Мониторинг прочности судна как один из путей обеспечения безопасности мореплавания
Проведен анализ аварийности на морском флоте. Подчеркивается необходимость нахождения оптимального решения для обеспечения безопасности мореплавания с позиции мониторинга технического состояния корпусных конструкций судов. Приведены и проанализированы первые результаты исследований материала корпусн...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
|---|---|
| Datum: | 2011 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2011
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102501 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Мониторинг прочности судна как один из путей обеспечения безопасности мореплавания / О.П. Завальнюк, В.Б. Нестеренко // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2011. — № 4. — С. 53-56. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-102501 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Завальнюк, О.П. Нестеренко, В.Б. 2016-06-12T02:43:17Z 2016-06-12T02:43:17Z 2011 Мониторинг прочности судна как один из путей обеспечения безопасности мореплавания / О.П. Завальнюк, В.Б. Нестеренко // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2011. — № 4. — С. 53-56. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 0235-3474 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102501 656.61. 629.5.015.4. 621.129 Проведен анализ аварийности на морском флоте. Подчеркивается необходимость нахождения оптимального решения для обеспечения безопасности мореплавания с позиции мониторинга технического состояния корпусных конструкций судов. Приведены и проанализированы первые результаты исследований материала корпусных конструкций судов с применением метода неразрушающего контроля по измерениям коэрцитивной силы. Analysis of accident rate in the navy was performed. The need for finding an optimum solution for ensuring safe navigationin terms of monitoring the technical condition of ship hull structures is emphasized. The first results of investigation ofship hull structure material with application of the technique of NDT by coercive force measurements are given and analyzed. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Техническая диагностика и неразрушающий контроль Производственный раздел Мониторинг прочности судна как один из путей обеспечения безопасности мореплавания Monitoring ship strength as one of the methods to improve navigation safety Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Мониторинг прочности судна как один из путей обеспечения безопасности мореплавания |
| spellingShingle |
Мониторинг прочности судна как один из путей обеспечения безопасности мореплавания Завальнюк, О.П. Нестеренко, В.Б. Производственный раздел |
| title_short |
Мониторинг прочности судна как один из путей обеспечения безопасности мореплавания |
| title_full |
Мониторинг прочности судна как один из путей обеспечения безопасности мореплавания |
| title_fullStr |
Мониторинг прочности судна как один из путей обеспечения безопасности мореплавания |
| title_full_unstemmed |
Мониторинг прочности судна как один из путей обеспечения безопасности мореплавания |
| title_sort |
мониторинг прочности судна как один из путей обеспечения безопасности мореплавания |
| author |
Завальнюк, О.П. Нестеренко, В.Б. |
| author_facet |
Завальнюк, О.П. Нестеренко, В.Б. |
| topic |
Производственный раздел |
| topic_facet |
Производственный раздел |
| publishDate |
2011 |
| language |
Russian |
| container_title |
Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Monitoring ship strength as one of the methods to improve navigation safety |
| description |
Проведен анализ аварийности на морском флоте. Подчеркивается необходимость нахождения оптимального решения для обеспечения безопасности мореплавания с позиции мониторинга технического состояния корпусных конструкций судов. Приведены и проанализированы первые результаты исследований материала корпусных конструкций судов с применением метода неразрушающего контроля по измерениям коэрцитивной силы.
Analysis of accident rate in the navy was performed. The need for finding an optimum solution for ensuring safe navigationin terms of monitoring the technical condition of ship hull structures is emphasized. The first results of investigation ofship hull structure material with application of the technique of NDT by coercive force measurements are given and analyzed.
|
| issn |
0235-3474 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102501 |
| citation_txt |
Мониторинг прочности судна как один из путей обеспечения безопасности мореплавания / О.П. Завальнюк, В.Б. Нестеренко // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2011. — № 4. — С. 53-56. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT zavalʹnûkop monitoringpročnostisudnakakodinizputeiobespečeniâbezopasnostimoreplavaniâ AT nesterenkovb monitoringpročnostisudnakakodinizputeiobespečeniâbezopasnostimoreplavaniâ AT zavalʹnûkop monitoringshipstrengthasoneofthemethodstoimprovenavigationsafety AT nesterenkovb monitoringshipstrengthasoneofthemethodstoimprovenavigationsafety |
| first_indexed |
2025-11-25T21:07:21Z |
| last_indexed |
2025-11-25T21:07:21Z |
| _version_ |
1850550035487391744 |
| fulltext |
УДК 656.61. 629.5.015.4. 621.129
МОНИТОРИНГ ПРОЧНОСТИ СУДНА КАК ОДИН ИЗ ПУТЕЙ
ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ МОРЕПЛАВАНИЯ
О. П. ЗАВАЛЬНЮК, В. Б. НЕСТЕРЕНКО (Херсонский гос. морской ин-т)
Проведен анализ аварийности на морском флоте. Подчеркивается необходимость нахождения оптимального ре-
шения для обеспечения безопасности мореплавания с позиции мониторинга технического состояния корпусных кон-
струкций судов. Приведены и проанализированы первые результаты исследований материала корпусных конструкций
судов с применением метода неразрушающего контроля по измерениям коэрцитивной силы.
