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

Рис. 103. Трещины в продольной диаметральной переборке ахтерпика:

1 переборка; 2 — замененные участки листов; 3 —разрезные продольные ребра жесткости

Возможно, более рациональным было бы выполнить подкреп­ ление нижнего пояса продольной переборки, установив сплош­ ную непрерывную балку типа шельфа взамен ранее поставленных разрезных ребер. Однако необходимость отхода судна в рейс (ре­

190

При ремонте узлов с трещинами установили скругленные кни­ цы (размером 10X120X120 и 10X300X300 мм) в местах пересе­ чения поясков днищевого набора.

Кроме указанных повреждений набора ахтерпика, в танке пра­ вого борта были обнаружены усталостные трещины в стенке фло­ ра, возникшие в «жестких точках» (у концов книц стоек тран­ цевой кормы, рис. 106).

Этот «стандартный» вид усталостного разрушения листа об­ щеизвестен. Кстати, аналогичные трещины всегда появляются в местах повышенной вибрации, как правило, спустя 2—3 года пос­ ле постройки. Примером этому может служить повреждение фло­ ра в районе машинного отделения на китобойных судах (рис. 107), а также на судах типа «Атлантик» (см. рис. 96) и многих других.

Рис. 106. Трещины в кормовом флоре, ближайшем ,к транцевой корме:

/ — трещины; 2 — замененный участок листа; 3 — вертикальное ребро жесткости

Следует отметить, что возникновение трещин в кормовом фло­ ре теплохода «Италиан Рифер» связано с упущением судострои­ телей, а не проектировщиков, как это было ранее. Дело в том, что в танке левого борта, где конструкция транцевой кормы иден-

191

тична, подобных трещин нет. Объясняется это просто — в плос­ кости книц стенка флора подкреплена вертикальным ребром же­ сткости (10X100 мм), т. е. ликвидирована «жесткая точка». Ви­ димо, при постройке судна забыли установить аналогичные ребра жесткости по стенке флора в танке правого борта. Эту работу выполнили во время ремонта, заменив предварительно участок флора в районе пучка трещин.

«на ус», обеспечивает нормальную работу данного узла в усло­ виях интенсивной вибрации.

Отметим также, что в рассматриваемом случае соединение днищевой кницы со стойкой транцевой кормы, выполненное вна­ хлестку, оказалось весьма работоспособным (аналогия со ску­ ловой кницей), равно как и сварное соединение внахлестку шель­ фа продольной переборки.

Что касается трещин в местах пересечения поясков днищевого набора, то на отечественных судах, построенных согласно Прави­ лам Регистра СССР, таких повреждений не может быть. Правила четко определяют требования к стыковым соединениям поясков пересекающихся балок, воспринимающих динамически перемен­ ную нагрузку (в частности, в районах повышенной вибрации). Соединение поясков должно выполняться с плавными переходами

разрезных ребер жесткости, концы которых срезаны «на ус», осо­ бенно в случае их установки в качестве подкрепления больших плоских конструкций типа переборок (продольных и поперечных), платформ и т. п. Набор таких конструкций, включая бортовой, должен быть замкнутым, исключающим обрывы концов балок или книц на неподкрепленном листе.

192

§ 36. ПОВРЕЖДЕНИЯ ЛИТЫХ АХТЕРШ ТЕВНЕЙ

Случаи механических повреждений конструкций ахтерштевня (например, поломка или изпиб подошвы) встречаются на прак­ тике относительно редко. Во время посадки судна на мель, осо­ бенно на каменную гряду, разрушения рамыахтерштевня бы­ вают настолько велики, что становятся целесообразными наряду с восстановительными работами и модернизационные.

Следует отметить, что часто взамен литой части ахтерштевня, разрушенной при аварии, изготовляют сварную конструкцию штевня. Поскольку в таких случаях применяют толстые стальные листы толщиной 30^45 мм, целесообразно использовать способ электрошлаковой сварки. Для снятия сварочных напряжений пос­ ле окончания сварки (в том числе и ручной) отремонтированную конструкцию ахтерштевня подвергают термической обработке.

Однако наиболее частые повреждения литых частей ахтер­ штевня связаны с повышенной вибрацией кормы. Немало способ­ ствуют этому технологические дефекты постройки — литейные по­ роки, заниженные толщины свободных кромок и т. п.

