Курников А.С. Технология судоремонта : курс лекций

Подождите немного. Документ загружается.

121

Вырезка участка выполняется газокислородной, плазменной, электро-

воздушной, бензиновой и керосиновой резками.

В зависимости от состояния дефектного участка корпуса осуществля-

ется замена листов или листов совместно с прилегающим набором. В по-

следнем случае вырезка выполняется отделением связей по контуру де-

фектного участка. При этом линия реза набора не должна совпадать с

ли-

нией реза листа, а возможное расположение торцев набора и линии реза

листа указано на рис. 2.25.

Замена листов без удаления набора может проводиться двумя спосо-

бами (рис. 2.27):

а) по контуру дефектного района, но при этом уменьшается высота

стенок набора, зато производится только один рез;

б) отдельными участками, ограниченными набором, но приходится

выполнять два реза и, как следствие, перерасход газа или электроэнергии.

Большие карты полотнищ разрезают на квадраты, равные рамной

шпации.

а б

Рис. 2.27. Вырезка дефектного участка корпуса:

а – по контуру дефектного участка; б – отдельными участками; k – катет шва

В тех случаях, когда замене подлежит только набор, его нужно отде-

лить по схеме, изображенной на рис. 2.27, а. Демонтажные работы начи-

нают с отрезки набора от полотнища, затем разделяют пояски, потом

стенки. После удаления балок набора сострагивают с полотнища остатки

их стенок и сварных швов.

4. Подготовка кромок выреза у оставшегося

полотнища и набора под

сборку. В подготовку кромок входят следующие операции:

– выравнивание кромок «под линейку» по чистым кромкам, то есть к

которым будет приставляться с равномерным зазором вставка;

– устранение волнистости кромок выреза (по необходимости);

– зачистка околошовной зоны;

– разделка кромок под сварку.

122

5. Изготовление новых деталей. Новые детали вырезаются в цеховых

условиях механическим или тепловым способами по шаблонам или раз-

мерам, снятыми с участка ремонта. Гибку производят на кромкогибочных

или гибочных вальцах.

Листы с двоякой кривизной получают на станках типа ЛГС-2Н.

Тавровые сварные балки и другие узлы заменяемых конструкций во

всех случаях

стремятся также изготовлять и предварительно собирать в

цеховых условиях. Сортовой прокат обрезается «в размер».

Для сокращения транспортных работ на заводах выносят механизиро-

ванные участки непосредственно на слип.

В некоторых случаях для удобства исполнителей при небольших объ-

емах ремонта раскрой листа и профиля выполняется непосредственно на

судне с помощью тепловой резки.

6. Установка вставки. При установке вставок в первую очередь назна-

чают ФСР, который направлен с угла вставки с чистыми кромками на

противоположный угол. При этом поперечная чистовая кромка назначает-

ся ближайшая к мидельшпангоуту, а продольная чистовая – ближайшая к

ДП (если горизонтальная плоскость) или основной (при вертикальной

плоскости) (см. рис. 2.28).

Рис. 2.28. Примеры назначения фронта распространения сварочных работ

В случае удалений набора с полотнищем вначале производят сборку

набора между собой для создания жесткого каркаса корпусной конструк-

ции. Затем предварительно по двум базовым кромкам выреза устанавли-

ваются фиксаторы зазора под сварку не менее двух на кромку. На лицевой

поверхности новой детали согласно чертежу размечаются две базовые

линии, которые при монтаже

подлежат совмещению с базовыми линиями,

нанесенными у границ выреза.

Установка новых тяжелых деталей производится с использованием

крана или талей. Для обжатия листов к набору и сопряжения их монтаж-

ных кромок рекомендуется применять приспособления.

При монтаже новых связей набора на неудалявшемся полотнище – на

последнем должны быть предварительно размечены места их установки.

123

При необходимости для ориентирования вставки в плоскости корпуса

устанавливаются гребенки по кромкам вставки с припуском после удале-

ния последнего.

Для примера рассмотрим установку вставки 2-й группы (рис. 2.29).

