Курников А.С. Технология судоремонта : курс лекций

Подождите немного. Документ загружается.

2.6.2. Определение технического состояния корпуса

по износу связей

Методика определения износа основных связей корпуса

Износ элементов связи следует определять не менее, чем в двух ха-

рактерных сечениях в средней части (0,5L) корпуса и по одному сечению

в каждой оконечности (0,25L).

Для судов длиной до 50 м допускается принимать по одному сечению

как в оконечностях, так и в средней части.

Достаточность количества сечений

должна быть определена комисси-

ей и Регистром в зависимости от конструктивных особенностей и возрас-

та судна, вида износа, условий эксплуатации и т.п.

Для всех серийных судов длиной более 50 м должна быть разработана

«Схема дефектации корпуса» с назначением поперечных сечений и коор-

динат мест замера износов элементов связей. Схема должна

быть разрабо-

тана с учетом следующих указаний, которые правомерны и для остальных

судов:

а) поперечные сечения, выбранные для определения износов элемен-

тов связей, должны быть наиболее характерными в отношении прочности

корпуса (ослабленные большими вырезами, имеющие минимальные пло-

щади поперечных сечений и др.);

б) в технических требованиях схемы следует оговорить необходи-

мость измерения остаточных толщин в дополнительных местах, если

внешним осмотром или по результатам предыдущих дефектаций будут

выявлены участки элементов связей, имеющие повышенный износ по

сравнению с сечениями, предусмотренными схемой. В случаях замены

наружной обшивки в сечениях, предусмотренных схемой, при последую-

щих дефектациях измерения остаточных толщин должны быть произве-

дены в ближайших

к ним сечениях, не имевших замененных листов;

в) для судов, перевозящих жидкие грузы, следует дополнительно из-

мерять износы корпусных конструкций в отсеках, имеющих в процессе

эксплуатации наибольшее газовое пространство, а также в отсеках, через

которые производится налив и слив груза;

г) для судов, постоянно эксплуатирующихся на мелководье, швар-

тующихся у

необорудованного берега, судов, на которых грузовые работы

выполняются механизированными способами, с помощью грейфера, а

также других судов, связи которых подвержены повышенному износу,

участки для измерения следует выбирать в местах примыкания набора к

обшивке и настилу;

д) износ каждой группы связей (в поперечном сечении) должен быть

определен для всех элементов этой группы

, но допускается определить не

менее чем для пяти элементов палубы, днища, второго дна и не менее чем

для трех элементов наружных и внутренних бортов и переборок (рис. 2.7).

У корпуса существуют следующие группы связей: группа связей палубы,

днища, второго дна, бортов и переборок.

Измерение средних остаточных толщин элементов групп связей произ-

водить весовым, микрометрическим, ультразвуковым и другими по согла-

сованию с Регистром методами, обеспечивающими надлежащую точность.

Рис. 2.7. Размещение участков изме-

рения остаточных

толщин на элементах связей корпуса:

1 – элементы связей (пояса, балки

набора); 2 – участки измерения

200×200 мм;

3, 4, 5, 6, 7 – группы связей палу-

бы, днища, второго дна, борта, второ-

го борта

При весовом методе определения средней остаточной толщины из де-

фектуемых элементов групп связей на участках их измерения вырезаются

планки, из которых изготовляются образцы размером 200×200 мм (с от-

клонениями размеров сторон не более ±5 мм), которые после маркировки

и очистки от продуктов коррозии обмеряются и взвешиваются.

Средняя остаточная толщина

ср

S , мм, определяется по выражению

ср

⋅

(2.11)

где m –

масса образца, г, определяемая с точностью ±3 г;

F –

площадь образца, см

, определяемая с точностью ±4 см

что соответствует измерению сторон образца с точно-

стью ±0,1 см;

– плотность металла, г/см

, (

= 7,85 г/см

– для стали,

= 2,70 г/см

– для легких сплавов).

Абсолютная точность измерения средних остаточных толщин весовым ме-

тодом

ср

S∆ , мм, может быть оценена по выражению подсчета погрешности.

()()

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

∆+

∆−

−

∆−

∆+

⋅±=∆

ср

ρρ

(2.12)

где

∆

m –

абсолютное максимальное отклонение при взвешивани

образца, г;

∆

F –

абсолютное максимальное отклонение при измерении об-

разца, см

Подставляя в выражение (2.12) значение m для наиболее распростра-

ненного диапазона толщин связей корпуса судов Минречфлота (S = 5 мм

и S = 10 мм), получим абсолютную точность измерения средних остаточ-

ных толщин весовым методом:

для S = 5 мм –

033,0±=∆

ср

S мм;

для S = 10 мм –

064,0±=∆

ср

S мм.

