автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.04, диссертация на тему:Имитационное моделирование жизненного цикла корпусов танкеров для судоремонта

На правах рукописи

Житников Антон Вадимович

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА КОРПУСОВ ТАНКЕРОВ ДЛЯ СУДОРЕМОНТА

05.08.04 - Технология судостроения, судоремонта и организация судостроительного производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владивосток 2009

003463294

Работа выполнена в Дальневосточном государственном техническом университете (ДВПИ им. В.В. Куйбышева)

Научный руководитель доктор технических наук,

профессор Кулеш Виктор Анатольевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Москаленко Михаил Анатольевич

кандидат технических наук, доцент Бугаков Виктор Николаевич

Ведущая организация: ФГУ Российский Морской Регистр Судоходства

Защита диссертации состоится 18 марта 2009 г. в 16:00

на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д.223.005.01 при Морском государственном университете имени адмирала Г.И. Невельского: 690059, г. Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50а, ауд. 241 УК 1, тел/факс +7 (4232) 414-968

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УК 1 Морского государственного университета им. адм. Г.И. Невельского.

Автореферат разослан 16 февраля 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Резник А.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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.

В процессе эксплуатации корпус судна подвержен коррозионному износу и другим повреждениям, которые создают потенциальную или непосредственную угрозу наступления опасных состояний. Оценка технического состояния направлена на своевременное снижение такой угрозы путем ремонта, объёмы и методы которого желательно представлять и планировать заранее.

Исследованиями коррозионного износа танкеров и других судов занимались Бреднева В.П., Брикер A.C., Егоров Г.В., Козляков В.В., Луценко В.Т., Маркозов Г.В., Мельников A.M., Осняч A.A., Чапкис Д.Т., Яковский Ф.В. и другие. Несмотря на обширные исследования по коррозии корпусов судов, многие вопросы не имеют ответов и остаются дискуссионными. Это негативно отражается как на проектировании, так и на процедуре оценки технического состояния корпусов. Поэтому статистические исследования реальных параметров коррозии сохраняют свою актуальность. Учитывая, что эксплуатация однокорпусных танкеров заканчивается, важно обобщить и сохранить опыт использования их

корпусов для последующего применения при проектировании и в эксплуатации новых серий нефтеналивных судов.

Основным методом ремонта корпуса остаётся металлоёмкая замена конструкций с восстановлением до построечных размеров. Как показывает практика, для старых танкеров такой ремонт, выполненный в большом объёме, может привести к опасным последствиям. Альтернативные методы ремонта практически не используются из-за отсутствия доступных прикладных методик проектирования подкреплений. Для повышения безопасности и сроков службы танкеров важны знания закономерностей и скоростей износа корпусов. Прогнозирование жизненного цикла корпуса важно не только судовладельцам. В последние годы этим вопросам большое внимание уделяют и ведущие классификационные общества. Решение таких задач возможно на основе имитационного моделирования, которое в настоящее время интенсивно развивается как метод исследования операций.

Объект исследования — конструкции корпусов нефтеналивных судов.

Предмет исследования - закономерности и статистические параметры коррозионного износа, способы планирования дефектации и ремонта на основе применения компьютерных технологий, методы восстановления прочности корпусов нефтеналивных судов.

Цель работы - разработка методики, алгоритмов и программ для диагностики и планирования ремонта, рекомендаций по подкреплению конструкций нефтеналивных судов.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

1. Анализ опыта эксплуатации и проектирования корпусов нефтеналивных

судов.

2. Анализ отечественных и иностранных методик дефектации и нормирования коррозии.

3. Исследование закономерностей и определение статистических параметров износа корпусов нефтеналивных судов.

4. Разработка методики имитационного моделирования жизненного цикла судовых конструкций, в том числе алгоритмов и программ.

5. Разработка предложений по совершенствованию Инструкции по дефектации и банка дефектаций Регистра.

6. Разработка предложений по подкреплению корпусов танкеров

Методы исследования. При выполнении работы использованы методы математической статистики и теории вероятностей, имитационного моделирования и метод конечных элементов.

Научная новизна работы.

1. Выявлены закономерности износа конструкций грузовых и балластных танков нефтеналивных судов, эксплуатируемых в Дальневосточном бассейне.

2. Разработана имитационная модель износа конструкций для прогнозирования технического состояния корпусов судов.

3. Предложена методика имитационного моделирования в комбинации с методом конечных элементов для прогнозирования прочности изношенных судовых конструкций

Практическая ценность работы.

1. Разработано программное обеспечение для прогнозирования технического состояния и прочности судовых конструкций с имитацией неравномерного износа.

2. Сформулированы предложения для корректировки Инструкции Регистра Судоходства по определению технического состояния, обновлению и ремонту корпусов морских судов в части дефектации.

3. Получен патент на полезную модель по подкреплению корпуса нефтеналивного судна ферменным набором.

