CC BY
23СЕКЦИЯ 1. СУДОВОЖДЕНИЕ, СУДОСТРОЕНИЕ И СУДОРЕМОНТ
УДК 620.19:629.5.023
О.А. Белов
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail:[email protected]
АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ КОРПУСА РЫБОПРОМЫСЛОВОГО СУДНА
Ультразвуковой контроль (УЗК) считается одним из объективных методов диагностики состояния корпуса судна. Результаты УЗК позволяют оценить фактическое состояние корпуса судна, а также определить необходимый объем ремонтных работ для восстановления его надежности. Опыт эксплуатации судов показывает, что увеличение затрат на ремонт корпуса судна не всегда обеспечивает требуемый уровень надежности в течение всего межремонтного периода. В статье предпринята попытка использования результатов УЗК для определения основных причин повышенного коррозионного износа корпуса судна и выработки предложений по их устранению. Предполагается, что данные мероприятия позволят снизить затраты на доковый ремонт и повысить безопасность эксплуатации судов рыбопромыслового флота.
Ключевые слова: электрохимическая коррозия, ультразвуковой контроль, протекторная защита, безопасность, надежность, техническая эксплуатация.
О.А. Belov
Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003 e-mail:[email protected]
ANALYSIS OF FISHING VESSELHULL ULTRASONIC TESTINGRESULTS
Ultrasonic testing (UT) is considered one of the objective methods for diagnosing the condition of a ship's hull. The results of ultrasonic testing make it possible to assess the actual condition of the ship's hull, as well as to determine the necessary amount of repair work to restore its reliability. Experience in the operation of ships shows that an increase in the ship's hull repairingcost does not always provide the required level of reliability during the entire overhaul period. The results of ultrasonic testing were attempted todetermin the main causes of increased corrosive ship's hull wear and todevelop proposals for their elimination. It is assumed that these measures will reduce the cost of dock repairs and improve the safety of fishing vesselsoperation.
Key words: electrochemical corrosion, ultrasonic testing, tread protection, safety, reliability, technical operation.
Одним из факторов, определяющих безопасность плавания современных судов, является прочность и надежность корпуса. Однако в результате коррозионных процессов, сопровождающих эксплуатацию судна, корпусные конструкции получают повреждения, изнашиваются и постепенно утрачивают свои прочностные и эксплуатационные характеристики. В первую очередь это связано с уменьшением толщины обшивки корпуса и конструктивных элементов его набора [1, 2].
Для определения остаточных толщин корпусных конструкций и возможности безопасной эксплуатации судна в период докового ремонта осуществляется диагностика корпуса методом ультразвукового контроля (УЗК). Данный метод позволяет объективно оценить износ корпуса судна и определить объем восстановительных работ.
Результаты УЗК наглядно представляются в графическом виде на эпюре растяжки корпуса судна побортно, а также при необходимости и по отдельным элементам корпусных конструкций. На рисунке ниже представлены результаты визуального контроля и УЗК корпуса рыбопромыслового судна «Василий Теплов».
РС - 300 "Василий ТеплоВ" ПБ
62 61 60 59 58 57 56 55
- в допуске
4 53 52 51 50 49 48 47 16 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 П 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2
^ - превышает построечные толщины I I - зона значительной коррозии I I - замена У/А - дублировка 4 2
точечная язва
РС - 300 "Василии ТеплоВ" ЛБ
-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7
9 10 11 12 13 14 15 16 Т7 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65
^ - в допуске
^ - превышает построечные толщины I I - зона значительной коррозии I I -замена У/Л -дублировка
Эпюра растяжки корпуса судна «Василий Теплое» с результатами визуального контроля и УЗК
Общий анализ представленных результатов УЗК показывает, что три листа бортовой обшивки имеют износ более 30%. Этот показатель превышает допустимую величину и требуется замена данных элементов. Пять листов наружной обшивки имеют износ от 17 до 25% и составляют зону значительной коррозии (ЗЗК). Верхний пояс этой зоны представляет собой обшивку надстройки выше ватерлинии, и величина износа позволяет дальнейшую эксплуатацию судна при организации дополнительного контроля. Нижний пояс ЗЗК, расположенный ниже ватерлинии в районе миделя и кормового подзора по левому борту, представляет потенциальную опасность для дальнейшей эксплуатации судна, и листы обшивки этого пояса также подлежат замене (рисунок).
Согласно требованиям Регистра, замене также подлежат десять дублирующих листов, расположенных в килевой части судна и в районе миделя по правому борту. Использование дублирующих листов скорее всего связано с аварийными повреждениями корпуса данного судна.
Следует также обратить внимание, что, несмотря на допустимую остаточную толщину обшивки большей части корпуса, ее величина очень близка к критическому значению, и кроме того, возможно быстрое снижение этого показателя до предельного значения в результате высокой интенсивности коррозионных процессов. На это указывает факт наличия глубоких точечных повреждений обшивки корпуса в допустимой зоне язвенной коррозией.
