Учебно-методический комплекс по учебной дисциплине Технология обслуживания, ремонта и консервация судов для специальности 1-37 03 02 Кораблестроение и техническая эксплуатация водного транспорта

ЕСТПП охватывает весь комплекс мероприятий по технологической подготовке производства, важнейшими этапами которого являются конструктивнотехнологический анализ изделий, отработка их на технологичность, а также отладка технологических процессов и средств оснащения.

Технологичность конструкции понятие комплексное и характеризуется двумя группами показателей.

К первой группе относятся показатели эксплуатационных качеств машины (производительность, надежность, ремонтопригодность и т.д.), а ко второй – показатели экономичности производства изделия (металлоемкость, трудоемкость и общие затраты на его изготовление).

Наиболее существенным для машиноремонтных условий показателем технологичности является ремонтопригодность, которая может быть оценена:

1.конструктивной законченностью и достаточно легкой отделимостью деталей, узлов, механизмов, обеспечивающими возможность проведения агрегатноузлового метода ремонта;

2.унификацией, типизацией, стандартизацией и нормализацией узлов и деталей различных моделей дизеля одной марки;

3.доступностью дизеля к проведению технического обслуживания, монтажных, регулировочных и проверочных работ.

В составе показателей технологичности второй группы дополнительно выделяют конструктивную и технологическую металлоемкость, причем первая из них определяется отношением массы машины к одному из основных параметров технической характеристики, например, мощности привода, развиваемой мощности и т.д., а технологическая металлоемкость оценивается коэффициентом использования металла заготовки (отливки, поковки, штамповки и т.д.).

В составе стандартов ЕСТД регламентируются не только показатели технологичности конструкции, но и правила ее обеспечения, которые в практических условиях зачастую обусловливаются не столько требованиями к эксплуатационным качествам, сколько масштабами будущего машиностроительного или ремонтного производства. Действительно, несложно установить, что одно и то же изделие будет обладать различной экономичностью в условиях, например, единичного и крупносерийного производства. Эта объясняется тем, что использование специального оборудования и инструмента при изготовлении или ремонте машин крупными сериями способствует снижению припусков на механическую обработку заготовок и восстанавливаемых деталей, уменьшает технологическую металлоемкость и трудовые затраты на осуществление всего технологического процесса.

Основной отличительной особенностью ЕСТПП и ЕСТД является переход к оформлению отдельных технологических процессов и другой документации в виде, удобном для последующей обработки информации с использованием современной вычислительной техники, что обеспечивает автоматизацию технологического проектирования и труда инженерно-технического персонала промышленных предприятий.

81

1.4.6 Типизация технологических процессов в машиноремонте

Одним из основных направлений совершенствования технологической подготовки машиноремонтного производства является технологическая унификация, которая находит свое конкретное проявление в типизации проектируемых или действующих процессов и групповой обработке деталей при восстановлении и последующем обеспечении точностных параметров этих деталей механической обработкой.

Современная система типизации технологических процессов базируется на классификации собственно процессов и ремонтируемых деталей. В качестве классификационных признаков обычно принимают форму (конфигурацию), размеры, точность и качество обработанной поверхности, а структурно классификационная схема включает класс, подкласс, группу и тип.

Типом называется совокупность конструктивно сходных деталей, имеющих общий технологический процесс механической обработки.

Типовой технологический процесс обеспечивает систематизацию и стандартизацию последовательности обработки однотипных деталей, однако не исключает возможность добавления или устранения нехарактерных операций в том или ином конкретном случае. Типизация технологических пpoцессов может осуществляться в двух направлениях. Первое (основное) направление связывается с проведением классификации самих деталей, в результате чего выявляется определенное число типов, характеризующихся общностью принципиальных технологических процессов. Второй (вспомогательный) путь состоит в определении технологических решений, относящихся к обработке отдельных поверхностей или их сочетаний.

Все типовые технологические процессы разделяются на единичные, операционные и маршрутные, представляющие совокупность типовых операций.

Наиболее просто вопросы типизации технологических процессов решаются при организации производства стандартизированных деталей. В этих случаях создаются благоприятные условия для оформления типовой технологии в виде отраслевых руководящих материалов и нормалей.

Главное значение типизации в машиностроении и машиноремонте состоит в том, что она способствует унификации технологической оснастки и инструмента, упрощая не только подготовку производства, но и практическую реализацию выбранной последовательности механической обработки, технику нормирования ее и т.д.

