Tankerlerde kargo devresi ve maliyet ilişkileri
Cargo line in tankers and cost relations
Yazar: MERT YAHYA BEKTAŞ
Danışman: PROF. DR. OSMAN AZMİ ÖZSOYSAL
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Gemi Mühendisliği = Marine Engineering
Dizin: Gemi endüstrisi = Ship industry ; Gemi inşaat sektörü = Shipbuilding sector ; Gemi inşaatı = Shipbuilding ; Gemi inşaatı endüstrisi = Shipbuilding industry ; Gemi maliyeti = Ship cost ; Gemi tasarımı = Ship design

Özet:
Dünyada taşımacılık sektörünün büyük bir kısmını deniz taşımacılığı oluşturur. Deniz taşımacılığının en büyük aktörleri gemilerdir. Gemiler ise taşıdıkları yüklere göre sınıflandırılabilir. Belli başlı gemi tipleri : Genel Kargo gemileri, Tankerler, Kuru yük gemiler, Konteyner ve Yolcu gemileridir. Tankerler hem taşıdıkları sıvı yükler açısından hem de dünya deniz ticaret filosundaki yüzde oranı göz önüne alındığında, büyük bir önem arz etmektedir. Dolayısıyla tankerlerin hem tasarımı hem de işletmeleri ile ilgili, teknik ve ekonomik açıdan dikkat edilecek pekçok husus vardır.Tankerler taşıdıkları yüklere göre kendi içlerinde sınıflandırılabilir. Başlıca tanker tipleri : Cehver tankerleri, Ürün tankerleri, Kimyasal tankerler ve Sıvılaştırılmış Gaz tankerleridir. Cevher tankerleri, petrol yataklarından çıkarılan ve işlenmemiş ham petrolü taşırlar. Ürün tankerleri ise rafinerilerde işlenmiş ve kullanılmak üzere büyük çoğunlukla kara endüstrisine taşınan ve dizel, yağlama ve ağır yakıt gibi petrol ürünleridir. Kimyasal tankerler ise, isimlerinden de anlaşılacağı üzere kimyasal özellikte yük taşırlar. Sıvılaştırılmış Gaz tankerleri ise çeşitli işlemlerden sonra gaz halinden sıvı haline döndürülen ürünleri taşırlar.Tankerler sadece taşıdıkları yüklerden dolayı değil, aynı zamanda hem teknik hem de işletme açısından diğer gemilerden büyük farklılıklara sahiptirler. Sıvı yük taşıdıklarından dolayı kargo tanklarında yüksek miktarlarda çalkantı ve serbest yüzey etkisi oluşur ve bu etkilere karşı hem mukavemet hem de stabilite açısından ciddi önlemler almak gerekir. Öte yandan taşınan yükün sıvı olması, yükleme ve boşaltma işlemi açısından tankerlere fazladan bir tasarım kriteri daha getirir. Bu kriter, tanker tasarımında boru ve donatım kısmı ile ilgilidir.Tankerler boru ve donatım açısından diğer gemi tiplerine göre tasarım ve işletme anlamında daha karmaşıktır. Diğer gemilerden farklı olarak kargo devresi, kargo ısıtma devresi, buhar devresi vb... gibi işletme açısından önemli olan boru devreleri vardır. Kargo devresi ve kargo ısıtma devresi bu devrelerden en önemlileridir zira işletme açısından kargonun hem aktarılması hem de standarları açısından belli bir sıcaklıkta tutulması büyük bir önem arz eder. Kargo ısıtma devresi, kargo tankları içine yerleştirilir ve ısı transfer hesapları ile tasarlanarak taşınan yükü belli bir sıcaklık değerinde tutarlar.İşletme açısından diğer önemli boru devresi ise kargo devresidir. Kargo devresi yükleme ve boşaltma işlemi için kullanılır. Herhangi bir arıza ya da hasar durumunda yükün aktarılması için kullanılacak bir alternatif devre ya da işlem yoktur. Kargo devresi tüm kargo alanı boyunca yerleştirilir ve tüm kargo tanklarına ulaşır. Dolayısıyla kargo devresini hem teknik hem de işletme açısından tanımakta fayda vardır.Tüm kargo alanında kullanılan ve işletme açısından önemli olan bu devrenin hem inşa sürecinde hem de geminin ekonomik ömür boyunca oluşturduğu maliyetler vardır. Geminin inşası sırasında malzeme ve işçilik maliyeti toplamı yani ilk maliyet vardır. Diğer taraftan geminin ekonomik ömrü boyunca kargo devresinin kullanımına bağlı olarak oluşan işletme maliyeti vardır. Bu iki maliyetin oluşturduğu son maliyet ise toplam maliyettir. İlk maliyet genel olarak devrede kullanılan ekipmanların inşa sürecinde oluşturduğu satın alma maliyetidir ve boru çapı ile doğru orantılıdır. Aynı şekilde işletme maliyeti de kargonun aktarılması sırasında oluşan ve büyük oranda sürtünme kaybı ya da diğer bir deyişle boru çapı ve eşdeğer boru uzunluğuna bağlıdır. Eşdeğer boru uzunluğu sabit olduğundan işletme maliyeti de boru çapına bağlıdır. Dolayısıyla toplam maliyetin boru çapına bağlı olduğu görülür. Kargo devresinin tankerler üzerindeki önemi göz önüne alınırsa, devre tasarımı oluşan maliyetler de optimum olacak şekilde optimum yapılmalıdır. Toplam maliyeti optimum yapan çap değerinin bulmak içinse, toplam maliyet farklı çap değerlerine göre bulunur. Toplam maliyet belli bir çap değeri için minimum olur ve bu çap değerimiz bizim optimum çap değerimizdir.Sonuç olarak bu tezde ilk olarak kargo devresi ve devreyi oluşturan ekipmanlar anlatılacaktır. Daha sonra, devrenin oluşturduğu maliyetler detaylı şekilde incelenecektir. Maliyeti optimum yapan çap değeri için uygulanacak yöntemden bahsedilecek ve dört farklı tanker için uygulama yapılacaktır. Son olarak ise optimum çap kullanılması halinde elde edilecek kâr ve avantajlardan bahsedilecektir.

