Что такое пневматические ролик-мешки для судов

    Спуск судна на воду является наиболее сложным и ответственным этапом из всех периодов постройки судна. На судостроительных, ремонтных и эксплуатационных предприятиях используется спуск с продольных или поперечных наклонных стапелей. Этот способ используется давно. Однако он имеет ряд недостатков:

• необходимость иметь дорогостоящее спусковое устройство, которое к тому же требует больших площадей для хранения;
• высокая трудоемкость и длительность подготовки спускового устройства;
• необходимость пересадки судна со строительного устройства на спусковое;
• высокая трудоемкость подготовки стапеля, в частности, необходимость нанесения смазки (насалки) для обеспечения необходимого коэффициента трения;
• необходимость после спуска доставать элементы спускового устройства не только с поверхности, но и со дна акватории с использованием водолазов;
• загрязнение окружающей среды смазочными материалами (насалкой).

    Фото 1 - Поперечный спуск судна на воду.

   Развитие судостроения основано  на  применении  современных  достижений в проектировании, технологии и организации постройки  и  спуска судов.
Одним из таких достижений, является, метод спуска судов на пневматических баллонах (ролик-мешках). В 2006 году новые технологии получили статус передовых и начали широко использоваться не только для спуска судов, но и для их подъема на стапель, для подъема и транспортирования затонувших судов и кораблей.
   Применение такой технологии не требует больших затрат на оборудование, позволяет экономить время и инвестиции на строительство и ремонт спусковых площадок. Для спуска судов на пневматических ролик-мешках необходимо создать плоскую наклонную поверхность, которая может быть выполнена из крупного песка, мелкого гравия, бетона, металла, дерева и других материалов.
   Ролик-мешки широко используются для подъема и перемещения затонувших объектов и съема судов с мели. Пневматические ролик-мешки, имеют преимущество не только в трудозатратах и экономии времени, но и в финансовых затратах.
   При правильной эксплуатации они гибки, портативны и надежны. Технология спуска-подъема судов при помощи пневматических ролик-мешков обеспечивает технико-экономичную альтернативу дорогостоящим традиционным спусковым устройствам.
     По сравнению с традиционными спусковыми устройствами пневматические ролик-мешки во время спуска изменяют рабочую высоту.
   Пневматические ролик-мешки по сравнению с традиционными спусковыми устройствами обладают высокой плавучестью, что при спуске дает дополнительный восстанавливающий момент и придает плавучесть судну с самого начала спуска на воду, что позволяет исключить опрокидывание судна.
    Вместе с тем, гибкость оболочки спускового пневматического ролик-мешка уменьшает риск повреждения корпуса судна и дорожек слипа при спуске.
   Пневматический судоподъемный комплекс (слип на основе пневматических ролик-мешков) - гидротехническое сооружение, представляющее собой наклонную плоскость, на которой производится постройка судна или ремонт судна и последующий свободный спуск его (под действием силы тяжести судна) на специальных ролик-мешках по заданной траектории.
  Основным элементом таких слипов являются пневматические ролик-мешки, которые состоят из наружного слоя резины, синтетической нити и армированного слоя резины.


 

   Слипы на основе пневматических ролик-мешков предназначены для строительства и ремонта судов, спуск на воду которых осуществляется по спусковому фундаменту на ролик-мешках, подводимых под судно.

   Основным опорным элементом слипов являются пневматические ролик-мешки (далее по тексту – ПРМ). Пересадка судна со строительного устройства на спусковое производится путем завода ролик-мешков в спущенном виде под судно, и накачивания сжатым воздухом. Спуск производится на ролик-мешках, как на своеобразных катках. При этом спуск может быть как неуправляемый, так и управляемый. В последнем случае скорость спуска регулируется с помощью тягового механизма, находящемся в голове слипа.
   Расстояние между ролик-мешками рассчитывают в зависимости от докового веса судна, длины и ширины, но не более 6 метров от центров. Для установки ролик-мешка необходимо пространство не менее 25 см в высоту и в ширину не менее половины окружности ролик-мешка.
   Пневматический ролик-мешок (далее по тексту – ПРМ) предназначен для спуска и подъема судов из водоемов, для перетаскивания тяжелых габаритных конструкций, имеющих плоское (без выступов) основание. Также предназначен для использования как пневматический домкрат. Пневматические ролик-мешки предназначены для транспортировки, ремонта и окраски судов.
 

