Теория устройства судна

При поперечной системе набора сплошные флоры в МО устанавливают на каждом шпангоуте, при продольной -- через один, под фундаментом тоже на каждом.

Конструкции фундаментов весьма многообразны. Они зависят от типа и мощности главного двигателя, его расположения, соответствующих особенностей вспомогательных механизмов. Общим у всех фундаментов является наличие трех типов элементов: продольных балок, служащих опорами двигателю; поперечных бракет, перевязывающих продольные балки, и подкрепляющих эти конструкции вертикальных ребер или книц (рисунок 9.5).

Рисунок 9.5. Фундамент под главный двигатель

В районе МО усиливают и бортовой набор рамными шпангоутами и бортовыми стрингерами.

В палубах над МО делают вырезы, предназначенные для удобства монтажа главного двигателя и его выгрузки при ремонте. По всей высоте межпалубного пространства эти вырезы ограждают продольными и поперечными выгородками, образующими так называемую шахту -- колодец, идущий через несколько палуб в корпусе и в надстройке.

Конструкция оконечностей судна. Форма носовой оконечности судна в значительной степени определяет его мореходные качества, в первую очередь ходкость на тихой воде и особенно на волнении. В не меньшей мере она оказывает влияние и на прочностные характеристики судна: от нее зависят величина ударных нагрузок при слеминге, силы, действующие на корпус при движении во льдах.

Кормовая оконечность формирует поток в диске гребного винта, существенно влияет на его эффективность, воспринимает пульсирующие давления, вызванные работой движителя. В районе кормовой оконечности гребной вал выходит из корпуса судна.

Обе оконечности насыщены судовыми устройствами: в носовой размещается якорное, а в кормовой рулевое, в обеих могут располагаться подруливающие устройства.

Размеры конструктивных элементов в оконечностях определяются требованиями местной прочности.

Носовая оконечность заканчивается мощной балкой сложной формы -- форштевнем, к которому присоединены обшивка и вертикальный киль. С противоположной стороны носовая оконечность, форпик, ограничивается водонепроницаемой поперечной переборкой, называемой таранной. Система набора принимается поперечной, шпангоуты располагаются на расстоянии не более 600 мм. Параллельно палубам в форпике устанавливают несколько платформ. Последние заканчиваются у форштевня и вместе с палубами служат для него опорами. Подавляющее число современных судов имеет носовой бульб. При большой высоте последнего он также подкрепляется горизонтальными платформами. Конструкция форштевня определяется размерами и назначением судна. Особенно мощные форштевни устанавливают на ледоколах. Подкрепление носовой оконечности не ограничивается только особой конструкцией в форпике. На протяжении не менее чем 0.15L от носового перпендикуляра предусматривается усиление набора корпуса.

Кормовая оконечность судна, ахтерпик, заключена между ахтерпиковой переборкой и ахтерштевнем -- балкой или рамой сложной конструкции. На ахтерштевне заканчивается вертикальный киль, здесь же замыкаются бортовая обшивка и набор корпуса.

Форма кормовой оконечности определяется в первую очередь количеством гребных валов. Как и форпик, ахтерпик имеет поперечную систему набора, его конструкция дополнительно усиливается на судах ледового плавания.

Конструкция надстроек и рубок. Надстройки простираются по всей ширине судна от борта до борта. Их лобовые переборки воспринимают удары волн, соответственно их проектируют более прочными, чем концевые переборки. Если длина средней надстройки превышает 0,15L, то она участвует в общем изгибе. Район соединения надстройки с корпусом подкрепляется для уменьшения концентрации напряжений.

Основные элементы надстроек -- плоскостные конструкции, подкрепленные набором. В отличие от надстроек рубки имеют ширину, меньшую, чем корпус судна. Их конструкция мало отличается от таковой у надстроек.

В последнее время в качестве материала для надстроек и рубок используются легкие сплавы на алюминиевой основе. Вместе с гофрированными конструкциями это приводит к уменьшению массы судна и понижению его центра тяжести. Последнее обстоятельство облегчает обеспечение требуемой поперечной остойчивости.

Особенности конструкции судов ледового плавания. Практика показала, что при плавании в битых льдах, в том числе и при проводке в кильватере за ледоколом, корпус судна испытывает большие ледовые нагрузки, существенно превышающие те, которые действуют даже в условиях сильного шторма. Поэтому для обеспечения прочности обшивки в районе контакта со льдом необходимы специальные конструктивные решения. В основном они сводятся к созданию так называемого ледового пояса, охватывающего значительную поверхность корпуса. По высоте ледовый пояс должен перекрывать весь участок борта, который может подвергаться воздействию льда. С учетом того, что битый лед, раздвигаемый корпусом, притапливается и судно зачастую плавает в балласте (малая осадка, дифферент на корму), ледовый пояс начинается обычно выше конструктивной ватерлинии, а заканчивается значительно ниже ее, часто доходя до настила двойного дна (рисунок 9.6).

Рисунок 9.6. Схема ледового пояса

В носовой оконечности верхняя граница ледового пояса приподнята (учитывается нагромождение кусков разрушаемого льда друг на друга, его торошения), а нижняя опускается до килевой линии -- в этом районе происходит наиболее интенсивное притапливание льдин.

Ледовый пояс представляет собой участок бортового перекрытия более прочной и жесткой по сравнению с соседними конструкции. Ледовые усиления корпуса в этом районе заключаются как в увеличении толщины обшивки борта, так и уменьшении расстояния между балками набора. Практически это сводится к тому, что кроме основных шпангоутов устанавливают промежуточные, которые делят шпацию пополам и идут не по всей высоте борта.

Ледовой нагрузке лучше противостоит поперечная система набора. При этом промежуточные шпангоуты устанавливают так, чтобы они перекрывали высоту ледового пояса. Оканчиваются эти шпангоуты вверху на промежуточных палубах, а внизу -- на настиле двойного дна, в пролете они подкрепляются бортовыми стрингерами: В тех случаях, когда высота ледового пояса относительно невелика, промежуточные шпангоуты могут оканчиваться на бортовых стрингерах. Размеры ледового пояса, толщина бортовой обшивки, характеристики основных и дополнительных шпангоутов регламентируются Правилами Регистра.

На крупных танкерах с продольной системой набора бортовых перекрытий усиления в районе ледового пояса выполняют по той же продольной системе.