Abstract:
Major part of world transportation sector is composed by maritime transportation. The leading actors of maritime transportation are trade ships. These ships can be classified according to their carried cargoes. Fundemental trade ship types are: General Cargo ships, Tankers, Dry Bulk Carriers, Container and Passenger ships. Tankers are important taking in consider of their percentage in world sea trade fleet and and in terms of the carried cargoes. Therefore, there are many remarkable cases for tanker design and management in terms of technical and economical point of views.Tankers can be classified according to carried cargoes in their own rights. Fundemental tanker types are : Crude Oil tankers, Product tankers, Chemical tankers and Liqufied petroleum gas tankers. Crude oil tankers carry cargoes which are drilled from oil fields and unrefined petroleum products. Product tankers carry cargoes which are processed and to be used generally in on shore industries, such as diesel oil, lubricating oil and fuel oil. As it is understood, Chemical tankers are used for carriage of cargoes in chemical content. Liqufied petroleum gas tankers carries cargoes trasformed into liquid from gas state after some processes.Tankers have major differences than other ship types due to not only their cargo but also technical and management specifications. Due to liquid cargo, large values of sloshing and free surface moments occur in the cargo tanks so important precautions are to be applied in terms of ship strength and stability. On the other hand, one more design criterion comes across us in terms of loading and unloading processes as the carried cargo is liquid. This criterion is related to piping and outfitting part of tanker design.Tankers are more complicated according to other ship types in terms of design and management of piping systems and outfitting. There are important pipelines such as cargo line, cargo heating system, steam line distinctively than other ship types in terms of management. Cargo line and cargo heating system are the most important ones because cargo transfer and keeping cargoes at specific tempratures processes are so important from management point of view. Cargo heating system is arranged inside cargo tanks and designed by heat transfer calculations to keep liquid cargo at specific temprature.Cargo line is the most important pipeline in the way of tanker management. Cargo line is used for cargo loading and unloading processes. In case of any malfunction or damage, there is no alternative pipeline or method for the transfer of cargo. Cargo line is arranged along the cargo tanks and reaches the all cargo tanks. Consequently, to present the cargo line in terms of technical properties and management is important and useful for tanker design and naval architecture engineers.There are major costs of this pipeline used in the whole cargo area and these costs are important in terms of management, occured during ship construction and economical life of ship. During construction, initial cost or in other words sum of material cost and workshop cost, occurs. On the other hand, there is management cost due to use of cargo line during ship economical life. Final cost is the cost composed of initial and management costs. Initial cost is composed of the purchase cost of eqiupments of cargo line and workshop cost during construction period. It is directly proportional to pipe diameter. Likewise, management cost is a function of friction loss due to cargo transfer in pipeline or in other words a function of pipe diameter and equivalent pipe length. As equivalent pipe length is constant, management cost is related to pipe diameter. Therefore, it can be seen that total cost of cargo line is dependent on pipe diameter. When taking consider of importance of cargo line in tankers, cargo line is to be designed as the costs are to be optimum. To find the pipe diameter making the cost optimum, total cost is calculated for different pipe diameters. Total cost is minimum for one specific pipe diameter and this pipe diameter is optimum pipe diameter.As a result in this thesis, firstly cargo line and the equipments of cargo line are to be introduced. Then, costs occured by cargo line are observed. Method for the finding the pipe diameter making the total cost optimum, is mentioned and application of method is made for four ships. Finally, profits and advantages to be obtained using optimum pipe diameter are mentioned.