CC BY
117УДК 629.5.083.5:629.5.024
Т.Ю. Пашеева
Мурманский государственный технический университет, Мурманск, 183010 e-mail: tatjana-pasheeva@rambler.ru
О СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ ОЧИСТКИ КОРПУСОВ СУДОВ
Степень подготовки поверхности к нанесению защитных покрытий имеет ключевое значение. Главная задача очистки - получение шероховатой поверхности, которая обеспечит хорошее сцепление с лакокрасочными материалами. В судоремонте возможны несколько вариантов организации работ по очистке поверхностей, при этом выбор конкретного варианта определяется как основными направлениями деятельности предприятия, так и его производственной программой.
Ключевые слова: судоремонтные предприятия, корпусные конструкции судна, судоремонт, технология очистки корпусов судов.
T.Yu. Pasheeva
Murmansk State Technical University,
Murmansk, 183010 e-mail: tatjana-pasheeva@rambler.ru
ON MODERN SHIP HULL CLEANING TECHNOLOGIES
The degree of surface preparation for applying protective coatings is key. The main task of cleaning is to obtain a rough surface, which will provide good adhesion to paints and varnishes. In ship repair, several options for organizing work on cleaning surfaces are possible, while the choice of a specific option is distributed both by the main activities of the enterprise and its production program.
Key words: ship repair enterprises, ship hull structures, ship repair, ship hull cleaning technology.
В судоремонте необходимо максимальное внимание уделить вопросам механизации. Рассматривая проблемы механизации доковых работ, важно сосредоточить внимание на очистке корпусов судов, т. к. в настоящее время существенно возросли требования к качеству поверхности изделий и деталей, а также к экологической чистоте производственных процессов.
Степень подготовки поверхности к нанесению защитных покрытий имеет ключевое значение: чем выше степень очистки корпуса судна, тем выше качество окраски. Главная задача очистки - получение шероховатой поверхности, которая обеспечит хорошее сцепление с лакокрасочными материалами. В случае нанесения на поверхность корпусных конструкций, деталей покрытий (лакокрасочных и других) неудовлетворительное состояние поверхности приведет к резкому уменьшению адгезионной прочности нанесенного покрытия с поверхностью и его отслаиванию в процессе эксплуатации. Одновременно должна преследоваться цель увеличения производительности очистки, поэтому перед судоремонтными предприятиями встает вопрос модернизации очистного оборудования.
В судоремонте возможны несколько вариантов организации работ по очистке поверхностей, при этом выбор конкретного варианта распределяется как основными направлениями деятельности предприятия, так и его производственной программой. В настоящее время в судоремонте нашли применение разнообразные способы очистки металлопроката корпусных конструкций: абразивоструйная, дробеметная, гидравлическая, термическая, очистка сухим льдом, химические способы очистки, очистка механизированным инструментом, лазерная очистка [1].
Традиционные способы устранения загрязнений с корпуса сложны и не способны в полной мере устранить загрязнения, а химические - слишком агрессивны, требуют серьезной подготов-
ки и оснащения. На текущий день оптимальным вариантом по очистке корпуса от грязи, ржавчины, старой краски и масляной пленки является пескоструйная очистка.
Обозначения способов подготовки поверхности указаны в табл. 1. Степень абразивно-струйной очистки и очистки ручным и механизированным инструментами указаны в табл. 2 и 3.
Таблица 1
Обозначения способов подготовки поверхности [1]
Ба Струйно-абразивная очистка
Очистка ручным или механизированным инструментом
Таблица 2 Степени абразивно-струйной очистки [1]
Ба1 Легкая очистка. При осмотре без увеличения поверхность должная быть свободной от видимых масла, смазки, грязи, а также от слабопристающих окалины, ржавчины, краски и посторонних частиц
Ба2 Тщательная очистка. При осмотре без увеличения поверхность должная быть свободной от видимых масла, смазки и грязи, а также от большей части прокатной окалины, ржавчины, краски и посторонних частиц. Любые оставшиеся загрязнения должны приставать прочно
Ба21/2 Очень тщательная очистка. При осмотре без увеличения поверхность должная быть свободной от видимых масла, смазки и грязи, а также от большей части прокатной окалины, ржавчины, краски и посторонних частиц. Любые оставшиеся следы загрязнений должны выглядеть только как легкое окрашивание в виде пятен или полос
Ба3 Очистка до визуально чистой стали. При осмотре без увеличения поверхность должна быть свободной от видимых масла, смазки и грязи, а также от большей части прокатной окалины, ржавчины, краски и посторонних частиц. Она должна иметь однородную металлическую окраску
Таблица 3 Степени очистки ручным и механизированным инструментами [1]
Б12 Тщательная очистка. При осмотре без увеличения поверхность должная быть свободной от видимых масла, смазки и грязи, а также от плохо пристающих прокатной окалины, ржавчины, краски и посторонних частиц
Бгз Очень тщательная очистка. Как Б12, но поверхность должна обрабатываться более тщательно до получения металлического блеска
Основными способами механической обработки поверхности являются шлифование, полирование, крацевание, виброобработка, струйная абразивная и гидроабразивная обработка. Недостатками этих технологий являются остатки абразивов на поверхности обрабатываемых деталей, а также, зачастую, высокие энергозатраты.
