Технология судоремонта

Рис. 1.17. Продольные и поперечные слипы

Гребенчатый слип - поперечный слип, на котором судно поднимается на комплекте подъемных тележек и передается для горизонтального передвижения на комплект стапельных тележек.

Последовательность работ по подъему судна на слип:

1. Подготовительные операции к подъему. Согласно Правилам технической эксплуатации слипов и эллингов перед подъемом судна на слип докмейстер обязан ознакомиться с характеристиками поднимаемого судна, конструкцией и состоянием его корпуса. После этого он составляет схему подъема судна, указав:

- число подъемных тележек;

- глубину опускания тележек;

- величину свеса носовой и кормовой оконечностей судна и положение прочных поперечных связей корпуса относительно подъемных тележек;

- положение судна на подъемных тележках, наиболее удобное для последующей его пересадки на стапельные тележки;

- число и размеры требуемых кильблоков;

- величину ожидаемой наибольшей нагрузки на отдельную тележку.

При этом масса поднимаемого судна не должна превышать грузоподъемность слипа. Перед операцией подъема судна производят следующие необходимые расчеты:

а. Для судов, не имеющих значительного дифферента (барж, несамоходных и буксирных судов), число косяковых тележек, шт., принимают из расчета средней нагрузки на тележку. Во время подъема судов со значительным дифферентом число тележек, несущих наибольшую нагрузку, удваивают или принимают по графику весовой нагрузки по длине судна. После подъема судна не следует оставлять его на косяковых тележках длительное время;

б. При пересадке судна на стапельные тележки последние должны находиться под судном в количестве, соответствующем общей массе судна. Число стапельных тележек, устанавливаемых под тяжелым судном, определяют из условия, чтобы ожидаемая наибольшая нагрузка, т, на тележку не превышала ее грузоподъемности. Число стапельных тележек, устанавливаемых под относительно легким судном (с малой нагрузкой на единицу площади), находят из расчета обеспечения устойчивого положения судна на тележках, местной и общей прочности его корпуса.

Тема 5. Ремонт судовых механизмов и деталей

Главной задачей технологии ремонта судовых технических средств (СТС) является восстановление их эксплуатационных показателей, которые частично или полностью были утрачены вследствие изнашивания и повреждения отдельных деталей, сборочных единиц и механизмов. Основным техническим документом, регламентирующим точность ремонта отдельных деталей механизмов и дизеля в целом, являются технические условия на ремонт.

Карты дефектации технических условий наряду с указанием методов обнаружения дефектов и рекомендаций по восстановлению качества деталей включают сведения о браковочных и допускаемых при ремонте признаках.

Предельные отклонения на точность восстанавливаемых деталей устанавливают соответствующей рабочей конструкторской и технологической документацией.

Технологические процессы ремонта должны обеспечивать минимальную продолжительность, широкое применение комплексной механизации и автоматизации и высокое качество ремонта. Наиболее совершенным способом восстановления работоспособности дизелей является ремонт их в специализированных цехах судоремонтных предприятий.

Структурная схема технологического процесса ремонта СТС представляет собой совокупность блоков, соответствующих отдельным технологическим операциям и расположенных в такой последовательности, в которой осуществляют законченный цикл ремонта СТС. В современных условиях технология ремонта СТС базируется на результатах научных исследований:

- изучении износов основных деталей и прогнозировании сроков службы и ресурсов работы механизмов;

- изучении и практической реализации наиболее совершенных методов и способов восстановления изношенных поверхностей деталей до номинальных или ремонтных размеров;

- совершенствовании технологии механической обработки и сборки.



Рис. 1.18 Общая схема ремонта механизма

Демонтажные работы

Демонтажный этап осуществляется после постановки судна в ремонт и проводится в объемах, определяемых видом ремонта судна и категорией ремонта судовых устройств. Демонтажные работы ведутся в определенной последовательности согласно эксплуатационной и ремонтной документации.

В процессе демонтажных работ снимаются механизмы с фундаментов и готовятся для транспортировки на склад обменного фонда. В состав демонтажных работ входят следующие основные операции:

- освобождение емкостей двигателя от воды, масла и топлива;

- снятие ограждений с судовых механизмов;

- отсоединение трубопроводов (клапаны трубопроводов должны быть закрыты, застопорены и опломбированы в закрытом положении);

- разъединение муфт и полумуфт;

- снятие крепежа, закрепляющего механизмы;

- снятие отдельных агрегатов, узлов и механизмов;

- транспортировка механизмов и агрегатов на склад обменного фонда.

Демонтажные работы слабо механизированы. Основная часть этих работ выполняется вручную. Из средств механизации применяются электрические и механические тали, гидродомкраты, автопогрузчики.

Разборочные работы. Порядок разборки судовых машин и механизмов зависит от их типа и конструктивных особенностей. Поэтому разборку нужно выполнять, пользуясь инструкцией завода-изготовителя, соблюдая при этом общие требования. При производстве разборочных работ на судне снимаются быстроизнашивающиеся детали и узлы, транспортируются в цеха, где производят моечные работы, дефектацию и ремонт.

Методы очистки и мойки. Методы и средства очистки и мойки, применяемые для удаления загрязнений деталей судовых дизелей при ремонте, можно разделить на две группы:

- механические;

- физико-химические.

Выбор каждого из них для практического использования зависит от конструктивных особенностей деталей, их материалов, природы загрязнений и других технологических факторов. Среди механических методов очистки деталей наиболее эффективной является очистка косточковой крошкой. Косточковая крошка представляет собой продукт измельчения фруктовых косточек слив, абрикосов и других фруктов. Кинетическая энергия этим частицам (диаметром 1…3 мм) сообщается пневматическими устройствами, работающими по схемам принудительной, эжекторной и верхней подачи крошки. Большим преимуществом такой очистки наряду с высокой эффективностью, являются минимальные остаточные деформации очищаемых поверхностей, пригодность ее для очистки деталей из любых материалов и хорошее качество очистки. В судоремонтных цехах для очистки деталей косточковой крошкой используют специальные установки.

