Имитационное моделирование жизненного цикла корпусов танкеров для судоремонта

• Автор: Житников, Антон Вадимович
• Шифр специальности: 05.08.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 213 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.ОБЗОР И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПРОБЛЕМ ТАНКЕРОВ
1.1. Состояние танкерного флота РФ и ДВ региона
1.2. Анализ эволюции расчётных нагрузок для танков
1.3. Анализ методик дефектаций и нормирования коррозии
1.4. Аварийность танкеров
1.5. Анализ случаев переломов корпусов танкеров
1.6. Задачи и направления дальнейших исследований
2.ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ И СТАТИСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОРРОЗИОННОГО ИЗНОСА
2.1. Общая характеристика и структура банка данных дефектаций
2.2. Закономерности износа грузовой зоны танкеров
2.3.Предложения по коррозионным надбавкам для конструкций танкеров
2.4. Индикаторные зоны и критерии отказов конструкций
2.5. Законы распределения для скоростей износа корпусов судов
2.6. Основные выводы по главе
3.РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
3.1. Принимаемые законы и параметры для описания износа в методике имитационного моделирования
3.2. Разработка программного обеспечения для имитационного моделирования технической эксплуатации корпуса судна
3.3. Описание программы
3.4. Тестирование программы

3.5. Методика комбинирования имитационного моделирования и метода конечных элементов для прогнозирования прочности конструкций
3.6. Основные выводы по главе
4.РАЗВИТИЕ МЕТОДИК ДЕФЕКТАЦИИ КОРПУСОВ СУДОВ
4.1. Моделирование жизненного цикла корпусных конструкций
4.2. Исследование объёмов замеров на основе имитационного моделирования
4.3. Предложения по развитию Инструкции и банка дефектаций Регистра
4.4. Анализ возможностей балластировки танкеров для ремонта на плаву
4.5. Подкрепления продольного подпалубного набора
4.6. Подкрепления поперечного рамного набора
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Дополнительные рисунки и таблицы
Приложение 2. Листинги программ
Приложение 3. Акты внедрения и патент

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы
Требования международных организаций и администраций портов к нефтеналивным судам постоянно возрастают. Это связано с их повышенной экологической опасностью. Танкеры старой постройки, как правило, не имеют двойного дна и двойных бортов. Ряд стран не допускают в свои порты такие танкеры в возрасте более 20 лет, а танкеры собственной постройки в этом возрасте выставляют на продажу. При этом фактическое техническое состояние «пожилых» танкеров редко принимается во внимание.
Дефицит танкерного флота в России на фоне роста добычи нефти постоянно возрастает. В настоящее время под классом Регистра с флагом Российской Федерации находится 284 нефтеналивных судна общим дедвейтом около 2 млн. т. Списание танкеров отечественной постройки после 20 лет эксплуатации, способных работать в территориальных водах России, экономически не оправдано. Многие из отечественных танкеров имеют корпуса с высокими ледовыми категориями - до Агс5. Это создаёт дополнительные резервы прочности и долговечности при их использовании в более легких ледовых условиях или вообще при снятии ледовой категории.
Несмотря на преимущества двойного корпуса для экологической безопасности, существуют и недостатки таких корпусов. Постройка двойного корпуса дороже, а больший запас общей продольной прочности позволяет уменьшить до предела толщины связей. Цистерны двойных бортов и двойного дна используют для приёма балласта, что увеличивает скорости коррозии. В итоге снижается долговечность связей и увеличиваются объёмы ремонтов корпусов. Кроме того, балластные отсеки в двойных корпусах имеют затрудненный доступ для освидетельствований. Поэтому ряд зарубежных экспертов сомневается в безусловном достоинстве танкеров с двойными корпусами по сравнению с однокорпусными.

импортируемой сырой нефти будет ввозиться двухкорпусниками, в 2009 г. -более 60%, а к 2010 г. скорее всего однокорпусники будут полностью запрещены. Не собирается ждать 2015 г. и Китай. Филиппины запретили однокорпусные танкеры в своих водах с 2008 г. Более лояльной в отношении однокорпусных танкеров остаётся Япония.
Несмотря на очевидные преимущества двойного корпуса для экологической безопасности, существуют и недостатки таких корпусов. Постройка двойного корпуса обходится дороже, но больший запас общей продольной прочности корпуса позволяет уменьшить толщины связей. Цистерны двойных бортов и двойного дна используются для приёма балласта, а это в свою очередь приводит к увеличению скоростей коррозии. Всё это снижает срок эксплуатации судна и увеличивает объёмы ремонтов. Кроме того балластные отсеки в двойных корпусах имеют затрудненный доступ для осмотра инспекторов классификационных обществ. Поэтому ряд зарубежных экспертов сомневается в достоинстве танкеров с двойными корпусами по сравнению с однокорпусными [58].
В табл. 1.4 показаны аварии нефтеналивных судов, сопровождавшиеся разливами нефти 5000 тонн и более и следовавшие за ними ужесточения требований МЕРС. Данные по авариям получены из [98] и [108]. Следует заметить, что официальная статистика по аварийности танкеров в мире не ведется, однако некоторая информация есть у экологических организаций, ассоциаций судовладельцев, классификационных обществ. Наиболее полная информация об авариях танкеров имеется только для Европы и Северной Америки, аварии у берегов Африки, Азии и Южной Америки чаще остаются без внимания
Как видно из таблицы, ужесточения требований МЕРС следуют после крупных экологических катастроф в Европе. Большая часть аварий танкеров происходит из-за посадок на мель и столкновений, вследствие тяжёлых погодных условий и человеческого фактора (рис.1.4.1). Аварии из-за переломов