0% found this document useful (0 votes)
243 views9 pages

Tanker Cargo Calculation Guide

Tanker cargo calculations involve measuring the volume of cargo onboard using ullage measurements and tables, and converting that observed volume to weight using density. Density relates volume to mass or weight, and can change with temperature. Calculations must correct volume or density to a common reference temperature. Observed ullage is corrected for trim, list, and location of the ullage port to determine the accurate volume and weight of cargo onboard.

Uploaded by

Stas Stas
Copyright
© © All Rights Reserved
We take content rights seriously. If you suspect this is your content, claim it here.
Available Formats
Download as PDF, TXT or read online on Scribd
0% found this document useful (0 votes)
243 views9 pages

Tanker Cargo Calculation Guide

Tanker cargo calculations involve measuring the volume of cargo onboard using ullage measurements and tables, and converting that observed volume to weight using density. Density relates volume to mass or weight, and can change with temperature. Calculations must correct volume or density to a common reference temperature. Observed ullage is corrected for trim, list, and location of the ullage port to determine the accurate volume and weight of cargo onboard.

Uploaded by

Stas Stas
Copyright
© © All Rights Reserved
We take content rights seriously. If you suspect this is your content, claim it here.
Available Formats
Download as PDF, TXT or read online on Scribd
You are on page 1/ 9

Tanker Cargo calculations

TANKER CARGO CALCULATIONS                                                                                 

 
The volume of cargo on board can be determined by means of soundings or ullage measurements and 
calibration tables (tank tables). 

 The purpose of the cargo calculations is to convert the observed volume into weight. 

 Calculation of trim, stability, freeboard, shear forces, bending moments is based on weights. 

 On the B/L the quantity of cargo is stated as a weight (Metric Tons , Long Tons, Short Tons, Pounds, etc. ) 

When making the stowage plan a lot of information has to be gathered, a lot of factors have to be taken into 
account  

Cargo calculations are important because they are the link between the available space and the weight to be 
loaded 

The relationship between the volume and the mass or weight can be expressed by the density (specific gravity, 
litre weight, API, relative density etc.) 

Density and volume change is function of the temperature 

The weight of a cargo is of course independent of the temperature but the weight in air (apparent weight) ≠ the 
weight in vacuum (true weight) 

Density  

Fundamentally 

Density: Mass per unit volume [kg/m3 or kg/litre] 

When calculating cargo 

True density: Weight per unit of volume in vacuum 

Apparant density: Weight per unit of volume in air 

Mass is a measure of the quantity of material in a body and is constant regardless of geographical location, 
altitude or atmospheric conditions  

Weight is the force with which a body is attracted to the earth and varies from place to place with « g », the 
acceleration of gravity  

Standard  “g” = 9,81m/sec2  

Weight = Mass x 9,81m/sec2 

All commodities are sold by weight and this means weight in air. 

The term «weight» in general practice has been accepted as being the value secured when an object is weighed 
in air 
RSR Page 1
 
This weight or «weight in air» is often converted to «weight in vacuum» by the application of an air buoyancy 
correction (vacuum factor)  

Volume and density corrections  

Weight = volume x density 

Only true if volume and density are known at the same temperature 

3 solutions 

1)Correct the volume to the temperature of the density 

VCF = Volume correction factor 

Volume correction to 60°F or 15°C 

2)Correct density to the temperature of the volume 

DCC = Density correction per degree centigrade 

3)Correct both to the same reference temperature, 60°F or 15 °C  

Use of ASTM Tables  

Normally the density or API is provided by the terminal or surveyor in the load ports and what is used will be 
dependent on the region / port of loading.  

For example in USA / Canada, Persian Gulf, API usage is prevalent, while entire of Europe and Asia uses Density 
at 15C.  