На эпюре растяжки корпуса судна также наблюдаются зоны, где толщина металла превышает построечные значения. Это указывает на тот факт, что в условиях интенсивной коррозии предпринята попытка обеспечить прочность и надежность корпуса судна путем преднамеренной установки во время предыдущего ремонта листов металла с большей толщиной. Такие замены проведены в основном в носовой и кормовой части корпуса. Однако результаты УЗК показывают, что увеличение толщины листов обшивки не снижает интенсивность коррозионных процессов, и в этой зоне на отдельных листах также наблюдается приближение остаточной толщины металла к критическому значению.
В совокупности данные анализа состояния корпуса показывают необходимость проведения большого объема работ по восстановлению наружной обшивки корпуса рассматриваемого судна. Учитывая сложность технологии корпусного ремонта и его трудоемкость, можно предположить высокий уровень финансовых затрат на восстановление мореходных свойств данного судна. Для снижения финансовых затрат целесообразно установить причины повышенного износа элементов обшивки корпуса, спрогнозировать дальнейшее развитие коррозионных процессов и разработать комплекс мер по предупреждению и ограничению интенсивности процессов коррозии.
Предположительно основной причиной повышенного коррозионного износа надводной части обшивки корпуса по правому борту и наличии именно здесь обширного участка ЗЗК является технологический процесс добычи рыбы. Так как на судах данного типа правый борт является «рабочим», при выборке порядков происходит обильное смачивание поверхности обшивки, что при взаимодействии с воздухом приводит к активизации процессов коррозии. Значительное снижение толщин листов обшивки в этой области и наличие дублирующего пояса косвенно подтверждает это предположение. Для ограничения интенсивности коррозионных процессов на данном участке наряду с конструктивными доработками необходимо применение более прочных и эффективных лакокрасочных покрытий (ЛКП).
Наличие пояса ЗЗК в подводной части в районе машинного отделения и интенсивное снижение толщины металла в этой же зоне по правому борту связано с рабочими процессами машинного отделения и наличием в этом районе большого количества элементов донно-забортной аппаратуры (ДЗА). В связи с этим, наряду с применением необходимого ЛКП, в данном районе требуется установка надежной и эффективно протекторной защиты. Это требование относится и к району кормового подзора, где также наблюдается наибольшая интенсивность коррозии [3].
Для повышения эффективности и надежности работы протекторной защиты необходимым условием является выполнение рекомендаций, установленных руководящими документами по защите корпусов судов от коррозии [4, 5]. Одно из направлений этой работы - организация качественного контроля за состоянием протекторной защиты в течение всего периода эксплуатации судна. Кроме того, целесообразно применять современные методы организации контроля антикоррозионной защиты с применением апробированных способов и устройств контроля [6, 7].
Использование научного подхода в вопросах организации эксплуатации протекторной защиты, информационное обеспечение в рамках непрерывного освидетельствования корпуса судна, подготовка квалифицированных операторов контроля антикоррозионной защиты позволяет решать задачи снижения интенсивности коррозионных процессов и сохранения эксплуатационных параметров корпуса судна [8-12].
Техническая эксплуатация водного транспорта: проблемы и пути развития
Значительно повысить уровень антикоррозионной защиты и эффективность организации контроля за состоянием протекторов позволяет внедрение автоматизированных систем контроля. Такие системы обеспечивают непрерывный поток данных о работоспособности антикоррозионной защиты, о состоянии протекторов, об интенсивности коррозионных процессов в подводной части корпуса. Это позволяет с высокой точностью оценить фактическое состояние корпуса судна на текущий момент и своевременно предпринять при необходимости меры по устранению предпосылок к коррозионному разрушению металлических элементов набора [13, 14].
С внедрением системы автоматизированного контроля за состоянием протекторной защиты представляется возможность применения ее как еще одного объективного способа прогнозирования надежности корпуса судна. Использование автоматизированной системы в совокупности с дополнительными ручными измерениями на основе апробированных, менее трудоемких способов контроля, позволяет получить объективные данные о состоянии корпуса судна. Для наглядности и общей оценки информации комплексные результаты этих измерений также могут быть представлены на эпюре растяжки корпуса судна с нанесением зон активизации коррозионных процессов. При этом судно продолжает эксплуатироваться в прежнем режиме без ограничений. Полученная информация позволит определить начальную стадию разрушения корпуса судна, заблаговременно предпринять меры по устранению предпосылок и тем самым не только предотвратить снижение эксплуатационной надежности судна, но и избежать значительных финансовых потерь при очередном доковом ремонте.
В перспективе при практическом подтверждении объективности методов автоматизированного контроля состояния антикоррозионной защиты возможно использование их данных для определения оптимального времени докового ремонта судна. Тем самым, опираясь на полученные данные, появится возможность проводить этот вид ремонта не по установленному временному периоду эксплуатации судна, а по фактическому состоянию корпусных конструкций. При этом сокращается объем ремонтных работ, время нахождения судна в доке, и, соответственно, существенно снижаются финансовые затраты на подготовку судна к очередному периоду эксплуатации.
