Ремонт корпуса судна. Технологии ремонта и оценка их воздействия на окружающую среду

Федеральное агентство морского и речного транспорта  Федеральное бюджетное образовательное учреждение 

высшего профессионального образования

«Волжская государственная академия водного транспорта»

 

 

 

Кафедра проектирования и технологии постройки судов

 

 

 

 

 

Курсовая работа

 

«Ремонт корпуса судна. Технологии ремонта и оценка их воздействия на окружающую среду»

 

 

 

 

 

Вариант №36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:  студент гр. Эк-41                                                       Авеличева Т.М.

 

Проверил:                                                                                               Зяблов О.К.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нижний Новгород

2012год

 

 

 

Содержание

 

 

Введение………………………………………………………………….3

  1. Оценка технического состояния корпуса судна
    1. Исходные данные……………………………………………..4
    2. Нормирование дефектов элементов корпуса………………..5
      1. Нормирование износов элементов корпуса…………...7
      2. Нормирование местных остаточных деформаций и недопустимых дефектов………………………………..7
    3. Определение технического состояния заданного участка

корпуса  металлического судна……………………………....8

      1. Обследование участка корпуса судна и проведение

замеров…………………………………………………...8

      1. Оценка технического состояния участка корпуса

судна……………………………………………………..9

  1. Определение объема ремонта заданного участка
    1. Расчет объема ремонта по массе металла…………………..12
    2. Расчет трудоемкости ремонта участка в корпусе судна…...12
  2. Оценка воздействия на окружающую среду при ремонте

 заданного участка  корпуса судна

    1. Воздействие тепловой резки металла……………………….15
    2. Разделка кромок под сварку…………………………………16
    3. Влияние сварочных работ……………………………………16
    4. Воздействие зачистки сварных швов………………………..17
    5. Воздействие при нанесении и сушки лакокрасочных

покрытий……………………………………………………....18

Заключение……………………………………………………………….21

Список литературы……………………………………………………....22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Выполнение курсовой работы по технологии судостроения и судоремонта призвано углубить и закрепить знания лекционного курса, приобрести навыки обработки материалов дефектации корпусов судов.

В процессе выполнения курсовой работы изучаются основные виды дефектов, производится оценка технического состояния корпуса судна. По результатам обработки материалов дефектации выбираются необходимые технологические процессы ремонта, определяется объем ремонта по затратам материальных и трудовых ресурсов.

Цель работы:  дать оценку технического состояния корпуса судна через 5 лет, определить общий объем ремонта, включающего в себя общую потребность в металле, общую трудоемкость ремонта, оценку воздействия на окружающую среду при ремонте.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    1. Оценка технического состояния корпуса судна

 

      1. Исходные данные

 

Вариант №36

 

 

 

сечение балок рамного набора:

 

T

сечение балок холостого набора:   

полособульб №12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.Нормирование дефектов элементов корпуса

 

В процессе эксплуатации судна элементы его корпуса изнашиваются, повреждаются и теряют свои прочностные характеристики. Ремонт износов и повреждений производят с применением различных технологий: тепловой и механической резки, разделки кромок, сварки, строжки, очистки сварных швов от шлака и брызг металла и т.д. Как правило, все операции применяемых технологических процессов оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Однако количественная оценка такого воздействия не возможна без предварительного определения объёмов ремонта. В свою очередь, определение объёмов ремонта предполагает предварительную оценку технического состояния корпуса судна.

Оценка технического состояния (годное, годное с ограничениями, негодное) производится при освидетельствованиях судна по результатам дефектации.

Дефектацией корпуса судна называется обследование элементов корпуса с проведением необходимых замеров и анализов для определения его технического состояния и объёмов ремонта.

Нормы допускаемых остаточных толщин и местных остаточных деформаций установлены Правилами освидетельствования судов в эксплуатации (ПОСЭ) Российского Речного Регистра. Оценка технического состояния корпуса судна осуществляется в соответствии с требованиями ПОСЭ.

Полную дефектацию корпуса производят на слипах и в доках перед средним и капитально-восстановительным ремонтами и, как правило, совмещают с очередным освидетельствованием судна.

