Jak wygląda cysterna od środka? To pokaz inżynieryjnej magii, o której mało kto ma pojęcie

Mijając na drodze cysternę, nawet nie zastanawiamy się, jak zbudowany jest ten ogromny zbiornik na ciecz przewożoną przez dany pojazd. Wielu kierowców ma wręcz błędne wyobrażenie o tej konstrukcji. Tymczasem wiedza na ten temat ma szansę realnie zwiększyć bezpieczeństwo na drogach. Po lekturze tego materiału dwa razy pomyślisz, zanim zdecydujesz się jechać cysternie na zderzaku.

Cysterna to nie jest zwykły duży zbiornik

Cysterny z inżynieryjnego punktu widzenia to jedne z ciekawszych pojazdów, jakie spotykamy na drogach. Na pierwszy rzut oka wydają się być zwykłymi ciężarówkami z dużymi zbiornikami, ale ich wnętrze skrywa zaawansowane rozwiązania techniczne. Od konstrukcji zbiornika, po systemy bezpieczeństwa – wszystko zostało zaprojektowane z myślą o efektywności i ochronie transportowanego ładunku.

Jakkolwiek udało się nam wyprodukować energię bez żadnego paliwa, to nie ma się co łudzić, że w najbliższych latach paliwa płynne przestaną być potrzebne. Przyjrzyjmy się bliżej temu, jak wygląda cysterna od środka.

Cysterna i jej zbiornik

W środku cysterny najważniejsze miejsce zajmuje oczywiście zbiornik, o charakterystycznym, cylindrycznym kształcie. Może on mieć różną pojemność – nawet do kilkudziesięciu tysięcy litrów – w zależności od przeznaczenia pojazdu.

Zbiorniki są zazwyczaj wykonane ze stali nierdzewnej, aluminium, niekiedy z tworzyw sztucznych wzmacnianych włóknem szklanym (w przypadku niektórych chemikaliów, na które stal czy aluminium nie są odporne). Ogólnie materiał, z jakiego wykonany jest sam zbiornik, ma zapewniać odporność na korozję i trwałość.

Grodzie i falochrony cysterny

Wnętrza tych zbiorników nie są jednak puste, lecz najczęściej są podzielone na kilka komór za pomocą systemu specjalnych grodzi. Pełnią dwojaką funkcję. Po pierwsze, znacząco wzmacniają konstrukcję całego zbiornika.

Po drugie, niwelują przemieszczanie się płynnej zawartości, umożliwiając jednoczesne przewożenie różnego typu ładunków bez ryzyka ich zmieszania (poszczególne grodzie separują cysternę wewnętrzne na izolowane względem siebie komory).

Oprócz tego w konstrukcji cystern stosuje się także przegrody perforowane zwane też falochronami, nie dzielą one komory na odrębne części, ale ograniczają przemieszczanie się zawartości i jednocześnie wciąż wzmacniają konstrukcję zbiornika, ułatwiają też napełnianie i opróżnianie zbiornika. Cysterna może mieć tylko falochrony (jeśli jest jednokomorowa) lub zarówno grodzie (dzielące na niezależne komory), jak i falochrony (wewnątrz każdej z tych komór).

Brak tych przegród (zarówno grodzi, jak i falochronów) nie tylko obniżałby sztywność konstrukcyjną cysterny, ale też powodowałby podczas każdego przyspieszania czy hamowania np. ciągnika siodłowego z naczepą-cysterną drastyczną zmianę środka ciężkości pojazdu, co w skrajnych przypadkach mogłoby powodować całkowitą utratę stabilności i w konsekwencji poważny wypadek na drodze.

Cysterny nie da się napełnić pod korek

Każda komora cysterny wyposażona jest nie tylko w przegrody, ale też w specjalne zawory i uszczelniane włazy. Co do zasady cysterny nie da się napełnić w 100 procentach. Byłoby to ekstremalnie niebezpieczne, szczególnie w przypadku gazów, czy cieczy o dużej rozszerzalności cieplnej.

Czujniki napełniania są tak projektowane, by zatrzymać zapełnianie zbiornika po osiągnięciu określonego stopnia wypełnienia zbiornika, różnego, zależnie od typu transportowanego ładunku. Nadal – nigdy nie jest to w cysterna napełniona „po brzegi”. Pozostała wolna przestrzeń to bufor bezpieczeństwa na zmiany objętości przewożonej cieczy w wyniku np. zmian temperatury.

Zawory i włazy cysterny

Jeżeli chodzi o zawory i włazy, a także systemy odpowietrzania, ich funkcje i rozmieszczenie są zależne od typu przewożonego ładunku. Na przykład w przypadku cystern przewożących paliwa, są one wyposażane w system oddolnego napełniania, który ma minimalizować wydzielanie się łatwopalnych oparów. Skoro jestem przy cysternach paliwowych, mają one również system uziemienia.

