Разработка технологии дефектации и ремонта деформированных конструкций корпуса судна

Часть 2. Виды местных остаточных деформаций конструкции  корпуса судна, их влияние на технико-эксплуатационные показатели работы судна.

2.1. Способы дефектации. Для определения степени износа корпуса и выявления различных повреждений производят дефектацию, на основании которой устанавливают необходимый объем работ при ремонте. Наиболее простым способом дефектации является визуальный, при котором обнаружение дефектов производится наружным осмотром конструкции и ее отдельных узлов. Этим способом могут быть выявлены пробоины и трещины, вмятины, гофрировка и бухтиноватость. При осмотре снимают необходимые замеры: длину и ширину пробоины, протяженность трещины, стрелку прогиба вмятины и т. п.

2.2. Износ корпусных конструкций. Износ корпусных конструкций по характеру распространения подразделяются на:

    а) общий износ - уменьшение толщин элементов судового корпуса по всей их поверхности, характерное для данной связи или однородных связей подгруппы;

       б) местный износ - локальное уменьшение толщин элементов судового корпуса, характерное для отдельных их участков или деталей.

2.3. Деформации корпуса судна можно подразделить на три основных вида: гофрировка, бухтиноватость и вмятины.

Остаточные  деформации в соответствии с подразделяются на:

   а)  бухтины - остаточные прогибы ограниченных участков листов в пределах одной шпации между балками набора без деформации последних;

   б) Гофрировкой называют остаточные прогибы листов обшивки и настилов корпуса между несколькими балками набора, без деформации последнего, придающие корпусу ребристый вид. Гофрировку характеризуют значением стрелки прогиба, длиной и районом распространения по длине или высоте судна.

   в) вмятины - остаточные прогибы обшивки  или настилов совместно с подкрепляющим  набором. 
 
 
 

 
 
 
 
 

Рисунок 2.1-гофрировка 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 2.2-бухтина 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 2.3-вмятина

2.4. Влияние остаточных деформаций на показатели работы судна.             При недостаточной толщине наружной обшивки корпуса гофрировка может образоваться в период эксплуатации в результате ударов волн. Вмятины являются следствием столкновения корпуса с подводными предметами, навалов при швартовках и шлюзовании, ударов грейферов о настил двойного дна и других причин, возникающих при эксплуатации судна. Они характерны для судов внутреннего плавания, корпуса которых представляют собой легкие конструкции с относительно малыми толщинами обшивки и жесткостью набора Особенно велики местные деформации у нефтеналивных судов, большие размерения и водоизмещение которых служат причиной того, что даже при малых скоростях движения кинетическая энергия удара судна о тот или иной предмет очень велика и вызывает значительные местные деформации обшивки и набора. Вмятины могут также быть следствием работы судов в ледовых условиях. Гофрировки, вмятины и бухтины уменьшают участие деформированных участков в обеспечении прочности корпуса. В корпусе судна происходит перераспределение напряжений, так как связи, находящиеся вблизи деформированных участков, оказываются перегруженными, что способствует концентрации напряжений, отрицательно влияющей на местную и общую прочность корпуса судна.

Основное влияние  на общую прочность оказывают  деформированные участки, расположенные  на обшивке днища и настиле  палубы, т. е. в крайних связях эквивалентного бруса. Вмятины, гофрировки и бухтины в подводной части корпуса существенно влияют на ходовые качества судна, так как увеличивают сопротивления воды его движению, а в надводной части корпуса и на надстройках ухудшают внешний вид судна. Местные деформации в зависимости от стрелки прогиба и размеров вмятин в одном сечении корпуса вызывают снижение оценки технического состояния судна. 

 

Часть 3. Требования технического надзора и нормирование местных остаточных деформаций.

3.1. Результаты дефектации должны быть оформлены в соответствии с требованиями Регистра с приведением необходимых численных характерных дефектов, а также с указанием возможных условий и причин их появления.

