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

Судно имеет следующие основные характеристики:

Рис. 22. Схема конструктивной (та­ ранной) защиты от столкновений корпуса атомного контейнерного суд­ на в районе реакторного отсека:

Следует отметить, что в отечественном судостроении накоплен значительный опыт конструктивного обеспечения живучести атом­ ных (ледокол «Ленин») и специальных судов.

§ 14. ПОВРЕЖДЕНИЯ КОРПУСА В НОСОВОЙ ОКОНЕЧНОСТИ

Хотя аварийная статистика показывает относительно благо­ приятные (с точки зрения частоты повреждаемости) данные для носовой оконечности корпуса, этот район продолжает оставаться опасным при аварии, особенно в случае столкновения судов. Не зря носовая водонепроницаемая переборка носит название таран­ ной, а Международная конвенция об охране человеческой жизни на море I960 г. и Правила Регистра СССР регламентируют точ­ ное положение этой переборки по длине судна. В частности, та­ ранная переборка должна быть расположена на расстоянии, рав­ ном 3,05 м-\-0,05L (где L — длина судна).

Множество аварий судов при столкновении, особенно в послед­ ние годы, свидетельствуют о том, что в подавляющем большин­ стве случаев таранная переборка оправдывает свое назначение. Глубина пробоины в носовой части корпуса таранящего судна обычно меньше, чем расстояние таранной переборки от носового перпендикуляра.

На рис. 23 и 24 показаны характерные виды повреждений но­ совой оконечности при столкновении. Разрушения корпуса на-

7!

а — вид с правого борта; б — вид с левого борта

столько велики, что при восстановлении неизбежно (и наиболее ■распространено) применение секционно-блочного метода ремонта. При'относительно небольших повреждениях носовой оконечности

обшивке корпуса характерны не только при столкновениях судов, но и при посадках на мель. Например, на рис. 26 показаны по-

вреждения и ремонт носовой оконечности корпуса рудовоза «Созан Мару» валовой вместимостью 33 815 рег. т. При проходе чеоез Панамский канал судно село на подводные камни. В резуль­ тате — повреждения днищевой и бортовой обшивки по правому и левому бортам почти на одной четверти длины судна.

73

Во время аварийного докового ремонта были заменены 52 ли­ ста обшивки, внутренний набор корпуса также был частично за­ менен. Для ремонта, который выполнила судоремонтная верфь компании «Бетлэхем» (Балтимора, США), потребовалось 32 дня Одним из наиболее приемлемых вариантов, с точки зрения ре­ монта аварийных повреждений корпуса, можно считать ремонт

судна на верфи завода-строителя.

Рис. 27. Схема аварийной посадки катера после затопления двух смежных отсекав:

1—аварийная ватерлиния; 2—пробоина в днище

Большие повреждения корпуса в подводной части обычно ха­ рактерны при аварийных посадках судна на мель или при каса­ нии о подводные предметы. Но и небольшие по объему поврежде­

типа «Жемчужина» при касании о подводные камни. Повреждение днищевой обшивки привело к затоплению двух смежных отсеков.

Г л а в а V. ХРУПКОЕ РАЗРУШЕНИЕ КОРПУСОВ СУДОВ

§ 15. СВАРКА ВМЕСТО КЛЕПКИ. ТРЕБОВАНИЯ К СТАЛИ

По словам Е. Абрахамсѳна [34], в течение сотен лет опыт был ведущим фактором в проектировании конструкций корпусов мор­ ских судов. Но были такие периоды, когда опыт не мог дать от­ вета на поставленные жизнью вопросы. До второй мировой войны относительно невелики были знания судостроителей о нагрузках, которые действуют на судно, плавающее на волнении, о степени восприятия корпусом этих нагрузок. И в то же время безопас-

74

ность судов была достаточно велика при значительных запасах

ходятся) под техническим наблюдением классификационных об­

ходили многочисленные аварии зплоть до переломов на две части вследствие появления хрупких

трещин. Во время войны было построено около 2700 судов этого типа. Тяжелые штормовые условия плавания при отрицательных температурах воздуха приводили к авариям вследствие хрупкого разрушения корпусов, включая переломы, и гибель 12 судов- в первые годы эксплуатации.

Основной причиной аварийных повреждений корпусов было не­ удовлетворительное качество стали (кипящая сталь) наряду с серьезными конструктивными дефектами и нарушениями техноло­ гии сварки. Например, характерным разрушением ширстречного пояса на судах было возникновение трещин (рис. 28) от угла вы­ реза для забортного трапа в верхней кромке ширстрека. Отсут­ ствие барьерного заклепочного шва (стрингерного угольника) давало возможность хрупкой трещине с высокой скоростью пере­ ходить на палубный стрингер (и наоборот, трещины, возникавшие з палубе, распространялись на ширстречный пояс).