На защиту выносятся следующие основные результаты работы: -алгоритм и имитационная модель для прогнозирования технического состояния корпусов судов;

-предложения для корректировки Инструкции по определению технического состояния, обновлению и ремонту корпусов морских судов в части дефектации; -рекомендации по подкреплению корпусов нефтеналивных судов. Апробация работы. Основные положения и результаты проведенных исследований доложены и обсуждены на научно-технических конференциях и семинарах в 2004 - 2008 гг.: студенческая научная конференция «Меграбовские чтения» (г. Владивосток, МГУ им. адм. Г.И. Невельского), 2004 г.; региональная научная конференция «Молодёжь и научно-технический прогресс» (г. Владивосток, ДВГТУ), 2004 г.; региональная научно-практическая конференция «Флот-05». Техническая эксплуатация флота. Пути совершенствования» (г. Владивосток, МГУ им. адм. Г.И. Невельского), 2005 г.; совместный семинар Лаборатории технической эксплуатации флота и Дальневосточного филиала Регистра Судоходства (г. Владивосток, ДВГТУ), 2005 г.; региональная научно-техническая конференция "Вологдинские чтения" (г. Владивосток, ДВГТУ), 2005 г.; региональная научная конференция «Молодёжь и научно-технический прогресс» (г. Владивосток, ДВГТУ), 2006 г.; конференция по строительной механике корабля памяти акад. Ю.А. Шиманского (г. Санкт-Петербург, ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова), 2006 г.; семинар сектора прочности и коррозии ЦНИИМФа (г. Санкт-Петербург), 2006 г.; региональная научно-техническая конференция "Вологдинские чтения" (г. Владивосток, ДВГТУ), 2007 г.; региональная научная конференция «Молодёжь и научно-технический прогресс» (г. Владивосток, ДВГТУ), 2008 г.

Результаты исследования внедрены в практику:

-в научно-исследовательской работе для Регистра Судоходства «Разработка предложений для корректировки Инструкции по определению технического состояния, обновлению и ремонту корпусов морских судов в части дефектации и ремонта»;

-при разработке проектов обновления танкеров: «Каракумнефть», «Нарымнефть», «Белоярск», «Новик»;

-при оценке технического состояния на класс Регистра корпусов танкеров: «Белоярск», «Ича», «Новик», «Ухта», «Кропоткин», «Оханефть»;

-при разработке программ расширенных освидетельствований танкеров: «Ича», «Белоярск»;

-при разработке проектов подкреплений корпусов танкеров: «Оханефть», «Ориентал-Экспресс II».

1. ОБЗОР И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПРОБЛЕМ ТАНКЕРОВ

X

1.1. Состояние танкерного флота РФ и ДВ бассейна

1.2. Расчётные нагрузки и запасы прочности

конструкций танков +

1.3. Анализ процедур дефектации, банка БЕРЖЛХ и ОТС

1.4.

Аварийность танкеров

1.5. Анализ случаев переломов корпусов танкеров

ЗАДАЧИ И НАПРАВЛЕНИЯ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИИ

2. ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ И СТАТИСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОРРОЗИОННОГО ИЗНОСА

+ + + + Т

]±г

2.1. Разработка алгоритма и программы обработки 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

13. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ |±Г

-+ + .. Т I I

3.1. Принимаемые законы и параметры для описания износа в методике ИМ

3.2. Разработка программного обеспечения для ИМ технической эксплуатации корпуса судна

3.3. Описание программы

3.4. Тестирование программы на устойчивость и сходимость

А ~

3.5. Методика комбинирования ИМ и МКЭ для прогнозирования прочности конструкций

А-

4. РЕШЕНИЕ ПРИКЛАДНЫХ ВОПРОСОВ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОРПУСОВ ТАНКЕРОВ

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

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

Рис. 1. Структурная схема работы

Публикации. По теме диссертации опубликованы 9 научных статей, получен патент на полезную модель и подана заявка на изобретение.

Объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и четырех приложений. Работа содержит 117 страниц основного текста, 63 иллюстрации, 5 таблиц и список литературы из 108 наименований. Объём приложений составляет 76 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, формулируется предмет и направление исследований, приводится общая характеристика и краткое содержание работы. Структурная схема работы представлена на рис. 1.

В первой главе выполнен обзор и анализ опыта эксплуатации и проектирования корпусов танкеров, а также методик дефектации и нормирования коррозии.

Отмечено, что наихудшая ситуация с танкерным флотом наблюдается в Дальневосточном бассейне. Средний возраст танкеров превысил 27 лет, практически отсутствует пополнение танкерного флота новыми судами. Основное пополнение происходит за счёт покупки судовладельцами подержанных судов азиатской постройки. На рис.2, показано число танкеров построенных с 2000 года под флагом РФ и классом РС по морским бассейнам России.

Число судов

Рис. 2. Число танкеров, построенных с 2000 года под флагом РФ и классом РС, по морским бассейнам

Выполнен обзор работ, посвященных исследованию коррозионного износа корпусов нефтеналивных и других судов. Данные исследования прямо или косвенно были использованы для нормирования среднегодовых уменьшений толщин в Правилах PC, а также при разработке Инструкций по дефектации и оценке технического состояния корпусов судов. Работы этого направления требуют накопления данных дефектаций и ведутся на протяжении десятков лет, поэтому новые результаты и методики всегда представляют большую практическую ценность.

Кроме отечественных методик в первой главе выполнен анализ нормирования коррозии и методик дефектации в Правилах иностранных классификационных обществ ABS, DNV, GL, NKK, BV, RIÑA, LR и KR.