Рис. 2.29. Установка вставки 2-й группы

7. Вварка вставки. Вварка производится в соответствии с ФСР и груп-

пы вставки:

а) при замене полотнища и набора последовательность вварки сле-

дующая: набор между собой (первый шов – стенки набора, второй шов –

пояски), затем сварка по чистовым кромкам, удаление припуска, приварка

набора к полотнищу с недоваром с одной стороны на величину >40

S и

сварка по оставшимся кромкам.

Необходимо обратить особое внимание на момент удаления припуска.

Причерчивая припуск надо учесть размер нормативного зазора под свар-

ку. Кроме этого, для удаления припуска соответствующая кромка вставки

должна быть отогнута из плоскости полотнища – расклинена или выгнута

силовым приспособлением, что требует оставления недоваренными свар-

ных соединений на

определенном расстоянии l

от отгибаемой кромки

для исключения образования заломов и пластических деформаций

SfE

⋅⋅

≥ 4,1

мм,

(2.29)

где Е – модуль упругости материала, кПа;

f – стрелка выгиба кромки вставки, мм;

–

предел текучести материала, кПа;

б) при смене полотнища с сохранением набора все технологические

операции те же, что и в п. 7а, кроме приварки набора между собой;

в) в случае замены набора на неудалявшемся полотнище все операции

сводятся к следующему: сварка стенок набора, затем поясков и приварка

набора к полотнищу.

124

Вварка вставки производится вначале изнутри корпуса обратносту-

пенчатым способом, затем выполняют разделку корня шва с противопо-

ложной стороны и сваривают вставку с наружной стороны напроход по

главным направлениям.

Порядок сварки вставок указан на рис. 2.30 и 2.31.

Рис. 2.30. Порядок сварки вставки и набора:

а – вставка 2-й группы; б – вставка 3-й группы

Рис. 2.31. Порядок сварки криволинейной вставки 2-й группы

8. Правка остаточных деформаций в районе установки вставки.

9. Зачистка сварных швов и околошовной зоны от шлака, брызг и за-

грязнений.

125

10. Испытание на герметичность сварных швов в зоне ремонта, грун-

тование и окраска, сдача ОТК.

2.12. Ремонт корпуса с применением эпоксидных смол

и стеклоткани

В том случае, если работы с применением огня при ремонте связаны с

большими затратами на вспомогательные и подготовительные операции, а

корпусная конструкция не является ответственной частью корпуса, для уст-

ранения водотечности используют эпоксидные составы (заделка трещин в

палубе, надстроек и рубок; устранение водотечности сварных швов и закле-

почных соединений палуб, платформ

и переборок; места повышенного кор-

розионного износа; ремонт корпусов спасательных шлюпок и т.д.). При за-

делке трещин обязательным условием является засверловка концов трещин,

нарезание резьбы и постановка гужонов с обмоткой, пропитанной белилами.

Технология ремонта заключается в следующем.

1. Подготовка поверхности для нанесения покрытия: тщательно очи-

стить до металла, обезжирить при

помощи кисти, смоченной в бензине

Б-70 или ацетоне, протереть ветошью и просушить в течение 40…50 мин;

рекомендуется подогрев поверхности до 60…80°С.

2. Приготовление эпоксидного связующего: эпоксидно-диановая смо-

ла, отвердитель и пластификатор. Необходимое количество смолы помес-

тить в стеклянную или эмалированную посуду, добавить по рецептуре

пластификатор и тщательно перемешать в течение 5

мин. Отвердитель

вводить в смолу перед употреблением. Срок годности – 20…50 мин.

Таблица 2.8

Эпоксидные составы

Содержание компонентов (массовые части)

Эпоксидная смола Отвердитель Пластификатор

Обозначе-

ние состава

ЭД-20;

ЭД-16; ЭД-5;

ЭД-6

К-153

Полиэти-

ленпо-

лиамин

(ПЭПА)

Триэта-

ноламин

(ТЭА)

Дибу-

тилфто-

лат

(ДБФ)

Жидкий

тиокол

1 100 – 10 – – –

2 100 – 10 – 10…25 –

3 100 – 10 – – 20…30

4 100 – – 13 10…25 –

5 – 100 12 – – –

При герметизации соединений и швов используются составы 3 и 5,

при заделке трещин, выбоин, ремонте палуб – 2 и 4.

