СУДОСТРОЕНИЕ 5'2014
НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЫПОЛНЕНИЯ ТРЕБОВАНИЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ МОРСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ К КАЧЕСТВУ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ БАЛЛАСТНЫХ ТАНКОВ ЗАБОРТНОЙ ВОДЫ И МЕТОДАМ ИХ ИСПЫТАНИЙ
А. В. Анисимов, докт. техн. наук, М. А. Михайлова,
канд. техн. наук, Н. С. Яковлев (ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей», e-mail: mail@crism.ru) удк 621.791:669.295
Резолюцией IMO MSC 215 (82) принят «Стандарт по применению защитных покрытий для балластных танков забортной воды всех типов судов и пространств двойных бортов навалочных судов (PSPC)». Стандарт включает в себя технические требования к защитным покрытиям балластных танков забортной воды всех типов судов валовой вместимостью не менее 500 т и пространств двойных бортов навалочных судов длиной 150 м и более, построенных из стали. Требования стандарта направлены на обеспечение планируемого срока службы покрытия в балластных танках и пространствах двойных бортов 15 лет и более.
В стандарте сформулированы требования к основным составляющим получения качественного покрытия: системе покрытий; технологии подготовки поверхности и окрашивания; квалификации инспекторов по контролю качества; процедуре сертификационных испытаний систем покрытий.
Требования к системе покрытий. К системе покрытий предъявляются следующие требования:
— предпочтительно использование эпоксидных материалов;
— альтернативные (не эпоксидные) материалы могут использоваться только после проведения более жестких, чем для эпоксидных систем, сертификационных испытаний;
— система покрытий должна состоять как минимум из двух слоев, нанесенных распылением, и двух полосовых слоев, нанесенных кистью;
— каждый слой должен отличаться по цвету; верхний слой должен быть светлым;
— номинальная толщина эпоксидной системы покрытий 320 мкм по правилу 90/10.
В настоящее время системы покрытий из материалов российского производства, отвечающие требованиям Резолюции IMO, отсутствуют. Для ликвидации практически полной зависимости от зарубежных поставщиков нашим институтом выполняется
разработка импортозамещающего лакокрасочного покрытия.
Требования к технологии подготовки поверхности и нанесению покрытия. Технологический процесс должен состоять из следующих стадий:
— первичная обработка металла, включающая абразивоструйную очистку до степени Sa 2V2 по ISO 8501-1 с шероховатостью 30—75 мкм по ISO 8503-1/2 и нанесение межоперационной грунтовки, совместимой с основной системой покрытий;
— вторичная подготовка поверхности после формирования секций, включающая обработку острых кромок, зашлифовку сварочных брызг и других дефектов, очистку поверхности с разрушенной межоперационной грунтовкой и сварных швов до степени Sa 2'/2 по ISO 8501-1, обработку сохранившейся межоперационной грунтовки легкой обдувкой абразивом или водой под высоким давлением, нанесение системы покрытий;
— подготовка поверхности после сборки корпуса, включающая очистку стыков и участков с поврежденным покрытием до степени St3 или Sa 2У2, нанесение покрытия на стыки и поврежденные участки.
К концу 2014 г. нашим институтом будет разработан руководящий документ, включающий подробную постадийную технологию подготовки поверхности и нанесения противокоррозионного покрытия в балластных танках. В руководящий документ будут включены и обязательные контрольные операции, выполняемые на каждой стадии технологического процесса квалифицированным инспектором.
Требования к квалификации инспекторов по контролю качества покрытий. Контроль качества покрытия должен выполняться квалифицированным инспектором, имеющим удостоверение (NACE Инспектор по покрытиям уровень II, FROSIO Инспектор уровень III или эквивалентное удостоверение).
В России инспектор может подтвердить свою квалификацию удостоверением инспек-
СУДОСТРОЕНИЕ 5'2014
СУДОСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Примеры изучаемых контрольных операций и приборов для определения: а — содержания водорастворимых солей на поверхности; б — шероховатости поверхности; в — адгезионной прочности; г — толщины сырого и сухого слоя лакокрасочного покрытия; д — параметров погодных условий; е — сплошности покрытия
б)
тора II уровня Аттестационного центра «Прометей» при ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей».
При подготовке инспекторов в Аттестационном центре «Прометей» акцент сделан на проведение контроля каждой стадии подготовки поверх-
ности и каждого слоя нанесения покрытия, поскольку неудовлетворительную работу чрезвычайно трудно исправить после завершения нанесения покрытия.
Особое внимание уделяется практическим занятиям по контро-
лю качества окрасочных работ с использованием современных контрольных приборов (рисунок).
Процедура испытаний на пригодность покрытия для нанесения в балластных танках. Для включения в проектную документацию и применения в балластных танках системы защитных покрытий должны иметь Свидетельство о типовом одобрении Российского морского регистра судоходства, которое выдается на основании положительных результатов испытаний, выполненных лабораторией, независимой от изготовителя лакокрасочного материала.