В ремонтном производстве судовых дизелей номенклатура типодеталей достаточно велика, а сами работы по восстановлению работоспособности изделий и узлов отличаются непостоянством объема и различным характером. Вместе с тем, типовые этапы технологического процесса ремонта (мойка, разборка, дефектация и т.д.), их повторяемость, а также возможность выделения общих признаков у различных объектов ремонта (по методу восстановления, конструктивным особенностям) создают предпосылки к эффективному использованию типизации. Для машиноремонта типизация технологических процессов имеет особое значение, потому что позволяет существенно укрупнить единичное и мелкосерийное производство и за счет этого

82

применять восстановительные и ремонтные работы, свойственные крупносерийному ремонту.

Одной из форм типизации являются групповые технологические процессы, которые наиболее широко распространены в машиностроительном производстве, однако при определенных условиях могут найти применение и при централизованном машиноремонте.

Групповой метод представляет собой способ унификации технологии производства (ремонта), при котором для определенных групп однородных по конструктивно-технологическим признакам деталей устанавливают однотипные концентрированные технологические процессы. Концентрация операций в этих случаях не только не ухудшает экономических показателей восстановления или механической обработки, но и благодаря применению многоинструментальных наладок станков (чаще всего токарно-револьверных) обеспечивает более высокую производительность, чем при использовании индивидуальной технологии.

Сущность группового метода состоит в классификации ремонтируемых деталей по группам, в пределах каждой из которых устанавливают или искусственно создают так называемую комплексную деталь, т.е. деталь, содержащую все конструктивные элементы остальных деталей данной группы (группы втулок, поршневых пальцев и т.д.). Технологический процесс разрабатывают на ремонт комплексной детали, а при наладке оборудования корректируют по конкретной детали. Групповой метод ремонта способствует устранению основного противоречия серийного производства, заключающегося в необходимости при быстром насыщении его дорогой специальной технологической оснасткой обеспечивать наибольшую экономичность и производительность

1.4.7 Безопасность труда при работах

При работах по восстановлению и повышению срока службы деталей технических средств и корпуса судна используют металлообрабатывающее, электро- и газосварочное оборудование, различный инструмент и приспособления, электронагревательное и другое электрическое оборудование, растворы солей, кислотные и щелочные составы, различные клеи и лакокрасочные покрытия.

Работающие подвергаются при этом воздействию шума, тепловых и световых излучений, действию электрического тока и вредных выделений. Поэтому до начала выполнения работ исполнители должны быть ознакомлены с правилами техники безопасности и в процессе работы выполнять их.

Основные правила:

1.оборудование должно иметь в соответствующих местах ограждение (вращающихся и токоведущих частей), электрооборудование – заземление;

2.работать необходимо в средствах индивидуальной защиты;

3.помещения должны быть хорошо освещены, в гальванических цехах должно быть аварийное освещение;

4.при наличии вредных выделений помещение должно быть оборудовано соответствующей вентиляционной системой (приточно-вытяжной, местной);

83

5.токсичные материалы хранить в герметически закрывающейся таре и в специальных помещениях;

6.не курить и не принимать пищу при работе с токсичными материалами.

7.при попадании токсичных веществ на кожу немедленно удалять их ветошью, а затем промывать кожу теплой водой с мылом.

8.перед курением и приемом пищи мыть руки с мылом,

9.перед приемом пищи снимать спецодежду.

10.после работы принимать теплый душ.

К индивидуальным средствам защиты относят различные очки и наголовные щитки, респираторы и промышленные противогазы, противошумы, спецодежду, рукавицы и диэлектрические перчатки, специальную обувь и каски. Эти средства обычно играют дополнительную роль в предупреждении травматизма, однако в ряде случаев они являются единственным средством безопасности.

Спецодежду применяют следующую: хлопчатобумажную, шерстяную, брезентовую и асбестовую. При работах на станках, а также связанных с применением эпоксидных смол используют хлопчатобумажную одежду; с кислотами и щелочами – шерстяную; электро- и газосварочных – брезентовую; в зонах высоких температур – асбестовую.

При выполнении работ необходимо соблюдать правила ношения защитной одежды. Во время обслуживания механического оборудования для предупреждения опасности захвата одежды его вращающимися частями, приспособлениями, обрабатываемыми деталями следует строго следить за тем, чтобы одежда не имела свободно развевающихся концов, рваных частей. Рукава одежды при работе должны плотно облегать руку и быть застегнутыми.

Защитные очки применяют при работах, во время которых возможно образование отлетающей стружки, осколков и пыли, брызг или капель кислот и щелочей, а также различных паров и газов, лучистой энергии.