Показано развитие требований MARPOL к нефтеналивным судам, а также дана статистика аварий танкеров с 1965 по 2008 гг. Особо рассмотрены случаи аварий танкеров вследствие больших объёмов ремонта корпуса. Показано, что для старых танкеров большие ремонты методом замен представляют опасность.

Во второй главе выполнено исследование закономерностей коррозионного износа нефтеналивных судов, эксплуатируемых в Дальневосточном бассейне. Данные по остаточным толщинам взяты из компьютерного банка технического состояния корпусов судов DEFHULL Регистра Судоходства. Данная компьютерная система позволила сформировать крупнейший в России банк данных. В настоящее время в нём содержится результаты дефектаций около 400 судов. В связи со спецификой ДВ региона, половину банка составляют суда, связанные с добычей, хранением и переработкой морепродуктов. Для автоматизации обработки статистических данных компьютерного банка использовано приложение Excel и средства Visual Basic for Applications.

Исследование закономерностей и скоростей коррозионного износа выполнено на примере танкеров серии «Баскунчак» и «Калининграднефть», эксплуатируемых в Дальневосточном бассейне.

Танкеры серии «Баскунчак» имеют водоизмещение 2920 т. Судно по длине имеет 4 танка. Отсеки танкера используются как для перевозки груза, так и для приёма балласта. Для балласта используются преимущественно носовые отсеки, поэтому и скорости износа конструкций в них выше.

Танкеры серии «Калининграднефть» имеют водоизмещение 8913 т. Судно по длине имеет 5 танков. Балластный танк расположен в среднем районе судна.

Общая картина распределения средних скоростей износа по листовым связям в поперечных сечениях корпусов дана на рис.3. Распределения скоростей износа показаны в среднем для грузовых и балластных танков. Такие результаты позволяют выполнять прогноз изменения технического состояния корпусов судов данной серии с позиции как общей, так и местной прочности и своевременно принимать меры по их восстановлению. Для некоторых конструкций и элементов нормативные значения сравниваются с

фактическими в табл. 1. Анализ показывает, что учёт изменения скоростей износа по высоте танков, а также контактирующей среды, имеет существенные недостатки.

0,10 0,09

Рис.3. Распределение средних скоростей износа (мм/год) конструкций грузовой зоны танкеров типов: а - «Калининграднефть»; б - «Баскунчак

Нормативные скорости износа учитывают как в проектировании, так и при оценках технического состояния корпусов судов. Поэтому недостатки норм отражаются на всех этапах жизненного цикла судна от стадии проекта до списания.

Результаты статистических исследований коррозионного износа позволяют сделать следующие основные выводы:

-нормативные скорости износа содержат недостатки в части учёта влияния грузов и балласта;

-нормативные скорости завышены относительно средних фактических значений: для переборок грузовых танков в 3 раза, для балластных - в 1.5 раза;

-исследования подтверждают, что скорости износа связей в балластных танках выше, чем в грузовых, но с существенными особенностями для их верхней части, включая настил и набор палубы, обеспечивающих в первую очередь общую прочность корпуса.

На основе выявленных закономерностей можно выделить связи в качестве индикаторов общего состояния конструкций. Рекомендованы следующие места-индикаторы при дефектации конструкций: -бортовая обшивка - пояс переменных ватерлиний; -обшивка днища - район скулы с переходом в плоскую часть; -переборки в грузовых танках - нижние поясья; -переборки в балластных танках - верхние поясья; -настил верхней палубы - 1 и 2 поясья от борта.

Таблица 1

Сопоставление среднегодовых уменьшений толщин по Правилам РС с фактическими для танкеров типа «Калининграднефть» (мм/год)._

Конструкции (элементы) корпуса Правила РС Фактические иСР + ст

Переборки между грузовыми танками: верхний пояс средний пояс нижний пояс 0.20 0.13 0.18 0.05 0.06 0.07

Переборки между грузовыми и балластными отсеками: верхний пояс средний пояс нижний пояс 0.30 0.25 0.20 0.19 0.21 0.15

Продольные подпалубные балки: в грузовых танках в балластных танках 0.25 0.20 0.18 0.33

Набор днища в грузовых танках в балластных танках 0.20 0.20 0.08 0.18

Дефектация - трудоёмкий и дорогой процесс в жизненном цикле судов, а индикаторный метод позволяет оценить необходимость и объём подробной дефектации для труднодоступных конструкций. Оценка объёмов ремонта была выполнена на примере набора верхней палубы танкера типа «Калининграднефть». Верхняя палуба в районе балластного танка имеет 6 лючин. Это даёт возможность сравнительно лёгкого доступа для дефектации двух смежных балок возле каждой лючины. В итоге можно произвести замеры для 8 из 20 продольных балок. Количество связей, требующих ремонта можно определить на основе вероятности попадания случайной величины Б в пределы допусков. Проверка результатов показала приемлемую достоверность оценки объёмов ремонта на основе индикаторного метода. При этом число замеров толщин меньше в 10 раз.

Для имитационного моделирования износа корпусов танкеров было выполнено исследование законов распределений скоростей износа судовых конструкций.

Нормальное распределение скоростей износа применялось во многих работах, посвященных исследованию износа корпусов судов. В работе Бредневой В.П. его обоснованность была подтверждена с помощью критериев согласия Пирсона и Колмогорова. С помощью критерия согласия Пирсона в работе Чапкиса Д.Т. также была подтверждена гипотеза о нормальном распределении. Кроме этого, нормальное распределение применялось при разработке нормативов средних скоростей износа и обосновании количества замеров толщин при дефектации.

