При ремонте корпуса часто необходимы дополнительные вырезы, например: горловины, шпигаты, люки и т. п. Дополнительные вырезы в корпусной конструкции или наборе можно выполнять только по согласованию с инспектором регистра. Правилами Регистра ограничиваются размеры вырезов, не требующих подкреплений, устанавливаются районы корпуса, где вырезы недопустимы.
Вырезы в палубах. Требуется подкрепление палубы в пределах 0.5L в средней части судна (L>90 м), если:
— вырез перерезает продольную подпалубную балку или карлингс, входящие в момент сопротивления поперечного сечения корпуса;
— ширина выреза, расположенного в пределах шпации (или между двумя поперечными рамными связями при продольной системе набора), превышает 0,1 ширины палубы, включенной в момент сопротивления поперечного сечения корпуса.
Можно не подкреплять прямоугольные и круглые вырезы в листах настила верхней расчетной палубы, если ширина (диаметр) выреза не превышает 20 толщин листа или 300 мм (в зависимости от того, что меньше). Согласно Правилам иностранных классификационных обществ могут быть оставлены без подкрепления круглые вырезы диаметром до 325 мм, если они расположены на расстоянии не менее пяти диаметров от ближайшего выреза.
Не требуется подкреплять вырезы, расположенные внутри линии больших вырезов в пределах зоны, отстоящей от диаметральной плоскости не далее 0,256 (6 — ширина грузового люка) и на 0,56 от поперечных кромок выреза грузового люка.
Вырезы в расчетной палубе вне района 0,5L в средней части судна можно не подкреплять, за исключением участков, расположенных у концов надстроек (юта или удлиненного бака), а также вблизи углов вырезов грузовых люков и машинно-котельных шахт, в особенности на судах с большим раскрытием люков (типа контейнеровозов).
Не допускается делать вырезы в усиленных листах, подкрепляющих углы грузовых люков и машинно-котельных шахт, а также в утолщенных листах палубного стрингера у концов надстроек и у концов книц, которыми заканчиваются продольные комингсы люков.
В листах палубного стрингера допускаются лишь отверстия для воздушных и измерительных труб (а также шпигатов).
Углы вырезов грузовых люков, как правило, должны иметь скругления по радиусу (либо по параболе или дуге эллипса) не менее 1/24 ширины выреза. Кромки вырезов должны быть гладкими.
Минимальный радиус скругления углов вырезов (в мм): 300 — комингс люка приварен к листам палубного настила; 150 — комингс приварен к кромке выреза.
Подкрепления палубы в районе углов вырезов. В случае скругления углов больших вырезов по параболе или дуге эллипса установка вварных утолщенных.
Рис. 1. Подкрепление угла выреза грузового люка вварным утолщенным листом (толщина вварного листа на 5 мм превышает толщину листов палубного настила)
Округление угла выреза грузового люка по параболе или дуге эллипса. Вместо утолщенного листа устанавливается лист более высокой категории листов необязательна. Во всех остальных случаях требуется подкрепление углов вырезов (рис. 5-21) вварными утолщенными листами (при толщине листов палубного настила до 25 мм толщина вварного листа должна быть увеличена на 5 мм). Стыки вварного утолщенного листа должны быть хорошо разнесены со стыковыми швами комингсов грузовых люков и, в свою очередь, со стыками листов палубного настила. Компенсация вырезов может быть выполнена не только путем утолщения палубного настила, но и установкой дополнительных продольных балок, карлингсов или других элементов приемлемой конструкции.
Для небольших круглых, эллиптичных или прямоугольных вырезов в листах верхней расчетной палубы достаточным подкреплением может считаться приварная полоса по кромке выреза.
С особой тщательностью должны выполняться вырезы в листах палубного настила из стали повышенной прочности.
Вырезы в обшивке. Вырезы в ширстречном поясе могут быть еде-1 ланы только в случае необходимости, например для иллюминаторов, лацпортов и т. п.