- внутренний диаметр цилиндра ролик-мешка, от 500 до 2000 мм;
- длина цилиндрической части, от 3 000 до 14 000 мм;
- максимальное рабочее давления в ролик-мешке, от 0,4 до 4 кгс/см2;
- максимальная грузоподъемность ролик-мешка, от 6 до 800 т;
- количество слоев корда от 3 до 14 шт;
- рабочий диапазон температур, от - 10 до + 60 °С.

Технические параметры пневматического ролик-мешка ПРМ могут изменяться в зависимости от требования потребителя.
 

3 Техническое описание ПРМ

 

Пневматический ролик-мешок ПРМ состоит из резинокордной оболочки с коническими торцами. Пневматический ролик-мешок имеет две резьбовые втулки на конических торцах, к одной из них подключен узел контроля давления и вентиль для подачи сжатого воздуха, на другой установлен рым-болт для перетаскивания ролик-мешка при эксплуатации. По заявке потребителя ПРМ могут быть поставлены с двумя узлами контроля давления (рис. 1).




 

 ПРМ могут эксплуатироваться в интервале температур от минус 10° до плюс 60°С, с рабочими средами: речная и морская вода, техническая вода, слабые растворы кислот и щелочей.
   Наружный слой резины защищает ролик-мешки от истирания и других внешних воздействий. Этот слой высокопрочен на разрыв, выдерживает нагрузку в жестких условиях эксплуатации.
   Резиновые смеси и обрезиненные корда для ролик-мешков изготавливаются в собственном подготовительном цехе из сырья и материалов высокого качества. Контроль сырья, материалов и качества резиновых смесей осуществляется в лаборатории предприятия. Рецептура резиновых смесей постоянно совершенствуется. Это позволяет улучшать показатели износостойкости и истираемости резины, ее эксплуатационные свойства, подходить к требованиям каждого конкретного заказчика индивидуально.
   В виду особенностей технологии производства ролик-мешков, допускается неполная герметичность оболочки ролик-мешка.
  Пневматические ролик-мешки могут использоваться как крупные так и мелкие судоходные судоремонтные организации, предприятия нефтегазовой, атомной, аэрокосмической, железнодорожной отрасли, мостостроительные организации, дорожно - строительные компании, спасатели МЧС.
   На практике применяется ролик-мешки диаметром 0,8...2,0 м, эффективной длиной 6... 18 м и полной длиной 7...21 м, с рабочими давлениями 0,07...0,24 МПа. Габаритные размеры и технические параметры ролик-мешка могут изменяться по требованию потребителя.
 

                                                                              Погрузочно-разгрузочные работы, транспортировка, монтаж.

4.1 Погрузку и разгрузку ролик-мешков производить по одному на поддоне в сложенном виде, не допуская при транспортирование использование тросов крюков или любых металлических предметов, которые могут повредить изделие.

4.2 Не допускается перетаскивание ролик-мешков волоком, по твердой поверхности, так как это может привести к их повреждению.

4.3 После каждого использования ролик-мешков необходимо очистить внешнюю поверхность удалить остатки воздуха и сложить их по местам перегиба. Транспортировка ролик-мешков должна проводиться на плоской горизонтальной платформе, автомобильным или железнодорожным транспортом.

4.4 Не допускается транспортировка ролик-мешков в поддутом состоянии на большие расстоянии, допускается перекатывание поддутых ролик-мешков по территории предприятия, если на поверхности земли отсутствует предметы (битое стекло, гвозди и др. острые предметы) которые могут повредить оболочку ролик-мешков.

4.5 Установку ролик-мешков производят специалисты, прошедшие инструктаж по работе с ролик-мешками.

4.6 При подключении ролик-мешков к пневмосистеме (рессивер, компрессор) необходимо проверить правильную работу манометров, при подаче воздуха, давление в ролик-мешках необходимо проверить двумя манометрами, в случае если показания манометра будут отличаться, необходимо остановить подкачку и заменить неисправные манометры.

5.1 Поверхность спусковых дорожек (слипов) должна иметь уклон по направлению к воде и продолжаться в воду на некоторую глубину. Уклон спусковых дорожек зависит от спускового веса судна.
   Уклон слипа определяется отношением высоты полного подъема спусковых путей к их длине. Величина уклона для различных слипов зависит от размеров судов, для спуска которых они предназначены:
- для малых судов уклон равен от 1:8 до 1:12,
- для средних - от 1:14 до 1:16,
- для больших - от 1:18 до 1:24.
   Перед работой необходимо очистить поверхность слипа от посторонних предметов (металл, битое стекло, гвозди и др. острые предметы) которые могут повредить оболочку ролик-мешков, выровнять песком поверхность (удалить возвышенности и ямы).