Analysis of accident rate in the navy was performed. The need for finding an optimum solution for ensuring safe navigation
in terms of monitoring the technical condition of ship hull structures is emphasized. The first results of investigation of
ship hull structure material with application of the technique of NDT by coercive force measurements are given and analyzed.
Перевозка грузов морским транспортом занимает
одно из основных мест в мировой экономике.
Более 90 % мировых перевозок природных ми-
неральных ресурсов, нефти, газа, химических про-
дуктов, зерновых и других грузов осуществляется
морским путем. Основная масса генеральных гру-
зов в контейнерах также перевозится морем.
Громадные материальные ценности и людские
ресурсы постоянно находятся в процессе переме-
щения на морских трассах.
Следствиями современных морских катастроф
и серьезных аварий являются многочисленные че-
ловеческие жертвы, экологические проблемы, ма-
териальные потери, а также не поддающийся ма-
териальному учету психологический фактор.
Иллюстрируя ситуацию с аварийностью на
морском флоте, воспользуемся данными, приве-
денными на XII семинаре Российского морского
регистра судоходства «Качественное судоходс-
тво: стандарт XXI века. Безопасность и защита
морской среды: грядущие перемены» (Санкт-Пе-
тербург, октябрь 2009).
Генеральный директор Российского морского
регистра судоходства в своем докладе «Системный
подход к обеспечению безопасности: тенденции и
приоритеты развития» [1] представил данные, ха-
рактеризующие состояние аварийности судов, за-
регистрированных в реестре Российского регистра.
По словам докладчика эти данные незначительно
отличаются от аналогичных показателей аварийнос-
ти судов мирового флота. На рис. 1 представлено
распределение аварийных случаев по видам и
объектам технического наблюдения.
На рис. 2 приведены результаты инспекций су-
дов органами Государственного портового конт-
роля (Port State Control) — органа, установленного
Международной морской организацией (IMO) для
осуществления контроля заходящих в порты су-
дов на соответствие их требованиям международ-
ных конвенций, направленных на обеспечение бе-
зопасности мореплавания.
При сравнении рис. 1 и 2 видно, что значи-
тельная доля аварий происходит из-за износа, пов-
реждений, дефектов корпусной части судна (поч-
© О. П. Завальнюк, В. Б. Нестеренко, 2011
Рис. 1. Распределение аварийных случаев по видам и объек-
там технического наблюдения (%): 1 — корпус (41,63); 2 —
главные механизмы (16,72); 3 — вспомогательные механиз-
мы (3,73); 4 — электрооборудование (2,02); 5 — валопроводы
(12,14); 6 — движители (4,23); 7 — рулевые устройства
(1,93); 8 — якорные усройства (0,76); 9 — кораблекрушения
(5,08); 10 — прочие (11,75)
Рис. 2. Распределение несоответствий по категориям в
2008 г. (%): 1 — механические установки (14); 2 — МКУБ
(13); 3 — общие вопросы безопасности (15); 4 — ОСПС (1);
5 — перевозка грузов (1); 6 — противопожарная защита (18);
7 — радиооборудование (5); 8 — спасательные средства (10);
9 — средства сигнализации (1); 10 — судовые свидетельства
(1); 11 — безопасность мореплавания (8); 12 — грузмарка (7);
13 — МАРПОЛ 73/78 (6)
ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2011 53
ти 42 %). В то же время органами портового кон-
троля дефектов в корпусной части не выявлено, т.
е. усталость металла, скрытые дефекты и износ кор-
пуса судна, а также другие показатели скрытой уг-
розы безопасности судна невозможно выявить при
подобного рода инспекциях. Например, на рис. 3
показана катастрофа 30-летнего судна EUROBUL-
KER-X у причала при погрузке клинкера.
Гибель танкеров «Erika» и «Prestige» в начале
нынешнего тысячелетия повлекла за собой гиган-
тские загрязнения нефтью побережья Франции и
Испании.
К сожалению, сегодня участились случаи гибели
судов класса «река–море», которые сопровождают-
ся человеческими жертвами. Подтверждением это-
му служит недавний случай гибели теплохода «Ва-
силий», перевозившего металл из Украины в Гру-
зию, который затонул в 2010 г. у мыса Кыз-Аул в
Черном море в условиях 5-балльного шторма: судно
разломилось пополам и затонуло.