Компенсации выреза в ширстреке не требуется, если:
— диаметр круглого выреза не превышает 20 толщин листа или 300 мм (в зависимости от того, что меньше), а центр выреза отстоит от верхней кромки ширстрека или отверстий, например заклепочных швов, не менее чем на расстояние двух диаметров выреза;
— высота выреза не превышает 20% ширины ширстрека или 380 мм (в зависимости от того, что меньше), а сам вырез находится вне района больших вырезов в расчетной палубе, например вне района грузовых люков.
Если размеры выреза превышают приведенные величины, необходимо подкреплять ширстрек вварными утолщенными листами либо продольными полосами или ребрами жесткости из профильной стали, расположенными снизу и сверху от выреза, и протяженностью не менее чем на длину диаметра в каждую сторону от центра выреза.
Рис. 2. Подкрепление небольшого круглого и эллиптичного выреза приварной полосой (пояском) размером 5sXl,5s. Стыковые швы пояска эллиптичного выреза располагать в диаметральной плоскости
Рис. 3. Подкрепление эллиптичного выреза (отношение осей эллипса 2:1) ребрами жесткости, установленными на расстоянии до 50 мм от длинной кромки. Для стали повышенной прочности концы ребер (полос) должны быть срезаны «на ус» на длине трех высот h полосы
Не допускается устраивать вырезы для шпигатов в выступающей над верхней палубой кромке ширстречного пояса в районе 0,5L в средней части судна (суда длиной более 90 м) и местах окончания прерывистых связей (например, у концов надстроек).
Вырезы в наружной обшивке ниже ширстрека для лац-портов, кингстонных решеток и для других целей должны иметь хорошо скругленные углы (радиус скругления должен быть не менее 0,1 ширины выреза, но не меньше 50 мм) и располагаться по возможности вне скулового пояса, т. е. в пределах зоны, ограниченной между 0,15D от верхней расчетной палубы до 0,15£> от основной линии (D — высота борта).
Круглые вырезы диаметром до 800 мм в бортовой обшивке в районе ниже ширстрека и выше скулового пояса допускается не подкреплять, если они не ослабляют общую или местную прочность корпуса.
Вырезы в судовом наборе. Вырезы в листовом рамном наборе (флорах, вертикальном киле, днищевых стрингерах) должны иметь следующие предельные размеры:
— максимальный вертикальный размер (в том числе вырезов для облегчения конструкций) не более 0,5ft, а для вертикального киля ОДА;
— расстояние между кромками смежных вырезов не менее h или половины длины большего из вырезов;
— расстояние от кромки выреза до пояска флора (стрингера) не менее 0,25 h;
— длину выреза не более 1,2h где h — высота стенки балки.
Вырезы не допускаются:
— в вертикальном киле на протяжении 0,751 от носового перпендикуляра; в стрингерах и флорах под пиллерсами и у концов продольных полупереборок;
— в вертикальном киле и днищевых стрингерах на участках, примыкающих к поперечным переборкам (на длине одной шпации);
— во флорах на участках, непосредственно примыкающих к крайнему междудонному листу, днищевым стрингерам и вертикальному килю (на длине не менее половины высоты вертикального киля).
По согласованию с Регистром вырезы в указанных районах могут быть допущены при крайней необходимости с учетом их подкрепления полосами вдоль кромок или ребрами жесткости. Ребра жесткости должны устанавливаться на расстоянии не менее толщины стенки балки от кромки выреза. Концы этих ребер должны быть срезаны «на ус» или доведены до ближайшего ребра жесткости. Подкрепление вырезов в листовом наборе при помощи приварных поясков не рекомендуется.
Рис. 4. Подкрепление выреза во флоре ребрами жесткости
Рис. 5. Максимально допустимые размеры неподкрепленного выреза в рамных бимсах, карлингсах, рамных шпангоутах, стойках и шельфах переборок для прохода трубопроводов, вентиляционных каналов и кабельных трасс: Ь = (0,2 -н 0,4) ft; R = (0,2+0,4) ft; Л,<п> 100 мм
Вырезы в сварных листовых балках (рамные шпангоуты, бортовые стрингеры, рамные стойки и шельфы переборок).