PROCEDURE OF CALCULATIONS  

Working with Density at 15oC :  

  

1)  Observed Ullage ‐ apply corrections ‐ get Corrected Ullage 

2)  Observed Interface ‐ apply corrections ‐ get Corrected Interface 

3)  From Corrected Ullage, find Total Observed Volume TOV (in M³)  

4)  From Corrected Interface, find Volume of Water (in M³ )  

5)  TOV ‐ Water = Gross Observed Volume (GOV) of Cargo (in M³)  

6)  Use Density at 15C and Observed Temperature (oC) and find Volume Correction Factor (VCF) from Table 54 

7)  Gross Standard Volume (GSV) = GOV x VCF (cubic metres)  

8)  Weight Correction Factor (WCF) = Density at 15C in vacuum ‐ 0.0011 (or the Density at 15C in air) 

9)  Weight in Air (Metric Ton) = GSV x WCF(Density at 15C in air) 

10) Weight in Vaccum (Metric Ton) = GSV x Density at 15C in vacuum 

RSR Page 2
 
TANKER CARGO CALCULATIONS  

On board a Tanker ullage is measured either by an ullage tape, Ullage Temperature Interface, (UTI) /  Sonic tape, 
Whessoe gauge, Radar gauge etc. 

This Ullage is to be corrected for Trim, & list  

Correction depends the location of ullage port, its height , how far it is ford of aft bhd and by what distance it is 
displaced from the C/L of tank.    

Use of the Whessoe Tank Gauge 

The function of the gauge is to register the ullage of the tank at any given time, in particular when the liquid level 
in the tank is changing during the loading and discharge periods.  

The gauge is designed to record the readings not only at the top deck level of the tank but also remotely at a 
central cargo control room. A transmitter is fitted on the head of the gauge for just this purpose. 

The unit is totally enclosed and various models manufactured are suitable for use aboard not only oil tankers, 
but chemical and gas carriers as well . 

Tank Radar System  

This is a totally enclosed measuring system which can only be employed if the tank is fully inerted. Systems are 
generally fitted with oxygen sensor and temperature sensor switches, so if the atmosphere in the tank is hot or 
flammable the radar will not function. 

RSR Page 3
 
The main unit of the system is fitted on the deck with an inserted cable tube into the tank holding a transducer. 
Cable then carries the signal to a control unit in the cargo control room where the signal is converted to give a 
digital read‐out for each tank monitored . 

The transducer would be fitted as close to the centre of the tank area as was possible. Such siting tends to 
eliminate errors due to trim and list. 

Q 1   A crude oil tanker of LBP 228m has a box shaped tank of  Dimensions 32 x 20 x 20 m. trimmed 1 m by stern. 
Initial ullage of  0.60m is measured by Radar beam level gauge  fitted 3 m ford of aft bhd on centerline of the tank. 
Given the density of oil at 15°C = 0.810t/m³ and observed temp is 24.5°C.  On completion of unloading v/l  
trimmed  3.8 m by stern & ullage of tank was 19.88 m  Calculate the Qty of oil discharged.   
 
 

In Δ PTE   

PT / TE  = tan ϴ     also   tanϴ = t/LBP   

PT = 13 x 1/228  =  0.0570 m 

UT = UP + PT     = 0.60 + 0.0570 = 0.6570m 

Sounding of (mean level) = 20 – 0.657 = 19.343 

GOV = 32 x 20 x 19.343 = 12379.52 m³ 

Now after cargo is discharged 

To establish if wedge exits 

RSR Page 4
 
 

To establish if DL ˂ 32 m  (Wedge forms) 

TM / ML = tan ϴ   

TM = UM – UT       & tan ϴ  = trim / LBP tan  

Or  ML    = 7.2m    

 DL           = DM + ML = 3.0 + 7.2 = 10.2m 

DL  ˂ 32 m hence Wedge forms 

In Δ KDL 

 KD/DL  = tan ϴ         & tan ϴ = 3.8/228 

KD  =10.2 x 3.8/228 = 0.17m 

Vol of wedge = ½ x 10.2 x 0.17 x 20 = 17.34 m³ 

Vol discharged = 12379.52‐ 17.34 = 12362.18m³  

 Qty discharged = 12362.18 x Vcf x Wcf = 9915.78 MT 

  

Q.2    A box shaped tank  28x18x16 m is to be loaded with crude oil at a temp of 24°C . The δat 15°C = 0.8250, if 
2% of the vol of tank is to be left for expansion calculate  Final obs ullage by the measuring tape at the ullage port 
located 2m ford of aft bhd , 1m above and 3m to port of CL.Given LBP 240m, Trim 3m by stern, list ½°(s).  
 