При дефектации корпуса судна и по её результатам комиссией оформляются следующие документы:

1. Таблицы замеров, которые составляются  отдельно по износам групп  связей корпуса, деформациям, недопустимым  и прочим дефектам. Они содержат  результаты замеров и необходимые  расчёты по оценке технического  состояния;

2. Растяжки наружной обшивки  с обоих бортов, настилов палуб  и двойного дна, обшивки вторых  бортов и непроницаемых переборок. На них условными обозначениями  в масштабе наносятся все дефекты  корпуса. Растяжки служат основным  документом для определения предстоящего  объёма ремонтных работ;

3. Акт дефектации – сводный  документ, содержащий краткие сведения  о судне, все данные дефектации, оценку технического состояния  и объём ремонта, необходимый  для подтверждения планируемой  оценки. Акт дефектации подписывается  комиссией по дефектации и  утверждается инспектором Регистра.

По результатам дефектации судоремонтный завод и заказчик определяют окончательный объём и расчётный срок ремонта, а также уточняют договорные условия.

Дефекты корпуса разделяют на следующие группы:

▪ износы элементов конструкций;

▪ местные остаточные деформации;

▪ трещины и разрывы;

▪ прочие дефекты.

Износ – результат коррозионно-эрозионного и абразивного изнашивания корпусов судов. Износ измеряют в мм или мкм.

При определении степени износа конструкций корпуса в Акте дефектации указывают вид износа:

а) местный износ – охватывает отдельные участки поверхности связи (элемента корпусной конструкции);

б) сплошной износ – охватывает всю поверхность связи;

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

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

д) язвенный износ – износ в виде отдельных раковин.

Деформации – изменение формы элементов корпуса, возникающие от воздействия внешних нагрузок (соударения с другими судами, льдом, подводными предметами, грузом и пр.). Различают следующие виды местных остаточных деформаций: бухтина, гофрировка, вмятина и кромочные деформации.

а) бухтина – отдельно расположенная остаточная деформация обшивки и настилов корпуса между двумя смежными (недеформированными) балками набора;

б) гофрировка – массовые остаточные деформации обшивки и настилов корпуса между несколькими последовательно расположенными балками набора без деформации последних;

в) вмятина – остаточная деформация обшивки корпуса совместно с балками судового набора;

г) кромочная деформация – смятие кромок у стенок рамного набора или переборок, примыкающих к наружной обшивке корпуса или настилу грузовой палубы.

Трещины, пробоины и разрывы – нарушение целостности металла и сварных соединений, возникающее от внешних воздействий или внутренних напряжений. Трещины, разрывы или изломы отдельных связей могут наблюдаться по целому металлу элементов корпуса или в зоне их сварных соединений. Размеры трещин и разрывов определяют с помощью штангенциркуля, линейки или другого измерительного инструмента с точностью до 5 мм.

Прочие дефекты – цементные заделки водотечности корпуса, износ сварных швов, деформации выступающих частей, не мешающие эксплуатации судна и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.1 Нормирование износов  элементов корпуса.

 Состояние конструкций корпуса с износами характеризуется остаточными толщинами, которые определяются на основании замеров.

Нормы допускаемых остаточных толщин назначены в Правилах Регистра.

Значение средней проектной толщины по группе связей определяют по формуле:

,

(1.1)


где вэл – ширина элемента связи, м;

n – число элементов в группе связей.

 

1.2.2 Нормирование местных остаточных  деформаций.

Состояние конструкций корпуса с деформациями характеризуется максимальными остаточными стрелками прогибов и размерами деформированных участков конструкций в плане. Местные остаточные деформации листов с набором (вмятины) оцениваются по трём нормируемым параметрам.

1. По  степени распространения вмятин  по ширине корпуса отдельно  для палубы и днища b/В или по высоте борта судна h/H (для судов из лёгких сплавов) отдельно для каждого борта.

2. По  максимально допустимой стрелке f прогиба вмятины.

3. По  отношению стрелки f прогиба вмятины к наименьшему её размеру в плане l.

Нормы местных остаточных деформаций листов обшивки совместно с набором (вмятин) установлены Правилами Российского Речного Регистра.

Допустимыми являются дефекты, при которых разрешается эксплуатация судна, то есть даётся оценка «годное» или «годное с ограничениями». Недопустимыми являются дефекты, при которых судно запрещается эксплуатировать, оценка технического состояния – «негодное».