Таким образом, представленные результаты визуального и ультразвукового контроля позволяют оценить фактическое состояние судовых конструкций, определить объемы ремонта, разработать и реализовать мероприятия по устранению последствий коррозионных разрушений для восстановления непроницаемости и надежности корпуса судна. По сути мероприятия УЗК фиксируют факт разрушения конструкций, но в большинстве случаев не позволяют предупредить эти разрушения. Кроме того, в период эксплуатации судна проведение УЗК технически невыполнимо, поэтому спрогнозировать его фактическое состояние в конкретный момент времени невозможно. Попытки использования для этих целей визуального контроля, в том числе с помощью водолазного осмотра, также недостаточно эффективны, так как не позволяют дать комплексную оценку состоянию корпуса судна. Кроме того, применение в таком виде визуального контроля связано с дополнительными финансовыми и временными затратами.
Поэтому применение системы автоматизированного контроля за состоянием антикоррозионной защиты корпусных конструкций является перспективным направлением в рамках повышения эксплуатационной надежности корпусов судов, снижения финансовых затрат на поддержание и восстановление их технических характеристик и обеспечения безопасности мореплавания. В совокупности с совершенствованием технологий ремонта и восстановления корпусных конструкций, повышения антикоррозионных свойств материалов и защитных свойств ЛПК внедрение непрерывного контроля за состоянием корпуса судна способно обеспечить высокий экономический эффект и перевести эксплуатацию флота на новый технологический уровень.
Литература
1. Чендлер К.А. Коррозия судов и морских сооружений. Пер. с англ. - Л.: Судостроение, 1988. - 320 с.
2. Люблинский Е.Я., Пирогов В.Д. Коррозия и защита судов: Справочник. - Л.: Судостроение, 1987. - 376 с.
3. Белов О.А. Современное состояние организации комплексной защиты металлических корпусов кораблей и судов от коррозии // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. - 2017. - № 3 (118). - С. 115-120.
4. РД 31.28.10-97. Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозии [Электронный ресурс]. - URL: http://docs.cntd.ru/document/1200049727 (дата обращения: 2.10.2022).
5. ГОСТ 9.056-75. Стальные корпуса кораблей и судов. Общие требования к электрохимической защите при долговременном стояночном режиме [Электронный ресурс]. - URL: http://docs.cntd.ru/document/1200015017. (дата обращения: 2.10.2022).
6. Устройство для измерения защитного потенциала стальных корпусов кораблей и судов: патент № 153280 Российская Федерация, U1 МПК G01N 17/02 / В.А. Швецов, П.А. Белозёров, Д.В. Шунькин, А.А. Диденко, А.А. Луценко, Д.В. Коростылёв, О.А. Белавина; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «КамчатГТУ». - № 2014142289/28; заяв. 20.10.2014; опубл. 10.07.2015.
7. Способ контроля защищенности стальных корпусов кораблей и судов от электрохимической коррозии и электрокоррозии: патент № 2643709 Российская Федерация, G01N17/02 / О.А. Белов, В.А. Швецов, О.А. Белавина; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «Кам-чатГТУ». - № 201711530; заяв. 28.04.2017; опубл. 05.02.2018.
8. Белов О.А., Швецов В.А., Ястребов Д.П. Обоснование оптимальной периодичности контроля работы протекторной защиты стальных корпусов судов // Эксплуатация морского транспорта. - 2017. - № 1 (82). - С. 41-48.
9. Внедрение усовершенствованного способа контроля систем протекторной защиты стальных корпусов судов камчатского флота / О.А. Белов, В.А. Швецов, Д.П. Ястребов, О.А. Белавина, Д.В. Шунькин // Вестник Камчатского государственного технического университета. - 2017. -№ 39. - С. 6-11.
10. Обоснование возможности исключения внешнего осмотра систем протекторной защиты стальных корпусов судов / В.А. Швецов, О.А. Белов, О.А. Белавина, Д.П. Ястребов // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. - 2017. - Вып. 1. - С. 29-38.
11. Обоснование способа выбора контрольных точек для измерения защитного потенциала стальных корпусов кораблей и судов / П.А. Белозеров, В.А. Швецов, О.А. Белавина и др. // Вестник Камчатского государственного технического университета. - 2014. - № 28. - С. 6-11.
12. Обоснование выбора необходимого числа параллельных измерений защитного потенциала стальных корпусов кораблей и судов в контрольной точке / В.А. Швецов, П.А. Белозеров, О.А. Белавина, Д.В. Шунькин, С.А. Малиновский // Вестник Камчатского государственного технического университета. - 2016. - № 35. - С. 40-46.
13. Разработка автоматизированной системы контроля протекторной защиты корпусов рыбопромысловых судов / О.А. Белов, Д.П. Ястребов, А.О. Рогожников и др. // Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование: Материалы XI Нац. (всерос.) науч.-практ. конф. - Петропавловск-Камчатский, 2020. - С. 82-85.
14. Оперативный контроль состояния антикоррозионной защиты как фактор безопасности технической эксплуатации морских судов / О.А. Белов, А.О. Шуваева, С.А. Клементьев, А.В. Фе-дин // Инноватика и экспертиза: научные труды. - 2020. - № 1 (29). - С. 152-159.
