Железнодорожные цистерны

       Вагон-цистерна — вид подвижного состава железных дорог. Цистерны предназначены для перевозки жидкостей: нефти и продуктов её переработки, химически-активных и агрессивных жидких веществ (кислоты, щёлочи и др. сложные вещества), сжиженного газа (пропан-бутан, кислород), воды, молока (молоковоз), патоки. Вагоны-цистерны используются также для перевозки муки (муковоз) и цемента.

     Различают цистерны:

     По  типу:

     общего  назначения — для перевозки нефтепродуктов

     специальные — для определённых видов грузов

     По  конструкции:

     цистерны имеющие раму

     цистерны  безрамной конструкции

     По  числу осей:

     четырёхосные

     восьмиосные

     По  ёмкости 

     60 тонн

     120 тонн

     125 тонн

     Кузов вагона-цистерны представляет собой  котёл цилиндрической формы, закрытый с боков эллиптическими днищами. Котлы цистерны имеют устройства для погрузки и разгрузки, вид  которых зависит от перевозимого груза. Котлы специальных цистерн  могут иметь тепло-изоляционное покрытие или оборудование для разогрева перевозимого продукта, а также приборы для контроля за его состоянием. В некоторых цистернах внутренняя полость котла разделяется на несколько секций. В цистернах, у которых котёл укладывается на раму, воспринимающую продольные нагрузки, возникающие в поезде, котёл в передаче этих нагрузок к другим вагонам поезда не участвует. У вагона-цистерны безрамной конструкции котёл является цельнонесущей конструкцией, воспринимает и передаёт продольные тяговые и ударные усилия, выполняя функции рамы. Для повышения прочности и жёсткости котлов вагонов-цистерн большого диаметра и длины цилиндрическая обечайка котла подкрепляется кольцами — шпангоутами, которые могут быть установлены на наружной поверхности или внутри ёмкости. Объём котла цистерны колеблется в широких пределах от 15-20 м³ в первых вагонах-цистернах, строившихся в конце XIX века, до 120 м³ (8-ми осная цистерна для перевозки светлых нефтепродуктов) и выше.

     Котёл вагона-цистерны может быть предназначен для перевозки груза без избыточного  давления (нефтепродукты, вода, химические вещества, цемент) или под давлением (сжиженные газы). В последнем  случае ёмкость используемая для перевозки груза именуется сосудом (по аналогии с сосудами под давлением). Для перевозки в сжиженном виде газов имеющих точку кипения ниже нормальных условий (0 °C) используются вагоны-цистерны имеющие криогенные сосуды. Для защиты металла котла от коррозии под воздействием перевозимых в нём веществ применяют специальные внутренние покрытия, или добавка в перевозимый груз ингибиторов коррозии.

     Цистерна  железнодорожная является вагоном  грузового класса, используемым для  транспортировки различных жидкостей, как технологических, так и пищевых, цемента, муки, сжижженого газа.

         Одним из видов грузовых вагонов  являются железнодорожные цистерны. Железнодорожные цистерны классифицируются  по нескольким параметрам. Они  делятся  на универсальные (для широкого перечня наименований нефтепродуктов) и специализированные (используемых при транспортировке специфических грузов). Как и остальные вагоны, цистерны подразделяются по количеству осей: на четырех-, шести- и восьмиосные. Каждой конструкции цистерн присваивается калибровочный тип, указываемый на обеих сторонах цилиндрической части котла.

     Самая распространённая четырехосная универсальная  железнодорожная цистерна состоит  из котла, рамы и ходовой части. Цилиндрическая часть котла сварена из пяти продольных листов (нижнего толщиной 11 мм, двух боковых 9 мм, двух верхних 8 мм), два  сферических днища из листа толщиной 10 мм. Груз заливается в цистерну через колпак вверху котла, сливается же через универсальный сливной прибор в нижней части. Для обеспечения полного слива груза нижний лист котла имеет прогиб глубиной 15 - 30 мм, который и выполняет функцию полного слива. Количество груза, находящегося в цистерне, определяется замерно-калибровочным способом, при измерении высоты наполнения котла штоком.

