Разработка технологии переоборудования нефтеналивного судна проекта Р77

1. Описание и конструктивные особенности нефтеналивного судна

2. Анализ технического состояния корпуса судна на момент модернизации

3. Разработка принципиальной схемы переоборудования судна

3.1 Описание предлагаемого проекта переоборудования судна

3.2 Описание принципиальной технологии переоборудования

4. Описание необходимой технологической оснастки стапельного места при переоборудовании нефтеналивного судна

5. Расчет нагрузок на опорное и спусковое устройства

6. Описание технологии переоборудования судна

7. Расчет трудоемкости и пропускной способности сборочно-сварочного цеха

7.1 Расчет трудоемкости

7.2 Расчет пропускной способности

7.3 Графики загрузки

7.4 Построение территориального графика

8. Проверка общей прочности корпуса переоборудованного судна

8.1 Выбор расчетных вариантов нагрузки судна

8.2 Расчет усилий от общего изгиба на тихой воде

8.3 Расчет дополнительных волновых и расчетных изгибающих моментов и перерезывающих сил

8.3.1 Расчет дополнительных волновых изгибающих моментов и перерезывающих сил при плавании судна

8.3.2 Расчет дополнительных волновых изгибающих моментов и перерезывающих сил при погрузке-выгрузке судна

8.3.3 Определение расчетных волновых изгибающих моментов и перерезывающих сил

8.4 Расчет характеристик эквивалентного бруса корпуса судна

8.5 Проверка общей прочности судна в эксплуатации

9. Проверка местной прочности корпуса судна

10. Выводы по проверке общей и местной прочности корпуса судна

11. Разработка схем подъемно-транспортных операций и обоснование выбора захватывающих устройств и строповки Приложение А. Сравнение фактических толщин с допускаемыми Приложение Б. Пособие по измерению остаточной толщины металла элементов металлоконструкций

При эксплуатации нефтеналивных танкеров особой проблемой является необходимость защиты морской окружающей среды при повреждении наружной обшивки судна. Для большинства отечественных танкеров дедвейтом до 5000 т., сложилась такая ситуация, когда при наличии двойного дна и двойных бортов они не отвечают требованиям Правила 21 Международной конвенции МАРПОЛ 73/78 при перевозке нефти и нефтепродуктов плотностью более 0,900 т/куб. м (у танкера проекта Р77 второе дно отсутствует).

Согласно пункту 6.1 Правила 19 фактическая высота двойного дна должна быть не менее значения, определяемого по формуле h = B/15 => 0,76 м (для танкера проекта Р 77 такая величина должна составлять 0,99 м).

Это можно объяснить тем, что международные требования к «двойному» контуру появились намного позже (1973, 1978 г. г.) разработки концепта отечественного танкера смешанного река-море плавания с «двойным корпусом» (конец 1950;х г. г.).

Стоит отметить, что такая ситуация характерна для всего мирового флота, так как среди 3512 «малых» танкеров всех флагов всего лишь 151 (4%) имеют удовлетворяющий МК МАРПОЛ 73/78 двойной корпус.

Для соответствия МК МАРПОЛ 73/78 существует несколько вариантов «долговременных» действий:

— списание старых судов и постройка новых танкеров отвечающих требованиям МК МАРПОЛ 73/78;

— перевозка только светлых нефтепродуктов, т. е. грузов с плотностью 0,900 т/куб. м и менее;

— модернизация танкеров в сухогрузы;

— установка второго дна и вторых бортов без изменения года постройки (модернизация);

— установка второго дна и вторых бортов с изменением года постройки (конверсия).

Подобные решения позволяют продлить срок службы существующих танкеров на срок 10−15 лет и обеспечить заданный международным сообществом уровень экологической безопасности.

1. ОПИСАНИЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ НЕФТЕНАЛИВНОГО СУДНА

Таблица 1.1. — Общие данные

Таблица 1.2. — Основные размерения судна

Таблица 1.3. — Судно порожнем

Таблица 1.4. — Данные по грузовым танкам и балластным цистернам

Таблица 1.5. — Данные по расположению запасов

Материал корпуса и наружных стенок надстройки — Сталь ВМ Ст. 3сп.

Материал выгородок надстройки и неответственных конструкций — Сталь Ст. 3кп.

Система набора корпуса смешанная — днище, внутренний борт, диаметральная переборка, палуба имеют продольную систему набора, борт — поперечную.

Общий вид судна представлен на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1. — Общий вид нефтеналивного танкера «Василий Суриков»

2. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ КОРПУСА СУДНА НА МОМЕНТ МОДЕРНИЗАЦИИ

Анализ состояния корпуса судна «ВАСИЛИЙ СУРИКОВ» выполнен на основании замеров остаточных толщин его элементов. Сравнивание фактических толщин с допускаемыми приведено в Приложении А. Дефектация выполнена согласно правил Речного Регистра Судоходства. Пособие по измерению остаточной толщины металла элементов металлоконструкций корпусов судов приведено в Приложении Б.

Анализ состояния корпуса судна показал, что износы связей корпуса после ремонта составляют:

3. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПЕРЕОБОРУДОВАНИЯ СУДНА

3.1. Описание предлагаемого проекта переоборудования судна

Проектом переоборудования предусмотрены следующие основные изменения корпуса судна.

1. Палуба над грузовыми трюмами срезается по всей длине

2. В грузовых трюмах демонтируются продольная переборка и внутренние борта.

3. В грузовых трюмах устанавливается гофрированная продольная переборка, гофрированный внутренний борт и второе дно.

4. Установка палубы тронка.

3.2 Описание принципиальной технологии переоборудования (Рисунок 3.1.)

Для возможности переоборудования судно устанавливается на горизонтальное построечное место на судоремонтный завод. Выбор типа и размеров построечного места определяются габаритными размерами судна длина — 108 м, ширина — 15 м.

Переоборудование судна выполняется в три этапа:

1 этап: осуществляется подготовка производства, заказ необходимых материалов, изготовление секций новых конструкции.

2 этап: постановка судна на завод для полной дефектации корпусных конструкций и оценки фактического состояния.

3 этап: изготовление и установка вставки, монтаж новых конструкций корпуса.

Принципиальная технология переоборудования включает следующие:

— разделение корпуса судна;

— изготовление и установка секций днища;

— изготовление и установка секций внутреннего борта;

— изготовление и установка секций гофрированной продольной переборки;

— изготовление и установка тронка.

Особенно существенно при этом сокращение времени стоянки судна в доке и в целом уменьшение непроизводственного простоя при переоборудовании судна.

Наилучшим вариантом проведения работ можно считать изготовление новых секции корпуса на заводе-строителе. При отсутствии такой возможности одним из важных условий является получение от завода-строителя рабочих чертежей, так как исполнение чертежей и другой проектной документации конструкторским бюро СРЗ значительно усложняет проведение модернизации.

Рисунок 3.1. — Принципиальная технология переоборудования

4. ОПИСАНИЕ НЕОБХОДИМОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ СТАПЕЛЬНОГО МЕСТА ПРИ ПЕРЕОБОРУДОВАНИИ НЕФТЕНАЛИВНОГО СУДНА

Построечное место снабжено подъемно-транспортным оборудованием, опорным и опорно-транспортным устройством, стапельными лесами и энергоподводами.

К подъемно-транспортному оборудованию построечного места относятся подъемные краны, грузоподъемность которых зависит от типа крана.

Наиболее распространенным типом подъемных кранов является судостроительные башенные краны. Кран передвигается вдоль построечного места по рельсовым крановым путям. Грузоподъемность башенных кранов составляет от 0,5 до 450 т.

