Методы увеличения междоковых интервалов стоечных судов и плавучих сооружений - Морские вести России

Методы увеличения междоковых интервалов стоечных судов и плавучих сооружений

30.04.2021

Судостроение

Методы увеличения междоковых интервалов стоечных судов и плавучих сооружений

Фото: ФГУП «13 СРЗ ЧФ» МО РФ

Российский морской регистр судоходства (РС, Регистр) разработал и внедрил новые требования для стоечных несамоходных судов, предусматривающих эксплуатацию без постановки в док в течение 40-50 лет. Судам, построенным в соответствии с новыми требованиями, к основному символу класса добавляется дополнительный знак UWILD или UWILD(S). В статье описаны способы обеспечения возможности обслуживания донно-бортовой арматуры таких судов без постановки в док.

Владимир Шурпяк, к.т.н., заместитель начальника отдела механического оборудования и систем ФАУ «Российский морской регистр судоходства»

Одной из наиболее серьезных статей расходов судовладельца остаются затраты на проведение докования судна. Традиционно основные цели проведения докования – очистка подводной части судна от морских организмов и окраска подводной части, что позволяет уменьшить сопротивление корпуса и значительно сэкономить топливо.

Другой важной целью докования, которая вышла на первый план после разработки необрастающих покрытий, является поддержание и проверка технического состояния подводной части корпуса судна, донно-бортовой арматуры в подводной части, подводных частей рулевых устройств; валопроводов, движителей и средств активного управления судном (САУС); частей навигационного оборудования, расположенных в подводной части корпуса.

Докование стоечных судов

Требование о проведении докования судов связано с Правилом 10/I МК СОЛАС, устанавливающим не менее двух проверок подводной части грузового судна в течение пятилетнего периода.

Вместе с тем это требование не распространяется на стоечные суда, для которых проверка технического состояния валопроводов и рулевых устройств, а также навигационного оборудования неактуальна. Стоечные суда составляют особую группу объектов технического наблюдения, для которых первое докование предусматривается Правилами РC через 15 лет, а последующие докования с интервалом в 10 лет.

Однако существуют такие суда и сооружения, размеры или географическое расположение которых не позволяют произвести постановку в док в течение всего жизненного цикла. Примеры таких объектов – плавучие электростанции (в том числе атомные), плавучие доки, крупные нефтегазовые терминалы, плавучие нефтегазовые хранилища и другие сооружения на шельфе. При их проектировании закладывается длительный срок эксплуатации без обслуживания в доке, в связи с чем РС разработал специальные требования для стоечных несамоходных судов, предусматривающих эксплуатацию без постановки в док в течение 40–50 лет.

Если на стадии проектирования РС согласовывает технические решения, позволяющие допустить бездоковую эксплуатацию на требуемый заказчиком период, то это указывается в документах по результатам освидетельствований и принимается при дальнейшей организации периодических освидетельствований судна в эксплуатации.

Вместе с тем от проекта к проекту эти технические решения могут отличаться, поэтому в Правилах Регистра приведены минимальные критерии для таких судов. Критерии сформулированы в новом разделе 20 части XVII Правил РС.

Стоечным судам, построенным в соответствии с новыми требованиями, к основному символу класса добавляется дополнительный знак о готовности судна к длительной эксплуатации без постановки в док UWILD или UWILD(S) (underwater inspection in lieu of dry-docking). Присвоение знака не является обязательным и выполняется по желанию судовладельца стоечного судна в случае, если им принято решение исключить проведение докования.

Новые требования можно разделить на две группы:

1. Сохранение прочности и герметичности корпуса судна.

2. Техническое обслуживание установленной на наружной обшивке донно-бортовой арматуры.

Сохранение прочности и герметичности корпуса судна достигается за счет увеличения толщины корпусных конструкций (с увеличением запаса на износ) и мер по уменьшению интенсивности коррозии (защита наружной обшивки путем нанесения защитного покрытия совместно с применением электрохимической защиты). Кроме того, должен быть обеспечен доступ к любому элементу конструкции наружной обшивки с внутренней стороны корпуса для возможности проведения замеров.