Пневмо- и гидроабразивные способы механической очистки имеют весьма ограниченное применение в современных технологических процессах. Объясняется это тем, что при использовании, например, пневмоабразивного способа требуется надежная защита обслуживающего персонала от воздействия абразивной пыли.

Обычно применяемые аппараты обладают высоким уровнем шума, процесс очистки сопровождается выделением вредного для дыхания атомарного кислорода при соударении твердых абразивных частиц с очищаемым металлом и т.д.

Физико-химические методы очистки деталей при ремонте подразделяют на методы очистки в электролитах и органических растворах или специальных моющих жидкостях. Сущность электролитической очистки деталей состоит в том, что очищаемую деталь помещают в раствор электролита, через который пропускают постоянный ток. В результате электролиза на очищаемой поверхности интенсифицируется движение жидкости под действием выделяющегося газа. В зависимости от полярности очищаемой детали различают катодную и анодную очистки.

Обычно катодная очистка является более эффективной. Однако при этом происходит наводораживание поверхностных слоев очищаемой детали. Наводораживание ухудшает эксплуатационные свойства деталей из-за так называемой водородной хрупкости. Для устранения вредного влияния водородной хрупкости ответственные детали после катодной очистки дополнительно обрабатывают с целью обезводораживания. В практических условиях чаще используют анодную очистку, при которой деталь является анодом. Физико-химические методы очистки в органических растворах и специальных жидкостях являются наиболее целесообразными в специализированном ремонтном производстве, так как позволяют сравнительно просто механизировать и автоматизировать процесс очистки.

Различают две разновидности физико-химических методов очистки в растворах и моющих жидкостях: очистку погружением детали в раствор моющей жидкости и очистку струйным способом. При очистке погружением детали располагают в специальных ваннах с моющей жидкостью, вкачестве которой используют щелочные растворы и растворители. Интенсифицируют процесс очистки в этом случае дополнительным подогревом щелочных растворов до 350-370К и возбуждением моющего препарата барбатером, лопастными винтами или затопленными струями.

Струйный способ очистки осуществляют подачей раствора под давлением на очищаемую поверхность. Благодаря комплексному физико-механическому удалению загрязнений при струйном способе появляется возможность значительно сократить время очистки. В этом случае спользуют менее концентрированные моющие растворы. Большое влияние на качество и производительность струйной очистки оказывают количество подаваемой жидкости и форма струи. Наиболее часто применяют плоские и конусообразные струи, получаемые профилированием насадок моющей установки. Предпочтительными являются конусообразные струи, поскольку обеспечивают максимальный охват очищаемой поверхности при достаточном давлении рабочей струи и незначительном расходе жидкости.

Технологический процесс физико-химической очистки деталей включает в себя несколько операций, основными из которых являются обезжиривание, промывка и сушка очищаемых поверхностей. Механизацию физико-химической очистки дизелей, сборочных единиц и отдельных деталей обеспечивают в практических условиях использованием специальных моечных установок, которые проектируют и изготавливают в виде двух-или трехкамерных машин. В двухкамерных моечных установках первая камера предназначена для очистки и обезжиривания деталей, а вторая - для промывки обезжиренных и очищаемых деталей горячей водой. В трехкамерных установках третья камера предусмотрена для просушивания деталей горячим воздухом.

Все механизированные моечные установки разделяют на машины тупикового и конвейерного типа.

Особое место среди методов очистки деталей от загрязнений занимает ультразвуковой метод. В основе этого метода лежит явление кавитации, сопровождающееся сложным комплексом физических, химических, электрических и гидродинамических явлений. Ультразвуковой метод является универсальным процессом интенсификации очистки деталей в жидких моющих составах. При ультразвуковой очистке в моющей жидкости с помощью магнитострикционных и пьезоэлектрических преобразователей возбуждают колебания ультразвуковой частоты (20-30 кГц) и за счет высокой объемной плотности энергии создают общие и местные гидродинамические потоки. Эти потоки при определенных давлениях приводят к появлению кавитации. При разрыве пузырьков возникают ударные волны и кумулятивные струи, которые, воздействуя на очищаемую поверхность, приводят к микро-и макро-разрушениям загрязнений. Для очистки деталей из алюминиевых и черных сплавов применяют щелочные растворы.

Дефектация

Основное назначение дефектации деталей при ремонте состоит в том, чтобы оценить фактическое техническое состояние этих деталей, выявить их износы и повреждения. Для этого все детали делят на группы:

- детали остова - фундаментная рама, блок цилиндров, крышка цилиндров;

- детали цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) - поршень, втулка, поршневой палец, шатун, поршневые кольца;

- детали валовой группы - коленчатый вал, рамовые и шатунные подшипники;

- детали механизма газораспределения - распределительный вал, клапаны, толкатели, коромысла, пружины;

- детали топливной аппаратуры и дистанционно-автоматического управления (ДАУ).

По результатам дефектации выделяют детали:

1) пригодные для дальнейшей эксплуатации без ремонта;

2) подлежащие ремонту;

3) не подлежащие ремонту и направляемые в металлолом.

Различают визуальные и инструментально-приборные методы дефектации.

Визуальным осмотром выявляют макродефекты в виде трещин, задиров, царапин и т.п. Для повышения эффективности визуальных осмотров применяют оптические стекла (лупы). Такая дефектация дает общее представление о наличии дефекта без количественных показателей.

Инструментальные методы дефектации предполагают использование универсальных и специальных измерительных средств. К ним относятся линейки, штангенциркули, микрометры, индикаторные скобы и нутрометры, специальные зеркально-оптические приборы, калибры и т.п. Эти методы позволяют определить количественную характеристику износа детали в виде изменения линейных размеров, искажений формы и взаимного расположения базовых поверхностей и т.д. Точность оценок при такой дефектации обычно составляет от 0,002 до 0,01 мм.