В качестве транспортных средств для доставки грузов к построечному месту применяют железнодорожный или автомобильный транспорт.

Также построечное место оборудовано наружными лесами для прохода на строящееся судно и доступа снаружи к любой части корпуса, где необходимо выполнить работы. На лесах размещают магистрали трубопроводов сжатого воздуха, пара, газа, электрокабельную сеть, а также электросварочное оборудование. Леса, установленные в отсеках судна, называют внутренними.

Конструкция внутренних лесов определяется в основном высотой отсеков: в отсеках высотой до 3,5 м ставят козлы с деревянными щитами, от 3 до 8 м трубчатые леса со щитовым настилом.

Построечное место оборудуется система снабжения:

— электроэнергией — переменным током напряжением 380 В, для питания электродвигателей подъемных кранов и сварочных постов, напряжением 220 В для постоянного освящения и напряжением 36 В для переносных ламп;

— сжатым воздухом давлением 0,5−0,6 МПа для работы пневматического инструмента и краскораспылителей;

— кислородом и ацетиленом для газовой резки и строжки;

— углекислым газом и аргоном для сварки;

— водой для гидравлических испытаний и пр.

Опорное устройство предназначено для поддержания в заданном положении на построечном месте, как отдельных частей судна, так и всего судна в процессе его постройки. Опорное устройство состоит из тележек, клеток, подстав и упоров. Количество тележек и клеток рассчитывают, судно рассматривают как балку переменного сечения, покоящихся на упруго-податливых опорах. Балка загружена распределенной по длине судна весовой нагрузкой и горизонтальными усилиями, возникающими от усадки монтажных сварных швов. Реакции опор стапельного опорного устройства рассчитывают решением системы уравнений для углов поворота сечений по корпусу судна на опорах от действия указанных нагрузок. Уравнения упругих просадок элементов системы судно-опоры-стапель решают на ПК.

Опорное устройство в данном случае состоит из 12 пар тележек.

Опорно-транспортное устройство предназначено для поддержания строящегося судна на построечном месте в требуемом положении, перемещении всего судна или его частей и для спуска. Основные элементы устройства — судовозные тележки грузоподъемностью от 60 до 320 т. Необходимое количество транспортных опорных модулей следует определять с учетом типа системы питания гидродомкратов тележек.

5. РАСЧЕТ НАГРУЗОК НА ОПОРНОЕ И СПУСКОВОЕ УСТРОЙСТВА

В таблице 5.1. приведены исходные данные для расчета.

Таблица 5.1.

Результаты расчета опорного устройства представлены в таблице 5.2.

Таблица 5.2.

Результаты расчета спускового устройства представлены в таблице 5.3.

Таблица 5.3.

6. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕОБОРУДОВАНИЯ СУДНА

Одновременно с началом работ по демонтажу палубы, продольной переборки и внутренних бортов судна начинается изготовление секций вставки. После окончания работ по переоборудованию корпуса судна и изготовления секций вставки происходит стыковка и сварка секций между собой.

Работы по переоборудованию корпуса судна происходят в следующей последовательности:

— отбить меловой линией контур, наметить контрольные линии;

— срезать палубу судна по линиям разметки газовым резаком;

— срезать газовым резаком внутренние борта и продольную переборку;

— установить секции вставки гофрированного второго борта, произвести их подгонку и заварить стыки между корпусом судна и секцией вставки ручной сваркой электродами УОНИ-13/45;

— установить секцию вставки гофрированной продольной переборки, произвести подгонку секции и заварить стыки полуавтоматической сваркой с маркой проволоки Св-08Г2С;

— установить второе дно, произвести подгонку секций и заварить стыки полуавтоматической сваркой с маркой проволоки Св-08Г2С;

— установить палубу тронка, произвести подгонку секции и заварить стыки полуавтоматической сваркой с маркой проволоки Св-08Г2С.