Теплоход «Basiktash» (груз — 2950 т базальта)
потерпел крушение в 2011 г. в порту Сочи, в
результате разлома в районе миделя.
Цель данной работы — найти оптимальные ре-
шения обеспечения безопасности мореплавания с
позиции мониторинга технического состояния
корпусных конструкций судов.
Результаты исследований. В течение жизни
всего лишь одного поколения людей флот качес-
твенно менялся дважды. В послевоенные годы в
условиях наступившего мира и подъема мировой
экономики наблюдались интенсивный рост, ка-
чественное обновление и модернизация флота.
Длина судов заметно выросла по сравнению с до-
военными судами и достигла 160…180 м. Про-
дольная прочность корпусов судов обеспечива-
лась теми нормами, которые использовались в су-
достроении, и вопрос контроля продольной проч-
ности не стоял так остро, если погрузка/выгрузка
выполнялась без резких отклонений от инструк-
ций и рекомендаций судостроителей.
Следующая волна обновления морского флота
происходила в 1970-е годы. Внедрение электрос-
варки, секционного судостроения, других передо-
вых методов строительства судов, а также разра-
ботка новых судовых двигателей, более современ-
ного машинного, навигационного, спасательного
и другого оборудования позволили резко увели-
чить размеры судов.
Как оказалось, крупные суда более экономич-
ны в постройке и еще более выгодны заказчикам.
Однако с увеличением длины судов неизбежно
возросла их уязвимость от воздействия перегрузок
на корпус за счет высокой интенсивности грузовых
работ в портах погрузки и выгрузки, влияния мор-
ского волнения, вновь появившихся требований по
смене балласта в море, сопровождающихся изби-
рательной нагрузкой на отдельные участки корпуса.
К примеру, интенсивность погрузки угля в порту
Ричардс Бей (ЮАР) достигает 10 тыс. т/ч. Часто су-
довые насосы не успевают откатывать балласт и
приходится останавливать погрузку. Судно типа
«capesize» грузоподъемностью 150 тыс. т нахо-
дится на погрузке приблизительно одни сутки. При
такой интенсивности погрузки возникают значи-
тельные напряжения в корпусе, которые ведут к ус-
коренной деградации металла корпуса. Интенсив-
ный процесс износа продолжается и при плавании
судна в штормовых условиях. Все эти факторы наг-
ружения, как и следующие далее, полностью отве-
чают малоцикловой усталости (МЦУ), причем в тя-
желом режиме.
Предельный возраст транспортного флота ко-
леблется в пределах 25…30 лет и процессы дег-
радации металла в корпусе совместно с активны-
ми коррозионными явлениями ведут к ослабле-
нию продольной прочности корпуса судна, кото-
рая не может определяться широко известными
на сегодня методами контроля прочности судна.
Комитет по безопасности на море (MSC) Меж-
дународной морской Организации (ИМО) 6 июня
1994 г. представил «Рекомендации по установке
систем мониторинга напряжений корпуса для по-
вышения безопасной эксплуатации судов, перево-
зящих сухие грузы навалом» (MSC/Circ.646, 1994.
Recommendations for the fitting of Hull Stress Moni-
toring Systems). Согласно документу [2], количество
балкеров, потерпевших крушение, в конце 1980-х
годов стимулирует ИМО принять различные меры
к повышению уровня безопасности таких судов. Од-
ним из таких шагов стала рекомендация ИМО су-
довладельцам об установке систем мониторинга
прочности корпуса для обеспечения безопасности
эксплуатации балкеров дедвейтом 20 и более тысяч
тонн. Предполагалось, что установка таких систем
необходима и на других подобных судах.
В 2010 г. в Херсонском государственном мор-
ском институте при кафедре судовождения, ох-
раны труда и окружающей среды создана науч-
но-исследовательская лаборатория «Безопасность
грузовых и балластных операций морских судов»,
целью которой стало решение задачи мониторинга
прочности корпуса судна при любых условиях
его эксплуатации.
Рис. 3. Катастрофа судна EUROBULKER-X (сентябрь, 2000 г.,
Греция)
54 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2011
Первоначально авторы статьи проводили рабо-
ты в режиме поиска метода контроля продольной
прочности корпуса судна, который был бы прост
и удобен для использования в судовых условиях,
достаточно точен и мог бы реагировать на мгно-
венные изменения механических нагрузок корпу-
Рис. 4. Результаты замеров коэрцитивной силы на теплоходе «Сибирский-2101»: а — замеры левого; б — правого борта; в —
схема предполагаемого распределения максимальных нагрузок по длине судна согласно MSC/Circ.646, 1994 [2] (1, 3 — продольные;
2, 4 — поперечные составляющие коэрцитивной силы)
ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2011 55
са судна, определять уровень деградации металла
корпуса до наступления его разрушения.