Ледовый пояс -- основная, но не единственная особенность конструкции подобных судов. Для наибольшего соответствия условиям эксплуатации суда ледового плавания имеют специальную форму носовой и кормовой оконечности, могут иметь развал бортов и т. д. В наибольшей степени эти особенности проявляются у ледоколов и судов активного ледового плавания (категория УЛА). Примером может служить современное многоцелевое сухогрузное ледокольно-транспортное судно «Норильск» дедвейтом около Deo = 20000 т. Оно предназначено для плавания во льдах как за ледоколом, так и самостоятельно. Его ледопроходимость характеризуется предельной толщиной льда hji=1,4 м. Непрерывным ходом со скоростью около 2 уз судно может преодолевать ледяные поля метровой толщины. Носовые обводы имеют ледокольную форму -- форштевень в районе ватерлинии наклонен на 30° к горизонту, ахтерштевень снабжен «ледовым зубом» -- специальным выступом, расположенным за рулем и предохраняющим последний при движении задним ходом.

Борта судна ниже ватерлинии имеют развал. Конструкции верхней части форштевня бака усилены для обеспечения движения судна вплотную за ледоколом. Ют имеет также усиленный кормовой буксирный вырез, предназначенный для крепления носа судна, следующего во льдах вплотную за «Норильском». В трех средних грузовых трюмах и в МО корпус судна имеет двойные борта, суммарная протяженность которых составляет около 65 % длины судна. На баке расположен носовой наблюдательный пост.

Материал корпуса, судовые устройства и оборудование рассчитаны на нормальную работу при температуре наружного воздуха до -50 °С.

Канадский танкер-продуктовоз «Луни», предназначенный для эксплуатации в районах Арктики, имеет еще одну конструктивную особенность. Так как движение во льдах сопровождается толчками, вибрацией, сильным шумом, для создания нормальных условий обитания экипажа пятиярусная надстройка массой около 500 т вибро- и звукоизолировано от корпуса судна.

Это достигнуто с помощью большого количества металлорезиновых элементов, расположенных между двумя продольными балками, на которые опирается надстройка, и двумя такими же балками, укрепленными на верхней палубе. Специальные ограничители не дают надстройке оторваться от корпуса при экстремальных углах крена и дифферента.

Форма судов низших ледовых категорий (Л1, Л2, ЛЗ) мало отличается от традиционной для соответствующих транспортных судов. преобладает продольная система набора, как в конструкции корпуса СПК, находит применение навесной способ соединения продольных и поперечных связей.

На рисунке 9.7 приведено поперечное сечение корпуса скегового СВП «Чайка», которое, как упоминалось выше, предназначено для морских пассажирских перевозок. Обшивка крыши и частично бортов надстройки выполнены из гофрированных панелей; более мощные используются и для обшивки днища. Балки продольного набора имеют полособульбовый или Z-й (зетовый) профиль, шпангоуты надстройки выполнены из тавра. Наряду со сваркой широко используются клепаные соединения.

При постройке и эксплуатации СВП был зарегистрирован ряд пожаров. Огнестойкость конструкций из легких сплавов чрезвычайно низка -- снижение прочности в два раза имеет место уже при нагревании до 230 °С. Такая температура при возгорании моторного топлива достигается в течение всего нескольких секунд, что может привести к разрушению конструкции, находящейся вблизи. Для снижения подобной опасности необходимо защищать конструкции из алюминиевых сплавов пассивными легкими покрытиями.

Рисунок 9.7 Поперечное сечение корпуса СВПС «Чайка»

Наиболее специфичным конструктивным элементом СВП является гибкое ограждение (ГО), которое изготовляют из нетрадиционных для судостроения синтетических тканей типа найлона, терилена и др. Может быть, это одна из причин, почему гибкие ограждения в разговорной речи часто именуют «юбками».

Требования, предъявляемые к ГО, противоречивы (они должны быть легкими, прочными, долговечными, иметь устойчивую форму), что приводит к появлению большого разнообразия конструкций.

Иногда ограждения ВП изготавливают из жестких элементов, например, шарнирно закрепленных створок, возвращаемых в исходное положение амортизатором. Такого рода конструкции встречаются только на скеговых СВП.

Контрольные вопросы

1. Какие нагрузки воспринимают основные перекрытия судна?

2. Какие существуют системы набора судового корпуса?

3. В чем заключаются особенности конструкции корпуса в районе МО?

4. В чем заключаются основные особенности конструкции судов активного ледового плавания?

5. Какие типы соединений балок продольного и поперечного набора используют на СДП?

Лакокрасочные материалы

Изменение технического состояния корпуса во времени и его контроль

Морские суда эксплуатируются в условиях, способствующих возникновению и интенсивному развитию коррозии металлических и гниению деревянных частей судна. Борьба с этими процессами является одной из важнейших задач экипажа.

Для защиты судов от коррозии применяются различные способы. Основной из них -- нанесение на поверхности защитных лакокрасочных покрытий. Для надежной изоляции поверхности металла от воздействия внешней среды необходимо, чтобы наносимое покрытие было сплошным, не набухающим в воде, лишенным пор и обладало хорошей адгезией, т. е. прочным сцеплением с окрашиваемой поверхностью. Лакокрасочная пленка покрытия должна иметь достаточную прочность, хорошую эластичность при изгибах и вибрациях, стойкость к воздействию высоких и низких температур, моющих веществ, масел, нефтепродуктов и т. д. Для окраски судовых поверхностей выбирают сорта красок с таким расчетом, чтобы они наилучшим образом служили защитным покрытием от влияния на окрашиваемую поверхность превалирующих внешних факторов.

Любая краска состоит из двух основных компонентов: пленкообразователя и пигмента.

Пленкообразователи составляют основу лакокрасочных материалов. Это вещества, способные образовывать после высыхания прочную пленку. К ним относятся натуральные, полунатуральные и искусственные олифы, природные и синтетические смолы. Натуральная олифа получается путем специальной обработки растительного масла после его прогрева до температуры 180 °С. Полунатуральные олифы менее стойки, чем натуральные, так как, кроме масла, они содержат до 50% растворителей (скипидара, уайт-спирита). Искусственные олифы получают химическим путем.

