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

§ 17. ВОЗНИКНОВЕНИЕ ТРЕЩИН БОЛЬШ ОЙ ПРОТЯЖЕННОСТИ

Когда усталостные трещины в наружной обшивке обнаружи­ вают лишь во время осмотра подводной части корпуса в доке, такие случаи можно считать вполне благоприятными. Это случай повреждений, доставляющих неудобство в том смысле, что, не угрожая безопасности судна в целом, они требуют дополнитель­ ных затрат на ремонт. В отдельных случаях такие дефекты (уста­ лостные трещины) могут привести к более тяжелым последст­ виям, например к порче груза, необходимости внепланового докования и т. п.

Как было показано выше, при стечении неблагоприятных усло­ вий погоды (например, штормового волнения и низких темпера­ тур) опасность усталостных трещин сильно возрастает.

Встречаются в практике эксплуатации и такие случаи, когда возникновение трещин большой протяженности требует немедлен­ ного ремонта. Скорее такие случаи можно отнести к понятию «раз­ рушение».

Вот несколько примеров.

является трещина длиной 4,3 м в бортовой обшивке. Возможно, что возник­ новение трещины столь большой протяженности связано с хрупким разрушени­ ем вследствие напряжений от общего изгиба.

Известно, что современные рудовозы (как и танкеры) при состоянии в пол­ ном грузу на тихой воде находятся в условиях прогиба [35]. Появление трещины в подводной'части корпуса, вероятнее всего, на скуловом и прилегающих к нему поясьях бортовой обшивки (т. е. районе растянутых связей от действия изгибаю­ щего момента) в средней части судна, можно объяснить приведенной выше при­ чиной.

Случаи появления больших трещин в бортовой обшивке супертанкеров также имели место.

Например, весной 1971 г. на танкере «Эссо Юроупорт» дедвейтом 256 000 т во время балластного перехода вокруг Африки была обнаружена большая тре­ щина в листе наружной обшивки ниже ватерлинии. К сожалению, отсутствие подробных данных не дает возможности оценить причину возникновения тре­ щины.

Супертанкер в балласте представлял, повышенную взрыво- и пожароопас­ ность, поэтому ему не был разрешен заход в порт Дурбан для ремонта. Судно встало на якорь, и все ремонтные работы (в течение трех суток) производились на рейде, куда при помощи вертолета были доставлены рабочие верфи, необ­ ходимые материалы и оборудование.

Чтобы поврежденная часть обшивки была доступна для ремонта, судно приняло балласт для создания необходимого крена. Дефектный участок листа весом около 2 г был вырезан, новый лист доставлен на судно и вертолетом установлен обычным способом. Основная сварка была выполнена изнутри корпуса; удаление корня и подварка сварных швов заменяемого листа выпол­ нены с наружной стороны.

После контроля качества сварки и испытаний на непроницаемость танкер продолжил свой рейс.

80

Ранее было отмечено, что современные морские суда в целом, имеют достаточно высокий уровень стандарта общей продоль­ ной прочности. Именно поэтому случаи возникновения больших

архитектурного типа не вызывает сомнения достаточность их про­ дольной прочности, то вопросы обеспечения общей прочности больших танкеров и судов для навалочных грузов и в наши дни остро стоят на повестке дня. Подтверждением этому могут слу­ жить катастрофические переломы корпусов судов, в частности танкеров и рудовозов, имевшие место в последние годы. Вот не­ сколько примеров [39].

Вапреле 1968 г. греческий дизельный танкер «Андрон» дед­ вейтом 16 220 т затонул в 80 милях от юго-восточного побережья Африки вследствие аварийного разрушения корпуса.

Виюне 1968 г. полностью загруженный сырой нефтью либе­

рийский турбинный танкер «Уорлд Глори» дедвейтом 46 434 т при плавании в тяжелых штормовых условиях вследствие разру­

лантике.

Вянваре 1969 г. японский рудовоз «Боливар Мару» дедвей­ том 54 343 г переломился на две части и затонул в Тихом океане недалеко от восточного побережья Японии.

Вноябре 1969 г. либерийский турбинный танкер «Пакоушн»

дедвейтом 30 000 т переломился на две части и затонул в 100 ми­ лях от острова Тайвань. В том же месяце другой либерийский танкер «КЕО» разрушился и затонул в 120 милях юго-западнее Нантакета.

Вфеврале 1970 г. вследствие разрушения корпуса при плава­ нии в тяжелых штормовых условиях затонул в Тихом океане (в том же районе, где и «Боливар Мару») японский рудовоз «Кали­ форния Мару» дедвейтом 54 474 т.

Вапреле 1970 г. либерийский дизельный танкер «Сильвер Оушн» дедвейтом 18 300 г вследствие аварийного разрушения, корпуса затонул в 20 милях от порта Дурбан.

