Ремонт корпуса судна

Износ и повреждение корпуса судна

Продолжительность службы корпуса судна и его исправное техническое состояние зависят от условий эксплуатации, качества обслуживания и ремонта. В процессе эксплуатации необходимо принимать меры к устранению дефектов, не допуская износа и повреждений судовых конструкций.

Техническое состояние (свойство) изделий и конструкций, которому они должны удовлетворять в процессе эксплуатации, устанавливается по рабочим чертежам и техническим условиям. Отклонение технического состояния изделий, конструкций от технических условий применительно к корпусу судна рассматривается как дефект, а по механической части (двигателю и механизмам) как неисправность.

Износ детали или конструкций проявляется изменением ее размеров, формы, механических свойств материала. Вследствие износа детали или конструкции уменьшается ее надежность и долговечность. Износ судна определяется степенью износа основных его элементов и прежде всего корпуса. Износостойкость судовой детали или корпусной конструкции представляет собой способность их оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях эксплуатации.

Скорость изнашивания характеризуется процессом изнашивания детали или конструкции и определяется отношением величины износа ко времени, в течение которого происходит это изнашивание (например, ежегодное утонение толщины наружной обшивки). Износ и повреждения конструкций корпуса происходят по причинам: коррозии, эрозии и усталости металла.

Коррозия металла — это разрушение металла,  вызываемое химическими или электрохимическими процессами. В результате коррозии судовые конструкции теряют ряд своих технических свойств. Поэтому для уменьшения химического или электрохимического воздействия коррозионной среды на металл применяют ряд профилактических мероприятий (окраску, оцинковку и др.).

Конструкции корпуса судна подвергнуты коррозионному износу как с наружной, так и с внутренней стороны. Коррозионный износ корпусных конструкций проявляется как в виде равномерного уменьшения толщины металла на сравнительно больших участках, так и в  виде отдельных раковин, глубина которых в некоторых случаях достигает значительной части толщины металла.

Металл конструкций всех частей корпуса и надстроек в большей или меньшей степени находится под действием условий, благоприятно влияющих на ускорение процесса коррозии. Наибольшему коррозионному износу подвергаются: листы бортовой обшивки в районе переменной ватерлинии; листы палубного настила в местах застаивания воды; шпангоуты в районах их пересечения с палубами, где скапливается влага; кницы в льялах; переборки в трюмах на участках пересечения с палубами и платформами; набор и обшивка котельных и машинно-котельных отделений, грузовых трюмов (при перевозке грузов с внутренним теплообразованием), угольных ям, находящихся в условиях воздействия не только влажного воздуха, но и повышенных температур, что способствует коррозии металла; обшивка туннелей гребных валов, палубы наливных судов (влияние паров нефтегрузов).

Эрозия металла — процесс разрушения поверхности металла под ударным действием насыщенной воздухом струи воды в виде капель. К эрозии относится и явление разрушения металла в кавитационной зоне, при которой в потоке воды образуются пространства с пониженным давлением. Наиболее подвержены эрозии наружная обшивка в кормовой части винтовых судов, ахтерштевень, кронштейны гребных винтов, направляющие насадки, гребные винты. Ослабить эрозию металлов можно применением высокопрочных материалов и термической обработкой (закалкой) деталей.

Повреждения судовых конструкций подразделяют на остаточные деформации и разрушения.

К остаточным деформациям относят: вмятины, бухтины, гофры, изломы корпуса; к разрушениям — трещины, разрывы, пробоины. Повреждения судовых конструкций возникают в результате тяжелых условий эксплуатации, аварий, стихийных бедствий, усталости металла, а также нарушения правил технической эксплуатации судна и допущенных во время строительства или ремонта корпуса судна отступлений от рабочих чертежей и нарушений технических условий выполнения работ.

Вмятины (рис. 105, а, б) представляют собой местную деформацию элемента конструкции корпуса и характеризуются размерами и величиной стрелки прогиба. Вмятину в листах корпуса, имеющую плавные очертания (в пределах шпации), называют бухтиной.

В процессе эксплуатации судна вмятины перекрытий (борта, днища, палубы и др.) могут возникать в результате сжатия корпуса судна льдами, столкновения с другими судами, при ударе груза о палубу, замерзания воды в цистернах и др.

Гофры (рис. 105, в) представляют собой ряд бухтин, расположенных между шпангоутами или продольными балками и придающих судовой конструкции ребристый вид. Гофры образуются чаще в носовой оконечности.


Рис. 105. Деформации корпусных конструкций:
а — вмятина (бухтина) листа, б — вмятина борта, в — гофрировка борта

Трещины поверхностные или сквозные — разрушения в элементах конструкции. Местами возникновения трещин являются  всевозможные вырезы в углах перекрытий, сварных швах, пересечения набора с поперечными переборками и др.

На рис. 106 изображены трещины 2 в стенке флора 1 в местах прохода продольных днищевых балок 3; на рис. 107 — трещины 2 в поперечной переборке в местах соединения с продольной переборкой 4 ив местах жестких соединений с кницами 5, установленными между переборками. В подводной части наружной обшивки возникают трещины вследствие усталости металла под воздействием вибрации.


Рис. 106. Трещины в стенке флора в местах прохода продольных днищевых балок:
1 — флор, 2 — трещины, балка


Рис. 107. Трещины в поперечной переборке:
1 — поперечная переборка, 2 — трещины в местах оборудования «жестких точек», 3 — днищевая обшивка, 4 — продольная переборка, 5 — кницы, соединяющие переборки

Разрыв (рис. 108) — разрушение, при котором конструкция корпуса судна оказывается разделенной на части.


Рис. 108. Разрушение бортовой обшивки (разрыв) в районе носовой оконечности

Пробоины — это местные разрушения (разрывы) перекрытий. На рис. 109 изображена пробоина в бортовой обшивке судна, полученная в результате столкновения с другими судами.


Рис. 109. Пробоина в бортовой обшивке  судна, полученная в результате столкновения

Излом корпуса — остаточная деформация, характеризующаяся изменением упругой линии корпуса, возникает при разрушении и потере устойчивости продольных связей.

Ремонт корпусов производят при:
полном разрушении (трещины, разрывы, проломы) металла в отдельных конструкциях корпуса;
частичном разрушении (коррозионном износе, истирании, царапинах) основного металла или сварных швов;
местных механических повреждениях настилов конструкции корпуса вместе с набором (вмятинах) или отдельных листов (бухтинах);
остаточной деформации судового набора (потеря устойчивости и др.), повышенной гофрировке настилов корпусных конструкций; появлении течи в заклепочных швах; утонении металла  вследствие коррозионного износа; повышенных общих деформациях корпуса судна; интенсивном эрозионном износе выступающих частей наружной обшивки в подводной части кормовой оконечности.

Повреждения конструкций корпуса и необходимость их ремонта появляется как следствие:
сжатия корпуса льдом в результате плохой и несвоевременной околки судна во время зимней стоянки;
работы в ледовых условиях при неподкрепленном корпусе судна; ударов судна о причал или другое судно;
неравномерного распределения груза при погрузке или выгрузке, вызывающей местные прогибы корпуса судна;
вибрации отдельных частей корпуса, находящихся под действием динамических переменных нагрузок, при работе двигателей;
неравномерной работы механизмов из-за неуравновешенности отдельных частей или плохой регулировки их.

Деформации отдельных элементов корпуса могут возникнуть вследствие недостаточной прочности конструкций, допущенной в процессе проектирования постройки или ремонта корпуса судна.