1    — настил расчетной палубы

2    — палубный стрингер

3    — ширстрек

4    — обшивка наружного борта

5    — обшивка скулы

6    — обшивка днища

7    — горизонтальный киль

8    — продольные балки расчетной палубы

9    — карлингсы расчетной палубы

10    — продольные балки ширстрека

11    — верхний пояс продольной переборки

12    — продольные балки днища

13    — продольный рамный набор днища

14    — продольные балки скулы

15    — нижний пояс продольной переборки

16    — продольные балки наружного борта

17    — обшивка продольной переборки

18    — продольные балки продольной переборки

19    — настил второго дна

20    — продольные балки второго дна

21    — рамные бимсы центрального танка

22    — рамные бимсы бортового танка

23    — рамные шпангоуты

24    — рамные стойки продольной переборки

25    — флор в бортовом танке

26    — распорка

27    — пояски в вырезах рамной балки

28    — флор

29    — продольный комингс

Рис. 2.1-7 Районы концентрации напряжений в элементах корпуса нефтеналивного судна: А — места окончания книц и аналогичных им конструкций;

В — конструкции, работающие на срез;

С — концентраторы между продольными ребрами жесткости и рамными шпангоутами

2.2 ПРИЧИНЫ ОБРАЗОВАНИЯ ДЕФЕКТОВ, ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ДЕФЕКТОВ

2.2.1    Местные деформации.

2.2.1.1    Причины образования деформаций:

.1 воздействие волн (днищевой и бортовой слеминг, сплошная волна, заливающая палубу судна (green seas) и др.);

.2 неравномерная загрузка судна;

.3 посадка судна на мель, грунт, скалу;

.4 навалы и столкновения судов;

.5 недостатки проектирования конструкций (недостаточные толщины, неправильно оформленные конструктивные узлы);

.6 распрессовка отсеков при их заполнении жидкостью для испытаний или др. целей;

.7 воздействие груза изнутри корпуса (или палубного груза);

.8 перегрев¹/пережог² металла после пожара или правки с нагревом;

.9 сварка судовых корпусных конструкций.

2.2.1.2    Измерение параметров деформаций.

От характера и величины деформации зависит метод ее устранения, поэтому замеры стрелки прогиба следует выполнять внимательно, согласно приведенной ниже схеме (см. рис. 2.2-1).

Вид деформации элемента корпуса устанавливается визуально при освидетельствовании судна, исходя из опыта технического наблюдения. В от-

Неправильно

г

дельных случаях для установления вида деформации могут потребоваться дополнительные замеры остаточных стрелок прогиба подкрепляющих балок набора.

Измерение параметров деформаций производится по отношению к первоначальной недефор-мированной поверхности стандартным измерительным инструментом: линейкой, рулеткой, штангенциркулем с глубиномером, индикатором часового типа и т.п.

Точность измерения размеров деформированных участков в плане должна быть не ниже +100 мм, максимальных стрелок прогиба не ниже +1 мм, стрелок прогиба на базе 300 мм не ниже +0,1 мм.

2.2.2 Трещины.

2.2.2.1 Причины образования трещин:

.1 вибрация корпуса судна от воздействия волн и/ или судовых механизмов (гребного винта и др.);

.2 конструктивные недостатки («жесткие точки», резкое изменение характеристик поперечного сечения конструкции, и др.);

.3 усталость металла;

.4 хрупкость металла;

.5 концентраторы напряжений, вызванные технологическими дефектами: надрезами, неровными поверхностями, плохим качеством сварных швов, низким качеством основного металла, подрезами сварных швов, смещением элементов набора;

.6 перегрев или пережог металла при правке конструкций или пожаре на судне.

Правильно

Рис. 2.2-1 Схема замеров стрелки прогиба а — на плоской поверхности; б — на вогнутой цилиндрической поверхности; в — на выпуклой цилиндрической поверхности;

1 — первоначальное положение участка конструкции до его деформации;

2 — деформированный участок; 3 — прямая рейка, бухтиномер, нитка или струна; 4 — линейка измерительная; 5 — гибкая рейка или линейка.

2.2.2.2    Основными причинами образования усталостных трещин являются:

концентрация напряжений, особенно растягивающих (первопричиной которой являются недостаточно качественно спроектированные узлы, имеющие резкие изменения сечений — жесткие точки);

недостаточная пластичность и вязкость, а также дефекты материала;

остаточные сварочные напряжения, дефекты сварных швов и другие технологические дефекты.

Вид трещины и разрыва устанавливается визуально при освидетельствовании корпуса на основании опыта технического наблюдения.

Трещины и разрывы в элементах корпуса могут быть обнаружены путем проведения осмотра, испытаний, а также с помощью следующих методов: радиографического;

УЗК;

МПД;

цветной дефектоскопии;

водоэмульсионных жидкостей, керосина с мелом и др.

2.2.2.3    Измерение параметров трещины. Измерение параметров трещин (разрывов)

проводится на поверхности поврежденного элемента корпуса с помощью штангенциркуля, линейки или другого измерительного инструмента, обеспечивающего точность измерений не ниже + 5 мм.

Длина трещины в элементе корпуса измеряется по кратчайшему расстоянию между ее началом и концом с условным добавлением 10 мм. Конец трещины определяется визуально.

Раскрытие трещины измеряется по максимальному расстоянию между ее кромками. Направление трещины в элементе устанавливается по углу между линией, соединяющей крайние точки трещины, и ДП или основной плоскостью судна.

2.2.2.4    Исключение жесткой точки.