К недопустимым дефектам относятся:

▪ дефекты, нормируемые параметры которых превышают допустимые Правилами Регистра значения;

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

▪ отношение стрелки прогиба вмятины к её наименьшему размеру в плане f/l превышает 0,1 или значение стрелки прогиба более 250 мм;

▪ гофрировка имеет стрелку прогиба более 0,1 расстояния между балками набора, а для палубы, днища и ширстрека при поперечной системе набора в средней части корпуса более 0,05;

▪ бухтины имеют стрелку прогиба более 0,1 расстояния между балками судового набора на любом участке по длине судна;

▪ нарушение непроницаемости наружной обшивки, настилов палуб и второго дна, обшивки внутренних бортов и непроницаемых переборок;

▪ разрывы и трещины балок набора и сварных швов, соединяющих балки между собой и обшивкой и др.

1.3.Определение технического состояния  корпусов металлических судов

1.3.1 Обследование участка корпуса  судна и проведение замеров.

Перед началом дефектации корпус судна должен быть соответствующим образом подготовлен: изоляция и зашивка вскрыты и демонтированы, продукты коррозии удалены, подготовлены леса и другие средства для доступа к замеряемым конструкциям.

Вид износа элементов корпуса устанавливаем визуально, а также на основании выборочных замеров остаточных толщин.

Износ каждой группы связей (в поперечном сечении) должен быть определён не менее чем для пяти элементов палубы, днища, второго дна и не менее чем для трёх элементов наружных и внутренних бортов и переборок.

Значение средней остаточной толщины группы связей (tгр.св) определяется по формуле:

,

(1.2)


где  tср – средняя остаточная толщина элемента связи корпуса, мм;

bэл – ширина элемента связи (пояса), м;

n – число элементов в группе связей. 

Остаточные толщины элементов корпуса определяют одним из следующих методов: микрометрическим, гравиметрическим (весовым), профилографическим, ультразвуковым, радиоактивным. Погрешность измерения толщин элементов корпуса должна быть не более 0,15 мм.

Измерение остаточных толщин элементов набора производится теми же методами и средствами измерений, что и обшивки.

Вид деформаций устанавливается визуально.

Значение стрелки прогиба измеряют в сечении деформированного набора в районе максимального прогиба.

Измерение этих параметров производится специальными бухтиномерами илистандартным измерительным инструментом: линейкой, штангенциркулем с глубиномером, индикатором часового типа и т. д. Погрешность измерений стрелок прогиба остаточных деформаций должна быть не более 2 мм, размеров деформированных участков в плане не более 100 мм.

Трещины и разрывы в элементах корпуса могут быть обнаружены визуально,а также с помощью методов: радиографического, ультразвукового, магнитопорошкового, цветной дефектоскопии, жидкостей-пенетрантов и др.

 

1.3.2 Оценка технического состояния.

 По результатам дефектации устанавливают одну из трёх оценок технического состояния корпуса: «годное», «годное с ограничениями», «негодное».

Для оценки технического состояния корпуса по износам в курсовой работе выполняется расчёт. Исходными данными для расчёта являются проектные (t) и средние остаточные (tср) толщины по каждой связи. Кроме фактического износа каждого элемента связи в таблице выполняется прогнозная оценка технического состояния корпуса судна на перспективу 5 лет. Для этого  рассчитывается средняя скорость изнашивания элемента связи (и, мм/год) за 1 год по формуле:

,

(1.3)


где T – срок службы элемента связи, 20 лет

Величина износа на пятилетнюю перспективу определяется как

.

  

Таким образом, средняя остаточная толщина связи через 5 лет, tср. 5 будет равна:

.

(1.4)

   

Ширина соответствующего элемента связи bэл, м  берется из заданного фрагмента растяжки. Фактический и на перспективу 5 лет износ группы связей рассчитывается по формуле (1.2).

Расчет износов групп связей для оценки технического состояния корпуса судна по результатам дефектации и на прогноз 5лет при условии замены части обшивки приведен в таблице 1. Для оценки технического состояния корпуса судна и определения возможности дальнейшей его эксплуатации, полученные значения tгр.ср сравниваются с нормативными. Далее устанавливаем окончательную оценку технического состояния групп связей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет износов групп связей для оценки технического состояния корпуса

судна (шп.81-93)по результатам дефектации и на прогноз 5 лет при условии замены части обшивки

 

 Таблица 1

 

Наименование элементов и групп связей

t, мм

t ср.,

мм

Вэл.,мм

t гр.св.,м

Норма

Min

толщина

Оценка ТСК

Планируемая оценка и оббьем ремонта (в т.ч. с понижением класса судна)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фактич.