Природные, или естественные, смолы -- канифоль, янтарь, битум и др.,-- сложные органические соединения в основном растительного происхождения. Синтетические смолы - эпоксид, этиноль, перхлорвинил и др. - представляют собой высокомолекулярные соединения -- полимеры и сополимеры. Каждая краска имеет марку. В зависимости от типа смолы, входящей в состав пленкообразующей основы, лакокрасочные материалы отечественного производства имеют следующие условные обозначения:

ГФ - глифталевые; ПФ - пентафталевые; ЭП - эпоксидные; ХВ - перхлорвиниловые; КО - кремнийорганические, ВЛ - поливинилбутиральные и т. д.

Первая цифра в обозначении марки краски указывает на ее преимущественное назначение:

1 - атмосферостойкая; 2 - для внутренних помещений; 4 - водостойкая; 5 - для специального покрытия; 6 - маслобензостойкая; 7 - химически стойкая; 8 - термостойкая; 9 - электроизоляционная.

Последующие цифры указывают на порядковый номер регистрации материала.

Пигменты -- сухие красящие вещества, не растворяющиеся в пленкообразователе. Их вводят в состав грунтовок, шпатлевок, красок, эмалей и мастик для придания им нужного цвета и улучшения качества покрытия. Пигменты бывают естественные и искусственные. Естественные пигменты -- красящие минеральные вещества, получаемые в результате переработки сырья простыми способами: дроблением, измельчением, просеиванием, отмучиванием, прокаливанием. К ним относятся сурик железный, мумия, охра, умбра. Искусственные пигменты -- белила литопонные, свинцовые, титановые и цинковые, сурик свинцовый, крон свинцовый и цинковый, лазурь железная, ультрамарин, киноварь искусственная и др. -- получают путем химической обработки сырья.

Наиболее широко используют следующие пигменты:

- белые (белила литопонные, титановые, свинцовые и цинковые, мел),

- желтые (крон свинцовый, стронциевый и цинковый, охра),

- зеленые (зелень свинцовая и цинковая, окись хрома),

- синие (лазурь железная и ультрамарин),

- красные (киноварь, мумия, сурик свинцовый и железный),

- коричневые (сиена и умбра природные),

- черные (сажа и черни искусственные)

- металлические (пудра алюминиевая и цинковая, закись меди).

Кроме пленкообразователей и пигментов, окрасочные материалы могут включать в себя наполнители, пластификаторы, отвердители, растворители, разбавители, разжижители, сиккативы, пассиваторы, активаторы, инициаторы и ингибиторы коррозии.

Наполнители -- инертные, некрасяшие вещества, получаемые путем тонкого помола дешевых природных минералов (слюды, талька, микроасбеста, тяжелого шпата). Их вводят в краски для снижения расхода пигментов и улучшения антикоррозионных свойств пленки пленкообразователя, повышения атмосферостойкости покрытий и их устойчивости к воздействию некоторых нефтепродуктов.

Пластификаторы -- малолетучие вещества, придающие пленке эластичность и устойчивость к изгибам. В качестве пластификаторов применяются растительные масла невысыхающего типа (касторовое и хлопковое), химические соединения с высокой температурой кипения (хлорированный парафин и дибутилфталат) и различные смо-лообразные вещества.

Отвердители -- жидкие вещества, которые при введении в некоторые сорта красок и лаков способствуют образованию твердых пленок.

Растворители -- органические летучие жидкости, способные растворять пленкообразующую основу лака или краски и полностью улетучиваться из пленки в процессе ее образования. Растворители вводят для придания краскам и лакам малярной вязкости.

В сочетании с растворителями для разведения красок применяются разбавители и разжижители -- вещества, не растворяющие пленкообразующую основу. К наиболее широко используемым растворителям и разбавителям относятся: амилацетат (грушевая эссенция), ацетон, бутилацетат, скипидар, этиловый спирт, уайт-спирит и др.

Сиккативы -- вещества, ускоряющие высыхание масляных лакокрасочных материалов. Не следует добавлять сиккативы в готовые к употреблению краски, олифы и лаки, содержащие масла, так как они в нужном количестве вводятся в эти материалы при их изготовлении. Нельзя вводить сиккативы в лакокрасочные материалы, не содержащие масел, например в спиртовые лаки, нитроцеллюлозные эмали и краски эмульсионного типа.

Пассиваторы -- вещества, которые при нанесении на очищенную поверхность металла вступают с ним в реакцию и образуют из различных комплексных соединений тонкую пленку, защищающую металл от коррозии, т. е. делают поверхность пассивной. Некоторые пассиваторы входят составной частью в лакокрасочные материалы, например фосфорная кислота -- в фосфатируюшие грунты ВЛ-02, ВЛ-023 и др.

Активаторы применяют в красках, изготовленных на основе полиэфирных смол, для ускорения процесса образования пленок. С целью ускорения отвердевания пленок таких красок в их состав вводят специальные соединения -- инициаторы.

Ингибиторы коррозии -- вещества, чаще всего пигменты, входящие в состав красок, способные замедлять коррозию металла вследствие химического взаимодействия лакокрасочного покрытия с окрашиваемым металлом.

Лаки -- это растворы естественных и синтетических смол или их соединений с маслом и другими веществами в каком-либо летучем растворителе. В зависимости от пленкообразующей основы лаки бывают масляные, алкидные, битумные, нитроцеллюлозные, поливиниловые, эпоксидные и др. Их используют в чистом виде для покрытия деревянных и металлических конструкций, а также для изготовления различных эмалевых красок. На судах наибольшее применение в чистом виде находят следующие лаки отечественного производства:

- масляные различных марок; бесцветные ПФ-238 и ГФ-166; масляно-стирольный МС-25 и на мочевинной основе МЧ-52 для наружных поверхностей и внутренних помещений; каменноугольный для якорей, якорных цепей, кнехтов и т. д.;

- битумный БТ-783 кислотостойкий для аккумуляторов и аккумуляторных помещений; спиртовые с добавлением анилиновых красителей для арматуры и предметов судового оборудования, не подвергающихся воздействию влаги.

Краски бывают масляные, эмалевые и эмульсионные.

