Разработка дополнительных требований по безопасности судов, эксплуатирующихся при низких температурах
| Вид материала | Документы |
- “Прочность материалов и конструкций при низких температурах”, 59.76kb.
- Влияние ротационной ковки на структуру и фазовый состав магниевого сплава ам60, 107.19kb.
- Численное моделирование теплового процесса сварки полиэтиленовых труб при низких температурах, 251.39kb.
- Исследование микролегирования, модифицирования и термической обработки на ударную вязкость, 225.98kb.
- Целях создания благоприятных для здоровья условий труда и быта экипажа, а также получения, 1868.53kb.
- Электрофизические свойства пленок, 660.53kb.
- 4. 2 Сверхпроводящий материал соединениеNb3Sn5, 297.15kb.
- Исследование потребительских предпочтений, 1108.57kb.
- Разрабатываемая установка будет использоваться для изучения сорбции трудноконденсируемых, 24.75kb.
- Carboweld 625 Стандарты, 41.02kb.
УДК 629.123
РАЗВИТИЕ НОРМАТИВНОЙ БАЗЫ РЕГИСТРА ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ СУДОВ ЛЕДОВОГО ПЛАВАНИЯ
Дидковский Аркадий Вячеславович
Каганов Сергей Дмитриевич
Кутейников Михаил Анатольевич
ФГУ «Российский морской регистр судоходства»
191186, Санкт-Петербург, Дворцовая наб., 8
тел (812) 3128572, e-mail: 010@rs-head.spb.ru
Аннотация
В настоящей статье представлен общий обзор перспективных направлений для возможного развития и совершенствования существующих ледовых Правил Регистра, с учетом современных потребностей в нормативно-техническом регулировании безопасной эксплуатации морских судов в арктических условиях.
Целью настоящего доклада является обзор существующих требований Регистра к безопасности судов ледового плавания и выявление перспективных направлений для их возможного развития и совершенствования. На сегодняшний день повышенный интерес к освоению морских арктических месторождений РФ и транспортировке нефти/газа потенциальным потребителям обуславливает активность морской индустрии в сфере проектирования и строительства объектов обустройства и специализированных транспортных судов. В силу своего географического положения Россия на протяжении десятилетий занимала ведущее место в секторе ледового (арктического) судоходства. Российский регистр соответственно лидирует в классификации судов ледового плавания и техническом наблюдении за ними.
Сегодняшняя задача – не только сохранить накопленный уникальный опыт, но и максимально расширить диапазон инновационных технологических решений.
В числе приоритетных направлений развития следует отметить следующие:
- Нормативно-техническое обеспечение/регулирование конструктивной надежности крупнотоннажных судов в Арктике (танкера и LNG).
- Разработка дополнительных требований по безопасности судов, эксплуатирующихся при низких температурах
- Регламентация безопасных режимов плавания во льдах – ледовый паспорт
1. Требования Правил Регистра к ледовым усилениям корпуса
Действующие Правила РС предлагают комплект требований к ледовым усилениям корпуса, в основе которых – полуэмпирические формулы для определения нагрузок и размеров корпусных конструкций.
Расчетные зависимости базируются на следующих критериях конструктивной прочности:
- Ледовое повреждение рассматривается как результат единичного воздействия ледовой нагрузки
- Расчетная ледовая нагрузка соответствует предельному состоянию конструкции при ограниченной пластической деформации
- Единичное ледовое повреждение вероятностью 7% рассматривается как нормальная практика эксплуатации
- Ледовая нагрузка определяется исходя из равной вероятности повреждения для различных подкрепленных зон.
- В части предельной прочности расчетная нагрузка не должна превышать предельную несущую способность конструкции
Область применения ледовых Правил ограничивается четко определенной формой и конфигурацией носовой части корпуса, т.е. углы наклона ватерлинии, шпангоута и т.п. строго регламентируются. Все отклонения от требований являются предметом специального рассмотрения Регистра, что предполагает выполнение прямых расчетов с использованием МКЭ.
Это особенно важно при формировании архитектуры и обводов корпуса в ходе реализации новаторских проектных решений Индустрии.
Эволюция ледовых требований РС основывалась на обширном опыте эксплуатации судов в ледовых условиях. Что касается арктической навигации на трассах Северного морского пути, то справедливо отметить, что в течение десятилетий транспортировка грузов осуществлялась судами небольшой грузовместимости (в основном до 15 тыс. тонн).