При сварочных работах каждый электросварщик для защиты лица и глаз от действия лучей электродуги должен быть обеспечен маской, или щитком с защитными стеклами (светофильтрами). Газосварщик должен быть обеспечен защитными очками.

Респираторы применяют для защиты органов дыхания. Используют респираторы ШБ-1 и «Лепесток» (от пыли), а также другие промышленные противогазы.

Противошумовые устройства применяют для защиты от воздействия шума.

Используют два типа противошумовых устройств:

1.внутренние (заглушки или вкладыши, вкладываемые в наружный слуховой

проход);

2.наружные (противошумные или шумозащитные наушники, прикрывающие полностью ушную раковину).

Защитные пасты используют для предохранения кожи лица, шеи и рук. При очистных и покрасочных работах, а также работах с нефтепродуктами применяют пасты ХИОТ-6 и ИЭР-1, при работах с водными растворами кислот и щелочей — пасту ИЭР- 2.

84

1.5Ремонт корпусов судов

1.5.1Способы и сооружения для обнажения подводной части судов при ремонте

Для ремонта подводной части корпусов суда полностью или частично поднимают, используя специальные судоподъемные сооружения. Полностью обнажают подводную часть судна с помощью плавучих доков, эллингов и слипов. При судоремонте полностью или частично могут обнажать подводную часть корпуса судна кренованием, дифферентованием, вымораживанием, кессонированием.

Плавучий док состоит из плоского прямоугольного понтона, на стальной палубе которого размещены опоры для судов.

Такие доки бывают металлическими и железобетонными, монолитными и секционными, автономными и неавтономными. Основное отличие секционного дока заключается в том, что он состоит из нескольких обособленных секций. Монолитные доки представляют собой единое неразъемное сооружение.

Автономный док отличается от неавтономного тем, что он имеет собственную энергетическую установку и в нем можно выполнять доковые работы, не получая энергию с берега.

Эллинг является капитальным сооружением. Пути эллинга оснащены железнодорожными рельсами, по которым подъем и спуск судов на тележках осуществляют электрическими лебедками.

Слипы – самые распространенные судоподъемные сооружения на предприятиях речного флота. В качестве основного типа получил распространение поперечный слип гребенчатой системы.

Типовой гребенчатый слип представляет собой судоподъемное сооружение с наклонной плоскостью и боковыми стапелями, служащими для откатки и установки поднятых судов. Слип оборудован многокатковыми косяковыми и самоходными гидравлическими стапельными тележками. Для передвижения судна по стапельным путям имеется комплект четырехколесных ведущих и ведомых стапельных тележек.

Горизонтальные стапели слипа оборудуют портальными или башенными кранами для механизации подъемно-транспортных и ремонтных работ.

Обсушка судна заключается в использовании весеннего или осеннего подъема воды. Судно подводят на заранее подготовленную затопленную паводковую площадку со стапель-блоками и при спаде уровня воды выполняют посадку судна на них. Вывод отремонтированного судна в этом случае возможен лишь при очередном повторном подъеме воды.

Кренование для обнажения подводной части корпуса выполняют путем налива воды в бортовые или концевые отсеки, а также погрузкой необходимой массы груза на палубу или в корпусе судна.

При дифферентовании наклон судна в нос или корму достигают принятием балласта в форпик (ахтерпик), подведением понтонов под оконечности судна или подъемом оконечности судна краном.

Дифферентовать можно только суда, имеющие достаточную продольную прочность.

85

Вымораживание корпуса судна для обнажения поврежденных участков или винторулевого комплекса применяют в тех районах, где в течение зимы бывают устойчивые морозы и отсутствуют резкие колебания уровня воды. Процесс вымораживания состоит в вырубке льда для доступа к поврежденному участку подводной части корпуса судна.

Кессоны используют для устранения повреждений подводной части корпуса и винторулевого комплекса судна на плаву.

Применение кессонов позволяет проводить ремонтные работы снаружи и изнутри. Для обеспечения плотного прилегания кессонов к корпусу судна кромки их обшивают парусиной.

Простейший вид кессона представляет собой понтон, верхняя часть которого при поджатии к корпусу выступает над уровнем воды. Современные металлические кессоны оборудованы компрессорными установками, балластными насосами, сварочными аппаратами и другими механизмами. Все это обеспечивает автономность при производстве ремонтных работ.

1.5.2 Износы корпусных конструкций

Корпуса и надстройки судов являются наиболее ответственными конструкциями, которые подвержены в эксплуатации нормальному физическому изнашиванию.