     Восьмиосная железнодорожная цистерна безрамной конструкции с пониженным центром тяжести принята в качестве перспективного типа ввиду её более практичного применения. Котел такой цистерны состоит из двух обечаек, сваренных из шести продольных листов каждая, двух горловин с люками-лазами, двух сферических днищ, двух концевых ниш для размещения консольных балок, двух патрубков универсальных сливных приборов, кронштейнов для крепления лестниц, автотормозной системы и стояночного тормоза. В днище котла имеются уклоны в стороны сливных приборов, котел опирается на тележки через опору, состоящую из консольной хребтовой балка, опорного листа и шкворневой балки. Высота пятника 75 мм, диаметр опорной части 400 мм. Автосцепка такая же, как у восьмиосных полувагонов. Ходовая часть — две четырехосные тележки, каждая из которых составлена из двух тележек типа ЦНИИ-ХЗ-0-1, соединенных балкой штампо-сварной конструкции с рычажной тормозной передачей, включенной в общую систему автотормоза цистерны.

     Четырехосная  железнодорожная цистерна для перевозки  цемента отличается от обычной цистерны для нефтепродуктов конструкцией котла, который оборудован пневматической системой выгрузки. Аэролотки предназначены для приготовления взвеси цемента в воздухе, чтобы он приобрел свойства повышенной текучести, и представляют собой желоба прямоугольного сечения, верхняя сторона которых затянута непропитанным хлопчатобумажным ремнем. В каждом желобе находятся сетки, предохраняющие ремень от провисания и способствующие равномерному распределению воздуха по всей длине лотка. Люк для загрузки и разгружающие устройства унифицированы с приемными устройствами цементных заводов и автомобилей. Управляют процессом выгрузки с контрольно-распределительного пульта, расположенного в специальном ящике, который подвешен под рамой железнодорожной цистерны. Загружают и выгружают цемент в склад сжатым воздухом через шланги. Рабочее давление в котле при разгрузке 0,2 МПа (2 кгс/см-), время разгрузки около 45 мин.

     Четырехосная  железнодорожная цистерна-термос предназначена  для транспортировки вин, коньяков и спирта без подогрева или  охлаждения в пути следования. Изоляция котла выполнена так, чтобы среднесуточный перепад температуры продукта составлял  летом 0,2°С, зимой 0,8°С. Температура продукта при загрузке должна быть не выше +15 градусов летом и не ниже +8 градусов зимой. Котел изготовлен из стали, стойкой к окислению виноматериалами. Все остальные узлы железнодорожной цистерны-термоса стандартной конструкции.

     Технология  базируется на комплексном применении новых научно-технических разработок и позволяет решить большой спектр проблем, связанных с улучшением экологической обстановки, уменьшением  потерь нефтепродуктов.

     Процесс очистки поверхностей железнодорожных  цистерн протекает в следующей  последовательности:

     Этап 1: слив нефти и вязких нефтепродуктов через нижний сливной прибор железнодорожной  цистерны посредством использования  Модуля циркуляционного разогрева  в комплекте с Установкой нижнего  слива с гидромонитором УСН-175Г.

     Этап 2: Очистка внутренней поверхности  железнодорожной цистерны производится с помощью специального стояка с  моющей головкой, по которой подается водный раствор моющего средства нового поколения. Головка, оснащенная вращающимися в двух плоскостях форсунками, размывает нефтяные остатки и  отделяет их от поверхности цистерны. Получаемая в процессе разделения смесь  нефтепродуктов и моющего раствора является временной суспензией, которая  быстро разделяется на нефтяные остатки  и раствор. Нефтяные остатки выделяются с сохранением их свойств и  используются по назначению или в  товарообороте, моющий раствор применяется  многократно. Качество очистки внутренней поверхности ж/д цистерны обеспечивает возможность смены нефтепродуктов.

     Этап 3: Очищение внешней поверхности  ж/д цистерны. Высокая эффективность очистки наружной поверхности обеспечивается за счёт применения пенных и моющих композиций, организации оптимальных условий взаимодействия горячих напорных водяных струй с обрабатываемой поверхностью, совмещения процессов внутренней промывки и наружной очистки цистерн за один приём.

     Процесс слива нефтепродуктов, очистки поверхностей и разделения остатков на чистый продукт  и твердые отходы происходит по замкнутому циклу, что обеспечивает полную экологическую  чистоту технологии. 

     Железнодорожный транспорт: Энциклопедия / Гл. ред. Н. С. Конарев — М.: Большая Российская энциклопедия, 1994. — С. 496. — ISBN 5-85270-115-7.