Физические методы дефектации с использованием специальных дефектоскопов применяются для выявления микроскопических поверхностных, подповерхностных и внутренних дефектов без разрушения деталей.

По этому признаку их относят к методам неразрушающего контроля качества деталей.

В судоремонте используют следующие методы неразрушающего контроля: капиллярные, вихретоковые, магнитные, ультразвуковые, рентгеновские, гидравлические и воздушные.

Содержательный модуль 2. Технология доковых работ

Тема 1. Судовые корпусные работы в доках. Очистка и окраска подводной части судов. Электрохимическая защита от коррозии. Дефектация и ремонт корпусов судов

В процессе эксплуатации корпус судна подвергается коррозионному износу и получает различные повреждения в виде вмятин, бухтин, гофрировок, пробоин, трещин и т.д. Для определения характера и степени повреждений, а также установления объема необходимого ремонта проводится дефектация судна.

Дефектация--это определение технического состояния элементов судна с целью получения информации для установления характера и объема работ, обеспечивающих восстановление технико-эксплуатационных характеристик до необходимого уровня. Результаты дефектации оформляются актом и согласовываются с инспектором (сюрвеером) классификационного общества. К акту дефектации прилагается растяжка наружной обшивки корпуса или эскизы с нанесенными на них повреждениями. Акт дефектации определяет номенклатуру и объем ремонтных работ, а также отдельные наиболее важные операции технологического процесса ремонта, контроля и испытаний. Он является основным рабочим документом технической подготовки ремонта судов. На ниболее сложные работы разрабатываются чертежи и отдельная технология ремонта.

Коррозионный износ. По характеру распространения износ корпусных конструкций подразделяется на общий (средний) и местный. Общий износ--это равномерное уменьшение толщины одного листа, балки набора или нескольких листов по всей их поверхности. Местный износ--уменьшение толщины листа или балки набора на малой площади в виде язвин, точечной или сплошной коррозии.

Толщина листа или балки набора после износа называется остаточной или фактической толщиной. Размер допускаемого износа в процентах нормируется по отношению к строительной (первоначальной) толщине листа обшивки или балки набора.

В качестве численных характеристик для общего износа принимается средняя толщина листа или балки набора, а для местного износа--наименьшая остаточная толщина в районе утончения.

Средний коррозионный износ корпусных конструкций проверяется на танкерах после 8 лет эксплуатации, а на сухогрузных судах--после 12 лет. В зависимости от состояния судна может быть назначена и более ранняя проверка. Как правило, в начале делаются предварительные замеры износа в трех сечениях корпуса судна (средней части и оконечностях) по всем конструкциям, попадающим в эти сечения: днищу, бортам, палубам, настилу двойного дна, переборкам и набору.

Места замеров на корпусе намечаются мелом или краской, нумеруются, зачищаются шлифовальной пневматической турбинкой до чистого металла, диаметр пятна порядка 50 мм и смазываются техническим вазелином с целью обеспечения акустического контакта контролируемой поверхности со щупом ультразвукового толщиномера. Эти места указываются на растяжке наружной обшивке. Если по результатам предварительных замеров износы окажутся близкими к предельно допускаемым или превосходят их, то число замеров на каждом листе может быть увеличено до семи.

Остаточные деформации корпусных конструкций. К таким деформациям относятся: вмятины, бухтины и гофрировки.

Вмятина--остаточный прогиб обшивки или настила совместно с подкрепляющим их набором. Вмятина характеризуется длиной, шириной и стрелкой прогиба в наиболее деформированном месте.

Бухтина--остаточный прогиб обшивки или настила на ограниченной длине между двумя смежными балками набора без деформации последних.

Гофрировка--остаточные удлиненные прогибы обшивки или настила между несколькими смежными балками набора, без деформации последних, которые придают перекрытию ребристый вид. Она характеризуется стрелкой наибольшего прогиба, длиной и количеством гофр.

Стрелки прогиба деформированных участков замеряют при помощи бухтиномеров или нитки с линейкой. Можно пользоваться рейками или струнами. Замеры следует проводить так, чтобы концы мерительного инструмента или нитки выходили за пределы поврежденного участка и касались обшивки на неповрежденном месте по линии, а не в точках.

Нормы допускаемых износов и повреждений. В качестве руководящих материалов при дефектации корпусов судов применяются:

1. Руководство по техническому надзору за судами в эксплуатации.

2. Специальные нормы износов и повреждений, разработанными проектными организациями.

3. Ведомственные методики.

Согласно «Руководству….» установлены нормы общего износа:

· листов и балок набора--не более 30%, а в средней части судов длиной выше 80 м и по основным связям--не более 20%;

· сварных стыковых швов--на глубину не ниже поверхности соединяемых листов;

· калибры угловых швов--не более, чем на 20%;

· наименьшая остаточная толщина при местном износе листов и балок должна быть не менее 60% первоначальной толщины;

· все вмятины подлежат устранению. До ближайшего планового ремонта могут быть оставлены вмятины небольших размеров со стрелкой прогиба не более 1?20 их меньшего размера;

· гофры со стрелкой прогиба не более 1/20 расстояния между балками набора;

· при ремонте судов допускается оставлять отдельные вмятины, гофры или бухтины плавного характера со стрелкой прогиба до 25мм;

· пробоины, разрывы и трещины подлежат устранению во всех случаях.

Очистка подводной части судов

Очистка подводной части судна в доке является одной из двух последовательных стадий восстановления лакокрасочного покрытия корпуса: очистка--окраска.

Основной задачей очистки подводной части корпусов в доке

является обеспечение необходимых условий для восстановления качественного лакокрасочного покрытия.

При очистке подводной части судов удаляют главным образом продукты обрастания, коррозии и непрочно державшуюся старую краску.

