Курников А.С. Технология судоремонта : курс лекций

Подождите немного. Документ загружается.

131

ся вместе с днищевым). Выбор сечений поперек судна производится по

существующему стыковому шву или на расстоянии половины шпации от

флора, прилежащих к району повреждения. Кроме того, при выборе сече-

ний должны учитываться и масса заменяемой конструкции, так как от

массы зависит процесс транспортировки и установки.

В случае, когда секцию решено

транспортировать в док по воде, гра-

ницы выбираются с учетом обеспечения плавучести секции и устанавли-

ваются у водонепроницаемых флоров.

Кроме учета технологических факторов при выборе границ днищевых

конструкций должен производиться расчет прочности, на основании ко-

торого определяется максимально допустимый район раскрытия днища

без значительных деформаций в бортовых и палубных перекрытиях.

При

ремонте судна блоками в редких случаях удается ограничиваться

заменой конструкций только в районе разрушений корпуса.

Выбор границ определяется следующими соображениями:

1) вновь изготавливаемая конструкция должна обладать достаточной

жесткостью, допускающей возможность безопасной транспортировки без

остаточных деформаций. В случае необходимости должно быть установ-

лено минимальное число временных раскреплений;

2) граница стыкования основного корпуса

с вновь изготовленным бло-

ком должна проходить в районе расположения поперечной переборки,

которая позволяет с достаточной точностью выдерживать размеры сече-

ния. Кромки сечения должны располагаться от поперечной переборки на

расстоянии половины шпации. При уменьшении этого расстояния трудно

обеспечить совпадение стыкуемых сечений. Блоки с простыми обводами

собираются на фальшпереборках, а со сложными

в специальных постелях;

3) необходимо, чтобы в сечение попадало минимальное количество

продольных связей, переборок и платформ, так как это затрудняет стыко-

вание блока к основному корпусу;

4) в случае транспортировки блока по воде необходимо предвари-

тельно произвести расчет его остойчивости и плавучести. При недостатке

этих качеств блоку должно быть обеспечено дополнительное

устройство в

виде понтонов с соответствующей балластировкой или производится уд-

линение блока с установкой временной переборки.

Выбирая границы при замене надстроек необходимо руководство-

ваться соображениями, рассмотренными для случая замены палуб и бло-

ков судна. К лучшему варианту выбора границ относится замена над-

стройки вместе с палубой. Этот вариант целесообразно принимать даже

при неполном износе палубы, так как замкнутая конструкция дает воз-

можность произвести полное насыщение надстройки.

Когда палуба надстройки не заменяется, выбор границ по обшивке

надстройки следует производить аналогично замене переборок. Не следу-

ет допускать ступенчатых границ – это усложняет ремонтные работы.

132

Во всех случаях, когда ремонт производится индустриальным методом,

появляется необходимость согласовать размеры изготовленной новой кон-

струкции (по границам стыкования) с размерами на судне. Для этого после

того, как определены границы заменяемых конструкций, производится сня-

тие с места присоединительных и построечных размеров. К присоедини-

тельным относятся размеры, попадающие непосредственно в сечения

по

границам заменяемых конструкций, а к построечным – все остальные раз-

меры, которые необходимы для выполнения рабочих чертежей.

Необходимость снятия присоединительных размеров с места вызыва-

ется рядом причин:

1) при постройке судна неизбежны отклонения его фактических обво-

дов от плазовых размеров в результате сварочных деформаций и неточно-

сти выполнения разметочных и корпусных

работ;

2) в процессе эксплуатации судно подвергается давлению льда, ударам

во время швартовки и т.п., что вызывает деформацию обшивки и набора;

3) старые суда часто вообще не имеют технической документации.

Существуют различные методы натурной съемки обводов корпуса судна:

на плаву и в судоподъемном сооружении;

при помощи шергеней и весков;

при помощи

струн и рулеток;

основанный на применении координатомера;

при помощи оптических приборов;

с помощью шаблонов.

При индустриальном методе ремонта не всегда удается изготовить

заменяемую конструкцию так, чтобы ее размеры по границам стыкований

точно совпадали с размерами судна. Для компенсации неизбежных по-

грешностей, которые накапливаются в процессе изготовления конструк-

ций корпуса, и

для упрощения процесса стыкования новых конструкций

при монтаже их на судне необходимо предусматривать так называемые

забойные конструкции. Забойной конструкцией является крайнее звено

панели, секции или блока, за счет которого компенсируются все погреш-

ности в размерах.

Одним из простейших компенсаторов является монтажный припуск.

В зависимости от сложности конструкции и требований, предъявляемых к

точности ее установки, припуски предусматривают на одной или несколь-

ких монтажных кромках. Обычно припуск составляет 20…50 мм.