Постепенные отказы корпусных конструкций появляются в результате химического, электрохимического и биологического воздействия окружающей водной среды.

При нормальной безаварийной эксплуатации судов определяющими износами являются коррозионный и электрохимический.

Коррозионное изнашивание в результате химического взаимодействия железоуглеродистых металлов с газами и жидкостями – процесс неизбежный. Коррозионное разрушение существенно влияет на изменение общей и местной прочности корпусных конструкций.

Скорость химического коррозионного разрушения зависит от структуры,

неоднородности металла, химического состава водной среды, материала, из которого изготовлен корпус судна и т.п.

По условиям протекания различают газовую и атмосферную коррозии. Первая из них характерна для разрушения металлов в газовой среде при высоких температурах, а вторая протекает в атмосферном воздухе при наличии на поверхности металла конденсата или тонкой пленки воды.

Оба эти вида коррозии могут распространяться равномерно (рисунок 1.29, а) иди неравномерно (рисунок 1.29, б) по всей поверхности (сплошная коррозия) или только части ее (местная коррозия).

Местная коррозия разрушает отдельные участки конструкции пятнами (рисунок 1.29, в), язвами (рисунок 1.29, г). Она может быть в виде точек (рисунок 1.29, д), межкристаллическая (рисунок 1.29, е), сквозная (рисунок 1.29, ж) и подповерхностная (рисунок 1.29, з).

86

Предельные значения коррозионных износов листов обшивки и основных групп связей корпуса ограничены остаточными толщинами этих связей, численно регламентируемыми Правилами.

Рисунок 1.29 – Коррозионные разрушения металла

Электрохимическая коррозия разрушает металл под воздействием электрического тока, протекающего от одной части корпуса к другой.

Скорость электрохимического разрушения возрастает с увеличением содержания солей, кислот и щелочей в воде, температуры и скорости потоков, омывающих корпус.

Эрозионное изнашивание появляется в результате механического разрушения металла под воздействием потока жидкости или газа. Оно наблюдается в основном в местах наиболее интенсивных потоков (кормовая часть корпуса в районе винторулевого комплекса).

Абразивное изнашивание вызывается взаимодействием корпуса судна с абразивными материалами при плавании на мелководье, шлюзовании, перевозке песка, гравийных материалов и т.п.

Коррозионно-механическое изнашивание – это разрушение металла под влиянием механических воздействий, сопровождающееся химической и электрохимической коррозиями.

1.5.3 Остаточные деформации и повреждения корпусов

Остаточные деформации (общие или местные) представляют собой изменения формы и размеров корпусных конструкций без разрушения металла этих конструкций.

Общие остаточные деформации проявляются в виде прогибов и перегибов корпуса судна (рисунок 1.30). При общем и остаточном прогибе выпуклостью вниз (рисунок 1.30, а) расстояние между шпангоутами (шпация) по палубе меньше, чем соответствующая шпация по днищу. Общий остаточный прогиб выпуклостью вверх с обратными соотношениями шпаций палубы и днища принято называть перегибом

(рисунок 1.30, б).

Рисунок 1.30 – Прогибы и перегибы корпусов судов

87

Основными причинами, вызывающими общие остаточные деформации в форме прогиба (перегиба), являются эксплуатационные волновые и технологические нагрузки. Эти нагрузки возникают из-за нарушения правил загрузки и разгрузки судна, выполнения больших объемов сварочных работ при ремонте корпуса без соблюдения установленной последовательности наплавки, и т.п.

Местные остаточные деформации проявляются в виде вмятин, бухтин и гофрировки (рисунок 1.31). Они образуются в процессе эксплуатации судов при столкновении их с плавающими предметами, навалах корпуса на стенки гидротехнических сооружений, при швартовке и шлюзовании, плавании судов в ледовых условиях и производстве перегрузочных работ.

а – вмятины; б – бухтины; в – гофрировка

Рисунок 1.31 – Местные остаточные деформации

Технологические местные остаточные деформации появляются в результате сварки и наплавки корпусных конструкций при постройке или ремонте судов. Эти деформации обычно устраняют безударной тепловой правкой.

Вмятины (рисунок 1.31, а) – это местные остаточные деформации листов обшивки корпуса совместно с набором. Вмятины оказывают влияние на местную и общую прочность судна.

Наибольшее влияние на общую прочность оказывают вмятины, расположенные в средней части судна на днище или палубе и охватывающие большие участки этих связей по ширине корпуса.

Бухтины (рисунок 1.31, б) – это местные отдельно расположенные остаточные прогибы листов между балками судового набора. Они определяются стрелкой прогиба, длиной и шириной. На общую прочность корпуса судна и сопротивление воды движению судна они не влияют.