Процесс очистки состоит из следующих операций:

· Первоначально судно омывают пресной водой и очищают от ракушки;

· далее приступают к пескоструйной очистке корпуса. Очистка производится металлургическим шлаком, дробью либо водой;

· шлак и дробь подаются под давлением специальным оборудованием;

· Высотные работы в доке производят с помощью специальных подъёмников.

Степени очистки корпуса обозначается буквами Sa и St. От выбора степени очистки будет срок службы нанесенного покрытия. Чаще применяются следующие типы очистки: Sa1 (лёгкая струйная очистка), Sa2 (тщательная струйная очистка) и St2 (механическая очистка).

С появлением в составе флота крупнотоннажных судов, площадь очистки которых составляет более 10--15 тыс. м², возникла необходимость оперативного выполнения очистки их корпусов в минимальные сроки. Эти обстоятельства явились мощным стимулом к созданию высокопроизводительных средств механизации очистки.

Основными способами очистки корпусов в доках являются:

· пескоструйная;

· гидропескоструйная;

· дробеструйная или дробеметная;

· гидроочистка.

Первые два способа можно объединить термином ударно-абразивная очистка, поскольку в основе их лежит удаление наслоений с очищаемой поверхности путем ударов частиц абразива о корпус. В этом случае поверхность может быть очищена до самой высокой степени чистоты--металлического блеска.

Отличие дробеметной очистки от дробеструйной заключается в следующем. Металлическая дробь при дробеметной очистки разгоняется от воздействия центробежного колеса-ротора, а при дробеструйной очистке от струи сжатого воздуха низкого давления. Если, выброшенная на очищаемою поверхность дробь не собирается и не регенерируется, цикл работы установки является открытым. Закрытый цикл очистки характеризуется многократным сбором продуктов очистки и их регенерацией в самой установке.

Для пескоструйной очистки в качестве абразива используют различные природные и синтетические материалы. В Украине для этих целей используют отходы металлургического производства, представляющие измельченный шлак. Категорически запрещено использование в качестве абразива кварцевого песка, вызывающего профессиональное заболевание легких--силикоз.

На судоремонтных предприятиях для подачи абразива используют передвижные установки марки «Клемко», обеспечивающие работу нескольких операторов. Вместимость бункера 1--1,5 м³ .

Вследствие отрицательного воздействия влаги и масла на абразив предъявляются строгие требования к качеству подаваемого к установке сжатого воздуха: он должен быть сухим, не содержать масла, в противном случае частицы абразива будут слипаться и работа установки может прекратиться, Для удаления влаги на подводящем воздух трубопроводе устанавливают фильтр-абсорбер. Принимаются меры для защиты от увлажнения абразива до подачи его в установку. Шлаковый песок поставляют в герметичных полиэтиленовых мешках.

Абразивный материал наносится на поверхность через специальные сопла. Качество очистки, кроме указанных причин, зависит от долговечности и формы сопла. Наиболее эффективны так называемые «вечные» сопла, медленный и постепенный износ которых обеспечивает постоянный режим работы.

Сопла из легированной или закаленной стали служат всего несколько часов, после чего подлежат замене вследствие значительного увеличения проходного диаметра. Наиболее износостойки сопла с покрытием из карбида бора, которые служат в 100--200 раз больше, что объясняется большой твердостью карбида бора--наиболее твердого материала после алмаза. Созданные в Англии сопла «Тетрабор» с покрытием из карбида бора имеют сроки службы, доходящие до 2 тыс. ч. Опыт использования указанных сопел показал, что производительность очистки в расчете на одно сопло составляет до 20 м²/час.

Основным недостатком абразивной очистки является значительное количество отходов (отработанный абразив, окалина и продукты коррозии), которые необходимо убирать со стапель палубы дока перед процессом последующей окраски. Ориентировочный расход абразивного материала составляет порядка 20 кг/м² ( при площади очистки 10000-15000 м²), общая масса материалов более 30 т. Следует учесть, что в основном эти отходы убираются вручную из-под днища судна.

В настоящее время существует сложившаяся практика удаления плохо держащейся краски на поверхностях корпусов судов методом гидроочистки. Он заключается в обработке поверхности струей воды с давлением 70 МПа и

расходом воды до 30 м³/час. За счет механического воздействия струи воды с металлической поверхности удаляются загрязнения, наносящие существенный вред окружающей среде, особенно краска. В ней содержатся токсичные органические вещества, составляющие её основу, и неорганические токсины - твердые наполнители, например: закись меди. Эти загрязнения попадают с отработанной водой в водную акваторию, поскольку профильтровать, очистить и подвергнуть обеззараживанию используемые в описанном способе объемы воды, практически невозможно.

В результате была разработана технология и оборудование для экологически чистой очистки подводной части корпуса судна с малым расходом воды. При очистке боковой поверхности судна допустимо снижение расхода воды за счет повышения давления и добавления в воду присадки. Расход воды при использовании данного метода уменьшается во много раз, что позволяет при очистке применять пресную воду.

Окраска судов в доках.

Окраска является второй, завершающей стадией восстановления старого или нанесения нового лакокрасочного покрытия подводной части судов. Большие масштабы окрасочных работ в доках диктуют необходимость механизации окрасочных работ. На выбор средств механизации окраски существенно влияют свойства применяемых современных лакокрасочных материалов. В последние 30--40 лет в нашей стране и за рубежом созданы новые краски. Общим для них является возможность нанесения красок толстым слоем до 100--120 мкм, что позволяет сократить число слоев покрытия до четырех. Уменьшение количества слоев уменьшает трудоемкость работ и время нанесения покрытия. Новые краски обладают и другими положительными качествами по сравнению с ранее применявшимися:

· большей долговечностью создаваемых на их основе покрытий;

· лучшими противообрастающими свойствами,

· повышенной нестираемостью при плавании во льдах.

