книги из ГПНТБ / Юнитер А.Д. Повреждения и ремонт корпусов морских судов

в районе вмятины нарушен, имеет ворайоне между 807 2 —8 2 7 г шпангоутами дотечность

Важно также указывать на чертеже те участки разрушенных коррозией сварных швов и язвин, ремонт которых по каким-либо причинам переносится на период очередного докования. Например,

Применение условных обозначений для указания метода ре­ монта дает возможность совместить в одном чертеже и данные дефектации и технологические указания по ремонту поврежден­ ного узла (см. рис. 33, б, в и табл 1.) Такие чертежи могут слу­ жить в качестве отчетных и прилагаться к акту ОТК либо при необходимости к акту Регистра.

На поле чертежа в случае применения указанных выше услов­ ных'обозначений необходимо давать их разъяснение, так как в настоящее время такие обозначения методов ремонта еще не пре­ дусмотрены государственными и отраслевыми стандартами.

Широкое применение условных обозначений, унификация тер­ минологии, нумерации элементов корпусных связей, единое обо­ значение различных повреждений на чертежах, выпускаемых кон-

90

структорскими и технологическими службами судоремонтных предприятий,— все это позволит наряду с упрощением и сокра­ щением документации повысить качество судоремонта, а также уровень технической эксплуатации флота.

§ 19. ПОДЕТАЛЬНЫЙ СПОСОБ РЕМОНТА

Заварка трещин. Подварка разрушенных коррозией сварных швов. Практически невозможно перечислить все места и районы появления трещин в корпусных конструкциях, поскольку причины их возникновения могут быть самые разнообразные. Поэтому очень важно определить причину дефекта, прежде чем приступить к его устранению. Далеко не всегда заварка трещийы является грамотным исправлением дефекта. Не допускается, в частности, заварка усталостных трещин. Например, в случае появления вет­ вистых трещин следует обязательно заменить поврежденный уча­ сток листа или профиля и, при надобности, конструктивно изме­ нить или подкрепить дефектный узел. В том случае, если причи­ ной возникновения трещины является недоброкачественность материала, необходимо заменить дефектный лист или конструк­ цию в целом.

При ремонте корпуса судна заварку любых трещин в ответ­ ственных конструкциях корпуса разрешается производить только по согласованию с инспектором Регистра СССР. Перед заваркой концы трещины нужно тщательно выявить и ограничить просвер­ ленными сквозными отверстиями диаметром 8—10 мм.

Наличие трещины в сварном шве или околошовной зоне, как и по целому металлу, определяют обычно внешним осмотром не­ вооруженным глазом либо с помощью лупы 2-10-кратного увели­ чения.

В особо сложных случаях границы (концы) трещины опреде­ ляют одним из следующих способов:

смачиванием поверхности листа либо участка шва в районе трещины керосином с последующим удалением его и нанесением слоя мела. Керосин, оставшийся в трещине, впитается в мел и покажет границы трещины в виде желтой полоски;

шлифовкой наждачной бумагой (№ 00) и травлением участка с трещиной 10%-ным водным раствором азотной кислоты либо другим травителем;

гаммаграфированием, ультразвуковым дефектоскопом, а также цветным или люминесцентным способом по соответствующим ин­ струкциям.

место травления перед сваркой прожечь пламенем газовой горелки.

Если трещина несквозная, то при разделке кромок следует удалить дефектный участок до здорового металла. Разделка кро­ мок должна быть Ѵ-образной с сохранением нормального угла

91

раскрытия под сварку. Если один из концов трещины расположен около кромки листа, то при разделке трещины под сварку нужно выйти на кромку. В целом подготовка кромок под сварку должна быть выполнена в соответствии с требованиями действующих, стандартов на конструктивные элементы -сварных швов.

Дефектные участки шва (в районе трещины) или целого ме­ талла при разделке кромок удаляют механическим способом (пу­ тем вырубки пневматическим зубилом, высве-рловки и т. п.) либо воздушно-дуговой или газовой строжкой.

Аналогично удаляют дефектные участки коррозированного сварного шва. При этом разделку кромок под сварку необходимо продлить за концы дефектного участка шва, а участок шва с уда­ ленными дефектами перед заваркой зачистить до чистого металла от шлака и других загрязнений. Кроме того, прилегающие к шву поверхности листа следует зачистить на ширине 20—30 мм по обе стороны шва.

При короткой трещине (до 300 мм) сварку следует выполнять обратноступенчатым способом напроход; при длине трещины бо­ лее 300 мм сварку нужно вести от концов к середине тем же способом.