Гофрировки (рисунок 1.31, в) представляют собой остаточные прогибы листов между несколькими последовательно расположенными балками судового набора. Они характеризуются стрелкой прогиба и районом распространения по длине и ширине судна. Гофрировки влияют на местную прочность, а при расположении в средней части корпуса и на общую прочность судна.

Трещины в обшивке и наборе корпуса могут быть поверхностными, сквозными и внутренними. Образованию трещин способствуют повышенные внутренние

88

напряжения, концентраторы напряжений, значения и характер изменения действующих нагрузок.

1.5.4 Организация дефектации судов при ремонте

При ремонте корпусов судов дефектацию проводят для оценки технического состояния конструкций и установления необходимых объемов ремонта с целью поддержания судна в работоспособном состоянии.

Подготовка корпуса судна к дефекации предусматривает следующие операции:

1)подъем судна на слип и установку его на кильблоки или клети высотой не

менее 1 м;

2)удаление цементных заливок, зачистку металла в местах измерения износов; нумерацию шпангоутов по наружной обшивке корпуса

Дефектацию корпуса выполняют специальные комиссии, в состав которых включают представителей судоремонтного предприятия (обычно председатель комиссии) и судовладельца, мастеров отдела технического контроля и судоремонтного цеха предприятия, капитана или механика ремонтируемого судна.

Капитан судна представляет в комиссию:

1)паспорт судна и чертежи корпуса;

2)книгу судовых документов РРР на годность к плаванию;

3)вахтенный журнал;

4)акт дефектации для судов, техническое состояние которых оценивают при следующем ремонте;

Результаты дефектации представляют в виде следующих документов:

1.растяжки наружной обшивки обоих бортов, настилов палуб и двойного дна, обшивок внутренних переборок с указанием повреждений и износов;

2.таблицы измерений повреждений и износов основных групп связей корпуса;

3.акта дефектации с указанием объемов работ по замене поврежденных и изношенных элементов корпуса.

Акт дефектации кроме общих сведений о судне и объемов ремонтных работ содержит заключение о способах устранения дефектов.

1.5.5Обследование и оценка технического состояния корпусных конструкций

Обследование корпусных конструкций проводят для оценки износов групп связей, местных остаточных деформаций наружной обшивки, настила и набора.

Техническое состояние изношенного корпуса устанавливают по остаточной толщине его элементов и групп связей.

Остаточные толщины измеряют раздельно для листов и элементов набора. Обследование корпусных конструкций выполняют в два этапа. На первом этапе

определяют возможность дальнейшей эксплуатации судна с соответствующей оценкой технического состояния без ремонта.

Количество измерений на этом этапе в одном отсеке на балках набора и переборках устанавливают раздельно для днищевого, бортового и палубного наборов. В тех случаях, когда остаточные толщины отдельных связей или групп этих связей

89

меньше минимально допустимых значений, проводят дополнительные обследования (второй этап) с более детальными измерениями толщин.

Местный износ оценивают по линейному истиранию листа, канавочному и язвенному износу. Точки измерения местного износа обычно выбирают на основании визуального осмотра в наиболее изношенных местах или по середине пластины.

Канавочный и язвенный износы устанавливают по разности остаточной толщины листа и глубины язв.

Остаточные толщины листов определяют по двум схемам измерений (рисунок 1.32). По первой схеме (рисунок 1.32, а) измеряют толщины по диаметральной плоскости в трех сечениях: (при 0,5 длины судна, точка 2 в носовой и кормовой оконечностях (соответственно т. 1 и 3). Количество измерений ограничивают тремя. При фактических измеренных остаточных толщинах, отличающихся друг от друга более, чем на 0,5мм, количество точек измерений увеличивают до семи точек 1–7 (см рисунок 1.32, б).

Рисунок 1.32 – Схемы измерения остаточных толщин

Расчетные значения остаточных толщин листа и средние остаточные толщины в районах местного износа корректируют с учетом язвенного и канавочного износа.

При обследовании элементов набора устанавливают абсолютные, средние и наименьшие значения остаточных толщин.

Принципиально для измерения (оценки) остаточных толщин возможно использование следующих методов: весового, микрометрического и ультразвукового.

Весовой метод оценки износов связей отличается простотой и доступностью, хотя и относится к методу разрушающего контроля.

Микрометрический метод измерения износов связей элементов корпуса судна предусматривает определение остаточных толщин с помощью специальных индикаторных приборов (рисунок 1.33).

90