К настоящему времени создано множество красок для подводной части судна, которые могут быть разделены на 4 группы, в зависимости от того на какой основе они сделаны: виниловой, винилово-каменноугольной, эпоксидно-каменноугольной, хлоркаучуковой.

Для нанесения красок на металлическую поверхность используются специальные насосы безвоздушного распыла. Метод заключается преобразовании потенциальной энергии находящейся под высоким давлением краски в кинетическую. Подаваемая под давлением 10--40 МПа краска продавливается через отверстия малого диаметра, при этом поток краски разрывается. Дроблению лакокрасочного материала способствует также мгновенное испарение летучих компонентов.

Преимущества безвоздушного распыления перед пневматическим, которое использовалось прежде, состоит в следующем:

· возможность использования высоковязких красок без их разбавления;

· почти полное исключение образования красочного тумана;

· обеспечение хорошей адгезии краски к металлу корпуса;

· возможность окраски поверхностей с углублениями и внтренними углами;

· нанесение одним слоем большей толщины тиксотропной краски;

· высокая скорость перемещения краскораспылителя и соответственно высокая производительность окраски

При окраске наружной обшивки судов в доках доставка оператора, производящего покраску выполняется с помощью автогидроподъемников либо шарнирно-телескопических вышек.

Электрохимическая защита от коррозии судов

В основе электрохимической защиты металлов от коррозии лежит принцип непосредственного воздействия на скорость протекания сопряженных катодных и анодных электродных реакций. Эффект защиты прежде всего выражается в изменение потенциала защитного металла. Для случая коррозии судостроительных металлов в морской воде это осуществляется катодной поляризацией защищаемой конструкции.

Электрохимическую защиту условно разделяют на протекторную и катодную. Механизм протекторной защиты может быть упрощенно представлен следующим образом. Поверхность корродирующего металла, погруженного в электролит, состоит из многочисленных пространственно разделенных и электрически замкнутых между собой анодных и катодных участков. Эту поверхность можно представить как состоящую из электрически соединенных одного катода и одного анода. Коррозионное разрушение происходит вследствие выхода ионов металла в раствор на анодных участках.

Если к погруженному в электролит металлу присоединить другой металл с более отрицательным потенциалом, чем потенциал анодной реакции, коррозия полностью прекращается. Вследствие катодной поляризации потенциалы катодных и анодных участков выравниваются, а сам защищаемый металл становится общим катодом. В этой новой гальванической паре растворяется присоединенный металл с низким электродным потенциалом, т.е. новый анод.

Однако электрический ток, необходимый для защиты, может быть получен не только от работы гальванической пары, но и от внешнего источника тока. При этом защищаемый объект присоединяют к отрицательному выводу источника постоянного тока, а жертвенный--к положительному. Такая защита получила наименование катодной.

Протекторы для защиты от коррозии корпусов изготовляют из сплавов на основе цинка, алюминия и магния. Химический состав, физико-химические свойства, тип и область применения протекторов регламентируются ОСТ 5.9070--85. В нормативной документации также обобщен опыт эксплуатации судов отечественных и иностранной постройки, приведены рекомендации по восстановлению протекторов всоставе комплексной защиты корпуса при ремонте судов.

Каждый тип протектора обозначается четырьмя буквами и цифрой, которая указывает ориентировочную массу протектора в килограммах. На морском флоте протекторы применяют для местной и общей защиты корпусов судов от коррозии, для защиты от коррозии балластируемых танков и отсеков сухогрузных и нефтеналивных судов, водяных полостей теплообменных аппаратов. дефект коррозия валопровод электрохимический

Тема 2. Ремонт валопроводов и дейдвудных устройств судов. Износы, повреждения и дефектация валопроводов

Валопроводы служат для передачи крутящего момента от главного двигателя на гребной винт и состоят из валов и их подшипников. В состав валопровода входят:

· упорный вал с главным упорным подшипником, который воспринимает осевое усилие от гребного винта и передает его непосредственно корпусу судна;

· промежуточных валов с опорными подшипниками. Количество промежуточных валов зависит от расположения на судне машинного отделения;

· гребного вала с дейдвудным устройством;

· гребного винта, который соединён с гребным валом.

В настоящее время на судах применяют два типа дейдвудных устройств со смазкой подшипников водяной и масляной. Дейдвудное устройство с водяной смазкой называется открытым. Его подшипники омываются водой, которая проникает к ним со стороны гребного винта через зазоры между гребным валом и подшипником. Материалом дейдвудных подшипников служит бакаут, лигнофоль, текстолит, резино-металический набор и капролон. При ремонте дейдвудных подшипников судов наиболее распространенным материалом является капролон. Преимущества капролона обеспечивается его химической стойкостью к воздействию масел и бензина, нетоксичностью, хорошими технологическими свойствами, высокой поглощающей способностью и высокой степенью износостойкости при эксплуатации в воде. По сравнению с традиционными неметаллическими материалами капролон также обладает более высокими физико-механическими и антифрикционными свойствами.

Для крупнотоннажных судов дейдвудные подшипники выполняют в виде капролоновой втулки, запрессованной в промежуточную втулку. Как правило, дейдвудных подшипников, запрессованных в дейдвудную трубу, должно быть два: кормовой и носовой. Осевое смещение и возможность проворота капролоновой втулки предотвращается путём натяга и специально установленной стопорной планки. Материал металлической втулки--медный сплав ( латунь или бронза).

Дейдвудные втулки служат опорами гребного вала. Гребной вал в открытом дейдвуде изготовляется из углеродистой или легированной стали. Защита его от коррозии осуществляется напрессованной на него бронзовой облицовкой.

Гребной винт присоединяется к валу посредством конусного сопряжения с призматической шпонкой и крепится гайкой. Непроницаемость сопряжения обеспечивается благодаря эластичным резиновым прокладкам, устанавливаемым между гребным винтом и обтекателем, а также между винтом и уплотнительным кольцом. Носовая часть гребного вала на выходе из дейдвудной трубы со стороны машинного отделения имеет сальниковое устройство в виде пропитанной жиром пеньковой набивки. Специальное нажимное устройство препятствует попаданию воды из дейдвуда в машинное отделение.

