Совершенствование мониторинга технического состояния морских судов
Своевременное обнаружение в металлоконструкциях морских кораблей опасных усталостных трещин и серьезных коррозионных поражений позволяет предотвратить катастрофы на море, большие финансовые и экологические потери. Решению этой проблемы посвящен один из проектов ЕС, в выполнении которого принимает...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
|---|---|
| Дата: | 2009 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2009
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/103415 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Совершенствование мониторинга технического состояния морских судов / В.А. Троицкий // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2009. — № 4. — С. 26-29. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-103415 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Троицкий, В.А. 2016-06-16T10:29:18Z 2016-06-16T10:29:18Z 2009 Совершенствование мониторинга технического состояния морских судов / В.А. Троицкий // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2009. — № 4. — С. 26-29. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0235-3474 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/103415 621.129.13 Своевременное обнаружение в металлоконструкциях морских кораблей опасных усталостных трещин и серьезных коррозионных поражений позволяет предотвратить катастрофы на море, большие финансовые и экологические потери. Решению этой проблемы посвящен один из проектов ЕС, в выполнении которого принимает участие Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины и Украинское общество НКТД. Timely detection of hazardous fatigue cracks and serious corrosion damage in sea ship metal structures enables prevention of sea accidents, great financial losses and ecological disasters. One of EU projects with the participation of the E.O.Paton Electric Welding Institute of the NAS of Ukraine and Ukrainian Society for NDTTD, is aimed at solution of this problem. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Техническая диагностика и неразрушающий контроль Неразрушающий контроль Совершенствование мониторинга технического состояния морских судов Improvement of monitoring of technical condition of sea ships Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Совершенствование мониторинга технического состояния морских судов |
| spellingShingle |
Совершенствование мониторинга технического состояния морских судов Троицкий, В.А. Неразрушающий контроль |
| title_short |
Совершенствование мониторинга технического состояния морских судов |
| title_full |
Совершенствование мониторинга технического состояния морских судов |
| title_fullStr |
Совершенствование мониторинга технического состояния морских судов |
| title_full_unstemmed |
Совершенствование мониторинга технического состояния морских судов |
| title_sort |
совершенствование мониторинга технического состояния морских судов |
| author |
Троицкий, В.А. |
| author_facet |
Троицкий, В.А. |
| topic |
Неразрушающий контроль |
| topic_facet |
Неразрушающий контроль |
| publishDate |
2009 |
| language |
Russian |
| container_title |
Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Improvement of monitoring of technical condition of sea ships |
| description |
Своевременное обнаружение в металлоконструкциях морских кораблей опасных усталостных трещин и серьезных
коррозионных поражений позволяет предотвратить катастрофы на море, большие финансовые и экологические
потери. Решению этой проблемы посвящен один из проектов ЕС, в выполнении которого принимает участие Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины и Украинское общество НКТД.
Timely detection of hazardous fatigue cracks and serious corrosion damage in sea ship metal structures enables prevention
of sea accidents, great financial losses and ecological disasters. One of EU projects with the participation of the E.O.Paton
Electric Welding Institute of the NAS of Ukraine and Ukrainian Society for NDTTD, is aimed at solution of this problem.
|
| issn |
0235-3474 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/103415 |
| citation_txt |
Совершенствование мониторинга технического состояния морских судов / В.А. Троицкий // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2009. — № 4. — С. 26-29. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT troickiiva soveršenstvovaniemonitoringatehničeskogosostoâniâmorskihsudov AT troickiiva improvementofmonitoringoftechnicalconditionofseaships |
| first_indexed |
2025-11-26T02:05:51Z |
| last_indexed |
2025-11-26T02:05:51Z |
| _version_ |
1850607571198541824 |
| fulltext |
УДК 621.129.13
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МОНИТОРИНГА ТЕХНИЧЕСКОГО
СОСТОЯНИЯ МОРСКИХ СУДОВ
В. А. ТРОИЦКИЙ
Своевременное обнаружение в металлоконструкциях морских кораблей опасных усталостных трещин и серьезных
коррозионных поражений позволяет предотвратить катастрофы на море, большие финансовые и экологические
потери. Решению этой проблемы посвящен один из проектов ЕС, в выполнении которого принимает участие Ин-
ститут электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины и Украинское общество НКТД.
Timely detection of hazardous fatigue cracks and serious corrosion damage in sea ship metal structures enables prevention
of sea accidents, great financial losses and ecological disasters. One of EU projects with the participation of the E.O.Paton
Electric Welding Institute of the NAS of Ukraine and Ukrainian Society for NDTTD, is aimed at solution of this problem.