Кроме этих составов используется клей типа «ВАК», «Спрут-9М» и др.

126

3. Нанесение состава на ремонтируемую поверхность:

на поверхность нанести жесткой торцовой кистью тонкий слой свя-

зующего и выдержать 1,5…2 ч;

нанести второй слой связующего и поверх него уложить первый слой

стеклосетки (ткани), пропитав ее эпоксидным составом путем простуки-

вания торцовой кистью от середины к краям;

нанести 3 слоя стеклоткани, пропитанной эпоксидным составом, не

допуская перерыва в работе;

по истечении 16…24 ч нанести 3 слоя клея с перерывом между нане-

сением 4…5 ч.

Следует отметить, что при повышении температуры скорость отвер-

ждения состава увеличивается.

4. По истечении суток проверить прочность сцепления эпоксидного

состава с поверхностью, испытать на герметичность.

Указанный ремонт является временной мерой до очередного планово-

го ремонта

судна.

В настоящее время находят широкое применение эпоксидные клеи хо-

лодного отверждения марки УП-5-177-1, полимеризующийся при темпера-

туре 0…35°С в водной среде. В этом случае в качестве отвердителей ис-

пользуются марки УП-5-159 и УП-583. Использование данных клеев рас-

ширило область их применения при неблагоприятных погодных условиях.

Кроме того, для ре-

монта используют клей

«Спрут-5М». Ремонт про-

изводится путем формиро-

вания трехслойной конст-

рукции. Предварительно

на места сквозной корро-

зии наклеиваются 3 слоя

стеклоткани. Накладные

листы размещаются между

стойками набора перебор-

ки и привариваются к на-

бору и настилу. Затем в

зазор между переборкой и

накладными листами через

специальные штуцера под

давлением

0,2…0,25 МПа

запрессовывается клей.

Контроль заполнения осу-

Рис. 2.32. Ремонт корпусных конструкций клеем

«Спрут-5М»

ществляется через отверстия (рис. 2.32).

Нельзя рекомендовать ремонт с помощью эпоксидных смол и стекло-

ткани при больших площадях повреждения палубы, бортов и т.д.

127

2.13. Индустриальные методы ремонта корпуса судна

2.13.1. Общие положения

Целесообразность применения индустриальных методов ремонта вме-

сто подетального определяется прежде всего экономическими соображе-

ниями и техническими возможностями. Практика судоремонта свидетель-

ствует, что данные методы эффективны при значительном объеме ремонт-

ных работ по замене изношенных корпусных конструкций, а также при уд-

линении корпуса судна. Наилучших результатов при индустриальных ме-

тодах можно достичь на судах, построенных по модульному принципу.

Ремонт корпуса заключается в замене дефектных частей новыми кон-

струкциями в виде панелей, секций и блоков, изготовленных на «нуле-

вом» этапе. В отдельных случаях ремонт аварийных повреждений корпуса

проводится в два этапа для сокращения времени простоя судна.

Первый этап – постановка судна на

акваторию судоремонтного пред-

приятия или на судоподъемное сооружение и выполнение временного

ремонта в минимальном объеме для обеспечения возможности эксплуата-

ции судна до второго (основного) этапа ремонта с некоторыми ограниче-

ниями. Ремонтное предприятие в это время осуществляет подготовку

производства и изготовление новых узлов корпуса или получает их с за-

вода-изготовителя

судна.

Второй этап – включает в себя работы по демонтажу поврежденных

конструкций и замене их на новые.

Секционный метод основан на замене дефектного участка корпуса, в

состав которых входит не менее двух рамных связей. Применяется при

удлинении корпусов и повреждении оконечностей.

Панельный метод является разновидностью секционного. В конструк-

ции панели отсутствует рамный

набор. Балки рамного набора восстанав-

ливаются на месте и снабжаются основаниями для укладки на них кромок

панелей. Широкое распространение метод получил при смене настилов

палубы, второго дна, переборок и внутренних бортов.

Блочный метод применяется при замене надстроек оконечностей,

средней части и увеличения размерений судна.