Недостатком дейдвудов открытого типа является относительно быстрый износ капролоновых втулок, повреждения бронзовых облицовок из-за наличия на них трещин и сложной и дорогостоящей технологии их восстановления.

Этих недостатков лишены закрытые дейдвудные устройства на масляной смазке.

Если неметаллические открытые подшипники изнашиваются за 5 лет на 3--5 мм (в зависимости от диаметра вала, материала подшипника), то металлические--на сотые или десятые доли миллиметра.

Антифрикционный материал металлических подшипников--баббиты (сплав олова, сурьмы, свинца и др.), смазка масляная. Для герметизации масла, находящегося в дейдвуде применяются специальные уплотнения типа «Симплекс». Оно представляет собой два уплотнения: кормовое и носовое. Кормовое уплотнение состоит из стальной хромоникелевой втулки, крепящейся к носовому торцу ступицы гребного винта, и корпуса уплотнения, который крепится к дейдвудной трубе. В этом корпусе фиксируются уплотнительные резиновые манжеты, которые прижимаются к уплотнительной втулке пружинами. Количество резиновых манжет в зависимости от конструкции уплотнения 3--4 штуки. Часть из них не пропускает в дейдвуд забортную воду, другая часть уплотняет масло в дейдвуде. Носовое уплотнение устроено аналогично кормовому, при этом уплотнительная втулка крепится к разъемному кольцу установленному неподвижно в носовой части гребного вала за пределами дейдвуда, а корпус уплотнения к носовой переборке ахтерпика. Но так как носовое уплотнение предназначено только для удержания в дейдвуде масла уплотнительных колец установлено всего 2.

Давление масла в дейдвудной трубе должно быть всегда выше давления забортной воды. Конструктивно это обеспечивается установкой на судне гравитационной цистерны, расположенной в машинном отделении на высоте до 8--10 метров выше оси дейдвуда.

Поскольку, гребные валы в закрытых дейдвудах не соприкасаются с морской водой, у них отсутствует защитная бронзовая облицовка.

Промежуточные валы валопровода соединяются между собой и с гребным и упорным валами с помощью фланцевых соединений, а поскольку они передают крутящий момент от главного двигателя на гребной винт, соединительные болты фланцевых соединений выполняются плотными с минимальными зазорами. Такие болты носят название--призонные болты.

Опорные подшипники валопровода исполняются, как правило, в виде подшипников скольжения, а их вкладыши заливаются баббитом.

Дефектация и характерные дефекты основных деталей валопроводов и технологические процессы их восстановления

Дейдвудные трубы

Дейдвудные трубы, как правило, изготавливаются из углеродистой стали и крепятся к конструкциям корпуса судна посредством сварки. Наиболее характерными дефектами труб являются трещины и коррозионный износ электросварных швов, а также нарушение посадки втулки дейдвудного подшипника. Причиной ослабления посадки является процесс коррозии стальной поверхности трубы, в которую запрессована втулка из латуни.

Наличие трещин на дейдвудной трубе и их границы устанавливаются методом капиллярной (цветной) дефектоскопии. Концы трещин засверливаются, кромки трещин разделываются под электросварку, затем завариваются и зачищаются. Изношенные сварные швы также восстанавливаются путем электросварки.

Посадочные для дейдвудных втулок поверхности трубы могут исправляться растачиванием, восстановлением электродуговой наплавкой с последующей расточкой с помощью переносной борштанги. Если поверхность посадочного пояска трубы разрушена на площади до20%, допускается ее выравнивание эпоксидной смолой с наполнителями (железный порошок, пылевидный кварц).

Износы дейдвудной трубы и дейдвудных втулок могут компенсироваться постановкой стальных бандажей на втулки и их последующей проточкой на токарном станке с обеспечением необходимого натяга при запрессовки втулки в трубу.

Участки дейдвудной трубы вне посадочных поверхностей с остаточной толщиной менее 75% восстанавливаются наплавкой, а при меньших износах, разрушенная коррозией поверхность зачищается и окрашивается по установленным схемам антикоррозионной защиты.

После устранения дефектов дейдвудной трубы, а также при значительном объеме наплавочных работ проводятся гидравлические испытания трубы давлением 0,2 МПа; допускается ислытание трубы наливом воды в ахтерпик до верха воздушной трубки.

Необходимо отметить значительные сложности и трудоемкость операций при ремонте дейдвудных устройств. Электросварочные и наплавочные работы могут вызвать существенные деформации дейдвудной трубы, в то же время степень точности расточки ее посадочных мест должна быть достаточно высокой. Применение эпоксидных компаундов значительно упрощает ремонт. Компаунды достаточно прочны, стойки к воздействию морской воды и нефтепродуктов при температуре от -40?С до +60?С.

Дейдвудные втулки.

Дейдвудные втулки соединяются с дейдвудной трубой с минимальным натягом. Демонтаж втулок при ремонте производится способом выпрессовки с использованием гидровлических домкратов, тяг и упорных устройств.

В открытых дейдвудах антифрикционным материалом втулок служит капролон. Капролон применяется в виде литых обечаек, которые обрабатываются с наружи с допуском под запрессовку во втулку. Капролоновые втулки собираются по длине из нескольких втулок, т.к. длина заготовок не превышает 450--500 мм. После запрессовки дейдвудные втулки в сборе окончательно растачиваются на расточном станке с учетом необходимого зазора.

При расточке втулок учитываются результаты проверки положения гребного вала относительно дейдвудной трубы и двигателя, т.е.результаты центровки валопровода до ремонта. Для этого втулки растачиваются эксцентрично--центр внутренней поверхности смещен относительно наружной.

