CC BY
31Секция 2. СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ РЫБОЛОВСТВА, ОТРАСЛЕЙ И ОБЪЕКТОВ РЫБОДОБЫВАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА
УДК 629.5.023:620.19
Д.А. Арчибисов1, В.А. Швецов2
1 Камчатская дирекция по техническому обеспечению надзора на море, Петропавловск-Камчатский, 683031;
2 Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: d.a.archibisov@mail.ru
К ВОПРОСУ СОЗДАНИЯ МОРСКОЙ ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ СТАНЦИИ ДЛЯ НАТУРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СУДОВЫХ ПРОТЕКТОРОВ
Показана необходимость проведения натурных исследований протекторов при разработке средств и методов защиты кораблей и судов от коррозии. Для проведения таких исследований необходимо создавать морские испытательные станции. В качестве естественного стенда для испытаний целесообразно использовать находящиеся в эксплуатации маломерные суда.
Ключевые слова: творческий коллектив, коррозионные исследования, протекторная защита, лакокрасочное покрытие, натурные исследования, морская испытательная станция.
D.A. Archibisov1, V.A. Shvetsov2
1 Kamchatka's directorate for technical support of sea supervision, Petropavlovsk-Kamchatskу, 683031; 2 Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003 e-mail: d. a. archibisov@mail.ru
TO THE QUESTION OF CREATING A MARINE TESTING STATION FOR SHIP PROTECTORS FIELD STUDIES
The necessity of carrying out full-scale studies of protectors in the development of means and methods for protecting ships and vessels from corrosion is shown. To conduct such studies, it is necessary to create marine testing stations. It is advisable to use small vessels in operation as a natural test bench.
Key words: creative team, corrosion research, sacrificial protection, paint coating, field studies, marine testing station.
Введение
Известно, что борьба с коррозией корпусов кораблей и судов является актуальной задачей для обеспечения безопасности мореплавания, повышения экономической эффективности флота и обеспечения экологической безопасности акваторий [1, 2]. На кафедре «Электрооборудование и радиооборудование судов» (в настоящее время - кафедра «Энергетических установок и электрооборудования судов») КамчатГТУ исследования, посвященные вопросам защиты судов от коррозии, начали проводиться в 2012 г. [3]. В процессе проведения дальнейших исследований по данному направлению сформировался творческий коллектив - научная школа «Защита кораблей и судов от коррозии» [4]. Одним из главных приоритетов нашего коллектива является высокая практическая значимость проводимых исследований. Очевидно, что это может быть достигнуто за счет проведения экспериментов и испытаний в натурных условиях.
Так, натурные эксперименты широко применялись В.А. Карповым при исследовании проблемы влияния факторов морской среды на коррозию и обрастание материалов. В работе [5] он отмечает, что «во второй половине 20 века в нашей стране теоретические исследования и реализация их результатов тормозились отсутствием комплексной системы исследований и испытаний. Разработки и испытания средств и способов защиты проводились разрозненно из-за отсутствия единой методологии и нормативной базы исследований. После распада СССР в значительной степени оказалась утерянной и экспериментальная база. Перестали применяться и совершенствоваться методы натурных испытаний, без которых не представляется возможным создание современных средств защиты морской техники».
Для решения данной проблемы В.А. Карпов предложил методологию комплексной системы создания противообрастающих и противокоррозионных материалов и покрытий [5]. В основе этой системы лежит сеть испытательных станций в представительных климатических зонах от северных широт до тропиков (в Баренцевом, Черном и Южно-Китайском морях), а также комплекс методов и методик, объединяющий лабораторные, натурные исследования и методы математической обработки результатов. Созданный Лабораторно-экспериментальный комплекс прошел независимую экспертизу и аттестован на техническую компетентность и независимость (Аттестат аккредитации Федерального Агентства по техническому регулированию № РОСС RU0001.21КК04). На основании результатов натурных экспериментов разработан и введен в действие нормативный документ (НД) - ГОСТ РВ 9.412-2001 «Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные для военной техники. Метод натурных климатических испытаний в морской воде». Рекомендации по допуску к применению на объектах военно-морской техники схем противокоррозионных и противообрастающих покрытий включены в один из основных существующих нормативных документов в области защиты от коррозии - «Руководство по защите корпусов надводных кораблей ВМФ от коррозии и обрастания», РЗК НК-2001.