Однако компенсировать допущенные погрешности за счет монтажных

припусков удается не всегда. Очень часто это приходится делать за счет за-

бойных деталей, устанавливаемых по месту после установки конструкции.

Забойные детали могут изготавливаться в виде полос

шириной не менее

250 мм или кольцевого элемента по всему периметру стыка (для блоков).

133

2.13.3. Насыщение секций и блоков до монтажа их на судне

Индустриальный метод ремонта судов дает возможность произвести

насыщение секций как изделиями до изоляционных креплений, так и раз-

личными деталями и узлами. Объем насыщения в блоках отличается от

насыщения секций возможностью монтажа изоляции, судовых систем,

электротрасс, отдельных механизмов.

В отличие от судостроения

, где установка деталей и изоляции произ-

водится по совмещенным чертежам, в судоремонте для этих целей ис-

пользуют отдельные чертежи, в каждом из которых выбирают нужные

элементы насыщения и размечают их положение на вновь изготовленной

конструкции.

Для наиболее насыщенных помещений судна при проведении модер-

низации или переоборудования целесообразно использовать макетирова-

ние,

которое дает возможность учесть взаимное расположение оборудо-

вания, условия его обслуживания и эксплуатации. Во всех случаях объем

насыщения зависит от грузоподъемности кранов и обеспечение прочности

новой конструкции при транспортировке и монтаже.

2.13.4. Конструкции панелей, секций и блоков,

применяемые при ремонте

Все вновь изготавливаемые конструкции для ремонта в отличие от

судостроительных проектируются

с недоваренными концами набора до

кромок полотнища со всех сторон на величину 40 толщин полотна, что

облегчает монтаж и уменьшает послеремонтные напряжения. В ряде слу-

чаев для блоков больших размеров предусматривают конструкцию без

набора в районе монтажного стыка. Так, если стыкуется блок оконечности

судна с основным корпусом, то в блоке крайний

шпангоут (а иногда даже

два шпангоута) не устанавливается и во всяком случае не приваривается.

В этом районе не привариваются также обшивка борта к палубам и про-

дольный набор к обшивке и палубам. Это позволяет несколько изменить

форму и размеры монтажного стыка вновь изготовленного блока, добива-

ясь обеспечения плавности обводов корпуса судна

в данном районе.

Конструкции панелей и секций зависят от объема ремонта. Так, при

единичной замене панели или секции для удобства монтажа набор не вы-

ступает за кромки полотнища или выступает только с одной стороны (см.

рис. 2.33). При больших количествах заменяемых подряд панелей и сек-

ций конструкция панелей соответствует рис. 2.33, б,

а секции – построеч-

ную (рис. 2.34). Исключением являются забойные конструкции, которые

разрабатываются отдельно для каждого конкретного случая.

134

Рис. 2.33. Конструкция элементов корпуса для ремонта при

единичной замене панелей(1) и секций(2):

а – набор не выступает за кромку полотнища;

б – набор выступает с одной стороны

Рис. 2.34. Конструкция секции для ремонта

135

2.13.5. Разработка технологической документации

Проработка принципиальной технологии ремонта

Должна сопровождаться конструкторскими разработками, а в отдель-

ных случаях расчетами общей и местной прочности судна, расчетами ос-

тойчивости в связи с изменением нагрузки на некоторых этапах ремонта

судна.

При составлении принципиальной технологии должны прорабаты-

ваться следующие основные вопросы:

подготовка судна к ремонту;

выбор

и подготовка места стоянки судна на акватории завода;

дефектация судна;

установление комплекса замеров, которые нужно произвести на судне

до демонтажа и после него, а также в период проведения монтажных работ;

план разбивки ремонтируемых корпусных конструкций на панели,

секции и блоки;

изучение трассы выгрузки и назначение мест технологических выре-

зов в

корпусе судна для демонтажа и агрегатно-заменяемых механизмов и

конструкций;

установление последовательности выполнения демонтажных работ;

разработка схем временного энергоснабжения для обеспечения судна

всеми видами энергии, необходимыми для выполнения ремонтных работ;

проработка мероприятий, обеспечивающих плавучесть, непотопляе-

мость, остойчивость и противопожарную безопасность судна;

определение состава агрегатно-заменяемых механизмов, устройств и т.п.;

установление

периода докового (слипового) ремонта в общем цикле

ремонта судна;

составление укрупненного перечня ремонтных работ в технологиче-

ской последовательности их выполнения и распределения работ по цехам-

исполнителям;

подготовка к швартовным испытаниям;

мероприятия, подлежащие выполнению на заводе с учетом особенно-

сти ремонта данного судна;

определение потребного количества основных материалов;

составление укрупненного расчета

трудоемкости и потребной рабочей

силы по ведущим специальностям.