Масляные краски имеют в качестве пленкообразователя натуральную или искусственную олифу. Они поставляются густотертыми и готовыми к применению. Густотертые краски выпускают в виде пасты, состоящей из сухих пигментов или смеси их с наполнителями, замешанных на натуральной олифе. В краске может быть один или несколько пигментов. В первом случае она получает наименование в зависимости от входящего в ее состав пигмента (белила литопонные, сурик железный, охра), а во втором - по ее цвету (фисташковая, бежевая и т. д.).

Наружные поверхности окрашивают наиболее атмосферостойкими и антикоррозионным масляными красками, приготовленными на высококачественной натуральной олифе. К таким краскам относятся белила свинцовые и титановые, сурик, зелень и крон свинцовые и др. Хорошими качествами обладают белила и крон цинковые, сурик железный, охра, мумия естественная и др. Их применяют для окраски внутренних и наружных поверхностей. Для составления различных колеров используют лазурь малярную (милори) и ультрамарин. Для окраски пожарной аппаратуры и инвентаря, маркировки трубопроводов, нанесения опознавательных знаков применяется разведенная густотертая искусственная киноварь.

Эмалевыми красками, или просто эмалями, называются краски, приготовленные на лаках. При высыхании они образуют твердую блестящую с глянцем или матовую пленку. В зависимости от пленкообразователя краски бывают нитроэмалевые, этинолевые, перхлорвиниловые и др. Эмали поставляют в готовом к применению виде, а также вместе с одним или несколькими компонентами.

На судах используют иностранные и отечественные эмалевые краски различных марок. Основные области применения эмалей отечественного производства следующие.

Для защиты подводной части корпуса судна и пояса переменных ватерлиний от коррозии и обрастания морскими организмами и водорослями используют противокоррозионные и противообрастающие эмали. К противокоррозионным эмалям относятся следующие:

- на сополимерно-винилхлоридной основе ХС-413 темно-коричневая, ХС-416 серебристая, ХС-436 красная и коричневая, ХС-748 коричневая,

- на перхлорвиниловой основе ХВ-142 разных цветов;

- на эпоксидной основе ЭП-46 (для судов, эксплуатирующихся в морской и пресной воде) и ЭП-437 (для ледоколов и судов ледового плавания) ,

- эмали на сланцевиниловой основе СП-426 и СП-432 -- коричневые. Противообрастающими являются следующие эмали:

- на перхлорвиниловой основе ХВ-5153 и ХВ-5243 коричневые, ХВ-750 красная и зеленая;

- на сополимерно-винилхлоридной основе ХС-519 темно-синяя, ХС-5226 и ХС-5243 коричневые;

- на канифольной основе КФ-5225 красно-коричневая.

Для окраски надводных поверхностей, металлических палуб и внутренних помещений судов используют эмали различных цветов

- на пентафталевой основе ПФ-115, ПФ-167, ПФ-218, ПФ-579, палубные ПФ-1145 и ПФ-5135;

- на эпоксиэфирной основе ЭФ-1144 и ЭФ-5144.

Металлические поверхности, подвергающиеся воздействию высоких температур (от 250 до 500 °С), окрашивают термостойкими эмалями серебристо-алюминиевого цвета ПФ-837, ГФ-820, КО-88 и КО-813.

Пароводостойкую эмаль ФЛ-412 на основе бакелитового лака применяют для защиты от коррозии стальных аппаратов, подвергающихся воздействию горячей воды и пара (температура до 200 °С), а маслостойкую эмаль ФЛ-61 -- для защиты стальных и чугунных поверхностей насосов, баков, цистерн, омываемых маслом (температура до 200 °С). Эпоксидные эмали В-ЭП-421, Б-ЭП-65 и Б-ЭП-68 различных цветов используют для нанесения на внутренниe поверхности топливных, балластных и топливно-балластных танков нефтеналивных судов.

Для зашиты от коррозии цистерн питьевой воды применяют эмали КО-42 на кремнийорганической основе, УР-7115 на полиуретановой основе, ВЖС-41 и «Силикацинк-3» на цинксиликатной основе.

Эмульсионные краски -- быстросохнущие, с пониженной горючестью или с повышенной морозостойкостью, приготовляют с применением латексов -- водных эмульсий сополимеров каучука. К ним относятся краски различных цветов и марок: ВА-2, ВА-27А, ВА-27НГ (негорючая), К.Ч-26М (морозостойкая), Э-ВС-515 (негорючая и нетоксичная).

Практически все лакокрасочные материалы в той или иной степени являются огнеопасными, а пары некоторых из них ядовиты ив смеси с воздухом взрывоопасны. Поэтому хранение их должно отвечать требованиям пожарной безопасности и охраны труда.

Лакокрасочные материалы хранят в специальных помещениях -- малярных, оборудованных вытяжной вентиляцией. Для освещения малярной пользуются только специальными взрывозащищенными переносными аккумуляторными фонарями. В малярной запрещается оставлять ветошь и тряпки, пропитанные скипидаром, олифой, керосином и т. п. Малярная должна закрываться сразу же после выдачи и после приемки неизрасходованных при работе лакокрасочных материалов.

Грунты -- это слои лакокрасочных покрытий, наносимые непосредственно на окрашиваемую поверхность. Используемые в качестве грунтовок краски должны иметь низкую вязкость, чтобы проникать во все поры грунтуемой поверхности, антикоррозионные свойства и быть водостойкими.

Масляные грунтовки применяют для покрытия поверхностей, окрашиваемых затем масляными красками или масляно-лаковыми эмалями. В качестве таких грунтовок используют масляные краски, приготовленные на высококачественных натуральных олифах, содержащие следующие пигменты: свинцовый или железный сурик, цинковые белила, крон цинковый. Наиболее высокими антикоррозионными свойствами, хорошей адгезией и водостойкостью обладает свинцово-суриковая грунтовка 81, состоящая (по массе) из 80 % свинцового сурика и 20 % натуральной льняной олифы. Однако она является самой дорогой и поэтому применяется только для покрытия судовых конструкций, находящихся в наиболее неблагоприятных условиях. Эта грунтовка токсична и применять ее для покрытия внутренних поверхностей запрещается.