3.2. Пригодность судна к дальнейшей эксплуатации определяется на основании сопоставления численных характеристик дефектов с их допустимыми значениями. Если численные характеристики дефектов меньше или равны допускаемым, корпус судна может эксплуатироваться до следующего очередного освидетельствования без ремонта. При этом имеется в виду, что  нормативы позволяют оставлять без замены или подкрепления связи.

3.3. Разрешается по согласованию с Регистром прочные размеры вновь устанавливаемых ( заменяемых) при ремонте связей принимать с размерами, допускаемыми Регистром, исходя из предполагаемых условий эксплуатации. 

3.4. Замена марки стали или сварочных материалов допускается по согласованию с Регистром при условии обеспечения их эксплуатационной совместимости в рассматриваемой конструкции. Категории стали должна быть не ниже требуемой Правилами Регистра для данной конструкции корпуса. 

3.5. Необходимо при использовании нормативов учитывать: если численные характеристики общего износа отдельного листа или его части превышают допускаемые, то необходимо заменить или подкрепить этот лист. 

3.6. Если до конца срока службы судна остается менее 4 лет, допускается по согласованию с Регистром оставлять без замены единичные листы, средняя остаточная толщина которых не менее величины s¢¢₁       определяемой по формуле 
 

s” ₁ = s ₁   -  ( 4- t ₁ ) V _i , (мм)

где t ₁        - предполагаемое время эксплуатации, но не более 4 лет;

         V _i           -  скорость коррозии в рассматриваемом месте на данном судне;

 

3.7. Разрешается по согласованию с Регистром производить ремонт участков листа путем наплавки отдельных язвин, остаточная толщина в которых менее допускаемой по правилам Регистра.

      При  этом площадь наплавок  не должна превышать 5% площади  поверхности участка листа, а  применяемые электроды должны  соответствовать данной марке  стали.

3.8. Если до конца срока службы остается менее 4 лет, допускается по согласованию с Регистром оставлять без замены участки местного износа, остаточная толщина которых не менее величины, определяемой с использованием формулы 

  s “ ₃  =   s ₃ - ( 4 - t₁ ) V _я ,    (мм)   

где s ₃          -  остаточная толщина местного износа;

        t₁         -  предполагаемое время эксплуатации, но не более 4 лет;

         V _я           -  скорость язвенной коррозии в рассматриваемом месте на данном судне;

3.9. Сварные швы, имеющие трещины или не удовлетворяющие нормативам, должны вырубаться до неповрежденного металла и восстанавливаться вновь до размеров, требуемых соответствующими разделами Правил Регистра. 

3.10. Заклепочные соединения, не удовлетворяющие требованиям Регистра должны переклепываться.

         В отдельных случаях по согласованию  с Регистром допускается обварка неослабленных и неводотечных корродированных заклепок, а также единичных водотечных  заклепок. Обварка заклепок барьерных и стыковочных швов не допускается.

3.11. Участки настила расчетной палубы, ширстрека и днищевой обшивки со скулой в средней части длины судна, имеющие бухтины, гофры и вмятины, численные характеристики которых превышают допускаемые, должны быть заменены, выправлены или подкреплены.

    Допускается по согласованию с Регистром оставлять  отдельные бухтины, гофры и вмятины до очередного освидетельствования или ремонта. В процессе ремонта допускается заменять не весь лист, а только поврежденный  участок листа. Правка остаточных деформаций на месте должна выполнятся с соблюдением требований технологии.