Выполнение в последние десятилетия междуна-
родных инновационных проектов привело к по-
явлению большого количества специализирован-
ных суден различных типов (танкеров, сухогрузов,
строительных платформ и т. п.) и соответственно
возросло количество морских аварий. Морские ка-
тастрофы, связанные с разрушением нефтяных
танкеров, потребовали разработки нового евро-
пейского проекта (7-я Рамочная Программа ЕС)
«Ship-Inspector» (полное название проекта: «Оп-
ределение критически опасных трещин и коррозий
кораблей с применением новых сенсоров»).
Данная тема является развитием предыдущего
проекта, который был в 6-й Рамочной Программе
ЕС по низкочастотному УЗК, имевшего название
LRUT. В новом проекте на период 2009–2012 гг.
кроме идей по низкочастотному УЗК предпола-
гается использовать технические средства для оп-
ределения зон усталости и предразрушений, раз-
личные новые сенсоры, в том числе фазированные
решетки. При этом количество исполнителей су-
щественно сокращено, а возможных НК-техноло-
гий — расширено.
Структурные, усталостные разрушения —
главная причина повреждений кораблей, загряз-
нения морей, прибрежных вод. Так, в 2004 г.
общее количество транспортируемых по морю
нефтепродуктов достигло 2 млрд т/год (чем было
занято более 40 % всего морского транспорта). ЕС
насчитывает 27 % мирового морского транспорта.
Почти 90 % европейской нефти перевозят по мо-
рю. Во всем мире потребляется свыше 2,5 млрд т
нефти, при этом приблизительно 3 млн т каждый
год исчезают в результате разрушений танкеров.
Крушения нефтяных танкеров составляют 12 %
всех морских аварий. В результате крушения ко-
раблей каждый год умирает около 1000 чел.
В Европе много верфей по производству судов
различного назначения, поскольку морская про-
мышленность является рентабельным источником
европейской экономики, где занято около 2 млн
людей, которые работают как в кораблестроении,
так и эксплуатации кораблей. На Европу прихо-
дится 38,5 % мирового флота, который обеспе-
чивает 90 % оборота внешней торговли и 40 %
внутренней торговли этой части света.
Надзорные органы должны способствовать то-
му, чтобы владельцы кораблей применяли новые
технологии НК своих судов. Поэтому в выпол-
нении проекта Ship-Inspector принимают участие
три крупные международные надзорные органи-
зации по сертификации: American Beren of Ship-
ping, Lloyds Register, Class NK.
Целью проекта является развитие новых тех-
нологий НК и систем для обнаружения дефектов
и коррозий в критических зонах конструкций ко-
раблей без перемещения их в сухой док. Проект
«Ship-Inspector» поможет операторам, обществам
и агентствам по диагностированию более эффек-
тивно предупреждать этот риск. Исполнители
проекта «Ship-Inspector» будут разрабатывать,
пропагандировать технологии и связанное с ними
обучение персонала малых и средних предприя-
тий (MСП), представленных обществами по НК,
одним из которых является Украинское общество
неразрушающего контроля и технической диаг-
ностики. В мире около 12000 MСП, которые про-
водят мониторинг состояния морских сооружений
и кораблей. Новые виды технологий, которые бу-
дут разработаны в процессе выполнения проекта
«Ship-Inspector», сократят риск, которому подвер-
гаются сейчас инспекторы, работающие на кораб-
лях. Выполнение этого проекта поможет сокра-
тить травматизм среди рабочих, занятых ремон-
том и контролем морских судов.
Участниками проекта являются: TWI (Англия),
DGZfP (Германия), USNDT (Украина), BNDTS
(Болгария), AIPND (Италия), SMART Group (Ан-
© В. А. Троицкий, 2009
26 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2009
глия), I&T Nardoni (Италия), HSNT (Греция), Iso-
test (Италия), Tecnitest (Испания), Zenon (Греция),
Cereteth (Греция), HSE (Англия), American Bereau
of Shipping — Europe (Англия), Lloyds Register
EMEA (Англия), Class NK (Англия). Таким об-
разом, выполнением этого проекта заняты 16 ор-
ганизаций из 10 стран Европы.
Консорциум «Ship-Inspector» будет разрабаты-
вать новые технологии и внедрять связанные с
ними системы обучения среди МСП, представлен-
ных обществами по НК — участниками проекта.
Известно, что в последние годы благодаря разви-
тию цифровых методов обработки информации и
достижениям в материаловедении появилось мно-
го принципиально новых возможностей в области
дефектоскопии.