Нужно сказать, что после образования барьерного шва (в средней части был установлен на клепке стрингерный угольник) усиления ширстречного пояса накладными клепаными листами и подкрепления палубы карлингсами катастроф с судами этого типа почти не наблюдалось.

75

Вместе с тем многие суда типа «Либерти», «Викторы» и дру­ гих серий постройки военных лет, находясь в эксплуатации у ча­ стных судовладельческих компаний, в особенности плававшие под так называемыми «дешевыми» 1 флагами, многие годы не под­ вергались необходимому ремонту, пребывали в запущенном со­ стоянии. Именно этими причинами можно объяснить многочислен­

судам постройки военных лет. Например, по данным аварийной статистики Регистра судоходства Ллойда, только за шесть лет (1961—1966 гг.) 102 судна данного типа потерпели аварию [36]. Несмотря на такие мрачные данные, в те годы известной была шутка о том, что «Либерти» не хотят умирать. Та же статистика

(основываясь на опыте эксплуатации судов типа «Либерти»), что отрицательные свойства этой стали проявляют себя исключитель­ но в условиях низких температур. Сейчас отношение к кипящей стали со стороны классификационных обществ несколько иное, чем в послевоенные годы. Во всяком случае для корпусных кон­ струкций из листов толщиной до 12 мм применение кипящей ста­ ли допускается [32].

Другой вопрос, для какого района плавания можно допустить применение кипящей стали в качестве обшивки корпуса. Ответ может быть один — только для южных районов при исключении плавания в ледовых условиях.

Существует мнение, что под низкой температурой следует по­ нимать —40°С. В какой-то степени этому можно найти подтверж­ дение в нормативных документах. Вместе с тем с точки зрения хрупкого разрушения корпуса низкая температура может быть, и практически бывает, значительно выше.

Зимой 1960 г. во время погрузки апатита у причала Мурманского порта

странилась на два пояса, расположенных ниже обшивки. В процессе погрузки судно получило изгибающий момент перегиба, так что можно предположить появление растягивающих усилий в этом поясе обшивки. Больших напряжений нельзя ожидать в данном районе: даже в палубе сухогрузного судна с машин­

лась типичным примером хрупкого разрушения. Температура наружного возду­

1 Сейчас чаще применяют термин «удобные» флаги.

76

Результаты испытаний оказались убедительными: два образца из четырех разрушились при нагрузке, составляющей только 33% предела текучести стали; два других образца — при нагрузке, со­ ставляющей 60% предела текучести.

С точки зрения хрупкого разрушения оказалось необычайно

■щарная нагрузка в совокупности привели к аварии узла, обычно испытывающе­ го лишь статическую нагрузку (от веса противовеса).

Для судовых конструкций такой ударной нагрузкой может быть слемминг, удар корпуса о льдину или причал при низкой температуре (например, повреждения шпангоутов теплохода «Белорецк»).

Проведенные исследования дали возможность сделать вывод об опасности усталостных трещин в конструкциях корпуса, в том числе конструкциях, расположенных на значительном расстоянии от носовой оконечности днища, где действуют усилия от слеммннга. Исследования подтвердили значительную вероятность хруп­ кого разрушения корпуса судна (или отдельных конструкций) в местах е усталостными трещинами при плавании в условиях воз­ действия слемминговых ударов и низкой температуры окружаю­ щей среды. Во многих случаях такой температурой является диа­ пазон от 0 до 10°С.

Следует отметить также опасность хрупкого разрушения в зо­

нием приводит к резкому снижению пластических деформаций и зачастую служит началом развития усталостной, а затем и хруп­ кой трещины. В описанном выше случае хрупкого разрушения бортовой обшивки судна типа «Либерти» не последнюю роль сыг­

78

Приведем в качестве примера результаты испытаний сухогруз­ ного парохода типа «Виктори» во время рейсов через Северную Атлантику весной 1952 г. [35].

гружено, со средней осадкой 6,1 м; напряжения на тихой воде при положении

На рис. 31 показана кривая зависимости напряжений от тем­ пературы хрупкого разрушения [35]), полученная при испытании

условиях штормового моря и низких температур не исключалась опасность хрупкого разрушения корпуса. В дальнейшем, при ана­ лизе повреждений днищевой обшивки танкера «Апшерон» во вре­ мя его рейса в Антарктику зимой 1970 г., приведенный выше при­ мер поможет понять причину возникновения хрупкой трещины в левом бортовом танке № 6.

79