5.2 В процессе эксплуатации не допускается:
- превышение рабочего давления в оболочке ролик-мешка;
- поднятие грузов, превышающих грузоподъемность ролик-мешков;
- перемещение, перетаскивание ролик-мешков по поверхностям, которые могут повредить ролик-мешок;
- перекатывание ролик-мешков, если высота подъема менее 400мм;
- оставлять поддутыми ролик-мешки на длительное время.

5.3 При эксплуатации ролик-мешков должна строго соблюдаться перпендикулярность оси судна к оси мешка.

5.4 Запрещается механическое воздействие на внешнюю поверхность ролик-мешков, так как это может привести к разрушению слоев и порыву ролик-мешков.

5.5 При проведении операций по спуску/подъему, транспортировке судов, необходимо располагать ролик-мешки параллельно друг другу с интервалом не более 6 метров между их осями, если таковые операции проводятся без разработки методики спуска/подъема, транспортировки в рамках проектирования.

5.6 При транспортировке судна на ролик-мешках, размещать ролик-мешки следует в строгом соответствии схемам указанным в проектной документации.

5.7 Запрещается использование резиновых пневматических ролик-мешков не по назначению.

5.8 Пневматические ролик-мешки в спущенном виде заводят под судно и накачивают сжатым воздухом, производя, таким образом, пересадку судна со строительного устройства на спусковое. Спуск производится на пневматических ролик-мешах, как на своеобразных катках. При этом спуск может быть как неуправляемый, так и управляемый. В последнем случае скорость спуска регулируется с помощью лебедок, расположенных в голове слипа.

  При выборе ролик-мешков необходимо руководствоваться данными по грузоподъемности (несущей способности) из таблицы 2.
Данные по массе ролик-мешков приведены в таблице 3

 

    Выберите эффективную длину ролик-мешка не меньше, чем максимальная ширина судна или другого объекта, который необходимо перемещать. Если ширина объекта превышает рабочую длину ролик-мешка, тогда для расчета используется несколько рядов ролик-мешков, и соответственно, общая длина всех ролик-мешков. Однако необходимо учитывать, что при этом необходимо оставлять расстояние между ролик-мешками для доступа воздушного шланга и соединительных штуцеров с манометрами. Общая длина ролик-мешка, должна быть рассчитана, как эффективная длина плюс диаметр. В большинстве случаях, именно такой подход позволяет при наличии парусности или грузового дисбаланса, придать устойчивость при перемещении объекта.
   Диаметр ролик-мешка обуславливается высотой блоков (городков) поддерживающих объект. Если высота блока составляет 0,5 м, то следует выбирать диаметр ролик-мешка не менее 0,8 м. Если высота блока составляет 1 м, то следует выбирать диаметр ролик-мешка не менее 1,6 м. Если высота блоков 1,5 м, тогда ролик-мешки диаметром 2 м, наиболее оптимальны.
   Для использования эффекта эрлифта, диаметр ролик-мешка или длины в основном обуславливается плавучестью. В случае применения ролик-мешков на большой глубине, необходимо учитывать давление воды.
   Для кессонов, при перемещении с помощью ролик-мешков, наиболее подходящий диаметр 0,8 - 1,0 м.
   При подъеме на слип или спуске на воду судов (весом ниже 2000 тонн) конструктивно имеющих сужение к килю, в середине ролик-мешка давление недостаточно. Это решается за счет повышения давления или применения более коротких ролик-мешков. Как правило, ролик-мешков с 5-6-ти слойным кордом, вполне достаточно для большинства инженерных работ. Лишь в некоторых особых случаях, необходимо использовать ролик-мешки с 7-8 слоями корда, в целях увеличения прочности и гарантированного уровня подъема.
   Использование ролик-мешков, с малым диаметром 0,8 - 1,0 м, возможно только на слипе с твердым подготовленным грунтом, для слипа со смешанной песчано-глинистой почвой, необходимо использовать ролик-мешки не менее 1,2 метра.
   Данная брошюра по подбору ролик-мешков имеет рекомендательный характер, более точный расчет при перетаскивании или поднятию объектов производится индивидуально по проекту специалистами.

  Пример подбора ролик-мешков для подъема и спуска судна с доковым весом 218 тн, представлен в таблицах 4,5 и на рисунке 2.