Главной причиной появления трещин в конструкциях корпуса судна является концентрация напряжений в районе жестких точек.

Под жесткой точкой понимают точку, в которой кривая прогиба листа (например, стенки флора) резко меняется, переходя в ступенчатую форму под влиянием очень жесткого элемента, заканчивающегося в этом месте.

Жесткие точки подразделяются на два типа: жесткие точки первого типа образуются по концам балок и книц при их оттирании на связи (листы) со значительно меньшей жесткостью в направлении основной нагрузки, действующей на узел;

жесткие точки второго типа образуются в узлах пересечения плоских конструкций (продольной и поперечной переборок с платформой; палубы, переборки и стойки; продольной переборки надстройки, палубы и поперечной переборки и т.п.), в результате

чего получается точечный контакт и сосредоточенные усилия взаимодействия пересекающихся поверхностей. Такие жесткие точки называют ножевыми опорами.

2.2.3 Коррозионный износ и его последствия.

2.2.3.1    Коррозионные процессы, протекающие в корпусных конструкциях судна, зависят от различных факторов, основными из которых являются следующие:

.1 особенности окружающей среды (ледовые условия; соленость морской воды; температура воды и воздуха; виды обрастающих организмов; скорость обтекания; степень загрязнения водных путей);

.2 вид и качество антикоррозионной защиты (стойкость покрытий, правильность их нанесения; расположение и эффективность электрохимической защиты);

.3 уровень технического обслуживания корпуса судна и технического наблюдения за ним (периодичность осмотров и оценки технического состояния корпусных конструкций, очистка конструкций от окалины, грязи, ила для осмотра конструкций и выполнения замеров параметров дефектов корпусных конструкций; своевременное выполнение ремонтов; своевременное восстановление покрытий в процессе эксплуатации, качество выполняемых работ);

.4 антикоррозионные свойства металла корпуса и его сварных швов (коррозионная стойкость стали; совместимость сталей разных марок; совместимость электродов и основного металла, режимы сварки и др.);

.5 конструкция корпуса и технология его изготовления (наличие районов с критическими конструкциями; районов, где происходит застой воды, нефтесодержащих жидкостей, ила и т.п.; возможность доступа для осмотра конструкции; защита поверхности металла в процессе постройки и поддержание ее на должном уровне в эксплуатации; температурные режимы гибки и правки листов и др.).

2.2.3.2    Основные причины износа — коррозионное разрушение, эрозия, механическое истирание. Наибольшее распространение имеет коррозионный износ.

Износ в значительной мере определяет надежность судовых конструкций. Особое внимание при изучении коррозионного износа уделяется среднегодовым скоростям общего износа.

Механизмы местного износа или неравномерности коррозии далеко не всегда связаны со случайной природой физико-химических процессов и качеством металла. Интенсивность местного изнашивания корпусных конструкций зависит от многих факторов: месторасположения балластных и топливных цистерн по отношению к рассматриваемой конструкции, от расположения рассматриваемой связи по длине судна (средняя часть, оконечности), высоте и т.д.

Классификация износа, методы определения различных видов износа и параметров износа, методы определения видов износов приведены в приложении 2 к ПКОСЭ и Инструкции по замерам остаточных толщин.

2.2.3.3 Основные последствия износа: нарушение непроницаемости конструкций корпуса. В основном вызывается появлением интенсивного язвенного износа с последующим образованием свищей;

прочностные последствия износа; общее уменьшение площади сечения конструкции (общий износ);

утонение конструкции на площадях, соизмеримых с размерами ее деталей (местный износ);

утонение элементов конструкции в пределах небольших участков (локальный износ);

изменение механических характеристик материала вследствие коррозионного износа.

Влияние общего износа на местную прочность состоит в уменьшении жесткости пластин и набора, подверженных местной поперечной нагрузке, продольным растягивающим и сжимающим усилиям.

Уменьшение площади сечения элементов конструкции в результате износа приводит к повышению в них напряжений, снижению несущей способности и жесткости конструкции.

Местный износ может привести к ослаблению элементов конструкции. Например, повышенный износ обшивки на участке, соизмеримом со шпацией, иногда приводит к заметному увеличению в ней местных напряжений от изгиба поперечной нагрузкой.

Локальный износ, связанный с язвенным характером коррозии, приводит к появлению в конструкции большого количества малых концентраторов напряжений.

В 2.2.2.3 части II «Проведение классификационных освидетельствований судов» РТНСЭ, в Инструкции по замерам остаточных толщин корпусов судов приведены районы, наиболее подверженные интенсивному износу.

2.3 УСТРАНЕНИЕ ПОВРЕЖДЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ КОРПУСОВ СУДОВ

Примеры типовых случаев ремонта судовых конструкций приведены ниже.

В разд. 3 описаны схемы ремонта корпусных конструкций, применяемые на практике для морских судов; в разд. 4 — 6 — особенности ремонта наливных, навалочных и сухогрузных судов.

Приложение 1

Типовые способы ремонта корпусных конструкций

морских судов.................. 5

Приложение 2

Рекомендации по конструктивному оформлению элементов и узлов корпусных конструкций морских судов..................... 117

Приложение 3

Правка корпусных конструкций........

Приложение 4

Сборка корпусных конструкций под сварку. . Приложение 5

Техническое наблюдение за восстановлением корродированных сварных швов наплавкой . .

Рис. 1-3 Типовая схема грузового трюма навалочного судна с одинарной обшивкой

Рис. 2.1-2 Схема поперечного разреза водонепроницаемой переборки навалочного судна