Способ ремонта корпуса судна
SHIP HULL REPAIR METHOD

Изобретение относится к судоремонту и может быть использовано для ремонта изношенных судовых конструкций преимущественно настилов палуб и платформ.
Известен способ ремонта корпуса судна, заключающийся в зачистке изношенного участка, разметке, подгонке по месту конструктивных элементов и установке последних на изношенный участок корпуса [1].
Недостатком такого способа является то, что он связан с большими трудозатратами и продолжительностью ремонта, что объясняется значительным объемом сопутствующих работ и сложностью подгонки и поджимки заменяемых элементов конструкции по месту сборки под сварку. При ремонте указанным способом при замене корпусных конструкций происходит перераспределение остаточных напряжений и электрохимических потенциалов, что может приводить к усиленному износу корпусных конструкций.
Наиболее близким к заявляемому является способ ремонта корпуса судна, заключающийся в зачистке изношенного участка, разметке, подгонке по месту конструктивных элементов, установке последних на изношенный участок корпуса и креплении их с применением закладных заклепок и последующей, запрессовке в образовавшиеся пустоты между конструктивными элементами и изношенным участком полимерного материала [2].
Недостатком известного способа является пониженная прочность клеевого соединения, сформированного полимерным материалом, которая обусловлена высокой степенью неравномерности распределения механических напряжений в полимерном слое при нагружении конструкции.
Цель изобретения - повышение качества ремонта за счет повышения прочности отремонтированной конструкции.
Указанная цель достигается тем, что согласно способу ремонта корпуса судна, заключающемуся в зачистке изношенного участка, разметке, изготовлении листового конструктивного элемента, нанесении на ремонтируемый участок клеевого полимерного материал, установке листового конструктивного элемента и креплении его на изношенном участке корпуса с помощью механических соединительных элементов, придают листовому конструктивному элементу кривизну в направлении действия наибольших нормальных напряжений в ремонтируемой конструкции.
На фиг. 1 показан упрочняющий листовой конструктивный элемент, имеющий изгиб в направлении действия наибольших нормальных напряжений в ремонтируемой конструкции; на фиг. 2 - ремонтируемый участок корпусной конструкции с нанесенным слоем клеевого полимерного материала; на фиг. 3 - отремонтированная корпусная конструкция.
Предлагаемый способ ремонта корпуса судна состоит из следующей последовательности технологических операций: удаление с поверхности металла ремонтируемого участка ржавчины, старой краски и загрязнений; разметка участка, изготовление листового конструктивного элемента с приданием ему кривизны в направлении действия наибольших нормальных напряжений в ремонтируемой конструкции, нанесение на ремонтируемый участок клеевого полимерного материал, установка листового конструктивного элемента и крепление его на изношенном участке корпуса с помощью механических соединительных элементов, например, болтов, заклепок, закладных заклепок. Прочность соединения листового конструктивного элемента с ремонтируемой конструкцией обеспечивается за счет клеевого слоя по причине его большой площади. Механические соединительные элементы обеспечивают соединение указанных элементов на период полимеризации клеевого материала.
Осуществление способа рассмотрим на примере ремонта изношенного настила палубы, проиллюстрированным фиг. 1-3, на которых приняты следующие обозначения: 1 - ремонтируемая конструкция, 2 - слой клеевого полимерного материала, 3 - листовой конструктивный элемент, 4 - механические соединительные элементы.
С поверхности ремонтируемого настила палубы удаляют субстанции, препятствующие высокой адгезии клеевого полимерного материала. Изготавливают листовой конструктивный элемент с размерами, перекрывающими размеры изношенного участка. Листовой конструктивный элемент 3 (фиг. 1) изгибают в направлении действия наибольших нормальных напряжений в ремонтируемой конструкции, которые могут быть определены прочностным расчетом. На поверхность ремонтируемой конструкции 1 (фиг. 2) наносят слой клеевого полимерного материала 2, в случае низкой вязкости клеевого полимерного материала, в него добавляют дисперсный наполнитель, например, аэросил. Устанавливают листовой конструктивный элемент 3 (фиг. 3), который крепят к настилу палубы с помощью механических соединительных элементов 4; в случае одностороннего доступа к настилу палубы, в качестве механических соединительных элементов целесообразно использовать закладные заклепки.
11
9
Эффективность предлагаемого технического решения иллюстрируется сравнительным прочностным расчетом, выполненным по методу конечных элементов. Сравниваются два варианта ремонта конструкции путем установки упрочняющего листового конструктивного элемента: с клеевым слоем постоянной толщины (фиг. 4) и с клеевым слоем переменной толщины (фиг. 5), изменяющимся от 3 до 1 миллиметра. Размеры элементов конструкции в указанных вариантах приведены на фиг. 4 и 5. В расчетах приняты модуль упругости конструктивных элементов 2,1×10 Па, что соответствует конструкционной углеродистой стали, модуль упругости клеевого полимерного материала 2×10, что примерно соответствует эпоксидной смоле с дисперсным наполнителем, коэффициенты Пуассона для обоих материалов приняты равными 0,3. В двух рассмотренных вариантах ремонтируемая конструкция нагружается растягивающей равномерно распределенной нагрузкой величиной 160 кН/м. Результаты расчетов показаны на фиг. 6, на которой приведены графики распределения касательных напряжений в клеевом полимерном слое на краю упрочняющего листового конструктивного элемента: линия 1 соответствует клеевому слою постоянной толщины, линия 2 - клеевому слою переменной толщины. Как видно предлагаемое техническое решение обеспечивает более низкий уровень напряжений в клеевом слое и соответственно более высокую прочность отремонтированной конструкции.
Источники информации
1. Гребельский П.Х., Резник М.Х. Судокорпусник-ремонтник. Л., "Судостроение", .1978.
2. Авт. св. SU 1011440, кл. В63В 9/04.