Таким образом, на примере многолетних исследований видно, что разработка перспективных средств и методов борьбы с коррозией и обрастанием немыслима без создания морских испытательных станций для натурных исследований. При этом ранние исследования российских ученых [5, 6] в большей степени посвящены противообрастающим покрытиям, а не средствам электрохимической защиты от коррозии. Однако, согласно нормативно-технической документации [7, 8], протекторы являются основным средством для защиты стальных корпусов кораблей и судов от коррозии. В связи с этим натурные испытания судовых протекторов приобретают особую актуальность. Цель настоящей работы - обосновать необходимость создания морской испытательной станции для натурных исследований судовых протекторов.
Для достижения цели необходимо провести натурные исследования работоспособности судовых протекторов путем проведения коррозионных испытаний корпуса маломерного судна, на котором они установлены, проанализировать результаты и сделать вывод о целесообразности создания морской испытательной станции для натурных исследований судовых протекторов.
Материалы и метод исследования
Исследования характеристик работы судовых протекторов было решено проводить на подходящем судне-носителе - т. е. судне, оборудованном протекторами, находящемся в рабочем состоянии и использующемся по прямому назначению. В качестве судна-носителя (естественного стенда для проведения исследований) выбран катер «РУМ 52-22», судовладельцем которого является ФГБУ «Камчаттехмордирекция». Режим работы судна позволяет в течение навигации без ущерба для производства проводить натурные исследования. Информация о судне и особенностях его эксплуатации представлена в работе [1].
Исследование характеристик работы протекторов проводилось методом натурных коррозионных испытаний корпуса судна с последующим анализом полученных результатов. В свою очередь, натурные коррозионные испытания выполнялись двумя методами - методом измерения защитного потенциала корпуса судна прибором ДВ-2 и методом визуальной оценки состояния корпуса судна и средств его противокоррозионной защиты.
Устройство и принцип работы прибора ДВ-2 представлены в работе [9], технология проведения измерений - в [10] и [11]. Измерения в шести контрольных точках на корпусе судна проводились в период нахождения судна на воде. Первое измерение произведено 12.06.2017 г., последнее за навигацию 2017 г. - 26.10.2017 г. Защитный потенциал корпуса судна замерялся
25 раз, из них: 17 сеансов измерений проведено в месте постоянного базирования судна в Ава-чинской губе в районе мыса Сигнальный, 5 - в Кроноцком заливе (район Жупановского лимана, бухты Большая Медвежка и Моржовая) и 3 - в Авачинском заливе (бухты Гротовая и Русская). Всего за период проведении исследований проведено 468 измерений защитного потенциала корпуса судна.
Показатели натурных коррозионных испытаний методом измерений необходимы для получения информации о работоспособности ПЗ судна и состояния его ЛКП. Например, явное падение величины защитного потенциала корпуса судна в одной из контрольных точек показывает, что в этом месте поврежден либо отсутствует протектор. Это приводит к образованию зон значительной коррозии на данном участке корпуса судна.
При проведении натурных коррозионных испытаний методом визуальной оценки проводилось сравнение результатов органолептической (визуальной и тактильной) оценки состояния лакокрасочного покрытия (ЛКП) и протекторной защиты (ПЗ) судна перед его спуском на воду в начале навигации и после завершения навигации. Результаты осмотра подводной части корпуса судна перед навигацией и после ее завершения фиксировались с помощью цифровой фотосъемки. Осмотры проводились на берегу в районе стапельной стоянки судна (мыс Сигнальный). Первый осмотр проведен 22.05.2017 г. в начале навигации и перед спуском судна на воду. По завершении навигации, после подъема катера на берег, выполнено несколько осмотров -в декабре 2017 г., в январе и феврале 2018 г.