В работах Егорова Г.В. было показано, что вывод о распределении скоростей износа по нормальному закону справедлив только при ряде существенных предпосылок, обеспечивающих однородность исходных данных, которые редко выполняются в действительности. Среди них -эффективность защитного покрытия, интенсивность воздействия внешних факторов, ремонты, техническое обслуживание, выбор мест замеров. Поэтому характер эмпирических функций распределения по разным группам однородных связей различен.

Чтобы оценить закон распределения, характеризующий с наибольшей достоверностью скорость износа конструкций корпуса, в работе использовано 30 выборок скоростей износа листовых конструкций нефтеналивных и рыболовных судов. Рассмотрены следующие теоретические распределения: нормальное, логнормальное, экспоненциальное, бета-распределение, гамма-распределение и распределение Вейбулла. Определение наиболее подходящего теоретического распределения включало в себя следующие операции: -построение графиков частотных сравнений и вероятностных; -проверка по критериям согласия: Пирсона, Романовского, Колмогорова-Смирнова и Андерсона-Дарлинга.

Распределения скоростей износа часто имеют вторую локальную моду вследствие большого объёма ремонта, проводимого ранее. Такая локальная мода при последующей дефектации судна имеет значение, близкое к нулю, и с возрастом судна увеличивается. При последующих дефектациях эта локальная мода может слиться с основной, а в некоторых случаях на гистограммах прослеживается несколько мод. Реже встречаются распределения, в которых вторая локальная мода вызвана повышенным износом в каком-нибудь районе конструкции.

Выполненные исследования показали, что с возрастом судна средние скорости износа увеличиваются; гистограммы распределений скоростей износа имеют ассиметричную форму; наилучшим образом выборки скоростей износа характеризует гамма-распределение и распределение Вейбулла. Характерная форма распределений скоростей износа показана на рис. 4.

Рис.4. Распределения скоростей износа корпусных конструкций в зависимости от возраста

Третья глава посвящена разработке методики имитационного моделирования жизненного цикла конструкций. В настоящее время имитационное моделирование интенсивно развивается, как метод исследования операций, чему способствует развитие компьютерных технологий.

Целесообразность использования имитационного моделирования для планирования технической эксплуатации и исследования процессов коррозионного износа очевидна из-за влияния следующих факторов: трудности постановки экспериментов и постоянного наблюдения в реальных условиях из-за длительности процесса; сложность системы технической эксплуатации, включающей повреждения, освидетельствования и ремонты; наличие стохастических процессов и влияние «человеческого фактора».

Имитационные модели разделяют на дискретные, непрерывно изменяющиеся и комбинированные. В разработанной имитационной модели коррозионный износ представляет непрерывный процесс. Оценка соответствия износов допускаемым нормативам и необходимость ремонта корпусных связей производится и устанавливается, как правило, во время очередных освидетельствований (через 5-летние интервалы), то есть дискретно. Таким образом, разработанная имитационная модель является комбинированной.

Характерные формы распределений скоростей износа конструкций корпуса в зависимости от возраста показаны на рис.4. Для имитационного моделирования выбрано гамма-распределение, плотности вероятностей которого имеют вид

где U - скорость износа, а - коэффициент формы; р - масштабный коэффициент.

Гамма-распределение удобно тем, что масштабный коэффициент можно принять равным константе, а коэффициент формы связать с возрастом судна, для чего могут быть использованы данные по остаточным толщинам из компьютерного банка технического состояния корпусов судов DEFHULL Регистра Судоходства.

Программное обеспечение разработано на языке Visual Basic. Для имитации коррозионного износа конструкция разбивается сеткой на ячейки, каждая из которых имеет своё значение износа и принадлежит какому-то листу. Обращение к массиву ячеек происходит по координатам расположения и значению времени. В качестве временного шага в программе принято значение, равное одному месяцу.

В данной главе имитационное моделирование использовано при разработке двух программ. Программа SIMHULL предназначена - для моделирования коррозионного износа и нормативных отказов корпуса судна,

(1)

программа БШРЕИМА - для прогноза прочности ферменных подкреплений с имитацией неравномерного износа конструкции.

Алгоритм программы БМШЛХ следующий:

1. Ввод исходных данных.

2. Заполнение массива информации о листах (нумерация и построечные толщины).

3. Генерирование случайных величин №1 (задание неравномерности износа по длине и ширине судна).

4. Генерирование случайных величин №2 (задание неравномерности износа во времени).

5. Моделирование очередных освидетельствований и ремонтов.

6. Просмотр результатов и формирование отчета.

Исходными данными для первого генерирования случайных величин являются закономерности распределения коррозионного износа вдоль и поперек судна, задаваемые пользователем на основе статистических данных по износам серийных судов. Случайный характер расположения мест износа реализован с помощью генерации случайных величин по закону треугольного распределения.

Исходными данными для второго генерирования случайных величин являются:

-начальный период отсутствия коррозии из-за эффективности антикоррозионной защиты

-скорость износа (II) после прекращения действия антикоррозионной защиты (I > А1Р); По этим данным определяется коэффициент а для Гамма-распределения в варьируемый момент времени 1:

ГО^Д^;

Коэффициент (3 задаётся на основе статистических данных по износам серийных судов.