Неподкрепленные вырезы с размерами, указанными на рис. 5-25, могут быть выполнены в районе 0,5 длины в средней части балки пролета.
Как правило, не допускается устройство вырезов в бортовых стрингерах, расположенных в районе ледового пояса судов с ледовыми усилениями, а также в рамных шпангоутах, бортовых стрингерах, рамных стойках и шельфах переборок в районе 0,25 длины пролета от опор балки.
Вырезы в рамных связях для прохода балок другого направления могут быть выполнены без компенсации заделками, если:
— высота рамной балки в 1,6 раза больше высоты балки главного направления на сухогрузных и приравненных к ним судах;
— высота рамной балки в 2,5 раза больше высоты балки главного направления
— на наливных судах и судах для навалочных грузов.
Независимо от высоты рамной связи требуется компенсировать вырезы для прохода профилей установкой заделок в следующих случаях:
— в районе опорных сечений или местах приложения сосредоточенных сил на длине не менее 1,5 высоты рамной связи;
— в районе излома рамной связи, например рамного шпангоута судна с упрощенными обводами;
— в стенках балок днищевых и бортовых перекрытий в районе 0.25L от носового перпендикуляра для судов, подверженных воздействию слем-минга;
— в стенках балок днищевых и бортовых перекрытий в районе машинного отделения.
Круглые вырезы для прохода кабельных трасс и трубопроводов диаметром не более 0,1 высоты балки могут выполняться в любом месте по ее длине. Расстояние кромки выреза от листа обшивки (присоединенного пояска) должно быть не менее 0,1 h, а от свободного пояска — не менее 0,3h.
В случае необходимости в балках набора можно выполнять вырезы, размеры которых превышают допустимые, однако при этом должна быть увеличена высота стенки балки либо увеличена толщина стенки пропорционально уменьшению площади сечения стенки балки в районе выреза.
Стыковые сварные швы стенки рамной связи или балки набора не должны располагаться в районе выреза; минимально допустимое расстояние кромки выреза от стыкового шва 150—200 мм.
Вырезы в балках набора для протока жидкости и выхода воздуха, т. е. шпигаты,
Рис. 6. Вырезы для прохода шпангоутов в стенке бортового стрингера топливной цистерны сухогрузного судна:
а — чрезмерные размеры выреза и, как следствие, недостаточное сечение балки привели к образованию трещин в стенке стрингера, а затем в наружной обшивке; б — временный ремонт поврежденного узла — установка заделок вырезов и замена участка обшивки в районе трещины; в — приведение конструкции в соответствие с требованиями Правил Регистра путем установки бортового стрингера соответствующей высоты
Рис. 7. Расположение выреза в стенке бортового стрингера у конца опорной кницы явилось причиной образования трещин в стенке стрингера и затем в наружной обшивке (а). Вариант ремонта поврежденного узла: установка заделки выреза и усиленной кницы, замена участка обшивки в районе трещины (б)
Рис. 8. Подкрепление балки набора:
а — путем увеличения высоты hi стенки в районе выреза; б — путем увеличения толщины стенки балки в районе выреза
Рис. 9. Расположение выреза в районе стыка подпалубной балки привело к ослаблению сечения и, как следствие, к образованию трещины (а). Стыковой шов должен отстоять от кромки выреза на расстоянии 150—200 мм; малые круглые вырезы диаметром не более 0,2 h должны отстоять от стыка на расстоянии не менее 50 мм (б). Стыковое соединение балки у опорного сечения должно подкрепляться кницей (в).
Вырезы в стенке флора наливных судов для прохода трубопроводов подогрева груза должны отстоять от вырезов для прохода балок на расстоянии не менее 180 мм, а от днищевой обшивки — не менее 100 мм.