Чем отличается вмятина от бухтины

Обследование остаточных деформаций и трещин

Остаточные деформации в соответствии с настоящей Методикой подразделяются на:

а) бухтины – остаточные прогибы ограниченных участков листов в пределах одной шпации между балками набора без деформации последних;

б) гофрировки – остаточные прогибы листов между несколькими смежными балками набора без деформации последних;

в) вмятины – остаточные прогибы обшивки или настилов совместно с подкрепляющим набором.

В качестве численных характеристик остаточных деформаций применяются для:

а) бухтины: fm – величина максимальной стрелки прогиба; b – наименьший размер бухтины в плане. Измеренный в районе максимума стрелки прогиба;

б) гофрировки: fi – величина максимальной стрелки прогиба рассматриваемой i- той гофры; f/a – отношение указанной выше стрелки прогиба к шпации набора; l i – протяженность каждой i-й гофры вдоль набора; i- число гофр на данном участке;

в) вмятины: ao ,bo – габаритные размеры вмятины ( длина, ширина) в плане; fj- величина максимальной стрелки прогиба каждой j-й балки набора в районе вмятины; l j – длина вмятины вдоль рассматриваемой j-й балки; h – высота балки рассматриваемой j-й балки набора; d – отклонение стенки набора от своей первоначальной плоскости, измеренное на уровне свободного пояска.

Обмеру и фиксированию в документах ( актах, чертежах и т. п. ) не подлежат численные характеристики для:

а) бухтин и гофрировок, у которых максимальная стрелка прогиба не менее 25мм, за исключением мест, указанных впп.4.2.6, 4.2.7;

б) вмятин, у которых максимальная стрелка прогиба балки набора в районе вмятины меньше 20мм.

Измерение максимальных стрелок прогиба бухтины, гофрировок и вмятин производится по отношению к первоначальной недеформированной поверхности обычным измерительным инструментом.
При этом точность измерений должна составлять для стрелки прогиба плюс- минус 3мм.
Для протяженности бухтин и гофрировок плюс – минус 50мм; для габаритов вмятин – 150мм. Результаты измерений остаточных деформаций фиксируются.

Необходимо подвергать тщательному осмотру корпусные конструкции на предмет появления трещин. Наиболее вероятными районами появления трещин могут быть:

а) места повышенной концентрации напряжения:

в районах окончания прерывистых связей ( у концов надстроек, в местах соединения ширстрека с надстройкой, ширстрека с фальшбортом, в палубных углах вырезов и т. д.);

в районах бухтин, гофрировок и вмятин;

б) места, подверженные интенсивной вибрационной или ударной нагрузке:

в обшивке и наборе бортовых перекрытий, подвергающихся воздействиям ледовой нагрузки;

в обшивке и наборе, подвергающихся гидродинамическим воздействиям жидкости;

в конструкциях продольных и поперечных переборок;

в районе кормовой оконечности – вследствие ходовой вибрации;

в носовой оконечности – вследствие днищевого и бортового слеминга;

в) места с интенсивным износом и повышенной остаточной деформацией.

Трещины, визуально обнаруживаемые на корпусных конструкциях, должны быть описаны в акте освидетельствования с указанием длины, степени раскрытия и места расположения

Правка вмятин и бухтин

При ремонте корпуса с остаточными деформациями применяют следующие способы правки:

– правка в холодном состоянии;

– правка в нагретом состоянии (тепловая);

– комбинированная правка – совместное действие теплоты (местное нагревание) и сосредоточенных механических усилий (термосиловой метод).

При наличии остаточных деформаций плавного характера со стрелкой прогиба более 60 мм можно править конструкцию в холодном состоянии, вырезав деформированный участок. В цехе при предварительно отделенном от обшивки наборе допускается править:

– отдельные листы на вальцах или под прессом;

– профильный металл растяжением и обратным выгибом на профилегибочном станке;

– стальные листовые конструкции прокаткой в вальцах.

Целесообразно, с технологической точки зрения, производить правку при отношении f/l ≤ 0,15; при f/l > 0,15 нужно менять участок.

При правке применяется 2 метода в зависимости от максимальной стрелки прогиба и площади вмятины:

1метод.