После заполнения данными массива скоростей износа, программа моделирует проведение очередных освидетельствований, включающих дефектацию, оценку технического состояния и назначение мест ремонта конструкции.

По окончании расчётов программа формирует отчет со схемами, скоростей и процентов износа конструкции для любого возраста судна. Результаты очередных освидетельствований для фиксируемого возраста судна представляются в виде схем износов с выделением связей, требующих ремонта.

При разработке второй программы использована имитационная модель коррозионного износа, а также метод конечных элементов для расчётов прочности. Применение программ МКЭ в комбинации с имитационным моделированием неравномерного износа конструкций позволяет

а =

прогнозировать функционирование проектируемой системы на заданный период эксплуатации и корректировать соответствующие решения уже на стадии проектных разработок.

Программа использует метод конечных элементов в варианте метода перемещений и позволяет выполнять расчёт на прочность стержневых конструкций.

Алгоритм программы БШЕЕИМА следующий:

1. Ввод исходных данных (средняя скорость износа, закономерности износа).

2. Моделирование неравномерного износа на весь период эксплуатации.

3. Вычисление площадей и моментов инерции изношенных элементов конструкции.

4. Определение матрицы жесткости, матрицы усилий и грузовой матрицы для каждого элемента в общей системе координат.

5. Получение матрицы индексов.

6. Определение общей матрицы жесткости и общей грузовой матрицы.

7. Решение системы уравнений методом Гаусса (определение перемещений).

8. Определение узловых усилий и напряжений.

Результатом работы программы являются таблицы с перемещениями узловых точек, узловыми усилиями и максимальными напряжениями конечных элементов, а также эпюры прогибов стержней для любого возраста конструкции.

В четвертой главе приведены результаты моделирования жизненного цикла корпусных конструкций, сделаны предложения для развития Инструкции по определению технического состояния, обновлению и ремонту корпусов морских судов в части дефектации и предложены подкрепления палуб нефтеналивных судов.

Моделирование жизненного цикла конструкций произведено на примере верхней палубы танкера типа «Баскунчак». Для этого была использована программа, разработанная в гл.З. На рис.5 представлен процесс изменения объёмов ремонта палубы при каждом очередном освидетельствовании с доверительным интервалом для 26 прогонов имитационной модели. Приближённое число прогонов рассчитывалось по формуле

где у'=у/(1 + у) - «скорректированная» относительная погрешность; Х(п)

- выборочное среднее; 82(п) - выборочная дисперсия; 1 - критическая

точка ^распределения; 1 - число прогонов; а - уровень значимости. На рис.6 показан график. сходимости ожидаемой величины М, к

(3)

установившемуся среднему М в зависимости от числа прогонов имитационной модели Величиной М при этом является объём ремонтов в возрасте 30 лет.

Анализ результатов позволяет сделать выводы:

1. Первые ремонты листов настила ВП появляются в 15 лет.

2. Максимальные объёмы ремонта (в среднем 21%) приходятся на освидетельствование в возрасте 30 лет.

3. Наибольший прирост объёмов ремонта наблюдается в период 20+25 лет, поэтому может быть принято решение о проведении освидетельствований через более короткие промежутки времени или обновлении корпуса.

Спад объёмов ремонта в период 30+45 лет связан с предшествующими заменами настила верхней палубы.

В практике для судов старше 20 лет объёмы ремонта могут быть ниже, так как осуществляется расчёт требуемых толщин на класс Регистра, в результате чего, допускаемые толщины становятся существенно меньше.

Прогноз объёмов ремонта при средней скорости износа по Правилам Регистра (для верхней палубы нефтеналивного судна 0.2 мм/год) показал, что уже со второго очередного освидетельствования объёмы ремонта превысят 5%, а в третьем очередном освидетельствовании они достигнут уровня 50%, что не согласуется с реальностью.

Рис.5. Объёмы ремонта верхней палубы танкера на протяжении всего

срока службы: - - среднее значение по расчетам программы (1);

--- доверительный интервал; — ---для случая использования

нормативной скорости износа по Правилам РС (2); - - фактические

для танкеров типа «Баскунчак» (3)

Рис. 6. Анализ сходимости ожидаемой величины М,- к установившемуся среднему М в зависимости от числа прогонов имитационной модели г

Тестирование программы для прогноза прочности судовых конструкций с имитацией неравномерного износа было выполнено на примере ферменных подкреплений палубы тронка нефтеналивного судна японской постройки. Конечно-элементная модель представляет собой 19 элементов - стержней и 12 узловых точек (рис.7). Ширина ленты общей матрицы жесткости составляет 12 членов, а число неизвестных 30.

Расчёты выполнены с имитацией неравномерного коррозионного износа с прогнозом на 25 лет эксплуатации и временным шагом 5 лет. Средняя скорость износа принята равной 0.04 мм/год, как для продольного надпалубного набора данного судна. В результате установлено:

- при заданной скорости износа 0.04 мм/год напряжения растут незначительно, но из-за неравномерности износа и фактора случайности уровни напряжений стержней могут меняться относительно друг друга;

- выявлены стержни, подверженные сжатию, и проверены на устойчивость;

- определены максимальные напряжения;

- в возрасте 10 лет напряжения одного из стержней превысили предел текучести.