 

First correct for Trim then for list 

Since 2% of the vol of tank to be left for exp 

Actual mean height of oil = 16 x 98/100=15.68 

UT = 16 +1 ‐15.68 = 1.32m 

In Δ PTE   

PT / TE  = tan ϴ     also   tanϴ = t/LBP   

RSR Page 5
 
PT = 12 x 3/240 

PT = 0.15 m 

UP = UT ‐ PT = 1.32 – 0.15 = 1.17m 

TAPE CORRECTION :‐ 

In Δ UOP 

UO / UP  = Cos ϴ  

UO            = UP Cos ϴ      

Also Tan ϴ = trim/LBP   or  ϴ = tanˉ¹ (trim/LBP) 

Or ϴ = tanˉ¹ (3/240) = 0.86° 

UO = 1.1699m 

Now tackling List 

In Δ OCE     OC/OE = tanϴ  

OC = OE tanϴ    =   3 x tan 0.5° = 0.02618 

Therefore UC = UO + OC  

                         =  1.1699 + 0.02618 = 1.19608 

In Δ UDC     UD/UC = cosϴ  

UD = UC cosϴ  

       = 1.196 X COS 0.5°   = 1.196034 which will be the observed ullage   

GOV = 28 x 18 x 15.68  = 7902.72 m³ 

VCF  = 0.9924 

GSV  = 7902.2 x 0.9924  = 7842.659 m³ 

RSR Page 6
 
Weight in air = 7842.659 x (0.8250 – 0.0011) 

                        = 6461.5923 mt  

******************************************************************************************** 

Q.3    A box shaped tank 35m x 24.3m x 15m had 83m³ of ballast on arrival at load port on a ship of LBP 219m . 
This tank was then loaded with  a) 5000m³ of oil at  27°C (δ15°c =0.8193)  b) 5000 mt of oil     (δ15°c =0.8867) 
Calculate the final ullage by UTI gauge (temp 12°C, Trim zero, List 2.5°P) . Ullage port located 6m ford of aft 
bulkhead & 4m to port of centre line and 88 cms above the tank top.  
 
Parcel A 

Obs  Vol at 27°C     = 5000m³,               temp = 27°C, δ15°c =0.8193                 Vcf  at 27°C      = 0.9897,  

Nov at 15°C             =  5000 x 0.9897 = 4948.5 m³                                                Vcf at 12°C        = 1.0026 

Obs Vol at 12°C  = Nov at 15°C / Vcf at 12°C     =  4948.5 / 1.0026 = 4935.7 m³  

Parcel B  

Qty of oil = 5000 mt ,     temp = 27 deg, δ15°c =0.8867,   WRF = 0.8867 – 0.0011 = 0.8856 

Nov at 15°c  = Mass / WRF = 5000 / 0.8856     = 5645.9 m³ 

Vcf at 12°c   = 1.0022 

Obs Vol at 12°c = Nov at 15°c / Vcf at 12°c    = 5645.9 /1.0022 = 5633.5 m³  

Total Obs Vol of oil & water  

     = 4935.7 + 5633.5 + 83  = 10652.2 m³ 

Depth of oil & water = 10652.2 / 35 x 24.3     = 12.525 m 

Therefore Corrected ullage at 12°c   = (15 + 0.88) – 12.525 = 3.355 m 

Therefore Obs ullage (corr’d for list only)   = 3.355 – 0.175  ( list correction = b x Tan ϴ)  = 3.180 m  

************************************************************************************ 

Q.4     A box shaped bunker tank 28 x 15 x 12 m was loaded at 40°C to 98% capacity. δ15°c (in vac) 0.8825. If this 
fuel is now heated to 50°C and 20% of bunker is used, Calculate the ullage from tank radar gauge. Tank radar 
gauge is fitted 5m ford of the aft bulkhead, 3m port of C/L, 1.5m above the deck, trim 4.19m, list 2 deg (s), LBP 
200m.  Also calculate Qty remaining now in metric tonnes.  
 