 

- завести пневматические ролик-мешки под судно;
- закачать воздух в пневматические ролик-мешки до расчетного давления пересадки;
- пересадка судна со строительного устройства на пневматические ролик-мешки.

   Спуск (неуправляемый):

- режутся одновременно по обоим бортами боковые тросы (задержники);
- режется носовой трос;
- производится спуск судна на пневматических ролик-мешках.

   Далее буксировка судна к достроечной набережной и доставка ролик-мешков на берег, удаление из них воздуха, очистка и складирование.
   Такая технология спуска позволяет значительно упростить и удешевить работы по восстановительному ремонту корпуса судна.
 

    При необходимости возможно использование ролик-мешков в качестве устройств для придания плавучести различным объектам или уменьшения осадки судна, при прохождения участков с малыми глубинами. Ролик-мешки для придания плавучести, изготавливаются с дополнительными креплениями (проушинами) для фиксации к объекту.

   Расчет необходимого количества ролик-мешков с определенными габаритными размерами рассчитывается в зависимости от объема ПРМ.

Рисунок 4 – Ролик-мешки для придания плавучести
В случае применения ролик-мешков, для подъема объектов с большой глубины, необходимо учитывать давление воды.
 

     В процессе эксплуатации ролик-мешка могут возникнуть небольшие механические повреждения.
  Горячая вулканизация один из наиболее эффективных способов ремонта пневматических ролик-мешков. Горячая вулканизация должна быть максимально приближена к технологии производства ролик-мешков, при этом прочность стыка составляет ≈ 95% от прочности мешка.

8.1 Тщательно очистите внутреннюю и внешнюю поверхность ролик-мешка от грязи и масел.

8.2 Отметьте место ремонта. Заплатка должна иметь несколько слоев в зависимости от слойности ролик-мешка и размера повреждения (2-6 слоев). К примеру, при ремонте повреждения длиной 50 мм, периметром 100х50 мм, количество слоев 4-6.

8.3. Зачистите абразивным кругом или наждачной бумагой место, где будет находиться заплатка, затем сжатым воздухом продуйте, чтоб не оставалось никаких частиц абразива.

8.4. Нанесите специальный клей на каждый слой заплатки (рис. 5).

8.5. В время склеивания слои заплатки должны быть уложены в соответствии с рисунком 5.

8.6. Вулканизационный процесс:
Расположение элементов должно быть как на рисунке 6- при этом используется специальная струбцина. Вулканизационный процесс происходит путем локального нагревания до 135 ± 15 ° С, давление нагрузки сжатием 0,8 - 1,2 кгс/см2, на место утечки воздуха, в течение 40-50 минут.
 
8.7. Контроль изделия после ремонта:
После окончания вулканизации необходимо выдержать 1 час. Затем происходит визуальный осмотр, который должен подтвердить качественную вулканизацию заплатки. После этих процедур необходимо надуть ролик - мешок до максимального рабочего давления и проверить склеенное место.


 

10.1 Ролик-мешки могут транспортироваться всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта. Ролик-мешки не должны подвергаться механическим повреждениям.

10.2 Ролик-мешки должны храниться в закрытых затемнённых помещениях с температурой окружающей среды от минус 50 до плюс 50 ºС и влажностью воздуха не более 80% на расстоянии не менее 2 м от различного вида теплоизлучающих источников. Хранение ролик-мешков в несколько ярусов запрещается.
 
10.3 При хранении не допускается загрязнения ролик-мешков горюче-смазочными материалами, кислотами, щелочами и другими химическими веществами, оказывающее разрушительное воздействие на резину. Ролик-мешки при хранении должны быть защищены от попадания прямых солнечных лучей.

10.4 Не допускается давление на ролик-мешки, а также возможность касания острых предметов, что может привести к нарушению герметичности.

10.5 Хранение резинотканевых ролик-мешков под давлением не допускается.

10.6 Не допускается оставлять ролик-мешки в зимний период на воде.


 

   Изготовитель гарантирует соответствие пневматического ролик-мешка ПРМ требованиями технической документации при соблюдении потребителем условий эксплуатации, транспортирования и хранения.
   Гарантийный срок эксплуатации 12 месяцев, при условии соблюдения потребителем предписаний инструкции по эксплуатации пневматического ролик-мешка.
   Расчетный срок эксплуатации при условии соблюдения потребителем условий эксплуатации и хранения составляет 5 лет.
   Гарантийный срок хранения пневматического ролик-мешка 3 года со дня приобретения изделия.