Поскольку у стоечного судна отсутствует или не используется пропульсивная энергетическая установка, то нет необходимости освидетельствования в доке гребных валов, гребных винтов и рулевых устройств. Из элементов механической установки стоечного судна только донно-бортовая арматура требует доступа для обслуживания.

При разработке проекта требований к стоечным судам с длительным междоковым интервалом в Регистре исходили из того, что в настоящее время невозможно создать арматуру, которая могла бы служить без технического обслуживания весь срок эксплуатации такого судна. Поэтому должны быть приняты меры для обеспечения возможности обслуживания донно-бортовой арматуры (ДБА) без постановки в док. Из опыта технического наблюдения РС известны несколько способов достижения этого, описанных ниже.

Способы освидетельствования ДБА

Наиболее простой способ освидетельствовать донно-бортовую арматуру без докования, широко применяющийся на речных судах, – использование специальных приемных клапанов для кингстонного ящика. Обычно это тарельчатый клапан без корпуса с длинным штоком или валиковым приводом, верхний конец которого выводится из кингстонного ящика через переборочное уплотнение (пример показан на рисунке 1). При необходимости тарелка клапана закрывает отверстие в наружной обшивке, после чего можно откачать воду и провести работы внутри кингстонного ящика, включая обслуживание самого клапана, без постановки судна в док. Такой способ широко распространен на речных судах. На морских судах и сооружениях такие клапаны практически не применяются из-за их низкой надежности. Кроме того, по мере увеличения мощности требуется существенное увеличение размеров или количества таких клапанов. Так как скорости потока ограничены, а размеры тарелок клапанов обычно не превышают DN = 400, такая конструкция может применяться только при небольших потребностях в забортной воде.

Рис. 1. Кингстонный ящик, отсекаемый от наружной обшивки.


1 – приемный клапан кингстонного ящика; 2 – валиковый привод клапана с палубным уплотнением; 3 – донно-бортовый клапан (кингстон); 4 – задраенная крышка лаза в кингстонный ящик

Наиболее радикальным решением является отказ от использования забортной воды. Для этого системы охлаждения выполняются одноконтурными с использованием в качестве поверхностей теплообмена забортных охладителей.

Правила Регистра подразделяют забортные охладители на килевые и проточные.

Килевые охладители представляют собой один или несколько герметичных каналов, являющихся частью корпуса судна, через которые прокачивается охлаждаемая среда (обычно пресная вода с гликолем). При этом площадь поверхностей теплообмена образована наружной обшивкой канала, омываемой забортной водой, что ограничивает эффективность охлаждения энергетического оборудования. Интенсивность такого теплообмена у стоечных судов существенно ниже по сравнению с самоходными судами, поскольку наружная обшивка, которая одновременно является поверхностью теплообмена, омывается забортной водой только за счет естественной циркуляции (пример показан на рисунке 2).

Рис. 2. Устройство забортного килевого охладителя на судне, предназначенном для эксплуатации без докования.


1 – приемный клапан; 2 – горловина лаза одного из каналов охлаждения; 3 – отливной клапан

Килевые охладители на судах, рассчитанные на эксплуатацию без докования, должны иметь достаточные размеры и горловину для доступа к наружной обшивке и проведения замеров толщин корпусных конструкций.

Другой вид забортных охладителей – проточные (их часто называют «бокскулерами», от английского boxcooler). Они представляют собой теплообменные аппараты, в которых охлаждаемая среда (пресная вода) прокачивается через змеевики охлаждения, расположенные в специальной выгородке с отверстиями в бортовой обшивке для обеспечения естественной циркуляции забортной воды.

Конструкция крепления забортного охладителя должна позволять демонтаж для доступа к трубной части и технического обслуживания, очистки и ремонта без постановки судна в док. Пример такого забортного теплообменного аппарата, позволяющего осуществить в судовых условиях его демонтаж, показан на рисунке 3.

Рис. 3. Конструкция крепления и расположения проточного забортного охладителя на обычном судне (слева) и на стоечном судне, предназначенном для эксплуатации без докования (справа).