Стандарт РБРС предусматривает следующие виды испытаний:
— для защитных покрытий балластных танков забортной воды — в качающемся танке, моделирующем условия в балластных танках, и в камере конденсации влаги;
— для защитных покрытий пространств двойных бортов навалочных судов длиной 150 м и более — в камере конденсации.
В приложении 1 к стандарту РБРС очень коротко сформулированы требования к процедуре испытаний защитных покрытий для балластных танков забортной воды в качающемся танке:
— продолжительность испытаний 180 дней;
— испытания выполняют на 5 образцах;
— испытательный цикл — две недели с морской водой и одна неделя без воды;
— температура морской воды 35 °С;
— интервал качания танка — 3 с или менее.
Требования к условиям испытаний образцов серьезно отличаются друг от друга.
Испытательный образец 1 нагревают в течение 12ч до 50 °С и охлаждают в течение 12 ч до 20 °С для моделирования условий верхней палубы. Кроме этого образец циклически обрызгивают морской водой для того, чтобы смоделировать килевую и бортовую качку судна. Интервал обрызгивания — 3 с или менее.
Испытательный образец 2 циклически погружают в морскую воду (две недели — в морской воде при 35 °С + одна неделя без воды). Дополнительно на образец устанавли-
СУДОСТРОЕНИЕ 5'2014
СУДОСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
вают цинковый анод для оценки эффективности катодной защиты.
Испытательный образец 3 охлаждают с обратной стороны, чтобы обеспечить разницу температур для моделирования охлажденной переборки в балластном крыльевом танке, и обрызгивают морской водой для того, чтобы смоделировать килевую и бортовую качки судна. Разница температур приблизительно 20 °С. Интервал обрызгивания — 3 с или менее.
Испытательный образец4 циклически обрызгивают морской во-
Материалы, предназначенные для изготовления корпусов судов арктического плавания, должны гарантировать отсутствие хрупких разрушений при температурах до -40...-50 °С. Это относится как к листовому прокату низколегированных судостроительных сталей, так и к металлу сварных соединений. До недавнего времени основным принципом подтверждения достаточной хладо-стойкости являлся контроль величины работы разрушения ^ образцов Шарпи при ударном изгибе (с острым надрезом) при температуре испытаний, определяющей температурную категорию стали (индексы А, В, D, Е, Р в обозначении марки стали) или сварочного материала (категории по хла-достойкости I—V). Выбор материала осуществляется по номограммам Правил классификации и постройки морских судов [1, часть II «Корпус», п. 1.2.3.1)], устанавливающим связь требуемой температурной категории стали с категорией ответственности конструктивного элемента («группы связей»), его толщиной и расчетной температурой Тр для рассматриваемой конструкции. Так, для Тр = -40 °С, для группы связей 3, применение стали марок D32, D36 (т. е. с контролем
дой для моделирования килевой и бортовой качки судна. Интервал обрызгивания — 3 с или менее.
Испытательный образец 5 подвергают сухому нагреву в течение 180 дней до 70 °С для моделирования нагревания листов, находящихся на границе между нагретым топливным танком и балластным танком двойного дна.
Ни одна испытательная лаборатория в нашей стране не оснащена качающимся испытательным танком. Закупка его невозможна, так как он серийно не выпускает-
УДК 621.791:669.295
работы удара при -20 °С) допустимо для толщин не более 15 мм, стали марок D40, E32, E36 — не более 20 мм, стали марки E40 — не более 25 мм; более толстые элементы конструкций должны изготавливаться из стали категории F с контролем работы удара при -60 °С. Регламентируемый при этом уровень KV определяется разделами XII «Материалы» и XIII «Сварка» [1] и приблизительно может быть представлен неравенством
KV [Дж] > 0,1 Re [МПа] , (1)
где Re — предел текучести стали.
Одновременно с этим последние редакции «Правил...» [1] содержат следующее указание (п. 1.2.3.1): «Для элементов конструкций корпуса ледоколов и судов ледового плавания категорий Arc4—Arc9, расчетная температура для которых не превышает -30 °C, при толщине элементов более 25 мм Регистр1 может потребовать применения стали улучшенной свариваемости, а также стали, удовлетворяющей требованиям Регистра по вязкости и хладо-стойкости (стали с дополнительным верхним индексом «Arc»). Требования к этим сталям изложены в час-
ся. В ближайшее время в нашем институте должно быть выполнено проектирование и изготовление качающегося танка. Остальными приборами и оборудованием для проведения сертификационных испытаний в соответствии с требованиями стандарта PSPC испытательная лаборатория института оснащена и со второй половины 2014 г. сможет выполнять сертификационные испытания защитных покрытий для балластных танков и пространств двойных бортов навалочных судов.
ти XII «Материалы» Правил классификации, постройки и оборудования ПБУ и МСП [2].
Необходимо отметить, что в [2] содержится формулировка требований к материалам, приводящих к более жестким ограничениям на допустимую толщину связей для морских конструкций. Согласно [2, часть
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.