Для уменьшения напряжений от сварки участки листа у кон­ цов трещины подогревают пламенем газовой горелки либо пред­ варительно раздвигают трещину клином, забитым в ее середину. Отверстия, просверленные для ограничения концов трещины» раззенковывают сверлом большого диаметра и заваривают в по­ следнюю очередь.

После заварки трещины сварной шов испытывают на непро­ ницаемость, смачивая керосином, и проверяют качество сварного шва ультразвуком либо гаммаграфированием.

При подварке корродированных сварных швов следует приме­ нять электроды типа Э50А-Ф марки Э-138/50Н, особенно для се­ рийных судов отечественной постройки, корпуса которых изготов­ лены из стали повышенной прочности (10ХСНД, 09Г2 и др.). Опыт эксплуатации показал высокую коррозионную стойкость, сварных швов, наплавленных электродами этой марки на корпусах сухо­ грузных судов.

Установление границ линий реза обшивки или настила палуб.

Как правило, при замене поврежденных участков обшивки или палубного настила следует стремиться к сохранению построеч­ ного раскроя листов. При невозможности или нецелесообразности выполнения сварных стыковых швов в построечном варианте сле­ дует руководствоваться следующими положениями Правил Реги­ стра СССР:

сварные швы должны располагаться по возможности в наи­ менее напряженных местах конструкции и как можно дальше от мест резкого изменения сечений связей, отфланцовок, отверстий и других ослаблений конструкции;

следует избегать скученности и близкого расположения свар­ ных швов. Минимально допустимое расстояние между двумя па­

92

раллельными стыковыми сварными швами — 200 мм, между па­ раллельными стыковыми и угловыми швами — 75 мм (на длине не более 2 м допускается уменьшить это расстояние до 50 мм)-,

расстояние между стыковым монтажным сварным швом об­ шивки или палубного настила и поперечной переборкой должно быть не менее 200 мм;

расстояние между стыковым монтажным сварным швом об­ шивки или настила и стыками продольного набора должно быть не менее 150 мм. Допускается также совмещение в одной плоско­ сти монтажных стыков обшивки и набора (например, при стыко­ вании корпусов на плаву, секционно-блочном ремонте и т. п.);

расстояние от стыкового сварного шва (линии реза) до бли­ жайшего элемента поперечного набора при замене участка листа обшивки или палубного настила должно быть равно 0,25 шпа­ ции;

следует всемерно избегать всяческих пересечений сварных швов. В случаях, когда такое пересечение необходимо, угол пере­

палубного настила возникает вопрос о возможности изменения построечного раскроя листов, особенно когда повреждение харак­ теризуется большим размером по вертикали (для бортовой об­ шивки) либо расположено перпендикулярно диаметральной плос­ кости (для палубного настила и днищевой обшивки). В таких случаях появляется стремление уменьшить объем сварки пу­ тем расположения нового листа (листов) перпендикулярно суще­ ствующим поясьям.

Отметим, что в практике судоремонта подобные варианты рас­ положения листов, в том числе ширстречного и днищевых поясьев, существуют, но всегда ли правомерны такие решения?

Дело в том, что прочностные характеристики листов вдоль проката и поперек его неравноценны. Известно, что механические

1 Как показано в работе [26], яри исследовании макроструктуры терми­ чески обработанной листовой стали марок 09Г2 (нормализация) и 10ХСНД (закалка, отпуск) обнаружено наличие ориентации неметаллических включений вдоль направления проката. Это обстоятельство объясняет пониженную спо­ собность образцов, вырезанных поперек проката, поглощать работу при вяз­ ком разрушении (т. е. при испытании на статический изгиб).

93

стра СССР. Так, например, согласно Правилам [32] для опреде­ ления механических свойств стали необходимо образцы вырезать из листов поперек направления проката. Речь идет об образцах для испытания на растяжение, холодный изгиб, излом и ударную вязкость.

Аналогичные требования содержатся в Правилах зарубежных классификационных обществ, например в Правилах Регистра су­ доходства Ллойда (1969 г.).

Вместе с тем как в Правилах Регистра СССР, так и зарубеж­ ных классификационных обществ (кроме Правил Норвежского Веритаса) нет прямых указаний относительно расположения ли­ стов в оболочке корпуса. В настоящее время чрезвычайно редко встречается на судах поперечное расположение поясьев палубно­ го настила -или обшивки. Все же представляется необходимым ограничить возможность такого расположения листов при ремонте корпуса во избежание неоправданного снижения прочности кон струкции.