Вмятина небольшого размера со стрелкой прогиба f ≤ 60 мм, размер вмятины не превышает размера рамной шпации. В этом случае правку осуществляют нагревом газовыми горелками до температуры 800°С всего деформированного участка.

Перед нагревом удаляют рамный деформированный набор, холостой, как правило, не удаляется. Запрещено нагревать обшивку во второй раз, иначе при эксплуатации судна могут возникнуть усталостные трещины.

2 метод.

При больших площадях вмятины, правка выполняется комбинированно. Вначале участок подогревают по подошве вмятины, и производят его выдавливание с помощью домкратов, насколько это возможно. Прогревается следующий кольцевой участок ближе к центру и т.д.

Тепловую правку на месте (без вырезки) применяют для устранения плавных бухтин и гофрировки в листах наружной обшивки, настилов палуб, переборок с максимальной стрелкой прогиба, не превышающей 3-х толщин листа (до 20 мм), а также для устранения волнистости свободных кромок листов, прилегающих к заменяемому участку (листу).

В зависимости от характера деформаций корпусную конструкцию при правке следует нагревать: пятнами – при правке бухтин тонколистовой конструкции, полосам – при правке бухтин обшивки или волнистости по свободным кромкам. При правке набора участки нагревают в форме клина, широкая часть которого обращена в сторону выпуклости изогнутой части набора. Для предупреждения потери устойчивости элементов корпуса в зоне нагревания максимальная ширина клина с температурой выше 600°С, или ширина полосы, не должна превышать 3–4 толщин обшивки или полки угольников.

Дата добавления: 2016-03-15 ; просмотров: 2442 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

6.6.Дефекты корпуса судна.

Связи корпуса, являющегося сложной пустотелой

балкой, подкрепленной набором участвуют одновременно в нескольких

видах деформаций. Эти деформации вызываются как общим изгибом корпуса, так и местным изгибом перекрытий, набора и пластин. Задача определения напряжений осложняется еще и тем, что прочность связей корпуса изменяется во времени в связи с неизбежным износом и остаточными деформациями.

. Старение корпуса выражается в уменьшении толщины листовых элементов и набора вследствие неизбежного износа; в изменении первоначальной формы конструкций в результате появление остаточных деформаций ,вызванных различного рода эксплуатационными перегрузками; в нарушении целостности отдельных элементов в виде трещин, разрывов, пробоин, являющихся следствием проявления усталости, хрупкости или вязкого разрушения при аварийных ситуациях. В результате этих изменений уменьшается прочность корпуса и его элементов, ухудшается мореходность судна, нарушается непроницаемость наружной обшивки ,переборок, настила второго дна и других конструкций. Последствием появления вмятин ,бухтин и гофров корпусных конструкций являются большие пластические деформации в местах их образования. В экстремальных случаях эти деформации могут привести к разрушению конструкций, при меньших деформациях возникает наклеп, материал становится более хрупким, снижается надежность конструкций.

Определенная степень уменьшения со временем прочности корпуса и его элементов вследствие износа предусматривается при проектировании. Это предусматривается либо явно в виде прямых надбавок на износ, либо не явно, с помощью расчетных допускаемых напряжений.

В период эксплуатации судна, допускаемые значения уменьшения прочности вследствие износа регламентируется специальной нормативной документацией. Все дефекты конструкций корпуса ,появляющиеся в процессе эксплуатации ,подразделяются на две группы :повреждения и разрушения. Под повреждением (damage)понимают дефекты, которые ограничивают дальнейшую нормальную эксплуатацию корпуса, а под разрушением (collapse)-дефект, который приводит корпус в состояние ,совершенно непригодное для дальнейшего использования по прямому назначению. Нормативная документация регламентирует только допускаемые пределы дефектов первой группы (повреждений); для устранения дефектов второй группы (разрушений) требуется восстановление корпуса – ремонт.

Различают два вида опасных состояний конструкций корпуса: искажение формы и нарушение целостности. В качестве признаков наступления этих опасных состояний рассматривают четыре критерия; пластическое деформирование, потерю устойчивости, усталостное и хрупкое разрушения. Опасное состояние «искажение формы» обычно проявляется в виде остаточных деформаций, причиной возникновения которых являются растягивающие напряжения, превышающие предел текучести материала(критерий пластической прочности) ,и сжимающие напряжение, превышающие критическую величину (критерий устойчивости).