Ранее были рассмотрены характерные примеры повреждений обшивки в районе ахтерпика. Устранение вибрации за счет по­ становки дополнительного набора обшивки — в принципе метод апробированный. Вместе с тем при установке подкреплений об-

193

шивки следует тщательно продумать узлы соединения концов свя­ зей с литыми частями ахтерштевня.

Например, на паротурбинном танкере «Варна» (типа «София») при очередном доковании установили дополнительные бортовые стрингеры, идущие в плоскости существующих.

Спустя два года в отливке ахтерштевня были обнаружены тре­ щины длиной до 400 мм, начинавшиеся в точке окончания срезан-

вследствие того, что концы стрингеров не были перевязаны между собой горизонтальной бракетой (брештуком), а главное, из-за утонения свободной кромки отливки ахтерштевня.

Кроме того, были обнаружены трещины по свободным кром­ кам подошвы ахтерштевня, а также трещина длиной 1200 мм по околошовной зоне приварки нижнего листа обшивки к старнпосту.

При ремонте поврежденных конструкций заменили участок об­ шивки в районе трещины, удалили дефектный участок ахтерштев­ ня в районе усталостных трещин и установили три дополнитель­ ных бортовых продольных ребра с каждого борта - (с учетом тре­ бований закрепления их концов). Трещины в подошве ахтерштев­ ня разделали и заварили.

Под воздействием -вибрационных нагрузок, а также из-за кор­ розионного износа и наличия дефектов литья (утонение стенки) наблюдаются трещины в стальной отливке рудерпоста в верхней его части.

194

Так например, на рис. ПО показана трещина по левому борту длиной 150 мм на уровне марки углубления 7 м. Такая же тре­ щина имелась по правому борту (длиной 130 мм между марками углубления 24 и 25 футов).

Во время ремонта трещины разделали и заварили. В связи с тем что толщина стенок литого рудерпоста в районе трещин со­ ставляла всего 25 мм (при построечной толщине 45 мм), для уве­ личения жесткости рудерпоста в районе трещин установили на­ кладные листы на сварке толщиной 25 мм. Листы имели хорошо скругленные углы (/? = 75 мм) и скос кромок по периметру для снижения концентрации напряжений.

Сварку осуществляли сплошным угловым швом калибром 12 мм и пробочными швами в виде удлиненных прорезей разме­ ром 75X50 мм.

Трехлетняя эксплуатация судна после ремонта показала удов­ летворительные результаты; дефектов в данном соединении обна­ ружено не было.

Глава XII. РЕМОНТ БОЛЬШИХ ПОВРЕЖДЕНИЙ ДНИЩА СУДОВ СЕКЦИОННО-БЛОЧНЫМ МЕТОДОМ

§ 37. ПОДГОТОВКА СУДНА К РЕМОНТУ

Постановка судна в док. При ремонте больших повреждений днища одной из серьезных проблем, с которой сталкиваются в первую очередь, является постановка аварийного судна в плаву­ чий док.

В практике встречаются случаи подъема в плавучий док за­ груженных судов, водоизмещение которых значительно превосхо­ дит проектный доковый вес. Для правильного решения всех воп­ росов, возникающих в подобных случаях, необходим специаль­ ный расчет прочности плавучего дока и судна.

Иногда, принимая во внимание опыт и практику, объем и ха­ рактер повреждений днища, ограничиваются приближенными расчетами либо вообще обходятся без расчетов.

Для особо сложных и необычных случаев аварийного ремонта необходимость расчетов очевидна. В нашей стране разработана программа выполнения расчетов реакций докового опорного устройства (кильблоков, клеток), а также элементов изгиба суд­ на и дока при подъеме аварийных судов с большим изменением жесткости. Такие расчеты могут быть выполнены на основе спо­ соба конечных элементов с применением ЭВМ (например, ЭВМ «Минск-32»), Указанный способ позволяет произвести расчет при постановке в док сильно поврежденного корпуса судна для лю­ бой конфигурации опорного устройства, при любой эпюре мо­ ментов инерции поперечногосечения судна и любых коэффици­ ентах жесткости упругого основания.

195

При отсутствии возможности применения ЭВМ расчет вы­ полняют приближенным способом на основании формул, графи­ ков и других вспомогательных материалов отраслевого стандарта ОН9-964-69.

Другой немаловажный вопрос — каким образом устанавливать аварийное судно для ремонта днища. Речь идет о том, какого знака напряжения должны быть в связях днища при замене по­ врежденных конструкций.

