Файл: Бронский, А. И. Основы выбора конструкций корпуса судна.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 83

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Обычно перечисленные мероприятия реализуются в конструкций' не раздельно, а в определенном сочетании, комплексно. Так, во

многих случаях соединение поясков пересекающихся

рамных свя­

зей корпуса

(рамных бимсов и карлингсов палуб,

флоров

с верти­

кальным килем и стрингерами на судах без двойного дна,

бортовых

стрингеров

и рамных

шпангоутов) осуществлялось

в

соответствии

с рис. 28, а.

В точке

А наблюдается значительная

геометрическая

концентрация напряжений, вызванная резким изменением сечений деталей. Здесь ж е неизбежно скопление технологических дефектов сварки — концевых кратеров, подрезов, обусловленных либо оста-

Рис. 28. Соединение поясков рамных связей набора: а — непосредственное; б •— с помощью специальной вставки.

новкамн во время сварки, либо резким изменением направления" шва. При достаточно высоком уровне нагружения узла или при

действии других неблагоприятных факторов (повышенная

вибра ­

ция,

низкая

температура)

в таких

узлах

отмечены повреждения

в виде трещин. С целью повышения

надежности конструкций П р а ­

вила

Регистра С С С Р рекомендуют

узел

соединения поясков

выпол­

нять

так, как

изображено

на рис.

28, б,

что

одновременно

с н и ж а е т

концентрацию напряжений, вызванную изменением сечения, выво­ дит сварные швы из зоны повышенных напряжений и улучшает ус­

ловия

выполнения сварки. В

соответствии

с П р а в и л а м и

Регистра

С С С Р

такое оформление узла

обязательно,

в частности,

для райо ­

нов повышенной вибрации и д л я крайних связей эквивалентного' бруса, особенно при использовании сталей повышенной прочности (т. е. при высоком номинальном уровне действующих н а п р я ж е н и й ) .

Аналогичные соображения следует принимать во внимание при

оформлении свободных

кромок стенок

и

поясков

балок. Д о

недав­

него времени

(примерно

до середины 60

годов) приварка

бракет

и ребер

осуществлялась

так,

к а к показано

на

рис. 29, а. П р и этом

сварные

швы

выходили

на

кромку

деталей,

а

дефекты

сварки

127


в ы з ы в а ли концентрацию напряжении и повреждения конструкции. Устранить эти недостатки конструктивными средствами очень про­

сто: достаточно ширину

подкрепляющих

деталей

сделать меньше

 

 

 

 

 

 

ширины

пояска

на

10—15

мм

 

 

 

 

 

 

(рис. 29,6), что и предусмот­

 

 

 

 

 

 

рено

 

П р а в и л а м и

Регистра

 

 

 

 

 

 

С С С Р .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Интересно

проследить

раз­

 

 

 

 

 

 

витие

конструкций

фундамен­

 

 

 

 

 

 

тов под главные и вспомога­

 

 

 

 

 

 

тельные

 

двигатели,

компрес­

 

 

 

 

 

 

соры

 

и

другие

подобные

Рис.

29. Подкрепляющие

детали рам­

механизмы, в ы з ы в а ю щ и е ин­

тенсивную

вибрацию . Длитель ­

ного

набора: кромка

кницы

доведена

(а)

и не

доведена

(б)

до

кромки

ное время

пояски

поперечных

 

 

пояска.

 

 

книц

и

 

бракет

фундаментов

 

 

 

 

 

 

приваривались к пояскам про­

дольных

фундаментных

балок под

прямым

углом

(рис. 3 0 , а ) ,

что

приводило к трещинообразованию в связи с геометрической кон­

центрацией напряжений и скоплением

технологических

дефектов

Н-1с

1

а

 

лА1

рис. 30. Подкрепление

фундаментных балок:

а — пояски кинц

и бракет

не­

посредственно сварены

с пояском

продольной

фундаментной балки;

б — по­

яски книц и бракет приварены к фестонному

листу; в — пояски

книц

и

бра­

кет не доведены

до пояска

продольной фундаментной

балки.

 

в углах. Правила ж е классификационных обществ никаких указа ­ ний по приварке поясков не содержали вплоть до 1968 г. В этот период в конструкцию часто стали вводить непрерывный фестон­ ный лист по кромке пояска фундаментной балки (рис. 30,6), к ко­ торому приваривались пояски бракет. Очевидна аналогия данной конструкции с узлом соединения поясков пересекающихся рамных балок набора (см. рис. 28, б). Однако повышение трудоемкости

}28


изготовления таких

фундаментов

и

меньшая доступность

мест

установки

крепежа

(т. е. в конечном

итоге усложнение монтажных

работ

при

установке механизмов)

заставили

искать

другие

реше­

ния. Наиболее простой и экономичной при достаточной

надеж ­

ности

оказалась конструкция,

в которой бра кеты и

кницы

не

до­

ведены

до

кромок

поясков

продольных

фундаментных

балок,

а их пояски

обрезаны «на

ус»

(рис. 30, б) . Т а к а я

конструкция

в настоящее время широко распространена, а указания о ее при­

менении содержатся в

действующих

П р а в и л а х Регистра С С С Р .

Область применения

различных

рекомендаций по снижению

конструктивной и технологической концентрации напряжений су­

щественно зависит от общего уровня и

х а р а к т е р а

 

н а г р у ж е н и я

конструкций

(что в более

или менее явном

виде о т р а ж е н о в

Пра ­

вилах классификационных

обществ и в действующих

нормативных

д о к у м е н т а х ) ,

а т а к ж е от экономических последствий

повреждения

конструкций, возникающих при эксплуатации судна.

