Дефекты корпусных конструкций могут быть как мелкими, так и крупными, каждый из которых несет в себе серьезную опасность для целостности всей структуры судна. В статье приведена классификация и обозначения, используемые при дефектации корпусных конструкций.
Классификация дефектов
При оценке технического состояния корпуса рассматривают в первую очередь способность конструкции выполнять свои функции при определенных условиях эксплуатации с достаточной степенью надежности и наибольшей экономической эффективностью в течение заданного срока службы. Фактически необходимо обеспечить эксплуатацию конструкций без возникновения дефектов или опасных состояний, называемых отказами.
Дефектацией корпуса называется его обследование перед ремонтом (плановым или аварийным) или во время эксплуатации с целью определения технического состояния: выявление дефектов в виде повреждений или разрушений, определение их размеров и характера, установление необходимости ремонта и его объема для восстановления требуемой прочности и мореходного состояния, т. е. для обеспечения дальнейшей безопасности эксплуатации в течение определенного периода.
По отношению к корпусу судна Международным конгрессом по конструкции судов принято все дефекты (отказы) разделять на две группы:
- Повреждения (Damage) – нарушение исправного состояния объекта при сохранении его работоспособности, например, усталостные трещины, остаточные деформации, износ и т. д. В подобных случаях конструкция в целом еще в состоянии воспринимать проектную нагрузку, но из-за неблагоприятного воздействия таких повреждений на эксплуатационные качества или даже внешний вид следует выполнить ремонт при первой возможности.
- Разрушения (Collapse) – нарушение сплошности материала в результате воздействий на него, например, пробоина, разрыв связи, быстро распространяющаяся хрупкая трещина, интенсивное нарастание деформаций, неожиданная потеря устойчивости и т. д. Эти дефекты настолько значительны, что конструкция уже не в состоянии выполнять свои функции. При подобных состояниях дальнейшая эксплуатация конструкции недопустима, требуется немедленный ремонт.
Повреждения подразделяются на виды:
- износ – уменьшение строительных размеров элементов конструкций вследствие коррозии, эрозии, механического истирания;
- остаточная деформация – изменения первоначальной формы конструкции вследствие перегрузок, приводящих к пластическим деформациям или потере устойчивости;
- трещины – нарушение целостности конструкций вследствие хрупкости, усталости, исчерпания деформационной способности.
Наиболее распространенными видами повреждений корпуса являются вмятины, бухтины, гофрировка и трещины в бортовых и днищевых перекрытиях судна. Причинами таких повреждений являются ледовые нагрузки, навалы при швартовых операциях в портах и в открытом море, посадка на мель и др.
Под вмятиной понимают прогиб обшивки, настила палуб или второго дна совместно с набором. До ближайшего планового ремонта могут быть оставлены единичные плавные вмятины, длина и ширина которых не превышает 4 шпаций, а отношение стрелки прогиба к наименьшему размеру вмятины не более 1/30, но и не более 75 мм и, кроме того, в районе вмятины отсутствуют нарушения сварных или заклепочных соединений и не наблюдается потеря устойчивости набора.
Бухтиной называется отдельный ограниченных размеров прогиб листа обшивки, настила палуб или второго дна между смежными балками набора в пределах шпации. Отдельные бухтины плавного характера со стрелкой прогиба не более 1/20 их меньшего размера могут быть оставлены до ближайшего планового ремонта.
Гофрировка (ребристость) представляет собой прогиби листов обшивки, настила палуб или второго дна между несколькими балками набора без деформации последних. Она может быть оставлена до ближайшего планового ремонта, если наибольшая стрелка прогиби гофр не превышает 1/35 шпации, при этом протяженность гофр не должна превышать двух-трех шпаций по длине и двух листов по ширине судна.
Трещины в листах и профилях корпусных конструкций представляют наибольшую опасность с точки зрения прочности и водонепроницаемости корпуса судна. Устраняют повреждения корпуса в виде трещин вне зависимости от вида ремонта, в том числе и на судах, находящихся в эксплуатации. Обычно источниками возникновения трещин являются дефекты сварных швов, места резкого обрыва связей корпуса, концентрация напряжений в углах вырезов.
