini almaktadır. Teknolojinin önlenemez gelişmesiyle sayıları artan gemiler, artan deniz trafiği insan hayatına geri dönülmesi imkansız sonuçlara yol açmaktadır; şu da gerçektir ki ticaret var olduğu sürece gemiler de var olmaya devam edecektir. Son yıllarda dökme yük gemilerinde karşılaşılan başlıca tehlikelerden biri de katı olarak yüklendikten sonra seyir halinde gemi vibrasyonundan, dalgaların ve geminin hareketlerinden kaynaklanan nedenlerle sıvılaşabilen yüklerdir. Her ne kadar can ve mal kaybına büyük ölçüde neden olsa da dökme yük gemilerinde sıvılaşabilen dökme yükler konusuna son yıllara kadar gereken önem verilmemiştir. Yeterli nem içeren, katı dökme yükler örneğin konsantre cevherler, işlenmemiş nikel cevheri, demir cevheri ve boksit madenleri yükün vibrasyonla granüllenmesi sonucunda sefer sırasında sıvılaşabilmektedir. Bunun, yük kaymalarının ve gemilerin alabora olmalarının başlıca nedeni olduğu bilinmektedir. Hatta bu kazaların birçoğu can kayıplarıyla sonuçlanmıştır. Bu soruna çözüm üretmek amacıyla soruna genel bakış içeren anahtar hususlar sunulur, bunlar; yükün kayma olasılığını etkileyen faktörlerin geniş açıdan özetini; yükün kaymasını açıklamakta kullanılabilecek zemin mekaniği prensiplerini; ve sefer sırasında sorunun ortaya çıkmasını önlemek için kullanılan düzenleyici kontrolleri içerir. Sıvılaşabilen bu yükler uluslararası denizcilik kurallarının gerekleri altında, IMSBC kodun belirttiği üç laboratuvar test metodlarından biri ile belirlenmiş alt nem içerik sınırı olan, taşınabilir nem limiti değerinin (TML) altında bir değerde taşınmalıdır. Sıvılaşabilen dökme yüklerin taşınabilir nem limitinin altında olduğunu belirten sertifikalara rağmen alabora olan gemiler denizcilik sektöründe bu sertifikanın yada gemilerin güvenilir olup olmadığı yönünde soru işaretlerini akla getirmektedir. Bu çalışmanın amacı sıvılaşabilen yüklerin deniz yoluyla taşınması sırasında bu yüklerin fiziksel değişimlerinin analizinin gözlemlenmesi ve çıkan sonuca yönelik önerilerde bulunmaktır. Gelişen teknolojiyle sanayileşmenin artmasında hammadde ihtiyacını irdelersek ileriki yıllarda daha büyük sorunlarla karşılaşmamak adına sıvılaşabilen dökme yüklere dikkat çekmek ayrıca bu yüklerden kaynaklı can ve mal kaybını azaltmak hatta önlemek için gereken önlemlerin şimdiden alınmasını sağlayabiliriz. Son olarak M/V Bulk Jupiter gemisinin boksit yükünü taşırken gerçekleşen kazadan dolayı ve Türkiyede boksit madeninin çok miktarda bulunmasından kaynaklı boksit madeniyle geminin hareketlerini ve vibrasyonunu sitimule edilerek bu yükün fiziksel değişimini gözlemek amacıyla testler yapılmıştır. Bu testler neticesinde alınan sonuçlar karşılaştırılarak bir daha bu tür kazaların yaşanmaması için tavsiyelerde bulunulmuştur. Çalışmanın birinci bölümünde sıvılaşabilen yüklerin tanımlaması yapılmıştır. Bu yüklerin aslında gemilere yüklenirken katı halde oldukları, yeterli nem miktarıyla ve dışarıdan gelen dış etkenlerle nasıl sıvılaşmaya başladığı fotoğraflarla gösterilmiştir. Geçmişten günümüze kadar bu yüklerden kaynaklı gemi kazaları anlatılmıştır. Sadece sıvılaşabilen yüklerden kaynaklı gemi kazalarında kaybedilen canların hiç önemsenmeyecek miktarda olduğu ve bu kazaların hala devam ettiği tablo olarak gösterilmektedir. Ayrıca