После сварки швы конструкций, проверить методами неразрушающего контроля в следующей последовательности:

1. Визуально-измерительный контроль;

2. Рентген-гамма графирование;

3. Ультразвуковой контроль.

При обнаружении недопустимых дефектов произвести их выборку и повторно произвести контроль.

После проведения неразрушающего контроля швы конструкций, участвующие в обеспечении непроницаемости НО, ВП испытать в соответствии с ГОСТ 3285.

7. РАСЧЕТ ТРУДОЕМКОСТИ И ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ СБОРОЧНОСВАРОЧНОГО ЦЕХА

7.1 Расчет трудоемкости

Расчет трудоемкости установки и стыкования секций на стапеле, определяется по укрупненным нормативам времени [Методичка].

Построечное место: горизонтальный стапель, имеется 2 крана грузоподъемностью 80 тонн каждый.

(7.1)

где:

— коэффициенты, учитывающие серийность и условия постройки судна;

— трудоемкость установки сборочной единицы;

— трудоемкость стыкования и притыкания кромок обшивки и настила соединяемых сборочных единиц;

— трудоемкость стыкования и притыкания набора.

Определение продолжительности операций по установке и стыкованию секций (в сменах) на основании расчета трудоемкости:

(7.2)

где:

трудоемкость установки и стыкования i-й сборочной единицы в нормо-часах;

коэффициент выполнения нормы;

количество сборщиков, занятых на выполнении работ по установке и стыкованию (принимаем равным 4 для секций небольших размеров и секций крупных размеров или блоков);

число часов в смену.

Результаты расчета трудоемкости представлены в таблице 7.1

Таблица 7.1 — Расчет трудоемкости

Исходя из таблицы 7.1. получаем:

— общая трудоемкость? т=1620 норма-час.

— общая продолжительность сборки в сменах? п=48,9 смен (по территориальному графику 27 смен).

На основании этих данных построен территориальных график, где отображен способ формирования судна и количество смен затраченных на его постройку.

7.2 Расчет пропускной способности

Целью данного раздела является обеспечение с помощью программных средств автоматизированного планирования и контроля изготовления сборочных единиц корпуса нефтеналивного судна с оптимизацией пропускной способностью сборочно-сварочных площадей и рабочей силы на примере цеха № 4 Волгоградского судостроительного завода и нефтеналивного судна, изготовляемых в этом цехе.

Для осуществления поставленной задачи я ознакомился с характеристиками цеха № 4 на Волгоградском судостроительном заводе и чертежами корпусных конструкций нефтеналивного судна. Одновременно с этим мною были изучены особенности существующей программы расчета пропускной способности сборочно-сварочного цеха, разработанной на кафедре технологии судостроения СПГМТУ Антоновым В.М.

Благодаря данному программному продукту, существенно упрощается ранее весьма трудоемкий процесс расчета пропускной способности цеха. Использование указанной программы позволит сэкономить время при:

— расчетах трудоемкости каждого из этапов техпроцесса;

— оценке пригодности тех или иных производственных площадей рассматриваемого цеха для конкретной стадии техпроцесса применительно к данной секции;

— разработке производственной программы для конкретного цеха (участка);

— разработке плана загрузки производственных площадей (последнее, ввиду возможности связи с графическим пакетом AutoCAD, пользователь может получить в форме чертежа, с привязкой рассчитанных данных к конкретным производственным площадям).

В результате получаем количество смен для выполнения производственной программы по заданным ресурсам.

Результаты расчета пропускной способности

7.3 Графики загрузки

График 6.1. Загрузка производственных площадей График 6.2. Загрузка рабочей силы График 6.3. Изготовление секции 1

График 6.4. Изготовление секции 2

7.4 Построение территориального графика

Для построения территориального графика использовались данные полученные в таблице 7.1.