Известны случаи появления трещин большой протяженности на сверхкрупнотоннажных судах. Например, японский танкер

дах) не было случаев аварийного повреждения корпуса вследст­ вие недостаточной прочности (с точки зрения общего изгиба), приведших к таким тяжелым авариям, какие описаны выше. От­ мечались лишь отдельные случаи возникновения хрупких трещин, на некоторых судах.

81

С точки зрения появления трещин район днища на танкерах (вообще на судах с расположенным в корме машинным отделе­ нием) представляет наибольшую опасность. На тихой воде при состоянии танкера в полном грузу корпус получает изгибающий момент, всегда являющийся моментом прогиба, т. е. наибольшие растягивающие напряжения возникают в днищевой обшивке.

Определенный интерес представляют повреждения днищевой

в днищевой обшивке неоднократно возникали трещины, главным образом в районе миделя.

В декабре 1968 г. во время докования были обнаружены з листе второго, считая от киля, пояса днищевой обшивки две тре­ щины длиной 300 мм в районе центрального танка № 5 между 94 и 98 шпангоутами по левому борту. Толщина листов об­ шивки в данном районе составляла 17 мм, наблюдались следы коррозионного разрушения в виде оспин глубиной до 7 мм.

Примерно в то же время в бортовом танке № 5 правого бор­ та была обнаружена трещина длиной 2800 мм в листах 3-го и 4-го поясьев днищевой обшивки, идущая поперек судна между 100 и 101 шпангоутами. В районе трещины обшивка днища имела коррозионный износ около 18% построечной толщины.

Зимой 1970 г. во время рейса в Антарктику при переходе в полном грузу танкер испытывал сильную бортовую и килевую качку, а также удары волн о корпус и надстройки. По данным судовых журналов, волнение моря достигало 8—9 баллов, сила ветра 9—10 баллов.

После выгрузки топлива на китобойную базу при мойке танка До 6 левого борта была обнаружена большая трещина, располо­ женная перпендикулярно диаметральной плоскости судна. Н а­ чавшись в скуловом поясе, трещина прошла поперек судна, за­ хватила три прилегающих пояса днищевой обшивки и останови­

в средней части 2 мм, смещение кромок до 3—4 мм. Характерно, что трещина возникла опять в районе миделя, между 83 и 84 шпангоутами.

Можно предположить, что возникновение трещины в днищевой обшивке связано с напряжениями от общего изгиба при плавании на сильном волнении в сочетании с низкой температурой, харак­ терной для данного района.

С другой стороны, можно считать причиной появления трещи­ ны, наряду с напряжениями от общего изгиба, применение для корпуса стали, близкой по своему химическому составу к кипя­ щей или полуспокойной.

Вот данные химического анализа листа обшивки днища в рай­ оне трещины (в %)'• С — 0,2; Мп — 0,5; Si — 0,08; S — 0,032; Р — 0,03; Сг — 0,05; Ni — 0,1.

82

Малое содержание кремния (в кипящей стали содержание кремния не превышает 0,07%) позволяет считать главным винов­ ником разрушения именно материал листов обшивки днища.

Еще одно существенное обстоятельство: перед выгрузкой топ­ лива и во время выгрузки в танке № 6 производился подогрев груза. Температура забортной воды составляла —2°С. Таким об­ разом, перепад температур на внутренней и наружной сторонах обшивки мог явиться тем дополнительным фактором, который наряду с изложенными выше послужил причиной хрупкого раз­ рушения днища в районе танка.

При возвращении танкера из Антарктики в Черное море груз в левый бортовой танк № 6 не был взят, за трещиной велось по­

обработке листов и конструкций, методам испытаний конструкций на непроницаемость и герметичность, правильной технической

возможность хрупкого разрушения, наиболее опасного и неожи­ данного, зачастую приводящего к тяжелым катастрофическим последствиям.

В последние годы внимание специалистов разных областей техники вновь было обращено на необходимость надежной за­ щиты от хрупких разрушений конструкций еще на стадии инже­ нерного проектирования. Об этом напомнили недавние аварии, (например, разрушение в Северном море плавучей буровой вышки «СИ ГЕМ», королевского моста в Мельбурне и другие).

83

Г л а в а VI. РЕМОНТ ПОВРЕЖДЕННЫХ КОРПУСОВ СУДОВ

§ 18. ТЕХНИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ НА ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ РЕМОНТ

Одним из основных факторов успешного проведения такого сложного и крупного ремонта судна, как восстановительный ре­ монт корпуса после аварии, является разработка полной и ка­ чественной конструкторской и технологической документации.