Визуальная оценка состояния корпуса судна и средств его противокоррозионной защиты дает представление о том, как отработала протекторная защита судна и о качестве его ЛКП в течение навигации. Так, например, при обнаружении биологического обрастания на поверхности протектора можно сделать вывод об отсутствии у него защитной функции [1].
Результаты и обсуждение
Динамика изменения защитного потенциала корпуса катера «РУМ 52-22» в течение навигации 2017 г. представлена на рис. 1.
Результаты измерений & = ЕК/6, мВ
760 740 720 700 680 660 640 620
600
а
Ч 8
765
748 747
гчгчгчгчгчгчгчгчгчгчгчгчг^гчгчгчгчгчгчгчгчгчгчгчгч
ЧО ЧО ЧО сч' о\ "О
^Ч ^Ч ГЧ
г©
г©
<м оо © ©
"О
ОО С^ © ©
о\ ©
ГО СП
©
со
о\ ©
СП ©
г©
<м <м <м <м
Рис. 1. Динамика изменения защитного потенциала корпуса катера «РУМ 52-22» в течение навигации 2017 года
Из диаграммы видно, что усредненные значения потенциала корпуса катера «РУМ 52-22» в течение навигации 2017 г. находились в пределах от 611 до 765 мВ. То есть, в большинстве случаев были ниже допустимой, в соответствии с ГОСТ 26501-85, величины защитного потенциала - 800 мВ с допустимыми кратковременными колебаниями от 750 до 950 мВ. Также видно, что в период с 03.10.2017 г. по 20.10.2017 г. значения потенциала приближались к допустимому
по ГОСТ 26501-85 нижнему пределу (750 мВ). Возможно, что это обусловлено изменением гидрохимических и гидробиологических факторов прибрежных морских вод в данный период.
Перед началом навигации 2017 г. 2 изношенных протектора П-КОА-5 не соответствовали требованиям НД [12] (их износ составил более 70%) и были заменены новыми (рис. 2, а). Осмотр корпуса судна по завершении навигации 2017 г. показал, что новые (замененные) протекторы обросли толстым (до 10 мм) слоем гидробионтов - мидий и балянусов (Ва1апш егепМш). Металл протектора твердый, при воздействии стальным скребком не отслаивается и не крошится. Это говорит о том, что в период навигации новые протекторы не только не растворялись в морской воде и не выполняли свою защитную функцию, а напротив, они стали центром обрастания на корпусе судна (рис. 2, б). Подробное иллюстрированное описание результатов натурных коррозионных испытаний методом визуальной оценки представлено в работе [1].
а б
Рис. 2. Новый протектор П-КОА-5 на днище в кормовой части катера «РУМ 52-22»: а - перед началом навигации 2017 г.; б - после ее завершения
В таблице результаты измерений защитного потенциала корпуса прибором ДВ-2 для сравнения с результатами визуальной оценки представлены с разбивкой по контрольным точкам (т. е. по участкам обшивки судна) за весь период навигации 2017 г.
Таблица
Усредненные результаты измерений защитного потенциала корпуса катера «РУМ 52-22» с разбивкой по контрольным точкам
№ контрольной Расположение контрольной точки Средние значения защитного потенциала
точки на корпусе судна в точке за весь период навигации Усв нав, мВ
1 Левый борт, нос 644
2 Правый борт, нос 646
3 Левый борт, середина 639
4 Правый борт, середина 642
5 Левый борт, корма 634
6 Правый борт, корма 637
Из таблицы видно, что наименьшие (наихудшие) значения защитного потенциала корпуса судна получены в контрольных точках, расположенных в кормовой части. Именно в кормовой части размещались два неработоспособных протектора, обросших гидробионтами за время навигации (рис. 2). Таким образом, результаты натурных исследований судовых протекторов методом измерений защитного потенциала и методом визуальной оценки полностью совпали.