Относительная точность измерения

ср

составит соответственно:

для S = 5 мм –

%66,0%100 ±=⋅

∆±

ср

мм;

для S = 10 мм –

%64,0±=

ср

мм.

Точность измерения для корпусов из легких сплавов будет несколько хуже.

Таким образом, весовой метод позволяет измерять остаточные тол-

щины связей при дефектации в (3…5) раз точнее, чем допускается Прави-

лами Регистра (±0,15 мм). В этом его главное достоинство.

Вместе с тем, процесс дефектации весовым методом является трудо-

емким по исполнению, сопровождается

необходимостью подъема судна

на слип (в док) для проверки подводных связей корпуса, их разрушением

при вырезке образцов с необходимостью восстановления целостности и

герметичности после дефектации.

Учитывая высокую точность и отмеченные недостатки, весовой метод

используется как базовый (контрольный) для проверки точности измере-

ния другими методами и как арбитражный при решении спорных

вопро-

сов. Его применение обязательно только при смене больших площадей

обшивки и при наличии сильно развитой язвенной коррозии.

При микрометрическом методе определения средней остаточной тол-

щины в дефектуемых элементах связей (на участках измерения, выбран-

ных комиссией – см. рис. 2.7 и намеченных мелом размером 200×200 мм),

просверливается по три отверстия диаметром (6…8) мм. Через

отверстия

специальным инструментом (рис. 2.8) выполняется измерение остаточных

толщин, как показано на рис. 2.9.

Средняя остаточная толщина

ср

, мм, определяется как среднее

арифметическое из 12 измерений не менее чем в трех отверстиях по вы-

ражению

∑

ср

S ,

(2.13)

где

S –

результат текущего измерения, мм.

Рис. 2.8. Штангенциркуль-толщиномер и индикатор-толщиномер для измерения

остаточных толщин связей корпуса через отверстия:

1 – неподвижная игла; 2 – подвижная игла; 3 – игла глубиномера

Рис. 2.9. Измерение остаточной толщины связи через отверстия:

1 – участок измерения 200×200 мм; 2 – отверстия I, II, III ∅ (6…8) мм; 3 – места

измерения; 4, 5 – неподвижная и подвижная иглы толщиномера

Среднюю остаточную толщину элемента связи при двухстороннем яз-

венном износе

ср

S на участке измерения следует определять по формуле

ня

срв

вя

ср

hhSS

ηη

−−= ,

(2.14)

где

вя

ср

ня

ср

–

средняя глубина язв на внутренних и наружных по-

верхностях, мм.

–

степень распространения язвенного износа по внут-

ренней и наружной поверхностям.

Средняя глубина язв

ср

h определяется как среднее арифметическое

из результатов измерений глубины (6…10) язв. Для измерения необходи-

мо выбирать наиболее глубокие, средние и наименее глубокие язвы. Из-

мерения следует проводить с помощью глубиномера, индикатора часово-

го типа или другого подобного прибора.

Степень распространения язвенного износа следует определять как

отношение площади F

, занятой на измеряемом участке язвами, ко всей

площади участка, F, то есть

(2.15)

Площадь распространения язв с каждой стороны элемента следует

определять визуально с помощью проволочных шаблонов, сетчатых тра-

фаретов, нанесенных на кальку, или других подобных приспособлений.

При микрометрическом методе точность измерения остаточных тол-

щин должна составлять ±0,1 мм, глубины язв ±0,2 мм, степени распро-

странения язвенного износа ±5 мм.

Абсолютная точность измерения

остаточных толщин

ср

S∆

(

ср

S∆

)

должна составлять по требованию Регистра ±0,1 мм, но ее можно опреде-

лить лишь сравнением с результатом измерения базовым весовым методом:

ср

SSS −=∆ .

(2.16)

Относительная точность микрометрического метода

ср

, %, опреде-

ляется тоже по сравнению о базовым весовым методом по выражению

100

ср

−

(2.17)

Уравнение (2.17) является наиболее объективной оценкой метода, не

обеспечивающего зачастую установленной для него точности измерения и

дающего при неравномерном износе связей несколько завышенную оста-

точную толщину.

Микрометрический метод обладает всем комплексом недостатков,

присущих весовому методу (необходим подъем судна на слип, разрушает-

ся целостность корпуса засверловкой отверстий, требуется восстановле-

ние целостности и

герметичности связей после дефектации) и по этим

соображениям его использование должно ограничиваться.