Определенные указания на этот счет имеются в Правилах Норвежского Веритаса [38]. В частности, Правилами предусмат­ ривается обязательное продольное расположение листов, т. е. вдоль проката, для следующих связей (в пределах 0,5 длины суд­ на в средней части):

наружной обшивки бортовой; листов верхней прочной палубы в районе между бортом и ли­

нией больших вырезов; наружной днищевой обшивки.

Вырезка элементов корпуса съемных конструкций, отверстий.

Вырезка отдельных листов, секций, съемных конструкций и дру­ гих элементов, а также отверстий в корпусе судна должна произ­ водиться по разметке в соответствии с одобренным чертежом либо технологическими указаниями. Линию реза рекомендуется закернить. При повторных' вырезах, а также в случае резки по сварному шву линию разметки следует проводить по оси симмет­ рии швов.

Для вырезки отверстий. съемных конструкций следует приме­ нять воздушнодуговую либо газовую резку. Перед вырезкой 'на концах прямолинейных участков линии реза должны быть про­ сверлены отверстия диаметром 3 мм (для начала реза). Ширина реза не должна превышать 4 мм.

При вырезке съемной части конструкции (или при замене сек­ ции корпуса) возможны два варианта выполнения линии реза набора: совмещение линии реза обшивки с линией реза набора (рис. 36) и смещение их (рис. 37).

Выбор того или иного варианта делает технолог (пли кон­ структор) в зависимости от размера, вида и расположения съем­ ной конструкции, по согласованию с инспектором Регистра.

Вырезку следует производить в такой последовательности (см. рис. 36), которая обеспечивала бы минимальные смещения и за ­ клинивания элементов и удобный съем вырезаемой конструкции.

94

При любом варианте вырезки съемной конструкции вначале разрезают набор, а потом обшивку.

Набор рекомендуется разрезать в следующей очередности: отрезать набор от обшивки на длине 40 S (S — толщина об­

шивки), но не более 600 мм, симметрично в обе стороны от линии реза обшивки. Эту операцию выполняют в случае смещения сты-

шивки принимают не более 250 мм.

Допускается при ремонте судов производить повторную много­ кратную вырезку отверстий и вварку деталей узлов и конструк­ ций по согласованию с инспектором Регистра.

Вырезка отверстий и вварка конструкций на судах, находя­ щихся на плаву, допускается только с разрешения главного кон-

95

структора или технолога завода по согласованию с инспектором Регистра. При этом необходимо учитывать состояние нагрузки судна и степень участия вырезаемых конструкций в прочности корпуса.

Вварка новых листов или секций в замкнутый контур. Вварку заменяемых листов или секций в связи корпуса, участвующие в

по стыку, расположенному ближе к миделю и свариваемому в первую очередь, и на гребенках, уста­ навливаемых под углом 45° к кромкам (по пазам и стыку, распо­ ложенному дальше от миделя). Перед сваркой каждого участка гребенки заменяют электроприхватками.

При сборке ввариваемой конструкции следует устанавливать зазоры по стыку, расположенному ближе к миделю, и по пазам в соответствии с требованиями стандарта; по стыку, расположен­ ному дальше от миделя и свариваемому в последнюю очередь,— с уменьшением на величину укорочения конструкции по длине от усадки после сварки предыдущих швов.

Если ожидаемая величина укорочения конструкции по длине будет превосходить требуемый стандартом зазор по стыку, зава­ риваемому в последнюю очередь, то кромки этого стыка должны быть собраны внакрой (с величиной перекроя, равной разности указанного укорочения и зазора).

При вварке конструкции с набором сварка стыковых соеди­ нений обшивки и пересекающего эти соединения набора должна производиться одновременно (с чередованием проходов по об­ шивке и набору). Допускается неодновременная сварка, но при этом в районе стыковых соединений обшивки набор не должен’

96

очередь должно свариваться стыковое соединение обшивки, затем

замкнутый контур; приварить недоваренные участки набора к вва­ ренному полотнищу.

Во время предварительной сборки и сварки ввариваемой сек­ ции (т. е. полотнища с набором) концы набора на длине 200— 300 мм следует недоваривать.

В том случае, если пазовые (или стыковые) кромки вваривае­ мых конструкций находятся на одной линии с пазами (стыками) основных частей корпуса (например, обшивки борта, палубы, переборки и т. п.), к которым они привариваются, следует пред­ варительно разделывать концы пазов на длине 200—300 мм для того, чтобы вынести начало шва за точку пересечения сварных швов (стыка и паза). Рекомендуется концы разделанных под сварку участков пазов подогревать перед сваркой до температуры 200—300°С.