Общий технологический процесс ремонта включает следующие

ос-

новные операции: определение числа и размеров дефектных узлов; разъе-

динение энергетических систем; удаление заменяемых узлов; установка

их на место и соединение с корпусом, контроль качества сварки; проверка

на герметичность и окрасочные работы.

2.13.2. Технологические особенности применения индустриальных

методов ремонта

При ремонте корпуса судна с использованием индустриальных мето-

дов одновременно приходится заменять значительную часть износивших-

128

ся конструкций. Заблаговременное изготовление новых конструкций в

виде отдельных панелей, секций и блоков позволяет значительно расши-

рить фронт работ как при удалении дефектных конструкций, так и при

установке новых. Однако одновременное снятие большого числа корпус-

ных связей на судне, подвергающемуся продольному изгибу и действию

местных нагрузок, часто приводит к значительным

общим и местным де-

формациям и появлению в корпусе дополнительных ремонтных напряже-

ний, которые не исчезают и после окончания ремонта.

Особенно большие общие деформации наблюдаются при одновре-

менном снятии полотнищ по всей ширине или с обоих бортов на значи-

тельную часть длины корпуса.

Поэтому размеры временных вырезов в корпусе следует назначать

из

условия, определяемого уравнением (2.10).

Фактический момент сопротивления рассчитывается с учетом дефек-

тов связей (износ или деформация) и при исключении из состава сечения

удаляемых связей.

Наряду с напряжениями, возникающими в связях корпуса в процессе

ремонта, важное практическое значение имеют так называемые остаточ-

ные после ремонта напряжения в старых и заменяемых связях.

Оценка

послеремонтных напряжений, предложенная Ю.А. Шиманским, основана

на допущении, что усилия в корпусе в процессе демонтажа и монтажа

конструкций не меняются.

Окончательный контроль правильности выбора размеров выреза и по-

следовательности проведения ремонтных работ производят проверкой

упругой линии корпуса, которая не должна измениться во время ремонта

более, чем на 50 мм от

первоначальной.

Разбивка конструкций корпуса, подлежащих ремонту, на панели, сек-

ции и блоки производится с учетом характера износа корпуса, возможно-

стей судоремонтного предприятия и конструктивных особенностей судна.

На каждом судоремонтном предприятии имеются свои специфические ус-

ловия и возможности по организации индустриальных методов ремонта

судов. Прежде всего, максимальные размеры элементов корпуса зависят,

одной стороны, от мощности грузоподъемных средств, с другой стороны –

от размеров и вида судоремонтных сооружений. При этом необходимо

обеспечить простоту и удобство монтажа новых элементов на судне. Таким

образом, в каждом отдельном случае необходимо рассматривать специфи-

ческие условия ремонта и конкретные возможности судоремонтного пред-

приятия.

Наибольшие по размеру секции устанавливают

при удлинении судна

или замене всей его средней части. Для этого наиболее удобны слипы со

стапельной площадкой. Общие размеры секций иногда приходится изме-

нять из-за необходимости выполнения разреза в определенном сечении.

129

Например, при удлинении судов с СЭУ в середине место разреза жела-

тельно выбирать в нос от машинного отделения и в районе цилиндриче-

ской вставки, а не в корму от этого отделения, где придется перерезать

туннель гребного вала, что усложняет работу.

При аварийном ремонте оконечностей может потребоваться балла-

стировка секций и

блоков и обеспечение их непотопляемости. Это отно-

сится к ремонту в плавучем доке. Во избежание значительных деформа-

ций свободных кромок в районе разреза приходится устанавливать мест-

ные подкрепления в виде пиллерсов и распорок; установка таких подкре-

плений упрощается, если разрез расположен вблизи переборок.

И последнее, при разбивке корпуса на панели, секции

и блоки необ-

ходимо придерживаться строительных размеров этих элементов.

Соображения о выборе границ заменяемых элементов корпуса в зави-

симости от группы связей и системы набора приведены ниже.

Границы, по которым рационально произвести стыкование вновь из-

готовленных элементов с конструкциями судна, не во всех случаях про-

ходят по границам изношенных или

деформированных районов, в ряде

случаев они могут быть перенесены в сторону конструкций, не подлежа-

щих ремонту. От правильности выбора границы стыкования зависят сроки

выполнения монтажных работ на судне, затраты труда и материалов, а

значит и стоимость ремонта.