sıvılaşabilen dökme yükler için çok önemli olan taşınabilir nem limiti (transportable moisture limit) TML ve sıvılaşmaya başlama nem noktası (flow moisture point) FMP tanımları açıklanmıştır. İkinci bölümde sıvılaşabilen yüklerin gemi stabilitesi üzerindeki etkisine değinilmiştir. Aynı zamanda dökme yük gemilerinin genel olarak stabilitelerini etkileyen faktörlerden bahsedilmiştir. Dökme yük gemilerine yüklenen yüklerin sıvılaşmasının neden kaynaklandığı ve bu dış etkenlerin gemi stabilitesine ne gibi kayıplarda bulunduğu, tekrar kararlı bir gemi haline gelmesi için hangi kuvvetlerin düzeltilmesi gerektiğine değinilmiştir. Ayrıca bu sıvılaşabilen dökme yüklerin gemilerdeki can ve mal kayıplarını önlenmesi için çıkartılan regülasyonlarının tarihsel gelişiminden bahsedilmiştir. Düzenlenen regülasyonların gelişiminden gemilere yüklerin alıcılara ve satıcılara olan yaptırımlarının yıllar geçtikçe değişimleri anlatılmıştır. Üçüncü bölümde IMSBC Code göre yükün nem ve taşınabilme değerlerinin bulunmasında kullanılan testler anlatılmış ve Mersin ilimizden çıkarılan boksit madeni laboratuvar ortamında gemi vibrasyon ve hareketleri simule edilerek testi yapılmış olan yükün fiziksel özelliğindeki değişimler gözlemlenmiştir. IMSBC Koda göre sıvılaşabilen yüklerin taşınmasında belirlenen nem miktarını üç çeşit test metodu sayesinde belirlenir. Bunlar, the Flow Table Test, the Proctor/Fagerberg test, the Penetration test olmak üzere yükün içindeki nem miktarını belirleyen testlerdir. Mersin ilimizden gelen boksit madeninin fiziksel özelliğindeki değişim bulunmadan önce içerisindeki nem miktarının ölçümü İTÜ Kimya A Laboratuvarında yapılmıştır. Nem miktarını tayin ettikten sonra kuruttuğumuz ve taşınabilir nem limitinin üzerinde olan iki farklı mika kaptaki boksit madenimiz ITÜ Maden Cevher Hazırlama Laboratuvarında geminin hareketlerini ve gemi vibrasyonunu simule edilerek farklı mika kaplardaki boksit yüklerinin fiziksel özelliklerinin değişiminin gözlemi için testler yapılmıştır. Sıvılaşma özelliği gösteren boksit madeni bu testler sırasında sürekli ölçülerek değerler kaydedilmiştir. Tüm çalışma boyunca her ilerleyen saat boksit yükünün fiziksel değişimini gösteren kısa videolar da çekilmiştir. Çalışmanın son bölümünde ise sıvılaşabilen yüklerin negatif etkilerini minimize etmek ve hatta sıfırlamak için tavsiyeler verilmiştir. Bu tavsiyeler düşünülürken uygulanabilirliği olmayan taşıyan ve taşıtana fazla miktarda ek mali yük getirmeyecek öneriler üzerinde özellikle durulmuştur. Aksi taktirde taşıyanın ve taşıtanın verilen tavsiyelerin yüksek maliyetli oluşundan dolayı, bundan kaçınması söz konusu olabileceği düşünülmüştür. Bu tavsiyeler gemi personeli, eğitimli personel, kargo surveyleri, gemi dizaynırları yada armatörler tarafından yapılabilecek önerileri içermektedir. Maliyet açısından farklılık gösteren bu tavsiyeler can ve mal kayıpları düşünüldüğünde tavsiye niteliğinde kalmayarak en kısa zamanda uygulanmaya geçilmesi yönünden ilk adım olmalıdır. Gerekirse gelecekte sıvılaşabilen yükleri yükleyen dökme yük gemilerinin inşaasının bile değiştirilmesine yönelik çalışmalarda bulunulmalıdır ki başka can ve mal kayıpları yaşanmasın. Bu çalışma geleceğe yönelik yapılacak olan çalışmalara da ışık tutacaktır.