CC BY
9[4] Санитарные правила по сбору, хранению, транспортированию и первичной обработке вторсырья. Москва, 1982, Минздрав СССР.
[5] Борисов Е.А., Минеев В.И., Платов Ю.И. Эффективность капитальных затрат на транспорте (Методика оценки) / Е.А. Борисов, В.И. Минеев, Ю.И. Платов. - Якутск.: Як. Центр СО РАН, 1994, с. - 44.
ANALYSIS OF INTERNATIONAL EXPERIENCE OF FORMATION OF PRICES FOR RECYCLING OF SHIPS
E. G. Burmistrov, T.A. Mikheeva
Keywords: recycling of ships, demolition works, scrap (metal scrap), metallurgical piece, the cost of disposal.
The article provides a list of the main stages of ship recycling, the economic efficiency dismantling of ships, research dovan world experience on formation of prices for recycling of ships, as well as prospects needs in ship recycling for Russian-governmental shipowners.
УДК 629.12.0011.001.63
Е.Г. Бурмистров, д.т.н., профессор ФБОУВПО «ВГАВТ» Т.А. Михеева, к.т.н., доцент ФБОУ ВПО «ВГАВТ» 603950, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5а
АЛГОРИТМ РАСЧЁТА СУММАРНОЙ ДЛИНЫ РЕЗА ПРИ РАЗДЕЛКЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КОРПУСА СУДНА НА ЛОМ
Ключевые слова: утилизация судов, разделка судна на лом, длина реза, суммарный погонаж реза.
В статье изложен новый подход к расчёту погонажа реза при разделке судов на лом. Приведен общий алгоритм методики расчёта погонажа реза, основные допущения и упрощения при выполнении расчётов
Интерес к совершенствованию технологий утилизации судов, выработавших свой эксплуатационный ресурс или уже неспособных выполнять свои функции по другим причинам, имеет устойчивую тенденцию к росту. В связи с этим авторами выполнен комплекс исследований, направленных на совершенствование существующих методик расчёта суммарной длины реза при разделке судов на лом. Основной задачей исследований являлось уточнение алгоритма расчёта с целью более точного определения суммарного погонажа реза цилиндрической вставки корпуса разделываемого судна и, как следствие, более точного расчёта трудоёмкости и себестоимости судоразде-лочных работ уже на ранних этапах подготовки производства к судоразделке.
Разделка корпуса является основным и самым трудоёмким этапом утилизации судна. Ей предшествует демонтаж оборудования, обстройки, дельных вещей и т.д. Длина цилиндрической части корпуса может составлять до 0,8 длины корпуса, а степень её насыщения судовым оборудованием, механизмами, системами и проч. может не уступать насыщению оконечностей (например, на судах технического флота).
Подготовка корпуса к разделке обычно выражается в трассировке разъединяющих линий, суммарная длина которых должна быть известной для расчёта сопутствующих
разделке процессов выброса вредных веществ в атмосферу (при тепловой резке), а также для расчёта трудоёмкости и себестоимости процесса. Это весьма актуально и с точки зрения подготовки образующегося металлолома для дальнейшей транспортировки на металлургическое предприятие и его переработки.
Наиболее известной методикой расчёта погонажа реза цилиндрической части корпуса судна является методика, изложенная в работе [1]. Она предполагает определение погонажа, как суммы двух величин: суммарной длины реза каждого отделённого от корпуса судна элемента (блока или секции) - и суммарной длины начального реза для отделения названных элементов от корпуса - 2(/0). В итоге это позволяет
только в самом общем виде определить суммарную длину реза. Для согласования соответствующей документации на утилизацию судна с надзорными органами этого, обычно, оказывается достаточно. Однако, для расчётов трудоёмкости и себестоимости работ, определения потребности в трудовых, материальных и энергетических ресурсах этого явно недостаточно. Необходимо знать точную длину реза по кромкам всех отделяемых от корпуса элементов.
В этой связи авторами предлагается следующий подход.
Объём резки при разделке корпуса на лом можно определить расчётом длины реза по известным элементам корпуса (обшивке, набору, фундаментам, подкреплениям), полученным при разработке схемы разбивки корпуса на разделяемые элементы при условии задания габаритов металлургического куска, размер которого регламентируется источником [2] (от 5А1 до 5А3).
Суммарный погонаж реза в этом случае определяется следующими величинами:
1) суммарной длиной реза по кромкам каждого отделённого от корпуса элемента
(блока, секции, металлургического куска), /^ , п. м);
2) суммарной длиной начального реза для отделения перечисленных элементов от корпуса, £(/»), п. м;
3) коэффициентом неучтённых резов корпуса, К^ .