Рисунок 7.5. — Территориальный график

8. ПРОВЕРКА ОБЩЕЙ ПРОЧНОСТИ ПЕРЕОБОРУДОВАННОГО СУДНА

8.1 Выбор расчетных вариантов нагрузки судна

Анализ действующих на судне «ВАСИЛИЙ СУРИКОВ» «Информации об остойчивости и непотопляемости» (№P77/2040;MEB-09) и «Инструкция по погрузке — выгрузке и балластировке» (№P77/2040;MEB-12) позволяет выбрать варианты нагрузки судна, необходимые для выполнения контрольных расчетов общей продольной прочности.

Выбранные типовые случаи нагрузки судна охватывают различные виды перевозимых нефтепродуктов, в том числе:

— груз плотностью =0.72 т/м³;

— груз плотностью =0.86 т/м³,

и позволяют оценить прочностные качества судна.

Кроме того, дополнительно рассматриваются случаи нагрузки судна в процессе погрузки (выгрузки). Количество и расположение груза в танках судна при погрузке (выгрузке) принимается в соответствии с требованием по обеспечению обшей продольной прочности, согласно которому перепад уровней груза в грузовых танках в процессе погрузки (выгрузки) не должен превышать 2,5 м.

Типовые варианты нагрузки судна, включающие случаи нагрузки с 100% запасов на отход и 10% запасов на приход, приводятся ниже:

Примечание. *) Варианты нагрузки судна допускаются при высоте волны h 2,0 м.

8.2 Расчет усилий от общего изгиба на тихой воде

Расчеты усилий от общего изгиба судна «ВАСИЛИЙ СУРИКОВ» на тихой воде выполнены путем раздельного интегрирования кривых сил веса и поддержания по практическим шпангоутам с учетом конечной жесткости корпуса судна.

Результаты расчета общего изгиба судна для типовых вариантов нагрузки судна, включающие случаи нагрузки с 100% запасов на отход и 10% запасов на приход приводятся в таблице 8.1.

Для оценки фактического состояния судна для каждого типового варианта нагрузки в таблице приведены «Контрольные характеристики», включающие осадки на перпендикулярах и на миделе, водоизмещение судна, массу груза и балласта. В «Информационных характеристиках» таблицы приводятся величины наибольших изгибающих моментов и перерезывающих сил. Кроме того, даны эпюры распределения изгибающих моментов и перерезывающих сил по длине судна.

Результаты расчета усилий от общего изгиба судна (таблица 8.1) показали, что наибольший перегиб в средней части корпуса судна возникает для следующего типового варианта нагрузки:

— вариант нагрузки 4. Судно порожнем с 10% запасов и с балластом (значения изгибающего момента достигают величины +10710 КНм).

Наибольший прогиб в средней части корпуса судна возникает для следующего типового варианта нагрузки судна:

— вариант нагрузки 8. Судно с грузом плотностью =0.86 т/м³ и 10% запасов (значения изгибающего момента достигают величины —77 700 КНм).

В районе перехода грузовой зоны в машинное отделение и изменения системы набора (район 135 шп.) наибольший перегиб возникает для следующего типового варианта нагрузки судна:

— вариант нагрузки 4. Судно порожнем с 100% запасов и с балластом (значения изгибающего момента достигают величины +11 270 КНм).

Наибольший прогиб в районе 135 шп. возникает для следующего типового варианта нагрузки судна:

— вариант нагрузки 7. Судно с грузом плотностью =0.86 т/м³ и 100% запасов (значения изгибающего момента достигают величины —76 260 КНм).

Таблица 8.1. — Результаты расчета изгибающих моментов и перерезывающих сил на тихой воде для типовых вариантов нагрузки судна

8.3 Расчет дополнительных волновых и расчетных изгибающих моментов и перерезывающих сил

Величины дополнительных волновых изгибающих моментов судна «ВАСИЛИЙ СУРИКОВ» определяются для средней части корпуса судна, а также для района перехода грузовой зоны в машинное отделение и изменения системы набора (135 шп.). Расчет дополнительных волновых изгибающих моментов выполняется по зависимостям Правил Российского Речного Регистра при исходных данных, соответствующим расчетному варианту нагрузки при определении усилий от общего изгиба судна на тихой воде (см. п.п.2.1, 2.2 настоящего документа).