Для рассмотренного проекта ферменного набора палубы рекомендовано увеличение прочности двух элементов. Разработанная программа может использоваться для расчёта прочности простых балочных судовых конструкций с имитационным моделированием коррозионного износа. Использованная технология позволяет видеть и оценивать различные варианты развития событий, корректировать соответствующие решения, как на стадии проектных разработок, так и в эксплуатации.

Предложения по развитию Инструкции по определению технического состояния, обновлению и ремонту корпусов морских судов в части дефектации включали: исследования необходимого объёма замеров толщин, предложения по развитию формы и содержания отчетов о замерах и предложения о развитии банка данных ВЕРШЛХ.

Для определения необходимого объёма замеров толщин при дефектации для оценки технического состояния использовано статическое имитационное моделирование без учёта продвижения времени.

Решение задачи включало разработку программы с использованием генератора случайных чисел. Модель изношенного листа представлена в виде распределения толщин (рис. 8) по уравнению

где SCp - средняя толщина листа, мм; AS - наибольшее отклонение от SCp, мм; а - шпация, мм; b - ширина листа, мм.

Используя генерирование случайных координат х и у, программа определяет остаточные толщины в случайных точках листа. На основании этих толщин определяется средняя толщина. Варьируя числом замеров, оценивалась достоверность расчётных параметров остаточных толщин Si (по общему износу) и S3 (по местному износу).

По результатам расчетов получено:

1. Без ущерба для качества оценки технического состояния изношенных связей судового корпуса возможно значительное (практически в 2 раза) снижение количества производимых замеров остаточных толщин.

2. Для оценки общего износа связи достаточно, как правило, выполнение 2 замеров, что согласуется с практикой многих иностранных классификационных обществ.

(4)

Рис.8. Моделирование неравномерного распределения остаточных толщин листа

3. Для оценки местного износа данная методика предлагает следующий ряд чисел замеров: 5 - 8 - 11 - 14 и т.д.

Методика основана на имитационном моделировании и случайном принципе выбора места замера. Это существенно отличается в безопасную сторону от принципа выбора реального дефектовщика. Учёт позитивного влияния "человеческого фактора" может и должен быть положен в основу развития методики и уточнения требований в части местного износа.

Предложения по развитию формы и содержания отчетов о замерах сделаны на основе анализа недостатков, выполненного в 1 главе. Многообразие форм таблиц для оформления результатов дефектации затрудняет их применение для последующей оценки технического состояния. Поэтому представляется важной разработка предложений по унификации и сокращению числа форм.

Особенностью предлагаемых форм таблиц является возможность комплексного фиксирования остаточных толщин по всем видам износа

- общему, местному и язвенному. Замеры остаточных толщин для местного износа предлагается выделять или подчеркивать. Если таких выделений нет

- местный износ визуально не выявлен, но будет оценен математически.

Для исключения недостатков существующих форм таблиц предложено:

1. При выявлении местного износа соответствующие замеры выделять и использовать их для оценки Бз- Кроме этого, наихудший замер фиксировать в столбце для Бд (остаточная толщина по язвенному износу).

2. Если местный износ визуально не выявлен, то для оценки Бз используется среднее по «1/3 наихудших замеров, а самый наихудший из них фиксируется в столбце для Бф

Для простоты идентификации связей или элементов конструкций предложены унифицированные схемы нумерации элементов корпуса.

Предложения по ремонту палуб нефтеналивных судов включают: предложения по балластировке танков для снижения напряжений при ремонте на плаву, подкрепления продольных балок и поперечного рамного набора палуб.

Подкрепление палубы может быть использовано для продления сроков эксплуатации старых танкеров, а также при реклассификации иностранных судов химовозов с последующим переоборудованием в нефтеналивные. Как правило, прочность палуб таких судов является недостаточной.

При ремонте танкеров, как в доке, так и на тихой воде возникает перегиб корпуса. При определённом заполнении танков существует возможность уменьшения изгибающих моментов в средней части судна. Это может потребоваться при ремонте судна с необходимостью большого объёма замен продольных связей в верхней части корпуса. Такая методика проверена на примере танкера типа «Калининграднефть» и определено, что возможно значительное (до уровня 5% от стандартного) снижение нормальных напряжений на уровне верхней палубы.

Подкрепление продольного набора палубы осуществлено на танкере "Оханефть". С учетом того, что общая продольная прочность судна была обеспечена и имелись запасы фактического момента сопротивления корпуса относительно допускаемого, продольный набор верхней палубы было предложено вместо замены подкрепить. Вариантом подкрепления является дополнительный надпалубный набор.

Задача подкрепления поперечного рамного набора ферменными конструкциями сформулирована из практики использования японских химовозов в качестве нефтеналивных. Проблема - слабые конструкции палуб при смене груза.

Преимуществом таких подкреплений является технологичность и возможность монтажа подкреплений без конструктивных изменений кабельных и трубопроводных коммуникаций. Работы по подкреплению могут выполняться на плаву (без докования судна). Конструкция обладает хорошей ремонтопригодностью.

Схема реализованного подкрепления показана на рис. 9. В общем случае конфигурация фермы может оптимизироваться.