В закрытых дейдвудах антифрикционным материалом втулок является баббит. Основные дефекты подшипников следующие:

· трещины, выкрашивание, отставание баббита;

· риски, задиры, наработок на внутренней рабочей поверхности;

· износ рабочей поверхности.

К способам устранения дефектов наплавка и перезаливка баббитового слоя подшипника. Контроль качества перезаливки производится с помощью ультразвукового дефектоскопа. При запрессовке дейдвудной втулки после ремонта обеспечивается натяг 0,05--0,00 мм, а усилие запрессовки составляет порядка 30--40 тс.

Кормовая и носовая уплотнительные втулки.

Для уплотнительных втулок, изготовленных из нержавеющей хромоникелевой стали, характерен износ наружной поверхности втулки.

Возможны несколько способов устранения износа наружной поверхности уплотнительных втулок:

1. обтачивание, шлифование, полирование либо суперфиниш;

2. осевое смещение манжет сальника от мест выработки за счет установки проставочного кольца;

3. обтачивание уплотнительной втулки и установка обечайки из коррозионностойкой стали марок 12Х18Н10Т. Работа должна выполняться по техдокументации, одобренной классификационным обществом. Твердость рабочей поверхности НВ 220--290, шероховатость Ra 0,16.

4. замена уплотнительной втулки фирменной.

Манжеты.

Основным дефектом уплотнительных манжет является износ уплотняющих кромок, трещины на рабочей поверхности, потеря упругих свойств, отвердение рабочих кромок, набухание. Рекомендуется, как правило, заменять манжеты при каждой выемке гребного вала. Использование бывших в эксплуатации манжет допускается только в исключительных случаях по согласованию с заказчиком и инспектором классификационного общества. Срок службы манжет около 25000 часов, но не более 5 лет.

Гарантийный срок службы манжет в соответствии с фирменными данными. Не допускается установка манжет хранившихся на судне более установленного срока.

При установке манжет на проточенную втулку необходимо проверить длину пружин, охватывающих манжеты. Длина пружин уменьшается на 3 мм на каждый миллиметр уменьшения диаметра втулки.

При замене манжет без демонтажа гребного вала допускается установка манжет, склеенных на месте при помощи специальных клеев и приспособлений.

Гребные валы

Гребные валы изготавливаются кованными из углеродистой стали марок--Сталь 35. Основными характерными дефектами гребных валов являются:

-трещины на цилиндрических и конических поверхностях в районах большого основания конуса и шпоночного паза в месте посадки гребного винта. Для обнаружения границ трещин используется магнитный контроль. Глубину трещин определяют с помощью ультразвукового контроля. Устранение трещин производится путем вырубки, разделки и зачистки, а выполнение сварочных категорически запрещено. Следует иметь в виду, что выполнение такой технологии разрешается только на поверхностных и не глубоких дефектов;

-риски, наработки, задиры на рабочих шейках вала. В этом случае производится запиловка, зачистка либо шлифование. Овальность и конусообразность рабочих шеек не должна превышать 0,03 мм. Шероховатость поверхности Rа 0,63;

-биение поверхностей вала более допустимого. Поверхность вала протачивается и шлифуется;

-риски, задиры, забоины и коррозионные разрушения конических поверхностей под гребной винт и полумуфту. Дефект устраняется путем зачистки и шлифования, после чего производится пригонка винта или полумуфты по гребному валу. Допускается установка винта или полумуфты с помощью клея;

-срыв или смятие резьбы, коррозионные разрушения резьбы. При этом необходимо калибровать резьбу либо нарезать новую меньшего диаметра с заменой гайки;

-на гребных валах дейдвудных устройств открытого типа рабочая поверхность вала защищена от коррозии бронзовой облицовкой. Материал облицовки--бронза Бр.О10Ц2. Возможные дефекты облицовок и способы их устранения следующие:

-износ облицовки в районе дейдвудных подшипников, риски, наработки, эрозионные раковины и др. В этих случаях облицовки протачиваются с последующей заменой набора втулок;

-трещины на рабочей поверхности, попадание морской воды под облицовку и, как следствие, коррозионное повреждение вала. При таких дефектах производится замена облицовки полностью или отдельными участками. Допускается изготавливать участки облицовки из 2-х половин с последующей сваркой продольных и поперечных стыков. Все работы по замене облицовок выполняются строго в соответствии с технологическими требованиями и инструкциями;

-износ облицовки в районе сальникового уплотнения. Производится запиловка, зачистка либо обтачивание. Внутренняя поверхность нажимного кольца сальника наплавляется.

При дефектации гребных валов следует обращать внимание на состояние фланца для соединения с промежуточным валом, осмотру подлежат отверстия во фланцах под соединительные болты. Обнаруженные дефекты зачищаются.

После замены облицовок, проточки гребного вала на станке для обеспечения соосности гребного и промежуточного валов в обязательном порядке на токарном, валовом станке (станки с удлиненной станиной до 18м и более) проводится операция спаривание валов. Техпроцесс спаривания предполагает установку каждого из валов на станок с проверкой и торцовкой поверхности фланца, обеспечив его перпендикулярность оси вала, а затем оба вала вместе собираются на станке, фланцы сболчиваются на свободных болтах, проверяется индикатором соосность рабочих шеек. Биение шеек устанавливается в пределах 0,02 мм. Отверстия под фланцевые болты разворачивают с помощью специальных разверток и изготавливают новые калиброванные ( призонные) болты с минимальным зазором или натягом порядка 0,01--0,02 мм.

В процессе подготовки к ремонту валопровода до постановки судна в док, а также после сборки валопровода на плаву, выполняются работы по проверке соосного расположения дейдвудных втулок и промежуточных подшипников. Эта технологическая операция называется центровкой.

Ремонт гребных винтов.