8.3.1 Расчет дополнительных волновых изгибающих моментов и перерезывающих сил при плавании судна

Величины дополнительных волновых изгибающих моментов при плавании судна «ВАСИЛИЙ СУРИКОВ» в бассейнах разряда «М-СП» определяются следующим образом:

М_ДВ = 9.81k₀k₁k₂BL²h (п. 2.1.4−1 ПССП) где k₀ =1,24 — 1,7B/L 1 (п. 2.1.4−2 ПССП) ;

0,0147 при L = 60 м

k₁= 0,0147 при L = 100 м для судов разряда «М-СП» (п. 2.1.4−1 ПССП);

0,0137 при L = 140 м

k₂=2 — 20T_Н/L 1 (п. 2.1.4−3 ПССП);

— коэффициент общей полноты;

L — длина судна по ватерлинии, м;

T_Н — осадка носом, м;

h = 3,5 м — расчетная высота волны для судов класса «М-СП» (п. 2.2.2 ПССП) Величины дополнительных волновых перерезывающих сил определяются по формуле:

N_ДВ = 4 М_ДВ /L (п. 2.2.11 ПСВП) Результаты расчета дополнительных волновых изгибающих моментов и перерезывающих сил при типовых вариантах нагрузки судна при плавании судна «ВАСИЛИЙ СУРИКОВ» в бассейнах разряда «М-СП» для средней части корпуса судна и для района изменения системы набора (135 шп.) представлены в таблице 8.2. При этом значения дополнительных волновых моментов для района 135 шп. корпуса судна определены относительно их значений в средней части судна умножением на коэффициент =0.910, принимаемым в соответствии с эпюрой распределения дополнительного волнового момента (рис. 2.2.10 ПСВП Российского Речного Регистра).

Таблица 8.2 — Определение дополнительных волновых изгибающих моментов и перерезывающих сил при плавании судна в бассейнах разряда «М-СП»

8.3.2 Расчет дополнительных волновых изгибающих моментов и перерезывающих сил при погрузке-выгрузке судна

Величины дополнительных волновых изгибающих моментов при погрузке-выгрузке судна «ВАСИЛИЙ СУРИКОВ» определяются в соответствии с требованиями к судам класса «O2,0» и вычисляются следующим образом:

М_ДВ = (k_РМ_В +М_у) (2.2.10−1 ПСВП) где М_В — изгибающий момент, вызванный непосредственным действием волнения (волновой изгибающий момент);

k_Р — коэффициент, учитывающий влияние волновой вибрации;

М_У — изгибающий момент, вызванный ударом волн в носовую оконечность (ударный изгибающий момент);

Величины волновых изгибающих моментов М_В определяются по формуле:

М_В = 0,255kk_Тk_ВBL²h (2.2.10−2 ПСВП) где h = 2,0 м — расчетная высота волны для судов разряда «O2,0»;

= 0,805 — для судов разряда «O2,0»;

(2.2.10−3 ПСВП)

(2.2.10−4 ПСВП)

(2.2.10−5 ПСВП)

— коэффициент полноты водоизмещения;

= 0,874 — для судов разряда «O2,0».

Результаты расчета волновых изгибающих моментов М_В при типовых вариантах погрузки-выгрузки судна «ВАСИЛИЙ СУРИКОВ» приведены в таблице 8.3.