 

3.12. Повреждения днищевых конструкций от слеминга в районе                     ( 0,10 - 0,30 ) L от носового перпендикуляра могут проявляться в виде остаточных деформаций обшивки, отдельных связей продольного и поперечного набора, а также перекрытия в целом. При их дефектации  необходимо учитывать следующее:

    а)  если имеет место остаточная  деформация днищевой обшивки, а флоры  и продольные балки не имеют повреждений, допускается оценивать техническое  состояние  конструкций;

    б)  если наблюдаются плавные вмятины  ограниченных размеров          (наибольший размер в плане не превышает трех шпаций ), то допускается оставлять единичные вмятины, у которых отношение максимальной стрелки прогиба к наименьшему размеру не превышает 1 / 20;

    в)  при наличии остаточных деформаций продольного и поперечного набора, а также обшивки на значительных участках перекрытия или по всему  перекрытию поврежденный участок подлежит замене или подкреплению в соответствии с требованиями Правил Регистра.

    Проект  замены и подкрепления конструкций  днищевых перекрытий серийных судов  должен быть  согласован с Главным  управлением Регистра.

3.13. Судам длиной 80м и более в случаях, если их момент сопротивления поперечного сечения корпуса менее допускаемого, может быть установлено ограничение по району плавания на основе соответствующих требований Правил Регистра.

    По  желанию судовладельца, эти ограничения  могут быть сняты при установке  необходимых подкреплений корпуса.

3.14. Ремонт повреждений путем дублирования листов наружной обшивки и настила палуб как правило, не допускается .

    По  согласованию с Регистром может  быть допущено дублирование отдельных  листов наружной обшивки и настила  палубы, если предполагаемый срок  эксплуатации судна до очередного освидетельствования  или ремонта не превышает 2 лет. Должно быть обеспечено тщательное выполнение работ по очистке и подгонке соприкасающихся  поверхностей листов. 
 

    

    

3.15. Разрешается по согласованию с Регистром при значительных повреждениях судовых конструкций устанавливать  до ближайшего очередного ремонта временные подкрепления, восстанавливающие прочность корпуса до требований, предусмотренных Правилам Регистра, что должно быть обосновано соответствующими расчетами. 

3.16. По согласованию с Регистром допускается  эксплуатировать судно при наличии повреждений форштевня и ахтерштевня  при условии, что отсутствует водотечность корпуса, а имеющиеся повреждения не препятствуют нормальной работе движителей и рулей. 

    Это положение не распространяется на суда, работающие в ледовых условиях. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Часть 4. Разработка технологий правки конструкций корпуса судна с общими деформациями (устранение общего изгиба секций и общего изгиба сварных балок).

4.1. Правильные работы (правка)- Операции, связанные с устранением или уменьшением местных и общих деформаций листового и профильного металла, деталей, узлов, секций, блоков и корпусов судов. Различают правильные работы холодным, тепловым и комбинированным методами. Правка холодным методом основана на механическом воздействии, вызывающем пластические деформации металла. Правка тепловым методом заключается в укорочении растянутых волокон металла путем местного нагрева деформированных участков. Для нагрева используют электрическую дугу, плазменную струю, ацетилено-кислородное пламя и пламя газов - заменителей ацетилена, а также установки ТВЧ.

  

Схема установки  индукционного нагрева: 1 — источник питания; 2 — блок реактивной ёмкостной  мощности (конденсатор); 3 — индуктор; 4 — футерованное технологическое  пространство (тигель); 5 — нагреваемый  объект.

Принцип работы ТВЧ-установки:

Индукционный  нагрев с применением установок  ТВЧ реализуется за счёт энергии  переменного магнитного поля. Обрабатываемая деталь вносится внутрь петли индуктора  требуемой величины. Высокочастотный  переменный ток (ТВЧ), проходящий по этой петле, индуцирует на поверхности детали вихревые токи, величина которых контролируется установкой. Использование установки  ТВЧ характеризуется высокой  эффективностью переноса энергии и  малыми тепловыми потерями. Глубина  проникновения индуцируемых токов  напрямую зависит от рабочей частоты  ТВЧ установки индукционного  нагрева. Чем выше частота, тем значительнее относительная плотность тока на поверхности обрабатываемой детали. Понижая рабочую частоту на установке  ТВЧ, можно увеличивать глубину  проникновения токов.