Основная идея данного подкрепления - обеспечение надёжной опоры (в виде ферменной конструкции) для палубного набора за счёт значительного повышения жесткости существующих в его составе рамных бимсов.

Определение конструктивных размеров элементов подкрепления выполнялось в два этапа. На первом этапе для подкрепляемых рамных бимсов подбирается необходимый условный профиль. На втором этапе решается задача замены условного профиля комбинированной конструкцией с учётом конструктивных и технологических соображений. Количество

решается задача замены условного профиля комбинированной конструкцией с учётом конструктивных и технологических соображений. Количество рамных бимсов, подлежавших усилению, определялось расчётом из условия получения заданной прочности всего корпуса судна.

Рис. 9. Схема подкрепления палубы ферменным набором (1-стержень верхний, 2-укосина, 3-кница, 4-планка опорная)

Определение конструкции фермы, эквивалентной по жесткости и прочности требуемой условной балке, произведено с использованием метода конечных элементов.

Для проектирования использован следующий порядок проведения расчётов:

1. Рамные бимсы рассматриваются как изолированные балки, загруженные распределенной нагрузкой, а также реакциями карлингсов и продольных балок, определенными из расчёта перекрытия палубы.

2. Для такой балки определяется максимальный прогиб. Далее для этого прогиба подбираются размеры фермы, загруженной аналогичной нагрузкой.

3. Выполняется проверка прочности элементов устанавливаемой фермы.

При отрицательных результатах проверки, выполняется следующая итерация, и так до получения положительных результатов проверки.

На основе предложения разработан и согласован с Российским Морским Регистром Судоходства проект модернизации химовоза японской постройки для использования в качестве нефтеналивного судна. Данное решение получило патент на полезную модель и было реализовано на т/х "Ориентал-Экспресс И".

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные в работе исследования позволили получить следующие основные результаты:

1. Установлены закономерности распределения скоростей износа конструкций корпусов нефтеналивных судов, эксплуатируемых в Дальневосточном бассейне.

2. Разработаны предложения по индикаторным зонам для дефектации танков, что позволяет сократить объёмы замеров остаточных толщин.

3. Предложена имитационная модель износа корпуса и программное обеспечение для прогнозирования технического состояния и прочности судовых конструкций с имитацией неравномерного износа.

4. Разработаны предложения для корректировки Инструкции по определению технического состояния, обновлению и ремонту корпусов морских судов в части дефектации.

5. Получен патент на полезную модель по подкреплению корпуса нефтеналивного судна ферменным набором.

Результаты работы использованы при разработке программ освидетельствований танкеров типа «Баскунчак», для мероприятий по снижению объёмов ремонта танкеров, для разработки подкреплений японского танкера-химовоза, а также в научно-исследовательской работе для Регистра Судоходства.

Основные положения исследования отражены в следующих публикациях

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Патент на полезную модель № 76625, "Корпус судна", от 29.10.2008. Соавторы: А.П. Аносов, C.B. Каленчук, В.А. Кулеш, Е.В. Казаков, A.B. Подгорнов

2. Житников, A.B. Разработка программного обеспечения для имитационного моделирования технической эксплуатации корпуса судна / A.B. Житников, В.А. Кулеш // Журнал научных публикаций для аспирантов и докторантов, №1.-2008.-С. 179-181

Статьи в сборниках научных трудов

3. Житников, A.B. Исследование скоростей коррозии и диагностика корпуса танкера типа «Баскунчак» в возрасте более 30 лет / A.B. Житников, В.А. Кулеш, A.B. Ковальчук, О.Э. Суров // Исследования по вопросам повышения эффективности судостроения и судоремонта. Вып.43. ДВГТУ. - Владивосток, 2002. - С.68 - 76

4. Житников, A.B. Исследование скоростей и закономерностей износа танкеров типа «Калининграднефть» / A.B. Житников, В.А. Кулеш // Исследования по вопросам повышения эффективности судостроения и судоремонта. Вып.44. ДВГТУ. - Владивосток, 2004. - С. 147 - 160

5. Житников, A.B. Индикаторный метод в диагностике корпусов судов /

A.B. Житников, В.А. Кулеш К Исследования по вопросам повышения эффективности судостроения и судоремонта. Вып.45. ДВГТУ - Владивосток,

2005. - С.78 - 85

6. Житников, A.B. Имитационное моделирование процессов коррозии и оптимизация диагностики корпусов нефтеналивных судов / A.B. Житников,

B.А. Кулеш // Вологдинские чтения. Естественные науки. Машиностроение. Кораблестроение и океанотехника - Владивосток: ДВГТУ, 2005. - С.26 - 30

7. Житников, A.B. Анализ законов распределения для скоростей износа корпусов судов / A.B. Житников, И.А. Котлярова // Исследования по вопросам повышения эффективности судостроения и судоремонта. Вып.46. ДВГТУ. - Владивосток, 2006. - С. 125 - 132

8. Житников, A.B. Исследование закономерностей коррозионного износа и имитационное моделирование отказов грузовой зоны танкеров / A.B. Житников, В.А. Кулеш // Конф. по строительной механике корабля памяти акад. Ю.А. Шиманского. - СПб., ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова,

2006.-С.28-29

9. Житников, A.B. Ремонты и переломы корпусов танкеров / A.B. Житников, В.А. Кулеш, A.B. Подгорнов // Вологдинские чтения. Естественные науки. Машиностроение. Кораблестроение и океанотехника -Владивосток: ДВГТУ, 2007. - С.72 - 76

10. Житников, A.B. Имитационное моделирование прочности судовых конструкций с использованием метода конечных элементов / A.B. Житников, В.А. Кулеш // Молодежь и научно-технический прогресс: сб. тез. докл. регион, науч.-технич. конф. В 2 ч. Ч. 1. - Владивосток, 2008. - С.339 - 342

Усл. печ. л. 1.1 Кораблестроительный Формат 60*84 1/16

Тираж 100 экз. институт Заказ №21

ВВЕДЕНИЕ.