Для защиты от коррозии стальных поверхностей, находящихся в более благоприятных условиях, используют смешанную грунтовку 83, состоящую из свинцового и железного сурика и натуральной льняной олифы. Эта грунтовка обладает несколько пониженными защитными свойствами по сравнению с грунтовкой 81, но она менее токсична и может применяться для покрытия внутренних стальных поверхностей. Для покрытия деревянных конструкций грунтовки разводят льняной олифой в соотношении 1:2. Свинцово-суриковую и смешанную грунтовки нельзя применять для покрытия оцинкованных поверхностей и конструкций из легких сплавов, так как свинец действует на них разрушающе. В качестве грунта для таких поверхностей используют железосуриковую грунтовку 72. По антикоррозионным свойствам, адгезии и водостойкости она значительно уступает грунтовкам 81 и 83.

Для покрытия оцинкованных поверхностей, конструкций из легких сплавов и дерева, окрашиваемых в светлые тона, используют также цинковые белила.

Лаковые грунтовки при высыхании образуют защитную пленку повышенной прочности. Они должны иметь ту же основу, что и эмалевые краски, которыми окрашивают загрунтованную поверхность. Такие грунтовки, пигментированные алюминиевой пудрой, применяют для покрытия поверхностей из легких сплавов и оцинкованных сталей.

Грунтовки из искусственных смол отечественного производства бывают:

- на фенольной основе - ФЛ-03К и ФЛ-03Ж. Первую наносят на стальные и деревянные поверхности выше переменных ватерлиний и на внутренние поверхности, а вторую - на те же поверхности, выполненные из алюминиевых сплавов или оцинкованных сталей;

- на эпоксидной основе - Б-ЭП-0126, Б-ЭП-0147, Б-ЭП-069. Их наносят на стальные поверхности сухих отсеков, коффердамов, форпиков, ахтерпиков, цепных ящиков, топливных, балластных и других цистерн и танков;

- на эпоксиэфирной основе - ЭФ-069 и ЭФ-1219 для защиты от коррозии наружных надводных и внутренних поверхностей корпуса.

Для нанесения на поверхности с остатками прочнодержащейся ржавчины толщиной до 100 мкм используют грунтовки-модификаторы ржавчины: «Коррина», ВД-К4-0184, ЭВА-0112, ЭВА-01 ГИСИ, ЭП-0199.

Фосфатирующие грунтовки характеризуются тем, что их защитная пленка образуется в результате химического воздействия грунтовки на грунтуемую поверхность. К ним относятся грунтовки ВЛ-02 и ВЛ-023 зеленовато-желтые и защитно-зеленые. Их наносят при температуре -- 10... +30°С под любое лакокрасочное покрытие на углеродистые стали, цветные металлы и их сплавы, а также на пластмассы, бакелитизированную фанеру и дерево. Протекторная защита от коррозии заключается в том, что окрашиваемый металл становится катодом и не корродирует, коррозии подвергается пигмент (цинковая пыль), выполняющий роль анода. Протекторные грунтовки применяют для покрытия металлоконструкций, подвергающихся постоянному действию влаги.

Шпатлевки - это густые замазки для выравнивания неровностей и шероховатостей окрашиваемой поверхности. Основными компонентами шпатлевки являются наполнитель (порошкообразный мел) и пленкообразователь (олифа или лак). Для улучшения качества шпатлевок в них обычно добавляют пигменты (сурик, белила, охру и др.). Шпатлевки не обладают высокими антикоррозионными свойствами, поэтому их наносят, как правило, поверх грунта, используя специальные деревянные, металлические или твердые резиновые пластинки -- шпатели.

В зависимости от пленкообразователя шпатлевки бывают масляные, лаковые и синтетические. Масляные шпатлевки применяют для шпатлевания внутренних поверхностей, лаковые и синтетические как более стойкие к внешним воздействиям -- для наружных. На судах широко применяют следующие шпатлевки:

ЭП-00-10 красно-коричневую (используют для выравнивания загрунтованных и незагрунтованных поверхностей, а также в качестве антикоррозионного покрытия поверхностей трюмов, предназначенных для перевозки химических грузов; наносят кистью, валиком или краскораспылителем);

ПФ-00-2 красно-коричневую (для нанесения на металлические и деревянные поверхности).

Указанные шпатлевки используют также для заделки незначительных повреждений стеклопластиковых покрытий.

На подводные части и ледовые пояса ледоколов, а также на пояса переменных ватерлинии судов ледового плавания наносят специальные водостойкие шпатлевки (например, «Инерта-160», «Филл»).

Инструменты, применяемые при ручной и механизированной окраске

Окрасочные работы на судне включают в себя подготовку поверхностей к окраске, подготовку лакокрасочных материалов и инструмента, нанесение грунтовок, шпатлевание и окраску поверхностей.

Подготовка поверхностей к окраске заключается в тщательной очистке ранее окрашенных поверхностей от пыли, грязи, ржавчины и непрочно держащейся краски. В судовых условиях эту работу выполняют вручную или механизированным способом с применением соответствующих инструментов.

Кирка (рисунок 10, а) -- ручник с заостренными в различных плоскостях концами. Она служит для ручной обивки толстых рыхлых слоев ржавчины на небольших площадях и в местах, где применение механизированного инструмента затруднительно или малоэффективно.

Металлические щетки (рисунок 10.1, б) применяются для окончательной зачистки металлических поверхностей от ржавчины и старой краски.

Скребки (рисунок 10.1, в) -- стальные с заточенными краями прямые и загнутые полосы или насаженные на рукоятки треугольные стальные пластины. Они используются для удаления вручную небольших слоев ржавчины и непрочно держащейся краски.

Шпатели (рисунок 10.1, г) -- стальные или деревянные лопатки для нанесения шпатлевки на подготавливаемую к окраске поверхность. Деревянными шпателями наносят обычно первый слой шпатлевки, а металлическими -- последующие слои.

Цикли (рисунок 10.1, д) -- тонкие стальные пластинки, которыми удаляют слои старой краски и лака с деревянных поверхностей.

Пневматические молотки (рисунок 10.1, е) -- механизированный ручной инструмент ударного типа. Молоток имеет один или несколько стальных бойков с насечкой, которые приводятся в действие сжатым воздухом. Боек совершает от 1 тыс. до 6 тыс. ударов в минуту, удаляя даже прочно держащиеся на металле окалину и ржавчину.

Пневматические щетки (рисунок 10.1, ж) и шарошки (рисунок 10.1, з) -- механизированные ручные инструменты с пневматическими роторами, которые приводят во вращение кольцевые металлические щетки или специальные шарошки. Шарошки применяются для удаления слоев непрочно держащейся ржавчины, а щетки - для окончательной зачистки поверхностей.