1

Через 5 лет

2

1

2

1

2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1.Борт

Ширстрек

Бортовой I

БортовойII

 

10

8

8

 

7,9

6,7

6,0

 

7,375

6,375

5,5

 

1,5

1,5

1,5

    

 

 

 

4

4

4

Г

О

Д

Н

О

Е

 

 Г

 О

 Д

Н

О

Е

«Годное»

Ремонт не требуется

Всего по группе

        

6,87

6,42

6,07

        

2.Днище

Скуловой

ДнищевойI

Днищевой II

Днищевой III

Килевой

 

9

8

8

8

10

 

6,7

6,8

6,0

6,6

7,2

 

6,125

6,5

5,5

6,25

6,5

 

1,45

1,5

1,5

1,5

0,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4,5

4

4

4

Г

О

Д

Н

О

Е

 Г

 О

 Д

Н

О

Е

«Годное»

Ремонт не требуется

Всего по группе

        

6,59

6,13

5,9

        


 


 

 

 

Оценка технического состояния корпуса по местным остаточным деформациям, недопустимым и прочим дефектам также производится в табличной форме. В данной работе имеются такие деформации как вмятина борта, гофрировка, расположенная в районе днищевого III и килевого листов, и трещина, расположенная в районе скулового днищевого I листов. Вмятина оценивается по трём показателям. Гофрировка только по одному (заградительному) параметру. А трещина является не допустимым дефектом. Измеренные и полученные расчётом параметры всех выявленных дефектов сравниваются с нормами  и перечнем недопустимых дефектов. После сравнения устанавливаем планируемую оценку и объем ремонта. По результатам расчета выполняется правка обшивки вмятины бортового пояса, правка обшивки гофрировки и заварка трещины.

Оценка технического состояния корпуса судна по местным остаточным деформациям, недопустимым и прочим дефектам приведена в таблице 2.

 

 

 

 

 

 

Наименование

Дефекта

Район

располо-жения

Измеряемые и нормируемые параметры

Σ оценка

 

Габаритные размеры

Планируемая оценка и обьем ремонта

 

 

Для оценки ТСКС

Загради-тельные

Σвi/В

fвм

f вм/l,

мм

f/a

Факт.

Норма

Оценка

Факт

Норма

Оценка

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Вмятина с повреждением бортового набора

ПБ

87-92 шп.

2700/6350=0,43

0,25

Н

Е

Г

О

Д

Н

О

Е

155

150

Н

Е

Г

О

Д

Н

О

Е

155/ 4850=0,03

-

Н

Е

Г

О

Д

Н

О

Е

 

t=8мм

lэл=4,85м

вэл=2,75м

lx1=2,25м

lр1=2,75м

lр2=2,5м

lх3=2,0м

lр2=4,5

«Годное»

Правка обшивки F=lэл*вэл=13,34м2

Правка балок из профильного набора

lx1=2,25м

lx2=2,0м

lх3=4,5м

Замена рамного набора

lр1=2,75м

lр2=2,5м

Гофрировка

ПБ

82-86 шп.

-

-

-

-

-

-

-

105/ 1000=0,105

Н

Е

Г

О

Д

Н

О

Е

t=8мм

lэл=4м

вэл=2м

 

«Годное»

Правка обшивки

F=lэл*вэл=8м2

Трещина

ПБ

82-86 шп

Недопустимый дефект

НЕ

Г

ОДНОЕ

t=8мм

lо=2,95м

 

«Годное»

Заварка трещины

lo=2,95 м





Оценка технического состояния корпуса судна по местным остаточным деформациям, недопустимым и прочим дефектам (81-93шп)

                                                                                                                                      Таблица 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    1. Определение объёма ремонта заданного участка
      1. Расчет объема ремонта по массе металла

 

Объём ремонта по массе металла определяется на основании информации, полученной при обследовании участка корпуса судна по износам и дефектам (таблица 1,таблица 2). На основании этих таблиц следует привести сводные данные по толщинам листов наружной обшивки и площадям заменяемого металла и перевести эти данные в массу корпусного металла. Расчет приведен в форме таблицы 3.