1 – трубная часть забортного теплообменного аппарата; 2 – крышка забортного теплообменного аппарата; 3 – кронштейны; 4 – задраенная крышка; 5 – проушина для подъема забортного теплообменного аппарата

Существенным ограничением для применения забортных охладителей является площадь поверхностей труб теплообменного аппарата, которая часто может не соответствовать требуемой мощности установки. Тепловой поток, который обеспечивается естественной циркуляцией воды, может быть недостаточно интенсивен, особенно это актуально для стоечных судов. Поэтому для мощных потребителей с большим расходом воды на охлаждение (например, плавучих электростанций) такой способ выполнения требований не подходит. Кроме того, для многих судовых систем (например, водопожарной или систем для технологических нужд) обязательно требуется прием забортной воды, так как иначе их работа в принципе невозможна.

Другой способ обеспечить возможность технического обслуживания донно-бортовой арматуры без докования – применение внешних заглушек, как отдельных для каждой единицы арматуры, так и герметичных закрытий кингстонных ящиков. Установка таких временных закрытий и заглушек должна быть предусмотрена на наружной обшивке для обслуживания донно-бортовой арматуры, расположенной ниже ватерлинии, и может осуществляться водолазами. Для снижения риска повреждения при буксировке судна патрубок необходимо размещать так, чтобы он не выступал за наружную обшивку (пример показан на рисунке 4).

Рис. 4. Установка временных фланцевых заглушек на бортовых патрубках.


1 – донно-бортовая арматура; 2 – бортовой патрубок; 3 – ниша бортового патрубка; 4 – внешний фланец бортового патрубка; 5 – заглушка, закрепленная водолазами с помощью болтов

Еще один способ – использовать в конструкции судна сквозной колодец (или шахту), внутри которого устанавливается вся отливная и приемная арматура (пример показан на рисунке 5). При этом необходимо предусмотреть возможность его закрытия и осушения для проведения работ с донно-бортовой арматурой. Шахта может закрываться временной заглушкой как снаружи водолазами, так и изнутри (сверху краном), как показано на рисунке.

Рис. 5. Принцип работы конструкции с использованием закрывающейся приемной шахты для забора воды системы охлаждения: вверху в режиме эксплуатации, внизу в режиме проведения технического обслуживания.


1 – приемная шахта с открытой крышкой; 2 – отливная арматура; 3 – приемная арматура; 4 – погружной насос; 5 – привод погружного насоса; 6 – приемная шахта с закрытой крышкой; 7 – крышка приемной шахты, закрепленная болтами

Если в такой шахте используются погружные насосы без донно-бортовой арматуры, то закрытие и осушение такой шахты можно не предусматривать, но в этом случае должна быть возможность извлекать погружные насосы для технического обслуживания. Примеры использования погружных насосов для водопожарной системы, опускающихся и поднимающихся для обслуживания, можно встретить на некоторых плавучих буровых установках (ПБУ) и других шельфовых объектах.

Знаки символа класса

Новыми требованиями Правил РС предусмотрено два дополнительных знака UWILD и UWILD(S). Различия между этими знаками заключаются в том, что на стоечных судах со знаком UWILD(S) все системы и механизмы, использующие отключенные единицы донно-бортовой арматуры, должны оставаться в работоспособном состоянии c использованием резервирования систем забортной воды. При этом для судов с дополнительным знаком UWILD(S) должна быть предусмотрена возможность проводить любые виды технического обслуживания и освидетельствований без остановки работы энергетической установки и при непрерывной эксплуатации стоечного судна по прямому назначению.

Учитывая технические трудности, возникающие при доковании крупных стоечных объектов морской инфраструктуры, выполнение требований РС для судов с новыми дополнительными знаками UWILD и UWILD(S) позволит существенно оптимизировать затраты на техническое обслуживание стоечных судов.

Морской флот №1 (2021)

Баннер
Газпромбанк
Camco
Советская Гавань
Тенденции в управлении портовым бизнесом
6MX

Нас поздравляют

Газета Морские вести России 25 лет

Нас поздравляют

Журнал Морской флот 135 лет
Журнал Транспортное дело России
НЕВА-2021