Наиболее предпочтительным являются образованные (существую-

щие) при постройке судна границы панелей, секций и блоков

. Иными сло-

вами, при назначении линии реза дефектного участка надо стремиться к

использованию существующих стыковых швов.

Если данное требование окажется нецелесообразно по каким-либо

причинам (экономическим, техническим, технологическим и т.д.), то при

выборе границ необходимо руководствоваться следующими правилами.

При замене части палубы от борта до борта, набранной по поперечной

системе, границы заменяемых районов выбирают посередине шпации,

проходящей рядом с границей поврежденного района.

При наличии переборок, обеспечивающих опору устанавливаемой

секции, сечение заменяемого района выбирается по границе повреждения.

При замене части палубы от борта до борта, набранной по продольной

системе, границы заменяемой конструкции по палубному настилу и набо-

ру выбираются в разных

плоскостях и отстоят друг от друга на

100...200 мм (набор должен выступать из-под настила палубы).

Если при продольной системе набора палуба заменяется рядом с попе-

речной переборкой, а продольные ребра жесткости палубы режутся «на

нет», то сечение по настилу выбирается за переборкой на расстоянии

100...200 мм от нее, а по

ребрам жесткости – на переборке. Указанное тре-

бование, как и предыдущие, вызываются необходимостью обеспечить ме-

стную прочность судна и создать опору для устанавливаемого элемента.

130

Замена палубных конструкций может производиться как на плаву, так

и на слипе и в доке.

Перед производством ремонтных работ по замене палубы на плаву

необходимо произвести расчет прочности судна для случая с вырезом и

определить напряжения, действующие по границам заменяемых районов.

По данным расчета принимается решение заменить палубу от борта

до

борта целыми элементами (панелями или секциями) либо по частям, по-

очередно демонтируя и устанавливая взамен демонтированного участка

новый элемент.

Выбор границ при замене части борта в основном производится, ис-

ходя из тех же соображений, что и в случае замены палуб, но с учетом

ряда особенностей. Работу по замене всего борта

для сокращения сроков

ремонта на судоподъемных устройствах целесообразно выполнять двумя

этапами. На первом этапе (на плаву) заменяется часть борта выше ватер-

линии, на втором этапе (в доке или на слипе) – оставшаяся часть борта

ниже ватерлинии. Сечение по набору при ремонте борта производится на

100...200 мм ниже палубного настила. Граница заменяемой части

борта

ниже ватерлинии выбирается в районе соединения шпангоутов со скуло-

выми кницами. Это вызывается тем, что скуловые кницы, оставшиеся на

месте, дают возможность сохранить плавность обводов в районе скулы и

обеспечить жесткость по кромкам.

На выбор границ при замене переборок, кроме технологических сооб-

ражений, оказывают влияние габаритные размеры существующих выре-

зов на судне и масса заменяемых конструкций. Габариты отдельных эле-

ментов ограничиваются размерами отверстий, которые могут быть ис-

пользованы для погрузки в трюм. Масса заменяемых элементов ограничи-

вается грузоподъемностью кранов и талей. При выборе границ необходи-

мо исключать одновременную подгонку и стыкование по всем четырем

кромкам вновь устанавливаемой конструкции. Должна быть

обеспечена

возможность свободного перемещения конструкции при ее установке,

причерчивании и прирубке. Границы по стойкам переборки и полотнищу

выбираются на разных высотах. Замена переборки одной секцией шири-

ной от борта до борта возможна при выполнении технологического выре-

за в палубном настиле.

Выбор границ но наружной обшивке при замене днищевой конструк-

ции

производится из условия сохранения плавности существующих обво-

дов. Поэтому граница заменяемой конструкции должна быть выбрана в

том районе, где есть возможность легко устранить расхождения присое-

динительных размеров стыкуемых кромок. Для днищевой конструкции

такими районами являются участки наружной обшивки у крайнего меж-

дудонного листа (когда требуется замена скулового пояса) и у места

со-

единения скуловых книц со шпангоутами (когда скуловой пояс заменяет-