Ładunek (ciecz, paliwo) podczas przemieszczania się w komorach zbiornika generuje ładunki elektrostatyczne, które mogłyby grozić pożarem np. podczas napełniania czy opróżniania cysterny. To jednak dopiero początek systemów bezpieczeństwa, w jakie wyposażane są współczesne cysterny.

Systemy bezpieczeństwa cysterny

Cysterny przewożą często substancje niebezpieczne, takie jak paliwa, chemikalia czy gazy, dlatego ich wnętrze jest naszpikowane systemami bezpieczeństwa. Znajdziemy tu m.in. odcinające zawory bezpieczeństwa, które automatycznie zamykają się w razie wycieku, systemy wentylacyjne/odpowietrzania oraz czujniki ciśnienia i temperatury monitorujące stan ładunku w czasie rzeczywistym.

Wszystko to jest sterowane przez zaawansowane układy elektroniczne, które zintegrowane z kabiną kierowcy pozwalają na bieżąco kontrolować sytuację.

Waga i środek ciężkości cysterny

Kolejnym ważnym aspektem konstrukcji cysterny jest jej niski środek ciężkości. Zbiorniki są projektowane tak, aby zminimalizować ryzyko przewrócenia się pojazdu, szczególnie na zakrętach czy podczas gwałtownych manewrów. Tutaj posłużmy się pewnym porównaniem.

Aby doszło do wywrócenia się typowego auta, np. SUV-a musi dojść do sytuacji, w której przeciążenia boczne przekraczają co najmniej 1,5 G, w przypadku cystern, jest to już zaledwie 0,4 G, a byłoby mniej, gdyby nie projekt zakładający maksymalne obniżenie środka ciężkości.

Dlaczego tak mało? O ile wspomniane przegrody (zarówno grodzie, jak i falochrony) chronią przed przemieszczaniem się ładunku w przód i w tył, to nie chronią przed przemieszczaniem bocznym (np. podczas pokonywania zakrętów).

Elektroniczne zabezpieczenia cysterny

Bezpieczeństwo cystern nie ogranicza się jednak do ich konstrukcji wewnętrznej. Kluczową rolę odgrywają także systemy elektroniczne, takie jak Electronic Stability Control (ESC), które wspomagają kierowcę w utrzymaniu kontroli nad pojazdem. Np. gdy system uzna, że kierowca wchodzi w zakręt z prędkością grożącą utratą stabilności, ESC wyhamuje pojazd. Oczywiście system jest skuteczny w ograniczonym zakresie.

Dlatego bardzo ważne jest, by widząc cysternę na drodze zachować od niej odpowiedni odstęp. Gwałtowne ruchy cieczy w zbiorniku mogą sprawić, że nawet mimo wspomnianych usprawnień konstrukcyjnych i systemów bezpieczeństwa pojazd stanie się trudny do opanowania, szczególnie w sytuacjach awaryjnych.

Podsumowanie – cysterna to małe cudo techniki

Podsumowując, wnętrze cysterny to nie tylko zbiornik na ciecz, ale złożony system, zaprojektowany z myślą o bezpieczeństwie i stabilności. Przegrody, niski środek ciężkości, powłoki antykorozyjne i zaawansowane systemy kontroli ładunku, napełniania, opróżniania, odpowietrzania, uziemienia itp. to elementy, które sprawiają, że cysterny mogą bezpiecznie transportować miliardy ton paliw i chemikaliów rocznie.

Jak podaje SafeRack, tylko w samych Stanach Zjednoczonych przewozi się w ten sposób 1,22 miliarda ton ładunków rocznie. Nawet miks energetyczny w roku 2050 zakłada wciąż spory udział paliw kopalnych.

Pamiętajmy jednak, że nawet najlepsze projekty wymagają ostrożności ze strony innych kierowców, by uniknąć niebezpiecznych sytuacji na drodze. Specjaliści w branży inżynierii i logistyki płynów i gazów zawsze są poszukiwani, a w wyborze idealnego sprzętu na wymagane szkolenia może pomóc nasz ranking laptopów do nauki.

Źródło: Saferack, @Rainmaker1973/X. Zdjęcie otwierające: Linken Van Zyl / Pexels

Część odnośników to linki afiliacyjne lub linki do ofert naszych partnerów. Po kliknięciu możesz zapoznać się z ceną i dostępnością wybranego przez nas produktu – nie ponosisz żadnych kosztów, a jednocześnie wspierasz niezależność zespołu redakcyjnego.

Artykuł Jak wygląda cysterna od środka? To pokaz inżynieryjnej magii, o której mało kto ma pojęcie pochodzi z serwisu ANDROID.COM.PL - społeczność entuzjastów technologii.