В настоящее время существует правило, согласно которому во время работ по замене участков днища судно следует устанавли­ вать в доке на ровный киль. Это нормативное требование хорошо согласуется с рекомендацией акад. Ю. А. Шиманского о сведе­ нии к нулю изгибающего момента в тех связях корпуса, которые ремонтируют путем замены отдельных участков.

Как показали недавние натурные испытания, проведенные на корпусе среднего рыболовного траулера [15], рекомендация Ю. А. Шиманского оказывается полезной в том случае, если кон­ струкция до ремонта была нагружена сжимающими усилиями. Если же конструкция растянута, то в процессе ремонта нет на­ добности сводить напряжения к нулю.

Не менее важен надежный контроль за деформацией аварий­ ного судна в доке во время ремонта. Перспективным для этой

на одном из кильблоков центральной килевой дорожки под но­ совой оконечностью судна на расстоянии 150—200 мм от гори­ зонтального киля (луч лазера проходил почти в диаметральной плоскости судна от носа до кормы). Это расстояние периодиче­ ски замерялось в различных точках по длине судна. Для замера достаточно простой линейки, так как луч лазера ярко-красного цвета и хорошо виден даже днем.

Перспективы ремонта днища крупными блоками. Распростра­

метод ремонта поврежденных участков днища крупными блоками на плаву. Разумеется, удаление поврежденных участков днища и подготовительные работы, связанные с правкой и подготовкой кромок под сварку в районе стыкования, должны выполняться в доке. Технические возможности применения такого метода в су­ доремонте имеются уже сегодня. Вероятно, проблемы аварийного ремонта подводной части корпуса, в основном связанные с необ­ ходимостью длительной стоянки судна в доке, будут решаться именно таким путем.

Подготовка судна к ремонту днища. Немало проблем возни­ кает во время подготовки к ремонту аварийных судов, особенно нефтеналивных. В первую очередь такие проблемы связаны с ре­ монтом поврежденного днища танкера. Не случайно в последние

196

годы многие склоняются к необходимости устройства двойного дна на крупнотоннажных и сверхкрупнотоннажных танкерах. Та­ кие танкеры, в том числе и супертанкеры, уже существуют. На­ пример, отечественный супертанкер «Крым» дедвейтом 150 000 т спроектирован с двойным дном.

Не говоря уже об опасности загрязнения моря нефтью .в слу­ чае даже небольшой пробоины современного танкера (исклю­ чая, конечно, танкеры с двойным дном), возникают серьезные трудности при ремонте аварийных судов, связанные с повышен­ ной взрыво- и пожароопасностью. Вот, например, какие проблемы пришлось разрешить во время подготовки к ремонту поврежден­

обнаружено столь интенсивное поступление забортной воды через трещины и разрывы в днищевой обшивке, что осушить грузовые танки не представилось возможным ни своими (судовыми), ни береговыми средствами.

Вторую попытку осушить танки сделали в Роттердаме, куда судно пришло своим ходом, однако и она закончилась неудачей. Тогда приняли решение поставить аварийный танкер в сухой док, откачать груз и выполнить ремонт. Для этой цели был признан подходящим сухой док № 4 Голландской судостроительной и су­ доремонтной верфи НДСМ, так как док имел возможность, на­ ряду с постановкой судна на кильблоки, принять на себя большое количество загрязненной нефтью воды из грузовых танков.

ласта. Последний был принят в неповрежденные танки правого борта для ликвидации опасного крена в 12°.

Чтобы предотвратить образование взрывоопасной концентра­ ции газа в поврежденных отсеках, их заполнили азотом еще во время стоянки танкера в порту Норвегии. Во время проведения основных работ (в сухом доке) в грузовые танки дополнительно выпустили большое количество азота.

Другим эффективным средством предотвращения пожара при подготовке к ремонту было покрытие поверхностного слоя нефти и загрязненной воды в танках толстым слоем пены. Этот же спо­ соб применили в дальнейшем при стоянке судна в доке, когда нефть и загрязненную воду спустили непосредственно в бассейн сухого дока.

Были приняты и другие меры безопасности: вся территория верфи вокруг дока огорожена, а работникам верфи, принимаю­ щим участие в аварийном ремонте танкера, выданы специальные пропуска.

Снабжение дока электричеством с берега было прекращено. Это, конечно, усложнило операции по подготовке судна к ремон­

1Э7

ту, так как нельзя было использовать доковые краны и освеще­ ние дока. Применяли только переносные взрывобезопасные фона­ ри и специальный инструмент, не дающий искрообразования (омедненный и бронзовый).