Следова ­

тельно, вопросы ремонта д о л ж н ы

рассматриваться у ж е

при проек­

тировании судна.

 

 

 

 

 

 

Ремонтопригодность — в а ж н ы й

элемент

эксплуатационной

эф ­

фективности судов. П о д этим понимается применение при проекти­ ровании судна таких корпусных конструкций, которые обеспечи­ вают минимальные суммарные затраты на постройку, ремонт и

техническое обслуживание (в эти з а т р а т ы

включаются

и потери от

вывода судна из эксплуатации на период

р е м о н т а ) .

Иными сло­

вами, в понятие ремонтопригодности включается установление оп­ тимальных нормативов на межремонтный период и на отчисления

для ремонтных

работ.

 

Р а з р а б о т а н а

нормативная документация, которая

определяет

основные качественные и некоторые количественные

показатели

ремонтопригодности, обеспечиваемые и контролируемые при про­ ектировании.

Все судовые конструкции, системы и изделия распределяются по категориям в зависимости от степени ответственности их работы

или

в конечном итоге от степени экономических последствий их

повреждений . Так, все конструкции

основного корпуса, в к л ю ч а я

палубы, переборки, платформы, отнесены к I категории, т. е. к кон­

струкциям, обеспечивающим безопасность п л а в а н и я

и эксплуата ­

ции.

Соответственно д о л ж е н быть

гарантирован

четырехлетний

цикл эксплуатации без заводского ремонта. Одновременно реко­ мендуется, учитывая плановые периодические заводские ремонты,

рассчитывать основной корпус судна на весь

срок с л у ж б ы

без ка­

питального ремонта. Это д о л ж н о достигаться

рациональным выбо­

ром размеров деталей и элементов (особенно

тех, которые

подвер­

ж е н ы ' н а и б о л ь ш и м

износам и

н а г р у з к а м ) , обеспечением

их

доступ­

ности д л я осмотра

и окраски

и т. п. Все эти

положения

диктуются

129


относительно высокой трудоемкостью выполнения ремонтных

работ

по корпусу, большим объемом в о з м о ж н ы х

сопутствующих

работ —

д е м о н т а ж о м

и повторным

м о н т а ж о м

после завершения ремонта ме­

таллического

корпуса различного оборудования,

систем,

 

изоляции

п прочего,

а т а к ж е

необходимостью

вывода

судна из

эксплуатации

на

весь период

ремонта. П о л н а я трудоемкость

ремонта корпуса

из­

меняется в широких пределах и определяется

произведением

базо­

вой

 

трудоемкости,

зависящей

от массы

металлического

корпуса и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

категории ремонта, и коэффи­

100

-

 

 

 

 

 

 

 

циентов,

учитывающих

раз­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

личные конструктивно-эксплуа­

 

 

-

 

 

 

1^

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

тационные

факторы:

 

коэффи­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

циента

конструктивной слож­

Ы 40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ности (1,0—1,1 для судов раз­

%30

 

-

 

 

 

2-

 

 

 

е

 

-

 

 

 

 

 

 

 

ного водоизмещения и назна­

го

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чения),

коэффициента

доступ­

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

ности

(1,0—1,4 в

зависимости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

от

стесненности

условий

для

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

технического

обслуживания

и

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

ремонта),

коэффициента

 

со­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

путствующих

работ

(1,0—10,0

 

 

 

 

1 • 1

1

 

 

в зависимости от объема де-

 

 

Ofi 0,6 0,81,0

2,0 3,0 4,0

5,0

8,010,0

монтажных работ

и восстанов­

 

 

 

 

 

Масса корпуса, тыс.т

ления

трубопроводов,

электро­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 31. Базовая трудоемкость ремонта

трасс, о б о р у д о в а н и я , и з о л я ц и и ) .

 

 

металлического

корпуса.

 

 

Б а з о в а я

 

трудоемкость

 

ре­

/ — капитальный

ремонт;

2 — с р е д н и й ;

3 те­

монта

может

определяться

 

 

 

 

кущий.

 

 

 

в первом приближении по ста­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тистическим

данным

(рис. 31).

 

Таким

образом,

ремонт

корпуса

(за исключением

непредвиден­

ных аварийных ситуаций) д о л ж е н носить только

профилактический

х а р а к т е р

и

заключаться

в

очистке, окраске

и,

ка к

исключение,

в устранении водотечности и смене поврежденных элементов. Эти требования д о л ж н ы быть выполнены при проектировании.

Исходя

из обеспечения работоспособности корпусных конструк­

ций ремонт

следует р а с с м а т р и в а т ь ка к устранение последствий не­

допустимых эксплуатационных дефектов и повреждений, что и оп­ ределяет объем корпусных конструкций, п о д л е ж а щ и х ремонту. По­ этому действующие в морском флоте С С С Р нормативы по оценке технического состояния корпусных конструкций [67] построены ме­ тодически аналогично нормам прочности Регистра С С С Р , установ­ ленным дл я строящихся судов. Количественные различия этих нор­ мативов о т р а ж а ю т различные расчетные сроки эксплуатации су­ дов: полный срок службы для нового судна и срок до очередного освидетельствования (докования) — д л я судна в эксплуатации .

130