Таким образом, суммарный погонаж реза находится по формуле:
Пр = К2 •(/,+!(/»)), (1)
где КЕ - в первом приближении принимается равным 1,2.. .1,3. Собственно расчёт выполняется в форме табл. 1.
На первом этапе определяется число отделяемых секций на судно (отдельно по палубе, бортам, днищу, переборкам):
по палубе и по борту по формуле:
Б
П ед. (2)
А х К
где п, - число секций по палубе (борту);
Si - площадь палубы (борта) цилиндрической вставки судна, м2; /, - длина выбранной типовой секции палубы (борта), м2 К - ширина (высота) типовой секции палубы (борта), м2
- для корпуса с двойными бортами:
Пб = Пбо + Пбп (3)
где пбо - число бортовых объёмных секций;
)о -х 4 , ед. (4)
/бо х кбо
Число 4 в формуле учитывает количество бортов судна в районе цилиндрической вставки включая внутренний и внешний.
Таблица 1
Расчёт погонажа реза корпуса
Типы секций 2 о Ё Формат металлургического куска
X о « щ и на секцию на судно О г
йцике с ира баа и Е и оил неду ку к с е | К Я дц е цк ве 5А1 5А2 5А3 5А1 5А2 5А3 Длина начально реза, п.м.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Палубные /пХ^п Пп (/о)п
Бортовые:
- плоскостные /бпхкб Пбп (/0)бп
- объёмные /бохкб Пбо (/0)бо
Днищевые:
- объёмные 1дохЬдо Пдо (/0)до
- плоскостные 1дпхЬдп Пдп (/0)дп
Поперечные переборки ЬппХкпп Ппп (/0)пп
Продольные переборки 1прхкпр Ппр (/0)пр
£ А £ А2 £ Аз
£ А2 + £А3
/бо - длина приведённой бортовой объёмной секции, м; кбо - высота приведённой бортовой объёмной секции, м; пбп - число бортовых плоских секций.
^ б б )о ^
Пбп =-х 2 , ед. (6)
/ бп х кбп
где /бп - длина приведённой бортовой плоской секции, м; кбп - высота приведённой бортовой плоской секции, м;
— для корпуса с одним бортом:
■ х 2 , ед. (7)
/б х кб
днище:
- для корпуса с двойным дном:
Пд= Пдо+ "до, ед.
(8)
где
п
п
до
дп
(10)
(9)
для корпуса без 2-го дна:
п
, ед.
(11)
по переборкам поперечным:
"по =0,80х "ппс, ед.
(12)
где пппс - число поперечных переборок на судне.
по переборкам продольным:
(13)
где пппрс - число продольных переборок на судне.
Для удобства дальнейшего расчёта определяется приведённое число отделяемых секций. Это число рассчитывается по схеме разбивки корпуса разделываемого судна на разделяемые элементы с учётом следующих допущений и упрощений:
1) на проекции борта разделываемого судна выбирается любая секция и определяется её площадь в плане. После этого рассчитывается приведённая площадь проекции борта (£б);
2) полученное расчётом число секций пб округляется до целого числа согласно принятым правилам округления;
3) если борт и днище сформированы из плоскостных секций, число секций определяется сразу с учётом допущений 1) и 2). Если же рассматриваемый район корпуса сформирован из плоскостных и объёмных секций, то число секций определяется отдельно для района, сформированного из плоскостных секций и отдельно для района, сформированного из объёмных секций.
4) если в палубе имеются люковые вырезы, то их площадь должна исключаться из приведённой разделываемой площади палубы.
Перечисленные допущения пояснены схемой на рис. 1.
Рис. 1. Схема к расчёту количества отделяемых при разделке корпуса секций
По рассчитанному количеству секций на следующем этапе определяется суммарная длина их кромок и, затем, длина начального реза (отдельно по связям палубы, бортов, днища).
Расчёт длины начального реза (l0)i выполняют в табличной форме (см. табл. 2).
Таблица 2
Расчёт длины начального реза
Группа связей Расчётная формула Ед. изм. Значение
Палуба ('0)п=(Пп-1)х&п
Борт:
- при плоских обводах (А>)бп=(пб-1)хйбх2+пбх/бх2х2
- при смешанных обводах (4)бо=(пбо-1)хЛбх2х2+пбоХ/бх4х2+ +пбпХ^бХ2+пбпХ/бХ2х2
Днище:
- при плоских обводах (4)дп=(пд-1)хйд
- при смешанных обводах (А>)до=(пдо-1)х3хЬдо+(пдп-1)хЬд
Поперечные переборки (10)пп=пппХ0,8х/пер
Продольные переборки (10 )пр=ппр х(1пер)пр
Зная количество отделяемых секций и их размеры (определяются по схеме разбивки корпуса на разделяемые элементы), можно оценить количество металлургических кусков. Для этого площадь отделяемой секций делится на площадь кускового лома соответствующего формата, размеры которого принимаются из источника [2]. То есть
п = ^, (14)
где п - количество металлургических кусков (может быть дробным).