Опасное состояние «нарушение целостности» обычно проявляется в виде различных трещин, причиной возникновения которых в растянутых связях судового корпуса оказывается действие как однократной ,так и циклической, относительно умеренной нагрузки.

«Хрупкие трещины» – наиболее опасный вид отказа судовых конструкций ввиду высокой скорости их распространения. В условиях низкой температуры они могут возникать, даже если уровень номинальных напряжений невысокий. Предупреждение возникновения хрупких трещин в судовых конструкциях в современной практике обеспечивается специальными требованиями к вязкости материала.

Рассмотрим подробнее повреждения судовых конструкций в виде остаточных деформаций и разрушений. К остаточным деформациям относят: вмятины, бухтины, гофры, изломы корпуса, а к разрушениям -трещины, разрывы, пробоины. Повреждения судовых конструкций возникают в результате тяжелых условий эксплуатаций, аварий, стихийных бедствий, усталости металла, а так же нарушения правил технической эксплуатации судна и допущенных во время строительства или ремонта корпуса судна отступлений от рабочих чертежей и нарушений технической условий выполнения работ.

Вмятины (рис. 6.8а, б) представляет собой местную деформацию элемента конструкции корпуса и характеризуется 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. 6.10, в) представляют собой ряд бухтин, расположенных между шпангоутами или продольными балками и придающих судовой конструкции ребристый вид. Гофры образуются чаще в носовой оконечности.

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.6.11 изображены трещины 2 в стенке флора 1 в местах прохода продольных днищевых балок 3.В подводной части наружной обшивки возникают трещины вследствие усталости металла под воздействием вибрации, а на рис.6.12. показаны трещины в переборке и «жестких» точках.

Рис. 6.10 Деформация корпусных конструкций

а – вмятина (бухтина) листа, б – вмятина борта, в – гофрировка борта

Рис. 6.11 Трещины в стенке флора в местах прохода продольных днищевых балок: 1 – флор, 2 – трещины, 3 – балка.

Рис. 6.12 Трещины в поперечной переборке: 1 – поперечная переборка, 2- трещины в местах оборудования «жестких точек», 3 – днищевая обшивка, 4 – продольная переборка, 5 – кницы, соединяющие переборки

Рис. 6.13 Пробоина в бортовой обшивке (разрыв)

Разрыв – это разрушение, при которой конструкция корпуса судна оказывается разделенной на части.

Пробоина – местное разрушение разрывы перекрытий. На рисунке 6.13 изображена пробоина бортовой обшивки 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, пролом) металла в отдельных конструкциях корпуса;

частичном разрушении (коррозионного износа, истирание, царапинах) основного металла или в сварных швов;

местных механических повреждениях настила в конструкции корпуса

остаточные деформации судового набора (потеря устойчивости и др.), повышенной гофрировка настилов корпусных конструкций, появления течи в заклепочных швах, утонение металла и т.д.

Таким образом, очевидно, что одним из внешних факторов обеспечения безопасности судна является техническое состояние корпуса судна, от которого зависит и общая, и местная прочность корпуса.

Очевидно, что в процессе эксплуатации, нарушение местной прочности происходит не только от внешних воздействий и старения корпуса (коррозионный износ, истирания, трещины, гофрировка, бухтина, местные разрывы связей и т.д.), но и от “человеческого фактора” в виде пробоин вмятин, разрушение конструкций и т.д., полученных по вине экипажа и работников порта, от нарушения правил технической эксплуатации и технических условий.

Если нарушение общей продольной прочности судна обычно приводит к гибели (слом и перелом судна), то нарушение местной прочности обычно устраняют во время очередного или аварийного ремонта.

Дефектация металлических корпусов судов

8.1.1 Организация и методика проведения дефектации металлических корпусов судов

Общие положения

Дефектация корпусов может выполняться в полном или частичном объеме.

Дефектация корпусов в полном объеме проводится специальными комиссиями при очередных освидетельствованиях (перед средним и капитальным ремонтами), а также в случаях необходимости при всех остальных освидетельствованиях. Выполняется в процессе предварительной дефектации судна на плаву или во время периодического слипования (докования), либо в процессе заводского этапа дефектации непосредственно перед началом ремонта. Результаты дефектации представляются на согласование инспектору Российского Речного Регистра (в дальнейшем – Регистру).