На основе последних достижений целями дан-
ного проекта являются разработки:
– правильного набора комплексных решений
по НК и мониторингу;
– новых технологий УЗ испытаний;
– принципов построения мощных дефектоско-
пов для диагностики без сканирования больших
площадей;
– систем управления сенсорами и распознава-
ния информации;
– новых технологий для осуществления сухого
контакта сенсора и объекта, основанных на мак-
роволоконных композитах;
– методов применения продолжительного мо-
ниторинга состояний;
– сенсорных решеток, которые смогут расши-
рить распознаваемость несплошностей, а также
издание пособий по оборудованию и технологиям
НК по применению и обучению операторов.
В этом перечне предлагаемых намерений под
понятием «сенсор» имеются в виду акустические,
электромагнитные и другие преобразователи.
Объективные данные для постановки данного
проекта возникли в 2006 г., когда было выяснено,
что каждый год свыше 400 кораблей тонут и мно-
гие из них — вследствие ослабления конструкций
из-за коррозии, плохого качества сварки и плохого
мониторинга их состояния. В данное время 89000
судов курсируют океанами и многие из них идут
транзитом европейскими водами. Существует ста-
тистическая вероятность, что приблизительно
один корабль из восьми затонет до истечения сро-
ка службы (30 лет) в связи с тем, что не было
проведено надлежащего обслуживания и соответ-
ствующего мониторинга. Причем, это касается не
только собственно металлоконструкций, но и си-
лового оборудования на корабле.
Контроль корпуса корабля, в основном, про-
водится без перемещения его в сухой док. Часто
корабли изготавливаются из секций, которые поз-
же сваривают. Обычно большое судно или граж-
данский лайнер имеет порядка 120 опасных швов,
требующих детального регулярного циклического
контроля, что определено такими Морскими ре-
гистрами, как Ллойд, АBS и NK. Все три под-
надзорные организации являются участниками
проекта «Ship-Inspector». По их мнению, большой
корабль имеет порядка 600000 м2 листовой стали
разной толщины, которую периодически необхо-
димо детально контролировать на наличие кор-
розии. Часто судно нужно доставить в сухой док
для контроля швов обычно в средней части кор-
пуса, где возможны трещины вследствие сильных
динамических нагрузок. В этой же части корпуса
располагаются и опасные зоны стресс-коррозион-
ных поражений.
Существующие методы контроля таких швов
на трещины и большие зоны коррозии имеют сле-
дующие недостатки:
– перед контролем необходимо разгрузить ко-
рабль и переместить его в сухие доки; нужна дли-
тельная просушка в течение двух недель. Каждый
день простоя большого нефтяного танкера в доке
стоит приблизительно до 50000 евро;
– тщательная очистка всей поверхности метал-
ла;
– сейчас проводится в основном визуальный
контроль без записи результатов на жесткий но-
ситель и соответствующей обработки инфор-
мации;
– операторы вынуждены работать в плохих ус-
ловиях;
– внутри отсеков могут быть токсические газы;
– работа в подвешенном на люльке положении
или лесах (при контроле больших кораблей опе-
ратор взбирается на высоту до 100 м).
Задачей проекта является максимальное уме-
ньшение роли описанных выше позиций риска для
операторов НК.
На кораблестроительных заводах уровни опас-
ности для персонала меньшие. Особо высокая
опасность для операторов в доках. Поэтому ме-
тодики НК на судостроительных верфях также не-
обходимо совершенствовать.
Контроль, проводимый на верфи и в доке, дол-
жен соответствовать правилам надзорных агентств.
Особо ненадежен контроль, который выполняют во-
долазы. Они ищут обычно только коррозию днища
или двойного дна топливных резервуаров. Пока при
подводной дефектоскопии исследований на обна-
ружение усталостных и стресс-корозионных тре-
щин не проводят.
Большинство танкеров сегодня имеют двойной
корпус и двойное дно. Это делает часть конструк-
ций недоступной даже для водолазов с примене-
нием существующих методов ручного контроля.
Конструкция кораблей с двойным дном приводит
к развитию коррозии особого типа на внутренних
поверхностях и дне.
Обычно каждую секцию корпуса корабля сва-
ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2009 27
ривают в цеху, затем секции перемещают на сбор-
ку посредством одномодульной сварки. Здесь
обычно выполняется выборочный НК только 10 %
длины швов. Применяемый ручной контроль про-
водится очень медленно и ограничен в получае-
мой информации.
