Ремонт крыльевых устройств
Осмотр и дефектация крыльевых устройств
Крыльевые устройства СПК относят к высоконагруженным конструкциям, к которым предъявляется ряд повышенных требований для обеспечения прочности и гидродинамических характеристик. Наиболее важные из них:
крылья должны иметь шлифованную до 6-го класса шероховатости поверхность и точность обводов с минимальным сопротивлением движению в воде;
геометрические параметры крыльевых устройств и их установочные углы при постройке и ремонте должны выдерживаться с высокой точностью для достижения гидродинамических качеств;
крыльевые устройства должны иметь небольшую массу, что вызывает необходимость применения пустотелых сварных конструкций;
при ограничении в размерах для крыльевых устройств нужно использовать материал повышенной прочности, а при работе в морской воде – высокой коррозионной стойкости.
Основные элементы крыльевых устройств изготовляют из нержавеющих сталей (Х18Н9Т, Х18Н10Т, ОХ17Н7Ю), выдерживающих ударные нагрузки, отличающихся стойкостью по отношению к коррозии и имеющих минимальную массу. На некоторых СПК крыльевые устройства выполнены из легких алюминиевых сплавов (В-48-4, АМг61). Из этих же сплавов сделаны планшеты стоек и закрылки.
К основным повреждениям крыльевых устройств относят: трещины на плоскости крыльев и на стойках, забоины носовых кромок плоскостей крыльев, бухтиноватость и вмятины плоскостей, разрушение болтовых соединений, нарушение геометрии и установочных углов крыльев и др. Все эти повреждения можно условно разбить на три категории:
повреждения, получаемые при столкновениях и авариях;
повреждения, возникающие вследствие плохого качества, материала и изготовления конструкций;
повреждения, являющиеся следствием естественного износа или особенностей условий эксплуатации.
Повреждения в результате столкновений и аварий являются наиболее часто встречающимися дефектами крыльевых устройств. Систематические удары крыльев о плавающие и полузатопленные предметы приводят к выкрашиванию металла передней кромки крыльев. Такие повреждения могут быть незначительными. Их легко устраняют наплавкой металла на дефектные участки и последующей зачисткой и шлифовкой.
Большинство повреждений крыльев, полученных вследствие столкновений с плавающими предметами, может быть устранено правкой и заваркой. Только при таких авариях, как посадка на мель, возможны нарушения геометрических параметров, которые требуют полной замены крыльевых устройств.
Повреждениями крыльевых устройств, вызванными несовершенством технологии изготовления конструкций, являются трещины в сварных соединениях на верхней засасывающей поверхности крыла, на стойках и кронштейнах гребных валов. Анализ повреждений показал, что образование трещин вызвано некачественной сваркой, недостаточной вибрационной прочностью сварных соединений из-за больших остаточных напряжений и наличия концентраторов в корне шва при односторонней сварке.
К повреждениям крыльевых устройств, вызванных естественным износом и особенностями условий эксплуатации, относят, прежде всего, эрозионные раковины носовых и кормовых крыльев, а также трещины и разрушения под действием низкочастотных нагрузок (до 100 циклов в минуту) и нагрузок высокой частоты (более 1000 циклов в минуту).
Исследованиями установлено, что для крыльевых устройств нагрузками, определяющими их прочность и ресурс, являются низкочастотные нагрузки, которые возникают при движении судна на крыльях по взволнованной поверхности. Пример образования трещин от таких нагрузок на теплоходе «Комета-4» показан на рисунке 3.1, а.
Рисунок 3.1 – Развитие трещин на крыльевых устройствах: 1 – консоль носового крыла; 2 – бортовая стойка
Высокочастотные нагрузки, вызванные неуравновешенностью вращающихся масс двигателя, валопровода и винта, имеют наибольшую интенсивность в районе кормового крыла. Как видно из рисунка 3.1, б, трещины от этих нагрузок на теплоходе «Метеор» образуются на днищевых стойках концевого кронштейна.
Для выявления нарушений в геометрии крыльевых устройств судно необходимо установить на ровный киль (без крена и дифферента) и проверить следующие параметры (Рисунок 3.2):
Рисунок 3.2 – Контролируемые геометрические параметры крыльевых устройств: а, б, в, г – носовые и кормовые крылья соответственно теплоходов «Ракета», «Метеор»
равномерность и симметричность наклона плоскости крыла относительно горизонтальной плоскости (килеватость); допускаемые отклонения в размерах d, характеризующие килеватость и принятые при постройке судов, даны на рисунке 3.2;
совпадение оси симметрии крыльев с ДП корпуса; допускаемое отклонение +5 мм при замере размеров b, b' и b'' правого и левого бортов;
разворот плоскостей относительно ДП; допускаемое отклонение ±5 мм на ширине крыла;
расположение крыльев по длине корпуса; допускаемое отклонение ±5 мм;
установочные углы αк и αн к крыльевой линии в сечениях, симметричных ДП (Рисунок 3.3); за крыльевую линию принимают прямую, соединяющую задние кромки плоскостей носового и кормового крыльев при соблюдении параллельности ее ДП;
отстояние носка носового и кормового крыльев hH и hK от ОЛ и ДП; допускаемое отклонение ±5 мм;
зазор между фланцами стоек и планшетов.
Рисунок 3.3 – Замеры установочных углов и возвышения плоскостей крыльев
После проверки геометрических параметров осматривают и дефектуют профили крыла и стоек, контролируя при этом:
лекальные поверхности плоскости крыла, стоек и концевых шайб; неприлегание шаблона не должно: превышать 1,5 мм;
непрофилированные поверхности стоек и плоскости крыла; неприлегание проверочной линейки не более 0,8 мм;
плоскостность крыльев по размаху; допускаемые отклонения не более 4 мм;
лекальные и непрофилированные поверхности закрылков; неприлегание шаблона и линейки не более 3 мм;
прямолинейность передних и задних ножевых кромок у носовых и кормовых плоскостей крыльев; неприлегание проверочной линейки длиной 1 м не должно превышать 0,5 мм.