Вварка элементов в жесткий контур. Необходимость выполне­ ния таких работ при ремонте часто связана с заменой небольшо­ го участка листа (например, в месте усталостной трещины).

Жестким контуром считаются вырезы, в которых отношение минимального размера (ширины или диаметра) к толщине об­ шивки менее 60.

Учитывая, что вварка элементов в .жесткий контур при близ­ ком расположении друг от друга контурных швов вызывает повы­ шенное напряженное состояние, необходимо строго соблюдать

конструктивные и технологические требования, направленные на снижение чрезмерной концентрации деформаций и избежание подрезов.

При вварке конструкций в жесткий контур для предотвраще­ ния возникновения трещин в сварных соединениях рекомендуется

Рис. 39. Схема вварки.. полотнища обшивки в замкнутый контур и приварки его к существующему (невырезанному) набору (вертикальное расположение

Сварку во всех случаях следует начинать с вогнутой стороны, т. е. со стороны, большей разделки. Рекомендуется при верти­ кальном расположении свариваемых элементов выполнять пер­ вые корневые проходы шва методом «дуга в дугу» во'избежание удаления корня шва и появления при этом трещин.

Вварка заделок (заплат), а также деталей насыщения в жест­ кий контур должна производиться участками, длина которых рав­ няется примерно длине шва, свариваемого одним электродом. При этом наплавка валика последующего участка должна начи­ наться после остывания начала валика предыдущего участка до

температуры 150—200°С.

Рекомендуется предварительно выбивать круглые заделки, придавая им формы сферы со стрелкой прогиба 2—3 мм.

98

Заделки вырезов для прохода неразрезного набора, сваривае­ мые встык с перекрестным набором, должны привариваться пер­ воначально к перекрестному набору с двух сторон, затем к об­ шивке с двух сторон и, наконец, к неразрезному набору.

§20. ПРИМЕНЕНИЕ ПРАВКИ В СУДОРЕМОНТЕ

Впроцессе эксплуатации наружная обшивка корпуса часто получает различные остаточные деформации в виде вмятин, гоф­ рировок и бухтин. Для устранения деформаций при ремонте ши роко применяют правку как в виде самостоятельного технологи­ ческого процесса, так и сопутствующего при замене поврежден­ ных конструкций.

Внастоящее время основными нормативными документами по применению правки в судостроении и судоремонте являются Пра­ вила Регистра СССР и отраслевая нормаль ОН9-601-66 «Правка судовых корпусных конструкций. Основные положения по техно­ логии».

Правилами Регистра СССР (XIV «Электросварка») правка конструкций допускается только в ограниченном объеме. Разре­ шено применение нажимного и ударного инструментов. Допускае­ мая температура нагрева при горячей правке 650—850°С. Отрас­ левая нормаль ОН9-601-66 допускает, в отличие от Правил Ре­ гистра СССР, максимальную температуру нагрева при тепловой правке 1000°С (имеются в виду углеродистые стали).

Правила иностранных классификационных обществ также раз­ решают применение правки нагревом для корпусных конструкций.

Вчастности, Правила Норвежского Веритаса 1969 г. регламен­ тируют правку листов, получивших деформацию в процессе свар­ ки. Допускается правка нагревом (либо за счет усадки) при условии, что деформация конструкций от сварки незначительна.

Ограничивается применение домкратов и стяжек. Нагрев при правке не должен приводить к перегреву стали, а корпусные работы (горячая гибка, правка с применением гидравлических прессов и ударов кувалд) не должны производиться при сниже­

нии температуры до появления светло-синего цвета побежалости. Необходимость применения правки нагревом в судостроении и судоремонте в настоящее время по-прежнему остается актуаль­ ной проблемой. При изготовлении корпусных конструкций прак­ тически невозможно избежать общих и местных деформаций, вы­ званных сваркой. Известно, например, что угловая деформация при сварке встык двух свободно лежащих листов может коле­ баться от 1 до 7° (в зависимости от толщины свариваемых ли­

стов), при сварке втавр — достигать 3° и т. д.

С увеличением скорости сварки, например при автоматической сварке под слоем флюса, отмечается уменьшение угловых дефор­ маций листов на 50 и даже 75% по сравнению с ручной сваркой. Естественно, с увеличением толщины листов деформация, вызван­ ная сваркой, уменьшается.