Вместе с тем он продолжает применяться из-за простоты и доступно-

сти процесса измерения, хотя и не обладает высокой точностью.

Применение микрометрического метода не рекомендуется при повы-

шенном язвенном и неравномерном износе связей.

При ультразвуковом методе определения средней

остаточной толщи-

ны на дефектуемых элементах связей выбираются участки по аналогии с

предыдущим методом, на котором зачищаются три площадки размером

200×200 мм. Щупом (искателем) ультразвукового толщиномера должно

быть выполнено не менее 10 измерений (рис. 2.10).

Площадки зачищаются торцевой фрезой или плоским шабером до

чистого металла, а для создания надежного акустического контакта с щу-

пом перед измерением смазываются минеральным маслом.

Измерение производится ультразвуковыми толщиномерами

«Кварц–6» (рис. 2.11), «Кварц–12» или другими приборами, обеспечи-

вающими абсолютную точность измерения ±0,15 мм. Показания при из-

мерении следует снимать только устойчивые и

надежные.

Рис. 2.10. Измерение

остаточной толщины

связи на зачищенных

площадках щупом

«Кварц–6»:

1 – участок измерения

200×200 мм; 2 – места

контроля I, II, III ∅

(20…40) мм;

3 – места измерения

Рис. 2.11. Ультразвуковой толщиномер

«Кварц–6»

1 – эталоны толщины; 2– установка начала

шкалы; 3 – фиксация начала шкалы;

4 – установка конца шкалы; 5 – фиксация

онца шкалы; 6 – переключатель диапазонов

7 – генератор; 8 – приемник

Средняя остаточная толщина

ср

S , мм, определяется как среднее

арифметическое из 10 измерений по выражению

∑

ср

(2.18)

где

S –

результат текущего измерения, мм.

Абсолютная и относительная точности измерения средней остаточной

толщины

ср

S∆

, мм, и

ср

, %, определяются по аналогии с микрометри-

ческим методом выражениями:

ср

SSS −=∆ ;

100

ср

−

(2.19)

При технически исправном состоянии измерительного прибора и со-

ответствующей квалификации дефектовщика ультразвуковой метод изме-

рения остаточных толщин связей является наиболее эффективным и пред-

почтительным, позволяющим выполнять односторонние измерения без

подъема судна на слип и разрушения связей при дефектации с точностью,

удовлетворяющей требованиям Регистра.

Ультразвуковой метод при дефектации дает несколько заниженные

остаточные толщины связей из-за их утонения при обработке площадок

для измерения.

При наличии на поверхности измерения язв глубиной 1,5 мм и более

необходимо учесть язвенный износ по формуле (2.14).

Измерение остаточных толщин элементов набора (стенки, пояска)

производится теми же методами и средствами измерения, что и обшивки.

Толщины элементов набора, где это

технически возможно, измеряются

штангенциркулем, микрометром и т.п. Количество измеряемых связей

определяется на основании внешнего осмотра в зависимости от степени

неравномерности износа однородных связей. На элементах набора, сохра-

нивших строительную окраску, измерение остаточных толщин допускает-

ся не производить.

Если внешним осмотром установлен значительный износ связи из по-

лособульба, то процент износа

должен быть определен весовым методом.

Для этого необходимо вырезать участок полособульба, отделив его от

обшивки с таким расчетом, чтобы после обработки на станке получить

образец размерами 200 мм по длине и уменьшенным на 20 мм по высоте.

После очистки образец взвешивают.

Износ полособульба, %, определяют по уравнению

100

из

эл

K = ,

(2.20)

где

из

М –

масса образца, г, определяемая с точностью ±3 г;

М –

теоретическая масса полособульба длиной 200 мм с

уменьшенной на 20 мм стенкой, которая будет иметь сле-

дующие значения в зависимости от номера полособульба:

№ 5 – 324 г; № 5,5 – 409 г; № 6 – 523 г; № 7 – 643 г;

№ 8 – 763 г; № 9 – 927 г; № 10 – 1162 г; № 12 – 1546 г;

№ 14 – 1990 г.

Среднее утонение элемента связей корпуса, мм, определяется по фор-

муле

ср

SSS

−

∆

(2.21)

где S – проектная или нормируемая Правилами толщина эле-

мента связи корпуса, мм;

ср

–

средняя остаточная толщина элемента связи корпуса, мм.

Износ элемента связи корпуса (листов и набора), %, следует вычис-

лять по выражению

эл

∆

= 100 .