 

Vol of tank                             = 5040 m³ 

Gov = 5040 – 100.8 (2%)     = 4939.2 m³ 

Mass of oil = Gov x Vcf (40°C) x Wcf    = 4939.2 x 0.9812 x 0.8814 = 4271.564 t            

20% of bunker consumed = 854.31 t,  ROB      = 4271.564 ‐ 854.31 = 3417.25 t 

Gsv = Mass of oil / Wcf = 3417.25 / 0.8814    = 3877.07 m³ 

RSR Page 7
 
Gov = Gsv / Vcf (50°C) = 3877.07 / 0.9738 = 3981.38 m³ 

Height of oil = Gov / Area = 3981 / 28x15 = 9.479 m 

True ullage = 13.5 – 9.479 = 4.021 m 

Now Trim Corr’n = (L/2 – a) x trim / LBP       = (28/2 – 5) x 4.19 / 200 = 0.1885 m 

List Corr’n = Dist off ullage port x Tan (list)    = 3 x tan 2°  = 0.1047 m 

True ullage = Obs ullage ± Trim corr’n ± List corr’n 

         4.021 = Obs ullage + 0.1885 – 0.1047 

Observed ullage = 3.9372 m  

*********************************************************************************************** 

Q.5    A rectangular slop tank 10 x 10 x 20 m upon arrival was found to have 1m of water at 20°c and 1m of Arabian 
light at 20°c. Density of Arabian light δ15°c (in vac) 0.8750. Arabian heavy crude of δ15°c (in vac) 0.8950 has to be 
loaded on top such that ullage of slop tank will not fall below 20 cm at a max voyage temp of 38 °c. Calculate the 
ullage at load port if temp of both the oils is 12°c. Find the weight of Arabian heavy oil assuming (1) there is no 
comingling (2) negligible change in vol of water with change in temp (3) No trim change  
 
 

Vol of tank                    = 10 x 10 x 20  = 2000 m³ 

Available vol at Max voy temp = 10x10x19.8 = 1980 m³ 

Gov of water = 10 x10 x1 = 100 m³ 

Gov of Arab light @20°c = 10 x 10 x 1 = 100 m³ 

Gsv  of A/L                        = 100 x Vcf(0.9962) = 99.62 m³ 

Now Gov of A/L @38°c  = Gsv / Vcf (0.9825) = 101.394 

Gov of water @38°c       = 100 m³ 

Total Gov of tank = Gov (A/L) + Gov (water) + Gov (A/H) 

                     1980 = 101.394 + 100 + Gov (A/H) 

Therefore Gov of A/H           = 1778.605 m³     (@38°c)    

Gsv of A/H   =  Gov x Vcf(38°c)   = 1778.605 x 0.9830  = 1748.369 m³ 

Mass of A/H  = Gsv x  Wcf  (0.8950 – 0.0011)                   

                      = 1748.369 x 0.8939 = 1562.867 t 

Now Gov of A/H @12°c       = Gsv / Vcf(12°c)    = 1748.369/1.0022 = 1744.53 m³ 

Gov of A/L @12°c       = Gsv / Vcf(12°c)               = 99.62 / 1.0023 = 99.391 m³ 

 Gov of water @12°c  = 100 m³  

RSR Page 8
 
Total Gov of oil  = Gov (A/L) + Gov (A/H) + Gov (water) 

                             = 99.391 + 1744.53 + 100    = 1943.922 m³ 

Gov                      = Area x Height of tank 

 1943.922            = 10 x 10 x Height of oil 

Height of oil        = 19.439 m 

Therefore ullage = 20 – 19.439 = 0.5607 m  

============================================================================================= 

                                                                 Recapitulate 

When ullage is taken by Ullage tape / Sonic tape / UTI 

Ullage Corrected for Tape (UP)                 = UO/Cos ϴ    

Ullage Corrected for Tape & Trim (UT)   

                                        = UO/Cos ϴ  +/‐ [{ (L/2) – a} x{ trim / LBP} ] 

Ullage Corrected for Tape, Trim & List  

                                        = UO/Cos ϴ  +/‐ [{ (L/2) – a} x{ trim / LBP} ]+/‐ b x tanΦ 

Trim correction:‐       +ve if ullage pipe towards trimmed end  

                                       ‐ve if ullage pipe is opposite to the trimmed end  

List correction:‐         +ve if ullage pipe towards List side  

                                       ‐ve if ullage pipe is opposite to the Listed side          

‘L’  length of tank  

‘a’  location of ullage port  ford of bhd  

‘b’  location of ullage port away from CL  

‘ϴ’  angle of Trim  

‘Φ’  angle of List  

RSR Page 9
 

You might also like