Электромеханические щетки и шарошки имеют то же назначение, что и пневматические, и конструктивно отличаются тем, что валик, на который насажена щетка или шарошка, приводится во вращение электрическим, а не пневматическим двигателем.

Рисунок 10.1 Инструменты для подготовки поверхности к окраске

Малярные кисти выпускают различных размеров и формы.

Маховые кисти (рисунок 10.2, а) -- самые большие круглые кисти, изготавливаемые из свиной щетины или конского волоса и используемые для окраски больших поверхностей.

Кисти-ручники (рисунок 10.2, б) -- средние по размеру кисти с мягким упругим волосом. Их изготавливают различных форм и размеров. Внутри ручника имеется полость, которая является как бы запасным резервуаром для краски. Такие кисти применяют для окраски внутренних помещений, надстроек, подволоков и т. д.

Рисунок 10.2 Малярные кисти

Филеночные кисти (рисунок 10.2, в) -- небольшие круглые или плоские кисти из щетины.

Трафаретные кисти (рисунок 10.2, г) аналогичны ручникам, но имеют более короткую и жесткую щетину с тупым обрезом. Их применяют для окрашивания по трафарету.

Флейцы (рисунок 10.2, д) -- плоские кисти из длинного и мягкого барсучьего волоса.

Торцовые кисти (рисунок 10.2, е) - кисти с коротким жестким волосом, по виду напоминающие щетки. Их используют для обработки поверхностей с целью уменьшения глянца покрытия.

Валиковые кисти (рисунок 10.2, ж) -- вращающиеся на ручках пластмассовые валики, обтянутые цигейкой, стриженой овчиной, искусственной тканью или пористой резиной. Их применяют для окраски больших поверхностей.

Разделочные кисти -- небольшие кисти из беличьего или конского волоса, которые используют при разделке окрашиваемых поверхностей под ценные породы дерева. Для этой же цели применяют гребешки, изготовленные из дерева, листовой стали, пластмассы или резины.

Маркировочные кисти -- небольшие кисти с коротким барсучьим, хорьковым или искусственным волосом с острым обрезом. Их применяют для нанесения надписей и цифр.

Новые кисти рекомендуется некоторое время использовать при подготовительных работах и только после того, как они немного обработаются и станут более эластичными, их можно применять для окраски. После работы кисти тщательно отжимают, освобождая от остатков краски, промывают. После работ с эмульсионными красками кисти промывают сначала теплой водой, затем водой с мылом, а после окраски масляными красками -- уайт-спиритом, скипидаром или керосином. От остатков спиртовых лаков кисти отмывают ацетоном. Остатки нитролака, нитроэмали, эпоксидных составов отмывают соответствующими растворителями. После полного удаления краски промывкой кисть отжимают и досуха вытирают ветошью. На время непродолжительных перерывов в работе кисти можно оставлять в той же краске. Нельзя хранить кисти в керосине или растворителях, так как это ухудшает качество щетины и волоса. Отмытые от краски и просушенные обычные кисти хранят так, чтобы волосяная часть не деформировалась, валиковые кисти хранят в подвешенном состоянии.

Краскораспылители -- аппараты для механизированной окраски. Они подразделяются на пневматические краскораспылители и установки безвоздушного распыления.

Пневматические краскораспылители, различаясь по конструкции, имеют общий принцип работы. Он заключается в том, что к выходному соплу в головке (форсунке) пистолета краскораспылителя по различным каналам внутри корпуса подаются одновременно под давлением краска и воздух. Проходя через сопло с большой скоростью, воздух захватывает частицы краски и выбрасывает ее из аппарата в виде распыленной струи -- факела. Краска под давлением подается различными способами: от отдельно расположенного красконагнетательного бака (в краскораспылителе КР-20), самотеком от съемного наливного бачка, установленного сверху на аппарате (в краскораспылителе СО-71), или по принципу эжекции из бачка, расположенного под распылителем (в краскораспылителях КР-10 и КР-30). Воздух под давлением подается в распылитель от компрессора. Для исключения загрязнения краски примесями воздух перед поступлением в распылитель проходит через масловодоотделитель.

Качество окраски краскораспылителем во многом зависит от правильного соотношения количества подаваемой краски и воздуха. При недостаточной подаче краски и избытке воздуха струя пульсирует, а при недостатке воздуха и избытке краски вылетает из распылителя в виде крупных брызг. В зависимости от конструкции краскораспылителя оптимальное соотношение количества подаваемой краски и воздуха достигается посредством редуктора на краскораспылительном бачке и масловодоотделителе или регулятора иглы форсунки. Для нанесения грунтовочного слоя пневматические краскораспылители не применяют, так как защитные свойства нанесенной ими грунтовки недостаточны. Грунтовку наносят обычной кистью или установками безвоздушного распыления.

Установки безвоздушного распыления применяются для нанесения лакокрасочных материалов при грунтовке и окраске подводной и надводной частей корпуса судна, надстроек, палуб, оборудования и др. На судах используются отечественные установки типов «Топаз», «Тон», «Кит», «Спрут» и др. Их общей особенностью является то, что лакокрасочный материал поступает в пистолет под большим давлением, чем обеспечивается высокое качество нанесения грунтовок и красок.

Контрольные вопросы:

1. На что указывает первая цифра в обозначении марки краски:

2. Какими бывают пигменты?

3. Компоненты лакокрасочных материалов.

Судовые устройства и системы. Назначение судовых устройств. Общие сведения. Рулевое устройство

Судовые устройства служат для обеспечения нормального функционирования судна в соответствии с его назначением.

Практически на каждом судне, независимо от его типа, имеются рулевое, грузовое, спасательное, якорное, швартовное и буксирное устройства, которые поэтому и называются общесудовыми.

Некоторые суда снабжаются еще и специальными устройствами, предназначенными для выполнения специфических функций. К этой категории относятся промысловые устройства, устройства для крепления леса на палубе, для передачи грузов в море на ходу, крыльевые СПК и т. д.

Большинство механизмов, входящих в состав судовых устройств и обеспечивающих их работу, располагается на верхней палубе, соответственно они называются палубными. Привод этих механизмов может быть электрическим, гидравлическим, электрогидравлическим, паровым или дизельным. Выбор привода определяется как типом и назначением, устройства, так и во многом типом главной судовой энергетической установки.