Предполагаемые технические решения вклю-
чают разработки, выполненные в значительной
степени по предыдущему проекту LRUT, посвя-
щенному применению управляемых УЗ волн в ди-
апазоне 10 м и более (дальнодействующий УЗ
контроль). До сих пор эта технология применялась
преимущественно на трубах различного назначе-
ния. Дальнейшие исследования инновационного
характера будут способствовать развитию этих
технологий и с их помощью появится возмож-
ность решать трудные задачи диагностики круп-
ных инженерных сооружений, таких как корпуса
кораблей. Надо разработать новые технологии для
больших плоскостей, в том числе используя УЗ
линейные фазированные решетки (ЛФР). Решить
эту проблему важно не только для кораблей, но
и днищ нефтяных резервуаров.
Преимущество предлагаемой для внедрения
технологии УЗ-линейной решетки заключается в
том, что она распространяет низкочастотные ко-
лебания на всю область контроля и конструкции
с одной точки. Эту технологию можно применять
для осмотра недоступных частей конструкции.
Это будет первая в мире технология контроля
двойного корпуса кораблей без их установки в су-
хой док. Расположение потенциально дефектных
областей будет точно рассчитываться, исходя из
расстояния от УЗ преобразователей.
В настоящее время в мировой практике НК
протяженных объектов применяют упрощенные
решетки с пьезоэлектрическими или ЭМА-сенсо-
рами. Ультразвук вдоль объекта передается на де-
сятки метров и дефекты (преимущественно кор-
розионные) отражают его обратно на решетку. По
времени пробега ультразвука определяют место-
нахождение дефекта в трубе. При наличиии отра-
женного сигнала от дефекта это место детально
обследуется другими стандартными технология-
ми контроля. Технология дальнодействующего УЗ
контроля применяется для нефте- и газопроводов,
пищевых трубопроводов, канатов, стояков, рель-
совых путей, труб теплообменников, свай и стол-
бов. До сих пор не было проведено ни одного
исследования по осмотру таким образом плоских
элементов корпуса кораблей. В данном проекте
консорциум предлагает разработать инновацион-
ный метод технологии ЛФР для дальнодейству-
ющего контроля. Метод ЛФР также применим для
контроля криволинейной поверхности корпуса ко-
рабля.
Новые технологии позволят контролировать
корпус корабля как выше, так и ниже ватерлинии;
значительно увеличится диапазон разрешимых
ситуаций, когда ультразвук существенно ослаб-
ляется слоем морских наслоений. Будут найдены
решения распознавания между глубокими/узкими
и широкими/мелкими дефектами, что пока не вы-
полняется.
Специфическими целями проекта являются:
– изыскание принципов построения сенсоров
и дефектоскопов, программного обеспечения,
способных расширить диапазон диагностируемых
плоскостных зон так, чтобы можно было конт-
ролировать с одной позиции зону до 400 м2;
– сейчас в дальнодействующем низкочастот-
ном УЗ контроле труб используются три типа
волн: сдвиговые горизонтальные, продольные и
торсионные. Для контроля корпуса корабля ви-
димо будут применяться только два типа волн:
изгибные и продольные. Надлежащий выбор ти-
пов волн будет выполнен прежде всего по коэф-
фициенту сигнал/шум отраженных сигналов;
– способность определять тип дефекта. Диа-
пазон этих возможностей будет значительно уве-
личен за счет усовершенствования обработки сиг-
нала;
– из-за сложной конфигурации корпуса боль-
ших размеров проблематичен контакт между пре-
образователями и поверхностью листа. Техноло-
гия обработки сигналов, таких как вейвлет (малые
волны), соответствующая фильтрация и расщеп-
ление спектра будут применены для восстанов-
ления слабых сигналов и улучшения коэффици-
ента сигнал/шум;
– развитие методов фокусировки для распоз-
навания мелких дефектов и глубоких узких де-
фектов;
– особым объектом являются двойные корпуса
суден, которые будут контролироваться сенсо-
рами, установленными постоянно. Такие системы
мониторинга уже эксплуатируются для наблюде-
ния за трубопроводами в энергетике.
Проблематичным является прикрепление сен-
сора. Когда пьезоэлектрические сенсоры, приме-
няемые для проведения дальнодействующего УЗ
контроля, прикрепляются всухую к поверхности,
каждый элемент сенсора прижимают к трубе с
нагрузкой 20 кг. Поскольку применяется большое
количество элементов, такая нагрузка станет серь-
езным ограничением для применения этой техно-
логии. Пока неясно, какое должно быть сопро-
тивление прижиму, однако нужная нагрузка пока
еще не исследована.