Имея такие данные нетрудно определить суммарную длину реза для получения кускового лома. При этом минимизирует размеры так называемых остаточных кусков металла, так как разбивка секций на металлургические куски выполняется непосредственно относительно кромок данной конкретной, а не приведённой секции [3].
С учётом этого, окончательная формула для расчёта длины начального реза (/0) на секцию будет выглядеть следующим образом:
/0 =(п -1)-кэ + п ■ /э, (15)
где /э - длина металлургического куска, м; кэ - ширина металлургического куска, м.
Кроме количества отделяемых элементов, общего погонажа реза и суммарной длины начального реза, для рационального использования при разделке судна дорогостоящего технологического и грузоподъёмного оборудования необходимо знать массы отделяемых от корпуса секций и других элементов. Это позволит уже на ранних этапах подготовки производства подобрать, например, крановое оборудование требуемой грузоподъёмности.
Массу секции нетрудно определить, как сумму масс обшивки, набора и насыщения. Однако, последняя обычно не превышает 5%, то есть находится в пределах стандартной погрешности инженерных расчётов. Поэтому данной составляющей, как правило, пренебрегают. Таким образом, для расчёта массы отделяемой секции можно использовать формулу:
Мс=Мобш+Мнаб , (16)
где Мобш - масса обшивки корпуса, т;
Мнаб = Ьс ■ Бс ■ ¿с ■ р , (17)
где Ьс - длина борта, м; Бс - ширина борта, м; tс - толщина листов обшивки борта, м; р - плотность материала.
Однако, конструкция корпуса включает, как рамный, так и холостой набор (причём массы соответствующих балок могут различаться в несколько раз). Поэтому необходимо иметь в виду формулу:
Мнаб = Мх.наб+Мр.наб, (18)
где Мхнаб - масса холостого набора, т.
Мхнаб = ¿х£о^Пх.б. /1000, (19)
где Ьх - длина холостой балки, см;
£х - площадь поперечного сечения профиля, см2;
р - плотность материала, кг/см3;
Пх - количество холостых балок борта, шт.
Мрнаб - масса рамного набора:
Мр.наб=^£ррПр.б/1000, (20)
где Lp - длина рамной балки, см;
Sp - площадь поперечного сечения, см2;
пр.6 - количество рамных балок борта, шт.
То есть формулу (16) удобнее заменить следующей:
Мс=Мобш+Мх.наб+Мр.наб. (21)
Изложенный в данной статье подход, позволяет достаточно оперативно и с требуемой точностью подготовить все необходимые исходные данные для дальнейших расчётов потребности во всех видах ресурсов, а так же трудоёмкости, себестоимости и сроков разделки цилиндрической части корпуса судна [4]. Аналогичные расчёты для оконечностей корпуса имеют свои особенности. Авторами ведётся работа по созданию методики расчёта погонажа реза оконечностей и других частей корпуса, имеющих лекальные обводы.
Список литературы:
[1] Горбунов Ю.В. Технология утилизации судов и других отходов судоходства: конспект лекций. Ю.В. Горбунов, О.К. Зяблов. - Н.Новгород: изд-во ФГОУ ВПО «ВГАВТ», 2006. - 144 с.
[2] ГОСТ 2787-86 «Металлы вторичные. Общие технические условия». Введен в действие постановлением Государственного комитета стандартов Совета министров СССР от 26 декабря 1975 г. № 4035.
[3] СанПиН 2.6.1.993-00 "Гигиенические требования к обеспечению радиационной безопасности при заготовке и реализации металлолома".
[4] Правила безопасности при подготовке лома и отходов черных и цветных металлов для переплава. ПБ 11-546-03. Утверждены постановлением Госгортехнадзора России от 24.04.03 №17, зарегистрированным Министерством юстиции Российской Федерации 20.05.03 г., регистрационный № 4573
THE ALGORITHM OF CALCULATION OF THE TOTAL LENGTH OF THE CUT WHEN CUTTING THE HULL SCRAP
E. G. Burmistrov, T.A. Mikheeva,
Keywords: recycling, vessel, mouldings, cutting metal, scrap metal, cutting, cutting length and section.
The article describes a new approach to the calculation of stock cutting at cutting scrap recycling of ships. The General algorithm of calculation methods and underlying assumptions and simplifications.