В состав комиссии по дефектации корпусов, назначаемой приказом предприятия-исполнителя ремонта, входят:

а) представитель технического отдела – председатель, осуществляет

общее руководство работой комиссии, оформляет всю техническую документацию и отвечает за полноту, качество и сроки дефектации;

б) представитель службы судового хозяйства пароходства – заместитель председателя, отвечает за планируемую после ремонта оценку технического состояния и устанавливаемый объем ремонта;

в) мастер ОТК завода – выполняет замеры параметров дефектов и

оформление технической документации;

г) капитан или механик судна – участвует в проведении подготовительных работ к дефектации, информирует комиссию о наличии и расположении дефектов, выполняет их замеры;

д) производственный мастер завода – организует выполнение подготовительных работ к дефектации, проводит осмотр и замеры параметров дефектов.

Перед первым средним ремонтом после постройки судна и при отсутствии видимого износа замеры остаточных толщин связей корпуса могут не производиться.

Дефектация корпусов в частичном объеме проводится между средними ремонтами (перед промежуточными видами ремонта) и выполняется администрацией судна и владельцем флота для проверки правильности включения в ремонтную ведомость дефектов, требующих устранения. В необходимых случаях к частичной дефектации привлекается представители производственного цеха, ОТК и Регистра.

Нормы допускаемых остаточных толщин и местных остаточных деформаций в Правилах Регистра назначены с учетом разделения судов на 2 группы:

1) суда длиной ≥ 50 м, суда смешанного плавания независимо от длины; 2) все остальные суда.

Классификация дефектов корпусных конструкций

Основными дефектами, подлежащими выявлению при дефектации корпусов, являются различные виды износа связей от коррозии и истирания, местные остаточные деформации корпусных конструкций, недопустимые дефекты (по устаревшей терминологии – повреждения) и прочие дефекты.

Для износов связей от коррозии и истирания, отражаемых в документах по дефектации, Правилами Регистра установлена следующая единая терминология в зависимости от степени и характера поражения поверхности:

а) местный износ – частичный износ, охватывающий отдельные участки поверхности связи;

б) сплошной износ – общий износ, охватывающий всю поверхность связи;

в) равномерный износ – сплошной общий износ с утонением, одинаковым по всей поверхности связи;

г) неравномерньй износ – сплошной износ с утонением, различным по всей поверхности связи;

д) язвенный износ – местный износ связи от коррозии в виде отдельных раковин (пятен, язв, точек).

К местным остаточным деформациям связей корпуса, возникающим от воздействия внешних нагрузок (соударения с судами, причалами, льдом, топляками, подводными препятствиями, падающим при погрузке грузом и т.п.), относятся вмятины, бухтины, гофрировки (ребристости) и кромочные деформации.

Под вмятинами понимаются остаточные прогибы листов обшивки корпуса совместно с балками судового набора (рис. 8.1).

Рисунок 8.1 – Вмятины:

А – при поперечной системе набора; Б – при продольной;

f_вм – максимальная стрелка прогиба по деформированному набору, мм;

l – наименьший размер по деформированному набору в районе f_вм, м;

d_i – ширина вмятины поперек корпуса по днищу, м (b_i – по палубе);

f_кр – стрелка прогиба кромочной деформации рамной балки, мм;

h – высота стенки рамной балки, мм;

f_обш – стрелка прогиба обшивки между деформированными балками, мм;

l _эл, b_эл – габаритные размеры вмятины, м

Бухтинами считаются отдельно расположенные остаточные прогибы листов обшивки между балками судового набора (рис. 8.2).

Рисунок 8.2 – Бухтина:

l – наименьший размер, мм (расстояние между ближайшими балками набора); f_обш – максимальная стрелка прогиба обшивки, мм

Гофрировками являются остаточные прогибы листов обшивки между несколькими последовательно расположенными балками судового набора (рис. 8.3).