В настоящее время лазерная очистка используется в основном в приборостроении и при реставрационных работах. Однако быстрое развитие лазерных технологий не исключает также ее внедрения в судостроение [1].
Технология лазерной очистки является бесконтактным, безабразивным, высокопроизводительным и экологически чистым способом очистки поверхностей перед проведением различных технологических операций, в том числе покраски, нанесения защитных покрытий, сварки и т. д. Применение лазерной очистки ограничивалось недостаточной надежностью и высокой стоимостью лазеров. С появлением волоконных лазеров ситуация изменилась, так как срок службы, надежность, высокий коэффициент полезного действия, стабильность параметров и удобство использования окупают издержки на их приобретение и эксплуатацию [2].
Перспективы применения лазерных технологий очистки таковы, что судно достаточно будет покрасить один раз за весь срок эксплуатации. После этого в порту два-три подводных аппарата непосредственно в воде будут чистить его лазером. Лазер сжигает все наросты, не нанося вреда корпусу судна. Как следствие применения этой технологии - громадная экономия топлива, т. к. шероховатость днища уменьшает скорость судна до 30%, увеличивая тем самым расход топлива, и выбросы СО2 в атмосферу [3].
Судоремонтные предприятия применяют технологию гидроструйной очистки с помощью аппаратов сверхвысокого давления, которая основана на воздействии кинетической высоконапорной водяной струи на обрабатываемую поверхность и позволяет удалять с поверхности загрязнения и отложения любой физической природы и химического состава: ржавчину, консер-вационные смазки, лакокрасочные покрытия, отложения нефтепродуктов, нагар, окалину, органические соединения.
Энергетической основой гидроструйных технологий является процесс превращения работы, совершаемой главными исполнительными органами технологического оборудования в кинетическую энергию струи жидкости малого диаметра, что достигается путем сжатия рабочей жидкости (обычно воды) до сверхвысоких давлений и ее последующего продавливания через специально спрофилированное гидросопло малого диаметра. На выходе из гидросопла компактная струя воды имеет высокую скорость и обладает значительной удельной кинетической энергией. Кинетическая энергия высокоскоростной струи жидкости в зоне обработки материалов превращается в механическую работу, например в резание [4].
Гидроструйная очистка имеет ряд неоспоримых преимуществ перед другими технологиями: высокую производительность, взрывопожаробезопасность, экологическую чистоту, пониженную опасность для работающего персонала. Эффективность очистки достигает класса чистоты Sa2,5 - Sa3 по стандарту ГОСТ Р ИСО 8501-1-2014 «Подготовка стальной поверхности перед нанесением лакокрасочных материалов и относящихся к ним продуктов. Визуальная оценка чистоты поверхности» [5].
Оборудование высокого давления совершенно незаменимо для очистки внешних поверхностей судов. Преимуществом очистки струей воды супервысокого давления по сравнению с пескоструйным методом очистки является сокращение численности рабочих (в том числе вспомогательных рабочих), снижение затрат на утилизацию абразива. Наиболее эффективна гидроабразивная очистка там, где необходимо очистить поверхность от окалины, ржавчины, убрать различные загрязнения, получить максимальную чистоту поверхности, подготовить поверхность с наивысшим качеством под нанесение покрытия, провести финишную обработку сложного контура, снизить шероховатость, при этом сохраняя экологическую чистоту окружающего пространства.