Анализируя ряд методов контроля продольной
прочности корпуса судна, авторы ознакомились
с опытом, достигнутым в процессе выполнения
европейского проекта «Ship-Inspector», а имен-
но — применением методов дальнодействующего
низкочастотного УЗ контроля протяженных
объектов и УЗ линейных фазированных решеток.
Ознакомившись с докладами британских коллег
на 18-й Международной конференции «Современ-
ные методы и средства неразрушающего контроля
и технической диагностики» (октябрь, 2010, Ял-
та), авторами было принято решение применить
другие методы НК.
Во время проведения конференции был под-
писан договор о научно-техническом сотрудни-
честве с научно-производственной фирмой «Спе-
циальные Научные Разработки» (г. Харьков). В
результате определен метод контроля продольной
прочности корпуса судна — метод неразрушаю-
щего контроля по измерениям коэрцитивной силы
материала судовых корпусных конструкций.
Херсонскому государственному морскому ин-
ституту для проведения научных измерений на су-
дах был предоставлен прибор — магнитный
структуроскоп (коэрцитиметр), разработанный
НПФ «Специальные Научные Разработки», а так-
же возможность обмениваться информацией с
фирмой, предоставляющей рекомендации по вы-
полнению замеров, созданию методики измере-
ний на судах и т. п.
Авторы видят своей первоначальной задачей
следующее:
– адаптацию коэрцитиметра к измерениям эле-
ментов продольной прочности объектов морского
транспорта;
– создание и отработку методики измерений;
– накопление опыта для сравнения результатов
наблюдения судов разных по типу, проекту пос-
тройки, возрасту, усталостному состоянию кор-
пусных конструкций и т. д.
Первые измерения были выполнены на тепло-
ходе «Сибирский-2101», который находился в ре-
монте на Херсонском судостроительном заводе
(судно типа река–море, место постройки — Фин-
ляндия, год постройки — 1980, длина — 128,43 м,
ширина 15,63 м, водоизмещение 5293 т, дедвейт
3480 т). Объектом измерения был выбран комингс
трюмов № 1–4, который простирается непрерывно
от шпангоута № 50 — в кормовой части, до шпан-
гоута № 210 — в носовой части, и является верхней
несущей балкой продольной прочности.
Результаты замеров, которые были выполнены
на несущих конструкциях продольной прочности
корпуса судна, приведены на рис. 4.
Выводы
Целью измерений на теплоходе «Сибирский-2101»
было установить места вероятного износа и ус-
талости металла корпуса судна из-за действия из-
гибающих моментов во время грузовых операций
и плавания в штормовую погоду, а также сравнить
их с рекомендациями Комитета по безопасности
на море Международной морской Организации
(MSC/Circ.646).
Большие значения коэрцитивной силы, наблю-
даемые в результате замеров (рис. 4), соответс-
твуют области повышенного износа корпуса суд-
на, что отвечает ожидаемым значениям согласно
классической теории об усталости корпуса.
Кривые результатов замеров состояния про-
дольных элементов набора корпуса показывают,
что места повышенного износа корпуса исследу-
емого судна почти совпадают с местами, рекомен-
дованными ИМО для установки датчиков меха-
нических напряжений, а именно: район мидель-
шпангоута и места, находящиеся в 1/4 длины суд-
на от носового и кормового перпендикуляров.
Графики замеров состояния продольных эле-
ментов набора корпуса показывают, что измере-
ния, выполненные на левом и правом бортах, от-
мечаются значительной симметричностью пока-
заний, что дает все основания полагать, что по-
лученные данные довольно близки к истинным.
Очевидно, что коэрцитиметр реагирует на дег-
радацию металла элементов прочности продоль-
ных связей, поэтому методика НК по измерениям
коэрцитивной силы для мониторинга прочности
судна должна развиваться и совершенствоваться.
По мнению авторов, мониторинг прочности
судна с применением метода НК по измерениям
коэрцитивной силы материала судовых корпус-
ных конструкций непременно должен снизить по-
казатели статистики, приведенной вначале (ста-
тистика распределения аварийных случаев по ви-
дам и объектам технического наблюдения).
Сложная ситуация с экспериментальной базой,
не всегда благоприятная погода, другие помехи в
работе объективного и субъективного характера
затрудняют проведение систематических замеров
на судах и выполнение поставленной задачи.
1. http://www.rs-head.spb.ru — официальный сайт Российс-
кого морского регистра судоходства.
2. MSC/Circ.646. Recommendations for the fitting of Hull
Stress Monitoring Systems, 06.06.1994. IMO.
Поступила в редакцию
22.03.2011
56 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2011
|