К основным видам недопустимых дефектов связей корпуса, выявляемых при дефектации, относятся:

а) дефекты, нормируемые параметры которых превышают допустимые Правилами Регистра величины;

б) общий остаточный прогиб (перегиб) корпуса, сопровождавшийся разрывами, трещинами, потерей устойчивости балок продольного набора и их книц, комингсов люков, резкими поперечными складками палубного настила, обшивки днища, бортов или другими признаками наметившегося перелома корпуса;

в) любые нарушения целостности непроницаемых связей корпуса (проломы, пробоины, трещины, сквозная коррозия и т.п.);

г) разрывы и трещины балок набора и сварных швов, соединяющих балки между собой и с обшивкой;

д) любая водотечность корпуса и непроницаемых переборок (и, в первую очередь, превышающая возможности осушительной системы);

е) неоднократно повторяющиеся многочисленные трещины вибрационого характера наружной обшивки и других ответственных конструкций корпуса;

ж) потеря устойчивости балок рамного и холостого набора, пиллерсов и раскосов грузовой палубы;

з) погнутость или разрывы выступающих частей корпуса, мешающие эксплуатации судна.

К прочим дефектам, которые не влияют на оценку технического состояния корпуса в процессе эксплуатации, но учитываются при дефектации для устранения при среднем ремонте, относятся цементные заделки водотечности, износ стыковых и угловых сварных швов, деформация выступающих частей корпуса, не мешающие эксплуатации судна и не влияющие на общую прочность корпуса, отдельные глубокие язвы коррозии связей и др.

Подготовка корпуса судна к дефектации

Если дефектация корпуса проводится в процессе предварительной дефектации судна (на плаву или во время очередного слипования по графику), то рабочими судоремонтного предприятия с привлечением экипажа вскрываются слани, выполняется зачистка и осушение грузовых трюмов, топливных, балластных и сухих цистерн и отсеков в объемах, необходимых для дефектации.

Места измерения износа связей зачищаются от продуктов коррозии и старой краски. На поперечных переборках и рамных связях бортов или палубы для удобства дефектовщиков наносится мелом или краской нумерация шпангоутов.

Если дефектация корпуса проводится при заводском этапе дефектации судна непосредственно перед началом среднего или капитального ремонтов, то зачищенное и принятое на отстой судно поднимается на слип и устанавливается на отведенном стапельном месте, как правило, на ровный киль. Из отсеков удаляются имеющиеся цементные и другие временные заделки водотечности. При этом также места измерения износа связей зачищаются от продуктов коррозии и старой краски, а на бортах наносится нумерация шпангоутов.

Администрация судна предоставляет комиссии документацию предыдущей дефектации и ремонта корпуса и акты его освидетельствования Регистром.

В необходимых случаях до подъема судна на слип снимаются замеры его осадок для промера состояния упругой линии и выявления возможного наличия наметившегося перелома корпуса.

Рисунок 8.3 – Ребристость:

l – наименьший размер, мм (расстояние между ближайшими балками набора); f_обш – максимальная стрелка прогиба обшивки, мм

В процессе дефектации и по ее итогам комиссией составляются рабочие документы для записи результатов замеров и расчетов по износу связей корпуса, по вмятинам, по бухтинам, гофрировкам (ребристости) по недопустимым и прочим дефектам; растяжка наружной обшивки корпуса с нанесенными на нее условными обозначениями (в масштабе чертежа) дефектами; акт дефектации, который содержит минимальные сведения о судне и сводные итоги дефектации, включающие оценку технического состояния корпуса.

По результатам дефектации устанавливают одну из двух оценок технического состояния корпуса: годное и негодное. Нормы оценок технического состояния основных элементов приведены в Правилах Регистра.

После согласования Регистром документация по дефектации корпуса передается по одному экземпляру администрации судна, техническому отделу предприятия и Регистру.

При приемке судна из ремонта выполненные объемы работ по корпусу наносятся условными обозначениями на растяжку наружной обшивки, которая может многократно использоваться при всех последующих ремонтах и должна сохраняться на весь срок службы судна.

Все работы, связанные с подготовкой материалов по определению технического состояния корпуса судна (определение износов и деформаций, расчеты, составление растяжки, таблиц износов и т.п.) должны выполнять судовладельцы и предприятия.

Для серийных судов, корпуса которых подвергаются КР или модернизации, а также для судов, общая прочность которых вызывает сомнения, в составе соответствующей проектной документации на ремонт Регистру должны быть представлены расчеты общей прочности корпуса с учетом износов, деформаций и введенных подкреплений.