Всоответствии с требованиями Регистра СССР, при восста­ новительном ремонте корпусных конструкций должны разраба­ тываться и представляться на одобрение Регистра проектные ма­ териалы, содержащие, кроме чертежей общего расположения, конструктивных чертежей корпуса и устройств, подлежащих вос­ становлению, также и сведения о материалах, подлежащих свар­ ке, о способах сварки и клепки, о методах испытаний и контроля качества сварных соединений.

Вчастности, по корпусу судна должны быть представлены: схема разбивки восстанавливаемого участка корпуса на сек­

ции с краткой технологией сборки и сварки; рабочие чертежи секций;

таблица сварки корпуса. В том случае, когда способы сварки и виды сварных швов показаны на рабочих чертежах, такую таб­ лицу можно не представлять;

схема контроля сварных швов корпуса, где должно быть по­ казано количество участков, подлежащих контролю одним из одобренных неразрушающих способов (ультразвук, гаммаграфирование, рентген и т. п.).

При остальных видах ремонта необходимость представления документации и ее объем устанавливаются по согласованию с инспектором Регистра. Чаще всего по различным видам ремонта корпуса заводские технологические службы разрабатывают типо­ вой технологический процесс или указания на ремонт, при нали­ чии которого объем технологической документации значительно сокращается и упрощается.

В технологическом процессе на ремонт поврежденной части корпуса, выпускаемом совместно с чертежом или эскизом, долж­ ны быть следующие данные:

описание повреждений конструкции либо краткое изложение причин изготовления новой конструкции (заменяемой) ремонти­ руемого судна;

указания по проведению подготовительных работ (установка лесов и рештований; мойка и зачистка отсеков; получение раз­ решения органов пожарной охраны на проведение газорезатель­ ных и электросварочных работ; демонтаж трубопроводов, меха­ низмов и других устройств и оборудования в районе ремонта; съемка рыбинсов в трюмах; разборка изоляции; зашивка и от­ делка кают, деревянного настила; удаление цементных ящиков и т. и.);

84

удалению заклепок, а также других необходимых демонтажных работ по корпусу;

указания по технологическим операциям с отдельными деталя­ ми корпусной конструкции или конструкции в целом; указания о ,величине припусков на обработку и подгонку отдельных деталей и конструкций,;

указания по изготовлению необходимых шаблонов и проведе­ нию разметки и маркировки деталей и конструкций. Допуски на величину отклонений размеров деталей и конструкций от за­ данных;

порядок и последовательность сборки и сварки листов обшив­ ки. палубного настила и набора корпуса;

способы крепления деталей, указания по сборочной оснастке, приспособлениям и инструменту;

указания о выполнении разделки кромок; о допусках на вели­ чину смещения стыкуемых кромок относительно друг друга, о ме­ сте и размерах зачистки под сварку;

схемы либо указания об установке электроприхваток или гре­ бенок, их размеры;

способ сварки; метод выполнения сварных швов (в зависимости от вида свар­

ка, флюсы, защитный газ); марки основных материалов; указания об определении химического состава и механических свойств ма­ териала корпуса при отсутствии точных данных;

способы и объем контроля сборки и сварки; способы подъема, транспортировки и установки секций либо

блоков (при секционно-блочном методе ремонта); указания об удалении транспортировочных обухов и креплений;

метод испытания корпуса или конструкции на водонепроницае­ мость (нефте- и газонепроницаемость в зависимости от объекта); указания о грунтовке и окраске конструкции, установке про­

Номенклатура работ и объем технического надзора со стороны Регистра СССР устанавливаются при одобрении технологическо­ го процесса, в зависимости от вида, характера и объема ремонта.

Применительно к ремонту корпуса судна существуют следую­ щие виды обобщенных корпусных работ: замена поврежденных

85

выемки гребного вала, отдельных механизмов и т. п. Такая техно­ логическая операция определяется выражением «снять для досту­ па» (remove for access) и имеет свой условный графический знак в виде прямоугольника, перечеркнутого одной наклонной линией (рис. 34).

Наплавка разрушенных коррозией сварных швов. При ремонте корпусов судов, особенно нефтеналивных, часто возникает необ-

Рис. 35. Условное обозначение на растяжке наружной обшивки разрушенных коррозией сварных швов

ходимость наплавки разрушенных коррозией сварных швов на­ ружной обшивки и глубоких коррозионных язвин. Причем, на тан­ керах наплавка осуществляется как с наружной стороны корпуса, так и со стороны грузовых танков (с внутренней стороны днище­ вой обшивки).

В отечественной практике судоремонта обычно в отчетной ре­ монтной документации указывается лишь общая протяженность наплавленных сварных швов. Вместе с тем, учитывая актуаль­ ность проблемы борьбы с коррозией сварных швов и околошов­ ной зоны, в особенности в грузовых танках крупнотоннажных танкеров, целесообразно фиксировать на чертеже растяжки на­ ружной обшивки участка наплавленных сварных швов и корро­ зионных язвин условными обозначениями.

89