Коэффициент k_P расчитывается по формуле:

(2.2.10−8 ПСВП) где (2.2.10−9 ПСВП)

(2.2.10−10 ПСВП)

(2.2.10−11 ПСВП)

= 1,46 — для судов разряда «O2,0»;

=, если, (2.2.10−12 ПСВП);

=, если, (2.2.10−13 ПСВП);

v_ТВ = 19,5 — скорость хода судна на тихой воде, км/ч;

k_S = 12 310⁴ — для грузовых судов;

I = 4,5 — момент инерции эквивалентного бруса на миделе, м⁴;

D — водоизмещение судна, соответствующее расчетному случаю нагрузки, кН.

Результаты расчета коэффициента k_P, учитывающего влияние волновой вибрации судна «ВАСИЛИЙ СУРИКОВ» при типовых вариантах погрузки-выгрузки, приведены в таблице 8.4.

Величины ударных изгибающих моментов М_У определяются по формуле:

М_В = k_У1DL (2.2.10−14 ПСВП) где k_У = 5,310^-4₀₀ (2.2.10−15 ПСВП);

1, при T_H T_H⁰ ;

₁ = 3−2 T_H/T_H⁰, при T_H⁰ < T_H < 1,5T_H⁰ ;

0, при T_H 1,5T_H⁰ ;

T_H — осадка носом для расчетного случая нагрузки;

— «пороговая» осадка носом (2.2.10−16 ПСВП);

(2.2.10−17 ПСВП);

(2.2.10−18 ПСВП);

(2.2.10−19 ПСВП).

= 4,14 — для судов разряда «O 2,0».

Результаты расчета ударных изгибающих моментов М_У при типовых вариантах погрузки-выгрузки судна «ВАСИЛИЙ СУРИКОВ» приведены в таблице 8.5. Величины дополнительных волновых перерезывающих сил определяются по формуле:

N_ДВ = 4 М_ДВ /L (п. 2.2.11 ПСВП) Результаты расчета дополнительных волновых изгибающих моментов и перерезывающих сил при типовых вариантах погрузки-выгрузки судна «ВАСИЛИЙ СУРИКОВ» для средней части корпуса судна и для района изменения системы набора (135 шп.) представлены в таблице 8.6.

При этом значения дополнительных волновых моментов для района 135 шп. корпуса судна определены относительно их значений в средней части судна умножением на коэффициент =0,910, принимаемым в соответствии с эпюрой распределения дополнительного волнового момента (рис. 2.2.10 ПСВП Российского Речного Регистра).

Таблица 8.3. — Определение волновых изгибающих моментов М_В для типовых случаев погрузки-выгрузки судна

Таблица 8.4. — Определение коэффициента k_P, учитывающего вибрацию судна, для типовых случаев погрузки-выгрузки судна

Таблица 8.5. — Определение ударных изгибающих моментов М_В для типовых случаев погрузки-выгрузки судна

Таблица 8.6. — Определение дополнительных волновых изгибающих моментов М_дВ и перерезывающих сил N_дВ для типовых случаев погрузки-выгрузки судна

8.3.3 Определение расчетных волновых изгибающих моментов и перерезывающих сил

Значения расчетных значений изгибающих моментов при плавании судна и при его погрузке-выгрузке определяются по зависимости

M_Р = М_ТВ + М_ДВ (п. 2.2.12 ПСВП) В таблице 8.7. приводятся результаты вычисления расчетных значений изгибающих моментов при типовых вариантах нагрузки судна для средней части корпуса судна и для района 135 шп.

В качестве расчетных изгибающих моментов приняты следующие наибольшие абсолютные значений изгибающего момента, полученные в результате расчета для типовых вариантов нагрузки судна (таблица 8.7.):

— для средней части корпуса судна

M_Р (перегиб) = +118 490 кНм, вариант нагрузки 4. Судно с балластом и с 10% запасов;

M_Р (прогиб) = -176 740 кНм; вариант нагрузки 8. Судно с грузом плотностью =0.86 т/м³ и 10% запасов;

— для района изменения системы набора корпуса судна (135 шп.)