    Таблица 3

Расчёт массы металла, необходимого для ремонта заданного участка корпуса

Наименование материала

Площадь, м2

или длина, м

Масса 1м2

или 1 пог.м,кг

Масса металла ,т

Листового Мл

Профильного Мпр

Рамный набор

 

 

0,07 5,25=0,368

0,28 5,25=1,47

 

78,50

62,80

 

0,029

0,092

 

-

-

Итого:

0,121

  



 

 

2.2 Расчет трудоемкости ремонта

 

Трудовые затраты определяют по отдельным операциям технологического процесса с последующим суммированием трудоёмкости соответствующих работ. Трудоёмкость по каждой операции технологического процесса ремонта определяется по укрупнённым нормативам трудоёмкости корпусных работ. Нормативы учитывают подготовительно-заключительное время, время на обслуживание рабочего места, время на отдых и т.д. Это позволяет оценить общие трудовые затраты на выполнение каждой операции.

    Трудоёмкость работы по каждой j-ой операции -го технического процесса определяется по формуле, чел. ч:

,

(1.5)


где αij – укрупнённый норматив времени выполнения j-ой операции i-го технологического процесса, чел.·ч;

Vij – объём выполнения j-ой операции (длина, площадь, количество резов, погибов и т.д.) в i-ом технологическом процессе.

    Общая трудоёмкость выполнения работы каждого i-го технологического процесса определяется по формуле:

,

(1.6)


где z – общее количество операций в -м технологическом процессе (включая работы, не учтённые в основном перечне);

Kдр – доля дополнительных работ, не учтённых в основном перечне, (изменяется в пределах 0,05…0,17)

Расчёт трудоёмкости работы по каждому технологическому процессу выполняется в табличной форме. Объём работ определяется по чертежу растяжки обшивки заданного варианта. Расчет трудоемкости работы по технологическому процессу приведен в форме таблицы 4.  Таблица 4 составляется по каждому технологическому процессу, которые требуются для ремонта заданного участка корпуса судна.

Общая трудоёмкость ремонта заданного участка корпуса судна, чел. ч определяется по формуле:

,

(1.7)


где N – общее количество технологических процессов, по которым выполняется ремонт заданного участка корпуса (количество устраняемых повреждений).

 

Таблица 4

Расчет трудоёмкости работы и прямой заработной платы

по технологическому процессу

 

 

 

Наименование

операции

Единица измерения объема работы

Укрупненный норматив, а ,

Чел*час

Объём

работы,

V, тыс. руб.

Трудо-емкость,

A, чел.

Состав звена, чел.

1

2

3

4

5

6




 

ПРАВКА ОБШИВКИ ВМЯТИНЫ С ЗАМЕНОЙ И ПРАВКОЙ НАБОРА

 

1.Разметить  контур правки обшивки

М

0,05

15,2

0,76

3-2

2. Разметить  набор, подлежащий замене

Стык

0,02

4

0,08

3

3.Отделить  набор от обшивки газовым резаком

М

0,075

15,2

1,14

5

4.Вырезать  удаляемые участки набора

Стык

0,044

4

0,176

3

5.Разметить места установки приспособлений для правки обшивки

м

0,03

13,34

0,4

3

6.Установить приспособления для правки

вм

4,84

1

4,84

5-2

7. Выправить вмятину с нагревом и усилиями при толщине обшивки 8 мм

м

0,55

13,34

7,34

6-4-3

8. Завершить правку вмятины при толщине обшивки 8 мм

м

0,40

13,34

5,336

6-4-3

9. Выправить балки холостого набора

М

1,00

15,2

15,2

5-2

10.Изготовить заменяемые части набора

М

0,25

15,2

3,8

4-3

11.Установить балки набора в корпус судна

Стык

0,82

4

3,28

5-3

12. Сварить  стыки набора

Стык

0,234

4

0,936

5

13. Сварить  набор с обшивкой

 

М

 

0,10

5,25

0,525

 

5

14. Зачистить сварные швы

М

0,027

5,25

0,142

3

15. Зачистить обшивку

м

0,30

26,68

8

3

16. Испытать сварные швы на непроницаем.

М

0,30

5,25

1,56

5-3

17. Загрунтовать зону ремонта (с двух сторон)

м

0,03

26,68

0,8

3

18.Выполнить дополнительные работы, не учтенные в основном перечне, Кдр=0,13

--

--

--

7,062

5-3

Итого:

61,38