В состав принципиальной технологии входит и технологический гра-

фик ремонта судна.

На основании принятой принципиальной технологии разрабатывается

график подготовки производства и рабочая технология на изготовление

панелей, секций и блоков и их монтаж на судне.

136

Технологические процессы ремонта корпуса

индустриальными методами

Рассмотрим основные технологические операции, используя реко-

мендации и положения, отмеченные в п. 2.13.2.

Разметка. При разметке следует стремиться к сохранению построеч-

ного раскроя листа. В тех случаях, когда это выполнить невозможно, до-

пускается и другой раскрой. Однако при этом необходимо соблюдать ряд

требований:

сварные швы

должны располагаться в местах наименее напряженных,

по возможности дальше от места изменения сечения связей и районов

расположения отверстий или других ослаблений конструкции;

линия реза полотнища должна быть на расстоянии не менее 40 тол-

щин полотнища до существующих пазовых швов (если невозможно со-

вмещение) и не менее 10 толщин набора.

Базовые линии при разметке

располагают на поле будущего выреза

или совмещают с линиями его контура, но их разметка должна быть про-

длена на 0,5 м за пределы выреза для использования их в процессе монта-

жа новых конструкций. Для криволинейных участков количество кон-

трольных точек на размечаемых линиях должна назначаться в зависимо-

сти от кривизны.

Удаление

изоляции и материалов из района выреза. Для материа-

лов, непосредственно прилегающих к полотнищу, ширины пожароопас-

ной зоны определяется сопоставлением температуры их возгорания с тем-

пературными полями, возникающими при тепловой резке.

Для судостроительных сталей при кислородной и электровоздушной

резке ширина безопасной зоны от оси реза определяется по формуле (2.26).

При плазменной резке для

судостроительной стали, эта величина оп-

ределяется по уравнению (2.27).

Для алюминиево-магниевых сплавов при плазменной резке b вычис-

ляется по выражению (2.28).

Помимо выгораемых материалов из района ремонта удаляют обору-

дование, трубопроводы и кабельные трассы, мешающие выполнению ос-

новных операций.

Вырезка. До начала резки при необходимости (определяется расче-

том) выставляют временные подкрепления.

Вырезка выполняется газокислородной, плазменной, электровоздуш-

ной и лазерной резками, а также бензо- и керосинорезаками.

Демонтажные работы начинают с отрезка набора от полотнища в рай-

оне реза, затем отделяют пояски набора, потом стенки. Вдоль линии реза

на стенках набора делают голубицы и только после этого разделяют по-

лотнище.

137

Последовательность проведения работ должно соответствовать наме-

ченному фронту распространения сварочных работ (ФРСР), а для блока –

условиями безопасности и удобства работ.

При панельном методе ремонта в отличие от других методов рамный

набор отделяется от полотнища по всей длине заменяемого участка. В

данном случае может быть два варианта. Первый вариант уменьшает вы-

соту стенки рамного набора (рис. 2.35, а), во втором – высота набора ос-

тается без изменения (рис. 2.35, б)

Рис. 2.35. Отделение рамного набора от полотнищ при панельном методе ремонта

В первом случае производится один рез, во втором – два реза. Вари-

анты выбирает технолог из экономических соображений.

Транспортировка вырезанного участка. Изучаются трассы выгрузки

дефектной конструкции. При перемещении на плаву обеспечивается не-

обходимая остойчивость и непотопляемость, при транспортировке кра-

ном – местная прочность.

Подготовка кромок выреза и набора под сборку. Выполняется в три

этапа:

1) выравниваются кромки под «линейку»;

2) устраняются при необходимости волнистость кромок выреза по-

лотнища тепловым безударным способом. Нагрев ведется в местах наи-

большей кривизны по вершинам волн;

3) удаляются с кромок капли металла, наплывы и при толщине метал-

ла больше 8 мм кромки разделываются в соответствии с ГОСТ 5264-80

под сварку.

Изготовление новых

конструкций. Технологический процесс анало-

гичен изготовлению конструкций при судостроении. После изготовления

на конструкцию наносятся базовые линии.

138

Установка новых конструкций в корпус. Предварительно по двум

чистовым кромкам выреза устанавливают фиксаторы зазора под сварку не

менее двух на кромку. При этом базовые линии на новой конструкции

должны совпадать с базовыми линиями корпуса. Если оставшийся в кор-

пусе набор не выходит за границы выреза, то для ориентации новой кон-

струкции используются направляющие (рис. 2.36). Окончательно новая

деталь фиксируется относительно корпуса прихватками по чистовым

кромкам.