M_Р (перегиб)= +109 340 кНм, вариант нагрузки 3. Судно с балластом и с 100% запасов;

M_Р (прогиб)= -106 630 кНм. вариант нагрузки 7. Судно с грузом плотностью =0.86 т/м³ и 100% запасов.

В таблице 8.8. приводятся результаты вычисления расчетных значений перерезывающих сил по зависимости

N_Р = IN_ТВI + IN_ДВI (п. 2.2.13)

при типовых вариантах нагрузки судна для средней части корпуса судна и для района 135 шп.

В качестве расчетных перерезывающих сил приняты следующие наибольшие абсолютные значения, полученные в результате расчета для типовых вариантов нагрузки судна (таблица 8.8.):

— для средней части корпуса судна

N_Р = 7260 кН, вариант нагрузки 8. Судно с грузом плотностью =0.86 т/м³ и 10% запасов;

— для района изменения системы набора корпуса судна (135 шп.)

N_Р = 6310 кН, вариант нагрузки 7. Судно с грузом плотностью =0.86 т/м³ и 100% запасов.

Таблица 8.7. — Определение расчетных изгибающих моментов для типовых случаев нагрузки судна

Таблица 8.8. — Определение расчетных перерезывающих сил для типовых случаев нагрузки судна

8.4 Расчет характеристик эквивалентного бруса корпуса судна

Расчеты характеристик эквивалентного бруса для поперечных сечений корпуса судна «ВАСИЛИЙ СУРИКОВ» выполнены в табличной форме. Толщины связей корпуса взяты с учетом фактического их состояния согласно отчета о замерах остаточных толщин. Учет возможной потери устойчивости пластин и ребер жесткости при расчетах характеристик эквивалентного бруса произведен в соответствии с требованиями «Правил» Российского Речного Регистра.

В качестве контрольных сечений выбраны сечение в средней части корпуса судна и сечение по 135 шп. в районе перехода грузовой зоны в машинное отделение и изменения системы набора.

Схема эквивалентного бруса в сечении средней части корпуса судна показана на рисунке 8.1. В таблице 8.9 приведены параметры связей (листов, сварных и катанных профилей) для фактического состояния корпуса (по данным отчета о замерах остаточных толщин). Характеристики эквивалентного бруса без редуцирования и с редуцированием связей при перегибе (величина расчетного изгибающего момента М_Р = 118 490 кНм) и при прогибе (величина расчетного изгибающего момента М_Р= -176 740 кНм) судна определены в таблице 8.10. Расчет предельных моментов эквивалентного бруса в средней части корпуса судна приведен в таблице 8.11.

Схема эквивалентного бруса в сечении по 135 шп. показана на рисунке 8.2. В таблице 8.12 приведены параметры связей для фактического состояния корпуса. Величины остаточных фактических толщин связей для сечения по 135 шп. приняты по данным отчета о замерах остаточных толщин. Характеристики эквивалентного бруса без редуцирования и с редуцированием связей при перегибе (величина расчетного изгибающего момента М_Р = 109 340 кНм) и при прогибе (величина расчетного изгибающего момента М_Р= -106 630 кНм) судна определены в таблице 8.13. В таблице 8.14 выполнен расчет предельных моментов эквивалентного бруса в сечении по 135 шп. при перегибе судна и при прогибе судна.

Для каждого из контрольных сечений определены значения момента инерции, отстояние нейтральной оси от основной плоскости, моменты сопротивления днища и палубы, напряжения в связях, предельные моменты с учетом износов и возможной потери устойчивости пластин и ребер жесткости. Сводные данные результатов расчета эквивалентного бруса корпуса судна «ВАСИЛИЙ СУРИКОВ» представлены в таблице 8.15.

Рисунок 8.1. — Схема эквивалентного бруса в средней части корпуса судна Таблица 8.9. — Пapaмeтpы продольных связей эквивалентного бруса в средней части корпуса судна