Должны быть найдены альтернативные прис-
пособления для обеспечения контакта (присасы-
вающиеся подушечки, магниты). В связи с этой
проблемой пьезотехнологии возрастает роль
ЭМА-техники [1].
Будут разработаны ЭМА-сенсоры с приспособ-
лениями для контакта: ЭМА-технологии и реше-
28 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2009
ния на основе явлений магнитострикции должны
быть также подробно изучены.
Оптимальное решение этих подходов позволит
применять низкочастотную технологию в новых
ситуациях, в частности, на конструкциях с плос-
кой поверхностью.
Приобретенные новые знания должны обеспе-
чить обучение, распространение и эксплуатацию
усовершенствованной системы дальнодействую-
щего УЗ контроля. В этом рабочем пакете резуль-
таты, полученные в ходе проекта, будут переда-
ваться организациям, которые ответственны за
обеспечение услуг по контролю кораблей; будут
организованы местные семинары и конференции
для внедрения разработок в промышленность, что
собирается выполнять и УО НКТД. Отдел нераз-
рушающих методов контроля качества сварных
соединений Института электросварки им. Е. О.
Патона НАН Украины внедряет ЭМА-дефектос-
копы и ЭМА-толщиномеры для контроля сварных
соединений и толщинометрии металлоконструк-
ций без тщательной зачистки их поверхностей,
для нахождения зон стресс-коррозионного раст-
рескивания. В ИЭС им. Е. О. Патона НАН Укра-
ины достигнуты определенные успехи [2, 5] по
исследованию возможностей низкочастотного
УЗК, которые будут использованы при выпол-
нении проекта «Ship-Inspector».
Будут подготовлены руководства разных уров-
ней, чтобы обеспечить распространение новых
технологий, их лучшее практическое применение
[1, 6].
Общее руководство проектом «Ship-Inspector»
будет выполняться Кембриджским институтом
TWI (Англия). Он будет планировать, организо-
вывать деятельность всего консорциума, собирать
от исполнителей отчеты и пр. Реализация проекта
«Ship-Inspector» будет способствовать развитию
технологий НК ответственных металлоконструк-
ций судостроения, сокращению катастроф на море.
1. Неразрушающий контроль и диагностика / В. В. Клюев,
Ф. Р. Соснин, В. Н. Филимонов и др. — М.: Машиност-
роение, 1995. — 488 с.
2. Троицкий В. А. Краткое пособие по контролю качества
сварных соединений. — Киев: Феникс, 2006. — 320 с.
3. Патон Б. Е., Троицкий В. А., Бондаренко А. И. Метод
низкочастотного УЗК протяженных объектов направлен-
ными волнами // Техн. диагностика и неразруш. конт-
роль. — 2008. — № 2. — С. 20–31.
4. Распространение нормальных волн в трубах, диспер-
сионные характеристики нормальных волн / В. А. Тро-
ицкий, Г. Л. Комиссарова, В. П. Радько, Е. А. Давыдов //
Там же. — 2008. — № 3. — С. 14–24.
5. Троицкий В. А. Альтернативные решения традиционным
методам в неразрушающем контроле сварных соедине-
ний // Сб. докл. Шестой нац. конф. UkrNDT-2009. —
Киев, 2009. — С. 22–32.
6. Троицкий В. А. Визуальный и измерительный контроль
деталей машин, металлоконструкций, сварных соедине-
ний. — Киев, Феникс, 2009. — 275 с.
Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины,
Киев
Поступила в редакцию
14.09.2009
Кайдалов А. А. Современные технологии очистки поверхностей конструкционных
материалов. — Киев: Изд-ние ун-та «Украина», 2009. — 540 с.
Изложены современные данные об основах физики и технологий
очистки поверхностей конструкционных материалов с применением
различных методов химической, механической и термической
очистки. Описаны технические требования, принципы построения
и характеристики современного отечественного и зарубежного
оборудования для всех методов очистки. Даны сведения по охране
труда и окружающей среды при наиболее распространенных методах
очистки. Освещен опыт промышленного применения всех технологий
очистки.
Рассмотрены требования к очистке поверхности материалов
перед выполнением сварки и родственных процессов обработки, а
также технологии очистки поверхностей основных конструкционных
металлов и сварочной проволоки. Приведены сведения по стан-
дартам в области очистки поверхностей конструкционных мате-
риалов.
Для научных и инженерно-технических работников, занятых в
машиностроении, металлургии и других отраслях, связанных с изго-
товлением изделий, требующих очистки в процессе их производства
и эксплуатации. Может быть полезна преподавателям и студентам
вузов.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2009 29
|