Анализ причин появления трещин показывает, что около 90 % всех трещин возникает при действии растягивающих напряжений и имеет усталостно-хрупкую природу.
Износ связей корпуса разделяют на общий и местный. Под общим износом (General Wear (Wastage)) понимается равномерное уменьшение толщины отдельных листов обшивки или настила, или группы однородных листов. Местный износ (Local Wear (Wastage)) представляет собой локальное уменьшение толщины на отдельных участках элементов корпуса и может быть подразделен на разновидности:
- пятнами – уменьшение толщины листа или элемента набора на отдельных участках поверхности; характеризуется средней остаточной толщиной и долей поверхности площади ячейки листа, пораженной износом;
- канавочный одно- или двухсторонний – избирательное уменьшение толщины листа или элемента набора в виде канавки вдоль границы сварного шва и/или околошовной зоны; характеризуется остаточной толщиной в районе канавок;
- линейный – уменьшение толщины листа на узкой полосе вдоль линии приварки стенок продольного и/или поперечного набора; характеризуется остаточной толщиной у стенок набора и в пролете между набором;
- язвенный – характеризуется наименьшей остаточной толщиной в районе отдельных язвин, измеряют в самой глубокой язвине в пределах ячейки листа.
При определении технического состояния корпуса судна при общем износе используются нормы соответствующего классификационного общества. Согласно Регистру Судоходства средняя остаточная толщина листов и балок набора для судов длиной менее 80 м должна быть не менее 0,7, а наименьшая остаточная толщина – не менее 0,6 первоначальной толщины. Для судов 80 м и более средняя остаточная толщина листов настила верхней расчетной палубы (исключая участки между поперечными комингсами люков), второго дна, обшивки днища и балок продольного набора, а также листов ширстрека и продольных непрерывных комингсов грузовых люков на верхней палубе в средней части износа должна быть не менее 0,8 первоначальной толщины.
Кроме того, у таких судов момент сопротивления поперечного сечения корпуса в средней части общего износа должен быть не менее 0,9 его первоначального значения. В случае уменьшения момента сопротивления более чем на 10 %, дальнейшая эксплуатация судна недопустима до проведения необходимого ремонта или изменения района плавания и уменьшения грузоподъемности судна.
Обозначение дефектов
В качестве основной характеристики для оценки остаточных деформаций принимают максимальную стрелку прогиба в мм.
Ее измеряют по отношению к недеформированной поверхности измерительным инструментом:
- линейкой,
- шаблоном,
- отвесом,
- бухтимером,
- индикатором часового типа и др.
Порядок замера стрелки прогиба остаточных деформаций для определения ее численной величины приведен на рис. 1.
Дефекты корпуса наносят на чертежах растяжки наружной обшивки, растяжки палубных настилов и настила второго дна в виде условных обозначений. Записи, относящиеся к правому борту, наносят синим или зеленым цветом, а к левому – красным цветом.
Читайте также: Обозначение и расшифровка всех составляющих корпуса судна
Места расположения дефектов характеризуются по длине номерами шпагоутов, по высоте или ширине – цифровыми или буквенными обозначениями поясьев наружной обшивки или настила с указанием борта (ЛБ или ПрБ). Пример обозначения на чертеже растяжки наружной обшивки дефектов с учетом их местонахождения проиллюстрирован рис. 2.
Приложение А. Графические обозначения на чертежах общего расположения
Приложение Б. План палубы бака
1 – киповые планки прямые; 2 – кнехты швартовные прямые; 3 – швартовный барабан якорно-швартовной лебедки; 4 – канаты швартовные; 5 – роульсы для швартовов; 6 – роульсы вертикальные швартовного клюза; 7 – крышки клюзовые (клюз-саки); 8 – лебедка якорно-швартовная; 9 – вьюшки
Крутые таблицы, точно возьму себе на “рабочий стол”, очень полезная инфа, не сразу нашел.