Акционерное общество «Центр технологии судостроения и судоремонта» специализируется на разработке технологии очистки и окрашивания конструкций корпусов судов. В книге «Технология очистки и окраски корпусов судов» рассмотрены требования к подготовке металлических поверхностей под окрашивание, приводятся достаточно полные сведения по современным лакокрасочным материалам, технологии и оборудованию для подготовки поверхностей корпусных конструкций. Данные сведения позволят определить основные направления модернизации малярного производства судостроительных и судоремонтных предприятий, а также является прекрасным учебным пособием для студентов высших учебных заведений и колледжей [6].
В журнале «Экспозиция Металлообработка» вышла статья «Правильная подготовка корпуса судна к нанесению покрытий» автора Ирины Батуриной, менеджера по маркетингу. Описанный метод очистки и подготовки металла за один проход удаляет загрязнение, обезжиривает и обеспыливает поверхность, позволяя предприятиям экономить миллионы на транспортировке абразива, времени работ и зарплате операторов. Технология «Sponge бластинг» удаляет коррозию и старую краску с конструкций морских буровых установок, нефтяных платформ, промышленных, военных и коммерческих кораблей, барж, танкеров [7].
Информационно-аналитический портал, созданный для актуализации процессов в сфере судостроения Sudostroenie.info сообщает, что Балтийский и международный морской совет намерен разработать стандарт очистки корпуса судов в портах. Стандарт необходим для безопасной очистки подводной части корпуса и защиты окружающей среды от загрязнений. При этом очистка корпуса крайне необходима из-за его обрастания, в результате чего снижается скорость, повышается расход топлива. Стандарт также будет способствовать увеличению количества портов, в которых может быть произведена очистка, поскольку сейчас их число ограничено. Над стандартом работают компании-производители судовых покрытий, судовладельцы, а также организации, предоставляющие услуги по очистке. Участники надеются, что стандарт будет готов к концу 2019 г. [8].
Своевременная информация по инновационным технологиям очистки и окрашивания конструкций корпусов судов очень важна для судоремонтных предприятий, которые в настоящее время активно приступают к модернизации производства.
Литература
1. Технология очистки и окраски корпусов судов / А.А. Васильев, В.М. Левшаков, Н.П. Маслова, С.В. Морозов. - СПб.: ЦТСС, 2015. - 269 с.
2. Перспективы индустриальных применений лазерной очистки материалов / В.П. Вейко, А.А. Кишалов, Т.Ю. Мутин, В.Н. Смирнов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2012. - № 3 (79) [Электронный ресурс]. - URL: https://cyberleninka.ru/ article/n/perspektivy-industrialnyh-primeneniy-lazernoy-ochistki-materialov (дата обращения: 06.09.2019).
3. Внедрение лазерных технологий в Приморье позволит сохранить экологию и деньги // ZRPRESS.ru: деловое интернет-издание Дальнего Востока: Сайт. - URL: https://zrpress.ru/nauka/ primorj e_03.03.2016_76894_vnedrenie-lazernykh-tekhnologij -v-primorj e-pozvolit-sokhranit-kologiju-i-dengi.html (дата обращения: 06.09.2019).
4. Тарасов В.А. Проблемы и перспективы развития гидроструйных технологий в ракетно-космической технике / В.А. Тарасов, А.Л. Галиновский // Инженерный журнал: наука и инновации. - 2013. - Вып. 3 (15) [Электронный ресурс]. - URL: http://engjournal.ru/catalog/machin/ rocket/636.html (дата обращения: 06.09.2019).
5. Судоремонтное предприятие «Сориус» применяет аппараты гидроструйной очистки при доковом ремонте кораблей // Корабел.ру: Сайт. - URL: https://www.korabel.ru/news/comments/ sudoremontnoe_predpriyatie_sorius_primenyaet_apparati_gidrostruynoy_ochistki_pri_dokovom_remonte_ korabley.html (дата обращения: 07.09.2019).
6. АО «Центр технологии судостроения и судоремонта»: Сайт. - URL: http://www.sstc.spb.ru/ publications/all/vasilev-a-a-levshakov-v-m-maslova-n-p-morozov-s-v-tekhnologiya-ochistki-i-okraski-korpusov-sudov-.html (дата обращения: 08.09.2019).
7. Правильная подготовка корпуса судна к нанесению покрытий // Новости компании IST: Сайт. - URL: http://www.ist-russia.ru/news/70/320/pravilnaya-podgotovka-korpusa-sudna-k-naneseniyu-pokrytij (дата обращения: 08.09.2019).
8. В 2019 году будет разработан стандарт очистки судового корпуса // Sudostroenie info: Сайт. - URL: https://sudostroenie.info/novosti/24618.html (дата обращения: 10.09.2019).