Рис. 2.36. Установка и варка секции при ремонте:

° – граница реза набора (расстояние от линии реза 100…200 мм); * – граница

отделения набора от полотнища (расстояние 40s до линии реза);

1…18 – номера сварных швов

Вварка новых конструкций. Вварка производится в соответствии с

ФРСР по участкам. На каждом участке сначала приваривается набор меж-

ду собой (первый шов – стенка набора, второй – пояски), затем полотни-

ще и в последнюю очередь – не приваренная часть набора к полотнищу.

Первым участком вварки всегда является часть конструкции с чисто-

вой кромкой.

Для удаления припуска соответствующая кромка конструкции должна

быть отогнута из плоскости полотнища – расклинена или выжата силовым

приспособлением, что требует оставления недоваренными сварные со-

единения на расстоянии от отгибаемой кромки (для исключения образо-

вания заломов и пластических деформаций) равном

139

sfE

⋅⋅

=l мм,

(2.30)

где

– модуль упругости материала, кПа;

– стрелка выгиба кромки, мм;

– толщина полотнища, мм;

– предел текучести материала, кПа.

Причерчивая припуск, необходимо учесть размер нормативного зазо-

ра под сварку.

При вварке единичных панелей или секций в замкнутый контур необ-

ходимо особое внимание обратить на углы, в которых располагаются так

называемые жесткие точки. Точки надо ликвидировать или уменьшить их

влияние с помощью различных технологических приемов, некоторые

из

которых приведены на рис. 2.36.

Все первые сварные швы производятся с внутренней стороны корпуса.

Зачистка корня шва и сварка полотнища с наружной стороны кор-

пуса в – соответствии с ФРСР.

Правка остаточных деформаций в районе установки.

Зачистка околошовных зон.

Испытания на герметичность швов.

Грунтование и окраска.

Сдача ОТК.

2.14. Испытания корпусных конструкций на герметичность

после ремонта

Под герметичностью понимают свойство отдельных элементов и со-

единений не пропускать капельную и газообразную жидкости

(ГОСТ 26790–85. Техника течеискания. Термины и определения).

Испытания при ремонте производят по тем же нормам, что и для но-

вых судов. Объем испытаний определяется перечнем работ по ремонту

или модернизации. Нормативными материалами по испытаниям являются

Правила Регистра и ГОСТ 3285–83.

Испытания должны проводиться согласно схеме либо таблицам, раз-

работанным конструкторским бюро. В схеме указывается расположение и

назначение всех испытываемых отсеков, методы и нормы.

Испытания корпуса после ремонта производятся двумя способами:

керосино-меловой пробой и сжатым воздухом. При ремонте больших уча-

стков корпуса, а также по требованию Регистра

или судовладельца испы-

тания могут проводиться наливом воды.

140

При исследовании получены минимальные радиусы каналов неплот-

ностей, обнаруженных при испытании давлением воздуха и воды

(рис. 2.37). Для выявления каналов радиусом менее 0,012 мм оказывается

достаточным давление воздуха 0,03 МПа, что и принято Правилами РРР

для судов классов «М», «М-СП», для классов «Р», «Л» и «О» – 0,025 МПа.

Рис. 2.37. Минимальные радиусы

каналов неплотностей, обнаруженных

при испытаниях сжатым воздухом (1)

и испытаниях водой (2)

Предварительные испытания выполняют керосино-меловой пробой

– смачиванием керосином швов изнутри корпуса и контроле снаружи про-

никновения керосина через швы, обмазанные меловым раствором (зимой

– на незамерзающем разбавителе). Проникание керосина характеризуется

появлением на меловом экране жирных темных пятен или просто проте-

чек. Вторично швы смотрят через 40 мин (зимой – через 90 мин). Крите-

рием

герметичности является отсутствие пятен на меловом экране.

Основные испытания. Допускается засчитывать в качестве основно-

го предварительные испытания, если в отсеке на одной из групп связей

заменялось не более 15% обшивки. В остальных случаях основные испы-

тания осуществляются сжатым воздухом, реже – водой. Использование

воздуха требует герметизации отсека и установки двух манометров и

ре-

дукционных клапанов для контроля давления в отсеке.

Использование воды при испытаниях резко усложняет работы. Так,

при низких температурах требуется подогрев воды, кроме этого происхо-

дит залив оборудования, электроповодки и, последнее, вызывает значи-

тельные перегрузки на корпус. Поэтому налив воды применяется для ис-

пытаний отсеков и цистерн, в которых при

эксплуатации находятся жид-

кости.

Критерии герметичности:

а) при испытании воздухом:

отсутствие снаружи отсека пузырей при обмазке сварных швов мыль-

ным раствором. Но при применении в качестве индикаторов пенообра-

зующих мыльных растворов последние быстро стекают с поверхности, в

особенности с вертикальной. Поэтому для более длительной фиксации