В современных условиях, когда речь идет о транспортировке миллионов условных тонн углеводородного сырья из Арктических районов РФ, потенциал и перспективность крупнотоннажных танкеров и СПГ газовозов весьма велики.
В частности, если рассмотреть поставки сырой нефти или СПГ из района Ямала напрямую западным потребителям (Европа, США), то рентабельным было бы использование крупных танкеров вместимостью от 100 тыс. тонн. При этом маршрут следования включает как ледовые условия, так и открытую воду.
Ледовые Правила РС не допускают для судов арктических категорий наличие бульба, который является неотъемлемой, с точки зрения мореходности и экономической эффективности, частью носовой оконечности крупнотоннажных судов. Соответственно, этот аспект также является одним из основных направлений для дальнейшего исследования с целью совершенствования ледовых Правил.
2. Винтеризация
Технические требования по оборудованию судов средствами для защиты от обледенения (знак ANTI-ICE)
Предотвращение обледенения – исключение образования льда на судовых конструкциях и оборудовании путем их обогрева или соответствующего укрытия. Для предотвращения обледенения могут использоваться обогрев или применение постоянных или съемных защитных укрытий.
Борьба с обледенением – удаление льда, наросшего на корпусе судна, судовых конструкциях и оборудовании. Для борьбы с обледенением, кроме обогрева, могут использоваться размыв и растапливание льда, применение противообледенительных жидкостей или ручных механических средств.
Состав Требований для знака ANTI-ICE:
-архитектурно-конструктивный тип судна;
-техническая документация (в т.ч. Руководство по защите от обледенения);
-конструкция наружных трапов, площадок, наружных дверей, иллюминаторов, лацпортов и иных закрытий;
-конструкция и/или размещение палубных механизмов и спасательных средств;
-аварийное снабжение;
-конструкция сточных, вентиляционных, противопожарных, систем;
-конструкция электрического оборудования, сигнальных средств, радио и навигационного оборудования;
-испытания средств защиты от обледенения и судовая документация.
Требования к конструкции судна и его оборудованию и системам для обеспечения длительной эксплуатации при низких температурах
- WINTERIZATION(-30) - суда «балтийского» класса Arc4, могут эксплуатироваться в допустимых ледовых условиях в Баренцевом море в условиях зимней навигации, а также «балтийские» ледоколы класса Icebreaker 6;
- WINTERIZATION(-40) - суда «арктических» классов Arc5 и выше, ледоколы Icebreaker 6 и выше, предназначенные для эксплуатации преимущественно в Западном секторе Арктики без захода в устья северных рек;
- WINTERIZATION(-50) - суда «арктических» ледовых классов и ледоколы, предназначенные для эксплуатации на Северном морском пути без ограничений.
Условия присвоения дополнительного знака WINTERIZATION.
- Наличие знака категории ледовых усилений не ниже Arc4. По желанию судовладельца дополнительный знак WINTERIZATION может быть присвоен судам с категорией ледовых усилений Ice3 и ниже, при этом объем выполнения Требований является предметом специального рассмотрения Регистром;
- Наличие знака наличия средств защиты от обледенения ANTI-ICE;
- Наличие знака экологической безопасности не ниже ECO;
- Соответствие требованиям WINTERIZATION.
Состав требований WINTERIZATION
- техническая документация;
- принципиальная конструкция судна, в том числе расположение грузовых, топливных и балластных танков, к компоновка ходового мостика, обеспечение работы с ледоколом;
- назначение расчетных температур конструкций;
- материалы для изготовления фундаментов, отливки и поковки (в том числе для изготовления крепежных изделий), материалы стальных труб, неметаллические материалы (покрытия, прокладки и т.п.);
- конструкция якорного, швартовного, буксирного устройств и других палубных механизмов, грузовых устройств и средств крепления грузов;
- конструкция спасательных средств (шлюпок, плотов), состав индивидуального и группового комплектов для выживания;
- обеспечение работы аварийных источников энергии;
- конструкция судовых систем и трубопроводов, расположенных на открытых палубах, включая арматуру;
- смазочным масла, гидравлические жидкости, пенообразователь и другие жидкие компоненты, которые должны сохранять свои свойства при низких температурах;
- кабельные изделия, электрическое, радио и навигационное оборудование, устанавливаемые на открытых палубах;
- электрический обогрев от аварийного источника энергии жизненно важных помещений судна.