Для откачки загрязненной воды от сухого дока к расположен­ ной рядом зачистной станции проложили трубопровод диаметром 360 мм, а дополнительный отросток проложили от зачистных на­ сосов дока.

Танкер был заведен в сухой док и установлен на кильблоки необычным способом. Осушали док при помощи мощных судовых насосов. Как только корпус окончательно установили на киль­ блоки, судовые насосы остановили.

Испорченный груз нефти откачивали непосредственно в налив­ ные баржи, а загрязненную воду — на сепаратор зачистной стан­ ции. Когда уровень воды в сухом доке достиг кильблоков, не­ которое количество нефти вытекло в бассейн дока, откуда вместе с оставшейся водой было откачано зачиетными насосами на сепа­ ратор зачистной станции.

После завершения операции по выгрузке танкера и осушению дока потребовалась неделя для окончательного осушения и мойки дока с помощью химических моющих средств. Лишь тогда при­

тельные работы, например мойка и дегазация танка, устройство в нем рештований, во много раз превышают стоимость корпусных работ.

При необходимости проведения корпусных работ в поврежден­ ном танке танкер в обязательном порядке подлежит мойке и де­ газации. В случае очередного докования для очистки и окраски подводной части корпуса вместо мойки и дегазации танкеров гру­ зовые танки заполняют азотом (например, это сделали при по­ становке в сухой док в Белфасте супертанкера «Мангелия» ком­

Секционно-блочный способ ремонта днища. Общеизвестно, чго наиболее эффективным способом ремонта корпуса при наличии больших повреждений является секционно-блочный. Одним" из главных преимуществ этого способа является возможность пред­ варительного изготовления секций и блоков по так называемому нулевому циклу. Идеальным случаем такого нулевого цикла мо­ жет быть вариант изготовления секций-на заводе-строителе. Во всяком случае, даже при выполнении большого объема работ по восстановлению поврежденного корпуса на судоремонтном пред­ приятии одним из условий проведения секционно-блочного ремон­ та должно быть наличие рабочих чертежей секций и блоков, по­ лученных от завода-строителя.

198

Помимо сокращения срока ремонта, главным образом за счет уменьшения времени стоянки судна в доке, значительно повы­ шается его качество. Кроме того, монтажные (демонтажные) ра­ боты при таком ремонте значительно повышают уровень меха­ низации по сравнению с традиционным (подетальным) спо­ собом.

Если при ремонте аварийных повреждений бортовых перекры­ тий морских судов секционно-блочный метод еще не находит ши­ рокого применения, исключая случаи модернизации и удлинения судов, то при ремонте поврежденного днища без него не обойтись. Статистика аварий последних лет показывает, что наиболее тяже­ лые повреждения корпусов в районе днища связаны с посадками на мель (подводные камни и т. п.). Именно поэтому секционно­ блочный способ получил наиболее широкое распространение при ремонте поврежденной части днища.

Границы заменяемых секций при ремонте днища обычно опре­ деляют с учетом следующих факторов:

возможности транспортировки секции или блока и установки их в доке;

обеспечения достаточной прочности корпуса судна при удале­ нии части днища;

сохранения плавности существующих обводов, возможности сборки, стыкования и сварки.

Границу заменяемой днищевой секции следует выбирать в та­ ком месте, где имеется возможность без дополнительных работ устранить расхождение присоединительных кромок по стыкам. Такими местами являются в первую очередь участки наружной обшивки и крайнего междудонного листа, у вертикального киля или днищевых стрингеров, а также у продольных переборок на танкерах.

Поперечное сечение судна обычно выбирают примерно посере­ дине шпации (при поперечной системе набора днища).

Вновь изготовленные секции и блоки транспортируют при помощи доковых и плавучих кранов либо путем буксировки по воде с последующей установкой на заданное место в доке. '

Краткая последовательность работ по замене участков поврежденного дни­ ща танкера типа «Казбек» плоскостными секциями была следующей (при вы­ боре размеров секций лимитирующей оказалась грузоподъемность докового крана):

определение границ заменяемых секций (по результатам дефектации), раз­ работка принципиальной технологии ремонта, включающей в себя схему раз­ бивки ремонтируемых участков днища на секции с указанием очередности уста­ новки каждой секции;

разработка рабочих чертежей секций (при отсутствии чертежей от заводастроителя);

изготовление секций в цехе; подача изготовленных секций на стапель-палубу дока и раскладывание

точно в местах замены поврежденной обшивки согласно разработанной схеме;

199