(2.22)

Износ групп связей К, %, определяется по формуле

∑

эл

элэл

bК

(2.23)

где

эл

b –

ширина элемента связи, м;

n – число элементов в группе связей.

2.6.3. Определение оценки технического состояния корпуса по

износу основных связей

Все замеры средних остаточных толщин элементов групп связей по

каждому контрольному сечению и дополнительным местам измерения в

процессе дефектации заносятся в табл. 2.3, а после дефектации переносят-

ся на подготовленную

растяжку наружной обшивки корпуса (см. рис. 2.6).

В табл. 2.2 выполняется расчет износа каждого элемента

эл

К и в це-

лом групп связей К по каждому контрольному сечению.

Оценка технического состояния по износу групп связей во всех кон-

трольных сечениях определяется непосредственно в таблице замеров (см.

пример, приведенный в табл. 2.2) путем сравнения величин износа К с

допустимыми средними износами К

доп

по нормам Регистра.

Если при дефектации будет установлено, что отдельные элементы

(скуловой пояс, обшивка вблизи стенок рамного набора и др.) имеют по-

вышенный местный износ, превышающий допустимую норму среднего

износа для соответствующей оценки группы связей более чем на 10% или

остаточная толщина в районе наиболее развитых язв будет меньше 1,5 мм,

то

предъявляется требование о замене этих листов или заварке язв незави-

симо от оценки по группе связи.

Если наибольший износ сосредотачивается вдоль линии крепления

балок набора, остаточная толщина определяется по наиболее изношенно-

му поперечному сечению (в зоне приварки балок, но не далее 15 мм от ее

стенки, вдоль линии наибольшего износа на

листе и т.п.).

Если местный повышенный износ в районе сварных швов вдоль попе-

речных балок будет устранен путем наплавки или иным, согласованным с

Регистром, способом, окончательная оценка технического состояния кор-

пуса после ремонта производится по результатам замеров, выполненных

вне зоны повышенной местной коррозии.

Общая оценка технического состояния корпуса по износу принимается

наихудшей из полученных по группам связей во всех контрольных сечениях.

2.6.4. Определение технического состояния корпуса

по местным остаточным деформациям

Методика измерения остаточных деформаций

При деформации каждой вмятины со стороны наружной обшивки

должны измеряться следующие параметры (см. рис. 2.3, 2.12, 2.13):

, b

… b

, d

… d

) – ширина вмятин в одном поперечном сечении

палубы (днища), м;

вм

– максимальная стрелка прогиба вмятины по деформированному

набору, мм;

l – наименьший размер вмятины в плане по деформированному на-

бору в районе

вм

f , м;

обш

– максимальная стрелка прогиба обшивки между двумя деформи-

рованными балками набора, мм;

эл

, b

эл

– габаритные размеры вмятины, м (стороны описанного прямо-

угольника, параллельные стыкам и пазам обшивки и проведенные каса-

тельно к границе деформации).

Изнутри корпуса у каждой вмятины осматриваются дефекты балок

набора, трещины, разрывы, отрывы от обшивки, кромочные деформации,

выпучины или «завалы» стенок и т.п.

При дефектации бухтин и гофрировок со стороны

наружной обшивки

должны измеряться (см. рис. 2.4, 2.5, 2.13):

обш

– максимальная стрелка прогиба обшивки, мм;

а – расстояние между ближайшими балками набора, мм;

эл

, b

эл

– габаритные размеры бухтины и гофрировки, м.

Точность измерения величин:

b ;

d ; а;

эл

l ;

эл

b – ± 0,1 мм;

вм

; f

обш

– ± 2 мм.

Замеры параметров каждой деформации и информация о дефектах ба-

лок набора в районе вмятины в процессе дефектации заносятся в подготов-

ленные табл. 2.3, 2.4, а после дефектации переносятся на растяжку наруж-

ной обшивки корпуса (в масштабе чертежа) с изображением границ дефор-

мации обшивки, местоположения максимальной стрелки прогиба и дефек-

тов

балок набора условными обозначениями, приведенными на рис. 2.6.

100

Рис. 2.12. Измерение суммарной ширины вмятины отдельно для палубы

и днища в одном поперечном сечении корпуса

Рис. 2.13. Измерение параметров местных остаточных деформаций:

А – у вмятин; Б – у ребристости и бухтин; В – у кромочных деформаций;

1 – линейка деревянная; 2 – линейка стальная; f

вм

, f

обш

, f

кр

– измеряются с точно-

стью ±2 мм; l, b

) – с точностью ±0,1 мм