Гребные винты являются наиболее распространенным видом судовых движетелей. Они различаются по конструкциям--винты фиксированного шага, со съемными лопастями, регулируемого шага (ВРШ), по количеству лопастей от трех- до семилопастных; по материалу--чугунные, стальные из углеродистой или нержавеющей стали, латунные и бронзовые.

Большинство из применяемых на судах гребных винтов имеют фиксированный шаг и выполняются цельнолитыми.

Основными характерными дефектами цельнолитых гребных устройств являются:

· погнутости и разрушения лопастей в результате ударов о лед и другие твердые предметы;

· разрушения поверхности вследствие коррозии и кавитационной эрозии (постепенного послойного разрушения металла в результате «захлопывания» многочисленных пузырьков газов и паров в воде при ее движении с зон пониженного давления в зоны повышенного);

· трещины на лопастях в местах их соединения со ступицей в результате вибрационных процессов, сопроваждающих эксплуатацию гребных винтов;

· коррозионный износ внутренних поверхностей ступицы.

Технология устранения дефектов гребных винтов включает правку, разделку и заварку трещин, замену части лопастей, наплавку и т.д. Вместе с тем имеются особенности, обусловленные спецификой ремонта.

Одной из наиболее ответственных частей гребных винтов является участок лопасти в месте присоединения ее к ступице, который работает в условиях максимальных усилий и постоянной вибрации.

Внутренние напряжения в металле винта, концентраторы напряжений в виде микротрещин, коррозионно-эрозионных язвин могут стать причиной развития трещин и потери лопасти и привести винт в нерабочее состояние.

Более удаленные от центра винта участки лопастей эксплуатируются в менее напряженных режимах и поломка конца лопасти не вызовет аварийной ситуации. Поэтому при ремонте гребных винтов следует различать зоны, где допускаются или не допускаются те или иные работы. И если, например, участок кромки лопасти можно заменять, наплавлять без последующей термообработки, то в районе корня лопасти такие работы нельзя выполнять вообще, либо можно, но по весьма сложной и трудоемкой технологии.

Для выявления дефектов поверхности гребных винтов тщательно зачищаются и исследуются на наличие трещин методами дефектоскопии. Гребные винты изготовленные из латуни и бронзы контролируют с помощью капиллярной дефектоскопии. Форма лопастей проверяется с помощью линеек, шаблонов и шагомеров (устройств для определения шага лопастей характеризующего степень их разворота в каждом сечении).

Правка кромок лопастей винтов в холодном состоянии без последующей термообработки допускается при погибах с углом до 20 град. и толщине лопасти в месте погиба до 20 мм. При большей толщине и деформации лопасть в месте изгиба нагревается полосой около 150 мм для повышения пластичности материала и лишь после этого правится. Температура нагрева лопастей--в пределах 600--850 град.С в зависимости от марки материала.

Правка лопастей производится переносными гидравлическими домкратами с оснасткой, обеспечивающей упор, а также на цеховых гибочно-правочных прессах. После правки проводится тщательный осмотр и капиллярная дефектоскопия.

Устранение трещин, приварка частей лопастей, наплавка изношенных поверхностей выполняются различными методами электросварки: ручной, ручной неплавящимся электродом в среде защитных газов, полуавтоматической и другими методами в зависимости от марки гребного винта и условий ремонта. Электросварщики, выполняющие работу по ремонту гребных винтов, должны проходить специальное обучение и быть аттестованными классификационным обществом.

После правки и электросварочных работ гребные винты подвергаются местной или общей термообработке для устранения внутренних напряжений. Режимы термической обработки: температура, скорость нагрева, время выдержки и скорость остывания зависят от марки материала гребного винта. Общая термообработка требует уникальных термических печей, способных вместить гребные винты массой до 30т.

В отдельных случаях допускается местная термообработка лопастей. Нагрев осуществляется с помощью электрических или пламенных нагревателей. Теплоотдача нагретых поверхностей уменьшается благодаря временной изоляции их асбестом или другими материалами.

Внутренняя коническая поверхность ступицы гребного винта в процессе ремонта проверяется или пригоняется по сопрягаемому с винтом конусу гребного вала. Для этого конус вала обмазывается тонким слоем специальной краски и плотно вставляется в ступицу винта. После выемки конуса из ступицы на каждом квадрате поверхности размером 25Ч25 мм должно быть 2--3 пятна краски. Подгонка осуществляется ручным либо механизированным инструментом (шабер или шлифовальная пневмомашина).

Гребной винт после ремонта должен быть уравновешенным, центр тяжести его должен совпадать с геометрической осью. Для уравновешивания гребного винта проводят его статическую балансировку. Работу выполняют на специальных балансировочных станках, позволяющих винту свободно вращаться вокруг его оси. При этом тяжелая лопасть станка занимает нижнее положение. За счет снятия металла с тяжелой лопасти добиваются безразличного равновесия винта, т.е. при его вращении он каждый раз должен останавливаться в разных положениях. Степень балансировки определяется расчетным для каждого винта контрольным грузом, под действием которого любая горизонтально расположенная лопасть должна начать вращение.

Технологический процесс разборки, монтажа и испытания гребного устройства.

Разборка, дефектация и ремонт гребных устройств судов на судоремонтных предприятиях, как правило, производится в доках. Однако, в соответствии с требованиями классификационных обществ до постановки судна в док, необходимо на плаву разболтить оба фланцевых соединения кормового промежуточного вала, отодвинуть гребной и промежуточный валы в корму и установить зазор между фланцами на 1,5-2,5мм и зафиксировать центровку.

Как производить замеры расцентровки валопровода, подробно описано в методических указаниях «Монтаж судовых валопроводов при ремонте судов»

При демонтаже гребных устройств современных морских судов наибольшие трудности возникают при распрессовке соединений гребной винт--гребной вал. Выполнение этой технологической операции предшествует полной разборке гребного устройства и его последующей дефектации.

Наиболее рациональным способом съёмки гребного винта с конуса гребного вала является гидропрессовый.

...