3. Ледовый паспорт
При разработке Ледового паспорта должны быть решены следующие задачи:
- определение ледовых условий в районах эксплуатации судна;
- определение расчетных режимов взаимодействия корпуса судна со льдом;
- определение достижимых скоростей плавания судна (самостоятельно или под проводкой ледокола) в различных ледовых условиях;
- определение допустимых скоростей плавания судна в различных ледовых условиях;
- оценка безопасных дистанций движения судна под проводкой ледокола;
- оценка прочности ботовых конструкций при ледовых сжатиях
- общие выводы и рекомендации.
Свидетельство должно включать следующие разделы:
Введение
Дается характеристика содержания документа, его основного назначения, статуса Свидетельства, срока действия и условий при которых этот срок является правомочным.
Основные понятия и определения
Представлен список основных понятий и определений, используемых в Свидетельстве в целях однозначного понимания документа разработчиками и пользователями.
Основные характеристики судна
Информация о судне и его подсистемах: корпусе, энергетической установке, винто-рулевом комплексе и т.д.).
Определение ледовых условий в районах вероятной эксплуатации судна
Данный раздел Свидетельства должен содержать информацию о ледовых условиях в предполагаемых районах эксплуатации судна.
Определение расчетных эксплуатационных режимов
В данном разделе должны быть конкретизированы расчетные режимы (сценарии) взаимодействия корпуса судна со льдом, подлежащие рассмотрению и определены параметры расчетных режимов.
Определение достижимых скоростей движения судна
В этом разделе приводятся результаты расчетов ледовой ходкости судна в различных ледовых условиях (самостоятельно или под проводкой ледокола).
Учитывая проблемы расчетов ледовой ходкости, в связи с необходимостью располагать данными натурных или модельных испытаний, этот раздел может быть исключен из документа. Взамен этого в Свидетельство должны быть включены указания капитану судна о необходимости контролировать скорость движения во льдах с учетом данных по допустимым скоростям, которые рассчитываются по фактической прочности корпусных конструкций с использованием зависимостей физической модели взаимодействия корпуса судна со льдом.
Определение допустимых скоростей плавания судна в различных ледовых условиях
Раздел содержит результаты решения задач оценки ледовой прочности (определения допустимой комбинации значений внешних параметров) для всех расчетных режимов (сценариев) взаимодействия корпуса судна со льдом, подлежащих рассмотрению, при самостоятельном плавании и при движении под проводкой ледоколом (п.5). Если рассматриваемое судно является судном двойного действия, оценка ледовой прочности конструкций кормовой оконечности тоже одна из составляющих частей Свидетельства. Параметры ледовой прочности целесообразно определять на основании расчетов конструкций (балок набора) в упругой стадии (фибровая текучесть). Соответствующие характеристики опасных режимов могут быть оценены через коэффициент запаса предельной прочности с учетом зависимости погонной нагрузки от формы корпуса и скорости движения судна при ударе о лед. (Это можно убрать, поскольку в соответствующем разделе об этом будет сказано).
Оценка безопасных дистанций движения судна под проводкой ледокола
В разделе представляются расчеты безопасных дистанций проводки рассматриваемого судна в канале с различной толщиной и сплоченностью льда. Решение этих задач также связаны с необходимостью определять ледовую ходкость судна в различных ледовых условиях.
Оценка прочности бортовых конструкций при ледовых сжатиях
В данном разделе должны быть представлены расчеты предельной толщины льда, которую корпус судна способен выдержать при сжатии. Результаты расчетов определяет ограничения на допустимые ледовые условия.
Оценка надежности энергетической установки и винторулевого комплекса
Раздел должен включать данные о состоянии энергетической установки (ЭУ) и гребных валов, соответствии мощности ЭУ нормативным требованиям для ледового класса судна (проблема часто возникает у эксплуатирующихся (старых) судов). Данные о маневреных качествах судна, состоянии гребных винтов, защищенности винтов и рулей, их соответствия ледовому классу судна.
Общие выводы и рекомендации
Раздел содержит в сжатой форме все основные результаты выполненных расчетов. В завершении дается заключение об уровне безопасности рассматриваемого судна в различных условиях.