Выводы
Опыт российских ученых в области разработки противообрастающих покрытий, а также исследования по оценке эффективности работы протекторной защиты в эксплуатационных условиях, проводимые ФГБУ «Камчаттехмордирекция» и ФГБОУ ВО «КамчатГТУ», подтвердили актуальность создания морской испытательной станции для натурных исследований судовых протекторов. В качестве естественного стенда для проведения исследований целесообразно использовать эксплуатируемые маломерные суда. Создание испытательной станции для натурных исследований судовых протекторов позволит продолжать работу по установлению эксплуатационных характеристик протекторов, используемых на судах камчатского флота и оценке влияния факторов морской среды на работу судовых средств противокоррозионной защиты в эксплуатационных условиях.
Литература
1. Арчибисов Д.А., Швецов В.А. Контроль качества материалов и работ в ходе ремонта средств противокоррозионной защиты корпуса на маломерных судах // Вестник Камчат. гос. техн. ун-та. - Петропавловск-Камчатский, 2018. - Вып. 44. - С. 6-13.
2. Решняк В.И., Решняк К.В. Управление экологической безопасностью при эксплуатации судов на внутренних водных путях // Эксплуатация морского транспорта. - 2017. - № 1 (82). -С. 95-99.
3. Белов О.А. Проблемы защиты судов камчатского флота от коррозии и пути их решения // Природные ресурсы, их состояние, охрана и техническое использование: Материалы IX Всерос. науч.-практ. конф. (20-22 марта 2018 г.). - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2018. -С.110-113.
4. Оценка эффективности работы научной школы «Защита кораблей и судов от коррозии» / В.А. Швецов, С.А. Зайцев, А.Б. Дороганов, А.Ю. Бессонов, Д.А. Арчибисов // Наука, образование, инновации: пути развития: Материалы VIII Всероссийской науч.-практич. конф. (23-25 мая 2017 г.). - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2017. - С. 125-127.
5. Карпов В.А. Биокоррозия в морской среде и основы применения защитных покрытий: Автореф. дис. ... д-ра техн. наук. - М., 2012. - 47 с.
6. Абачараев И.М. Разработка методики выбора специальных защитных покрытий и технологий их нанесения с целью повышения эксплуатационных качеств судов: Автореф. дис. ... д-ра техн. наук. - СПб., 2007. - 38 с.
7. РД 31.28.10-97. Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозии: Руководящий документ. Утвержден распоряжением Минтранса России от 17.12.2007 № МФ-34/2306. -СПб.: Министерство транспорта РФ, 1997. - 169 с.
8. ГОСТ 26501-85. Корпуса морских судов. Общие требования к электрохимической защите. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 9 с.
9. Устройство для измерения защитного потенциала стальных корпусов кораблей и судов: пат. 153280 РФ: МПК (51) О 01 N 17/02 (200601) / В.А. Швецов, П.А. Белозеров, Д.В. Шунькин, А.А. Диденко, А.А. Луценко, Д.В. Коростылев, О.А. Белавина; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «КамчатГТУ» - № 2014142289/29; заявл. 20.10.2014; опубл. 10.07.2015, Бюл №19.
10. Совершенствование методики измерения защитного потенциала стальных корпусов кораблей и судов / П.А. Белозеров, В.А. Швецов, А.А. Луценко, О.А. Белавина // Вестник Астраханского гос. техн. ун-та. Серия Морская техника и технология. - 2014. - Вып. 4. - С. 7-12.
11. Способ контроля режима работы протекторной защиты стальных корпусов кораблей и судов: Пат. 2589246 РФ: МПК (51) О 01 N 17/00 (200601) / В.А. Швецов, Н.В. Адельшина, П.А. Белозеров, Д.В. Коростылев, О.А. Белавина; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «КамчатГТУ» - № 2015104363/28; заявл. 10.02.2015; опубл. 10.07.2016, Бюл № 19.
12. ГОСТ. 26251-84. Протекторы для защиты от коррозии. Технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 1987. - 25 с.