Судовые устройства, устанавливаемые на судах различных назначений, имеют много общего, зачастую они включают стандартные элементы, обеспечивающие высокое качество при относительно небольшой стоимости серийной продукции.

На судах в зависимости от их типа преобладают те или иные устройства; какие-то устройства могут быть широко представлены, какие-то могут вообще отсутствовать. Так, например, буксирные устройства в наибольшей степени характерны для буксирных судов, а на многих других судах его роль выполняет швартовное устройство.

Рулевое устройство. Назначение рулевого устройства -- обеспечение управляемости судна. Из всех судовых устройств оно наиболее важное, так как даже кратковременный выход его из строя может привести к катастрофическим последствиям.

Рулевое устройство состоит из рабочего органа: руля, баллера -- вала для его поворота, рулевого привода, рулевой машины, поста управления.

Основной пост управления находится в рулевой рубке у путевого компаса. Штурвал или пульт управления рулем обычно монтируют на одной колонке с авторулевым. Указатель угла перекладки руля помещается на колонке управления, его показания дублируются прибором, установленным на лобовой переборке рубки, таким образом капитан и вахтенный помощник имеют возможность постоянно контролировать положение руля.

Связь поста управления с пусковым механизмом исполнительного органа рулевой машины осуществляется посредством рулевой передачи, которая на современных судах обычно выполняется электрической или гидравлической.

В настоящее время рулевые машины, электрические или электрогидравлические, устанавливают непосредственно у румпеля без промежуточных приводов.

Передача усилия от рулевой машины к баллеру осуществляется с помощью рулевого привода.

На некоторых небольших судах применяется секторно-румпельный привод (рисунок 11.1), в котором румпель жестко скреплен с баллером руля. Сектор свободно насажен на баллер и связан с румпелем с помощью пружинного амортизатора. Перекладка руля выполняется рулевой машиной через зубчатую передачу, поворачивающую сектор. Последний увлекает за собой румпель, при этом динамические нагрузки (например, от ударов волн) гасятся амортизаторами.

На современных судах, как правило, рулевые машины совмещают с рулевым приводом, что позволяет уменьшить габариты комплекса и повысить его КПД. Наибольшее распространение при этом получили электрогидравлические машины плунжерного типа. В этих машинах давление рабочей жидкости преобразуется в поступательное перемещение плунжера, который через механическую передачу поворачивает баллер руля. Машины могут иметь двух- и четырехцилиндровое исполнение; в качестве рабочей жидкости в них используется минеральное масло.

Рисунок 11.1 Схема секторно-румпельного привода 1-- сектор; 2 -- румпель; 3 -- баллер руля

Работу рулевого устройства подобного типа можно проследить на рисунке 11.2, где представлена схема двухцилиндровой машины. Электродвигатель, включаемый посредством рулевой передачи с пульта управления, приводит в действие насос, который перекачивает масло из одного рабочего цилиндра в другой, приводя плунжеры в поступательное движение. Вместе с ними начинает перемещаться и ползун, поворачивающий баллер через жестко связанный с ним румпель.

Перепускной клапан, включенный в гидравлическую систему, является амортизатором. При ударах волн в перо руля в одном из цилиндров давление резко возрастает, клапан приоткрывается, и масло из него перемещается в другой цилиндр.

Рисунок 11.2 Схема электрогидравлической рулевой машины 1 - электродвигатель; 2 - насос; 3 - трубопроводы; 4 - перепускной клапан; 5 цилиндр; 6 - плунжер; 7 - ползун; 8 - румпель; 9 - баллер.

На крупнотоннажных судах для обеспечения большего вращающего момента обычно устанавливают четырехцилиндровые рулевые машины, принцип действия которых не отличается от рассмотренного выше. Особенность таких машин состоит в том, что в действие могут вводиться одна пара цилиндров с собственным насосом или обе. В открытом море работает только один насос, а в стесненных водах, узкостях, портах включают обе пары цилиндров.

Кроме описанных выше, существует еще ряд приводов: румпельно-штуртросовый, секторный с валиковой проводкой, винтовой. На современных морских судах в качестве основных они, как правило, не используются.

Рулевую машину обычно размещают в специальном помещении -- румпельном отделении, которое находится в непосредственной близости от руля. Регистр требует, чтобы каждое морское судно имело три привода: основной, запасной и аварийный.

Основной привод должен обеспечивать перекладку руля с борта на борт при максимальной скорости движения. Время перекладки из крайнего положения 35° одного борта до 30° другого не должно быть больше 28 с.

Требования к запасному приводу: перекладка руля с 20° одного борта на 20° другого при скорости, равной половине максимальной (но не менее 7 уз), за время, не превышающее 60 с. При этом переход с основного привода на запасной также лимитируется двумя минутами. Если основной привод состоит из двух агрегатов, способных действовать независимо друг от друга, то запасной привод не требуется.

Аварийный рулевой привод должен обеспечивать перекладку руля при скорости переднего хода не менее 4 уз. Этот привод не должен располагаться ниже водонепроницаемой палубы. Установка его не требуется, если основной и запасной приводы находятся в помещении, расположенном выше грузовой ватерлинии. Рулевое устройство должно иметь ограничители, не допускающие перекладку руля более чем на 35° на каждый борт.

Особенность подводных судов -- необходимость обеспечения управляемости не только в горизонтальной плоскости, но и в вертикальной. Соответственно эти суда снабжаются и горизонтальными рулями, которые обычно располагаются не только в кормовой части судна, но и в носовой, что повышает управляемость на малых скоростях. Горизонтальные рули всегда парные, на оба борта; парными могут быть и вертикальные рули.

Контрольные вопросы:

1. В чем назначение рулевого устройства?

2. Аварийный рулевой привод.

Грузовое, швартовное и буксирное устройства. Спасательные средства

Грузовые устройства - это комплекс конструкций и механизмов, предназначенных для выполнения погрузочно-разгрузочных работ силами экипажа судна. Количество грузовых устройств и их тип определяются многими факторами: назначением судна, его размерениями, районом плавания, характером перевозимого груза.

