Технологические особенности применения индустриальных методов ремонта
При ремонте корпуса судна с использованием индустриальных мето- дов одновременно приходится заменять значительную часть износивших-
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, с 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.
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.
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-
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.
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).