Суда, предназначенные для грузовых операций на необорудованных рейдах, либо посещающие порты, не имеющие кранового оборудования, должны обладать развитым грузовым устройством. На сухогрузных судах в состав грузовых устройств входят грузовые стрелы, краны, люковые закрытия и средства трюмной механизации. Суда с горизонтальным способом грузообработки оборудуются аппарелями (внешними и внутренними), межпалубными лифтами и подъемниками; на лихтеровозах устанавливают катучие краны. Саморазгружающиеся суда для перевозки сыпучих грузов снабжаются ленточными транспортерами, элеваторами и другими специальными устройствами. Основными грузовыми устройствами наливных судов служат насосы и трубопроводы.

Грузовые устройства современных морских сухогрузных судов могут быть периодического и непрерывного действия. К первой категории относятся грузовые стрелы и краны, ко второй -- транспортеры и элеваторы.

Грузовые стрелы устанавливаются на мачтах или грузовых колоннах. Их принято разделять на легкие, грузоподъемностью до 10 т, и тяжеловесные, более 10 т. Грузоподъемность последних может достигать 200--300 т, однако наибольшее распространение получили «тяжеловесы» на 40--60 т. Устройство с легкой стрелой включает собственно стрелу- мачту и грузовую лебедку (рисунок 12.1). Нижний конец стрелы -- шпор -- шарнирно связан с установленным на мачте башмаком. Система бегучего такелажа (тросов) позволяет стреле совершать поворот в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Рисунок 12.1 Схема легкой грузовой стрел 1 --мачта; 2 -- стрела; 3 -- лебедка

Подъем груза осуществляется лебедкой посредством троса, проходящего через систему блоков вдоль стрелы.

Основные схемы работы легких стрел одиночная и спаренная. Одиночная работа стрел в последнее время практикуется редко, как правило, только в качестве вспомогательной, для погрузки снабжения, продовольствия и других подобных грузов.

Рисунок 12.2 Схема тяжеловесной перекидной стрелы 1 -- грузовая колонна; 2 -- легкая стрела; 3 -- тяжеловес; 4 -- лебедка

При спаренной работе обе стрелы, разгружающие один трюм, с помощью оттяжек неподвижно закрепляются: одна -- в положении за бортом, другая -- над люком. Грузовые тросы обеих стрел соединяются вместе треугольным звеном, к которому крепится гак. Вначале с большей скоростью работает лебедка стрелы, расположенной над люком, -- груз почти вертикально поднимается из трюма, затем более интенсивно работает лебедка второй стрелы -- груз выносится за борт, затем обе лебедки переходят на режим спуска.

В последнее время широкое применение находят высокопроизводительные механизированные стрелы различных типов, предназначенные для одиночной работы. Обслуживание таких стрел производится без использования ручного труда, однако при этом необходимо иметь три лебедки: одну грузовую и две для оттяжек, обеспечивающих поворот стрелы в двух плоскостях.

Тяжеловесные стрелы обычно располагаются на отдельном фундаменте в диаметральной плоскости судна. Часто их делают перекидными, что позволяет обслуживать два соседних трюма. В состав такого устройства кроме стрелы входят две грузовые колонны и несколько (три, четыре) лебедок (рисунок 12.2).

Обычно на сухогрузных судах тяжеловесные стрелы обслуживают только один-два трюма. Исключение -- суда, постоянно занятые перевозкой тяжеловесных грузов в районы с малоосвоенным побережьем. На них предусматривается спаренная работа двух «тяжеловесов».

Грузовые краны имеют более высокую, чем стрелы, производительность, однако они сложнее по конструкции и значительно дороже. Кроме того, их работа ограничивается погодными условиями и углом крена, который не должен превышать 5-8°.

Наиболее распространены стационарные поворотные одиночные краны грузоподъемностью до 25 т. По роду привода краны делятся на электрические, электрогидравлические и гидравлические. Необходимость увеличения грузоподъемности привела к созданию сдвоенных кранов, установленных на общей платформе. Они могут использоваться как для раздельной работы -- на два люка, на два борта, так и для спаренной -- для подъема двойного номинального груза. Совместная работа двух спаренных кранов позволяет почти вдвое повысить грузоподъемность устройства. Кроме стационарных на судах используются и перемещающиеся вдоль судна краны. К ним, в частности, относятся специальные контейнерные краны, устанавливаемые на контейнеровозах. Максимальной грузоподъемностью до 500 т характеризуются катучие краны лихтеровозов. Перемещаясь с грузом (общая масса до 1100 т) вдоль судна на расстояние 100 м и более, такой кран может заметно изменить посадку лихтеровоза, поэтому на них устанавливается сложная система контроля углов крена и дифферента.

На судах с горизонтальной грузообработкой (автомобильно-пассажирские паромы, автомобилевозы и др.) используют специальные устройства -- забортные аппарели, обеспечивающие проезд самоходной колесной техники с берега на судно. Длина аппарелей, этих своеобразных подъемных мостов, может достигать 50 м, ширина 10 м. Аппарели могут устанавливаться в носу, корме или с борта. В последнем случае они выполняют и функции лацпорта, закрывающего вырез в борту в походном положении. В последнее время все большее распространение находят поворотные аппарели, позволяющие выполнять грузовые операции при швартовке к берегу любым бортом или оконечностью (рисунок 12.3).

Люковые закрытия могут быть съемными, откидными, откатываемыми и наматываемыми. Современные морские транспортные суда оборудуются механизированными люковыми закрытиями, при операциях с которыми ручной труд сведен к минимуму.

Грузовые устройства непрерывного действия используются в основном на судах, предназначенных для перевозки насыпного груза.

Рисунок 12.3 Схема поворотной аппарели

В эту категорию устройств входят ленточные транспортеры и элеваторы. Первые перемещают груз в направлении, близком к горизонтальному: максимальный угол наклона не превышает 15--20° и зависит от типа перевозимого груза. Для перемещения сыпучего груза в направлении, близком к вертикали, служат элеваторы - устройства, основными элементами которых являются ковши, навешанные на замкнутую цепь (рисунок 12.4).



Рисунок 12.4 Схема элеватора

Указанные грузовые устройства находят применение на саморазгружающихся судах (рисунок 12.5), через все грузовые помещения которого проходит ленточный транспортер. С его наклонного участка груз попадает в накопительный бункер. Здесь в действие вступает элеватор, поднимающий груз на верхнюю палубу, откуда за борт он перемещается выносным транспортером.

...