1.ОБЗОР И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПРОБЛЕМ ТАНКЕРОВ.

1 Л. 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.

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.

В процессе эксплуатации корпус судна подвержен коррозионному износу и другим повреждениям, которые создают потенциальную или непосредственную угрозу наступления опасных состояний. Оценка технического состояния направлена на своевременное снижение такой угрозы путем ремонта, объёмы и методы которого желательно представлять и планировать заранее.

Исследованиями коррозионного износа танкеров и других судов занимались Бреднева В.П., Брикер А.С., Егоров Г.В., Козляков В.В., Луценко В.Т., Маркозов Г.В., Мельников A.M., Осняч А.А., Чапкис Д.Т., Яковский Ф.В. и другие. Несмотря на обширные исследования по коррозии корпусов судов, многие вопросы не имеют ответов и остаются дискуссионными. Это негативно отражается как на проектировании, так и на процедуре оценки технического состояния корпусов. Поэтому статистические исследования реальных параметров коррозии сохраняют свою актуальность. Учитывая, что эксплуатация однокорпусных танкеров заканчивается, важно обобщить и сохранить опыт использования их корпусов для последующего применения при проектировании и в эксплуатации новых серий нефтеналивных судов.

Основным методом ремонта корпуса остаётся металлоёмкая замена конструкций с восстановлением до построечных размеров. Как показывает практика, для старых танкеров такой ремонт, выполненный в большом объёме, может привести к опасным последствиям. Альтернативные методы ремонта практически не используются из-за отсутствия доступных прикладных методик проектирования подкреплений. Для повышения безопасности и сроков службы танкеров важны знания закономерностей и скоростей износа корпусов. Прогнозирование жизненного цикла корпуса важно не только судовладельцам. В последние годы этим вопросам большое внимание уделяют и ведущие классификационные общества. Решение таких задач возможно на основе имитационного моделирования, которое в настоящее время интенсивно развивается как метод исследования операций.

Объект исследования — конструкции корпусов нефтеналивных судов.

Предмет исследования — закономерности и статистические параметры коррозионного износа, способы планирования дефектации и ремонта на основе применения компьютерных технологий, методы восстановления прочности корпусов нефтеналивных судов.

Цель работы — разработка методики, алгоритмов и программ для диагностики и планирования ремонта, рекомендаций по подкреплению конструкций нефтеналивных судов.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

1. Анализ опыта эксплуатации и проектирования корпусов нефтеналивных судов.

2. Анализ отечественных и иностранных методик дефектации и нормирования коррозии.

3. Исследование закономерностей и определение статистических параметров износа корпусов нефтеналивных судов.

4. Разработка методики имитационного моделирования жизненного цикла судовых конструкций, в том числе алгоритмов и программ.

5. Разработка предложений по совершенствованию Инструкции по дефектации и банка дефектаций Регистра.

6. Разработка предложений по подкреплению корпусов танкеров

Методы исследования. При выполнении работы использованы методы математической статистики и теории вероятностей, имитационного моделирования и метод конечных элементов.

Научная новизна работы.

1. Выявлены закономерности износа конструкций грузовых и балластных танков нефтеналивных судов, эксплуатируемых в Дальневосточном бассейне.

2. Разработана имитационная модель износа конструкций для прогнозирования технического состояния корпусов судов.

3. Предложена методика имитационного моделирования в комбинации с методом конечных элементов для прогнозирования прочности изношенных судовых конструкций

Практическая ценность работы.

1. Разработано программное обеспечение для прогнозирования технического состояния и прочности судовых конструкций с имитацией неравномерного износа.

2. Сформулированы предложения для корректировки Инструкции Регистра Судоходства по определению технического состояния, обновлению и ремонту корпусов морских судов в части дефектации.

3. Получен патент на полезную модель по подкреплению корпуса нефтеналивного судна ферменным набором.

На защиту выносятся следующие основные результаты работы: -алгоритм и имитационная модель для прогнозирования технического состояния корпусов судов;

-предложения для корректировки Инструкции по определению технического состояния, обновлению и ремонту корпусов морских судов в части дефектации;

-рекомендации по подкреплению корпусов нефтеналивных судов. Апробация работы. Основные положения и результаты проведенных исследований доложены и обсуждены на научно-технических конференциях и семинарах в 2004 - 2008 гг.: студенческая научная конференция «Меграбовские чтения» (г. Владивосток, МГУ им. адм. Г.И. Невельского), 2004 г.; региональная научная конференция «Молодёжь и научно-технический прогресс» (г. Владивосток, ДВГТУ), 2004 г.; региональная научно-практическая конференция «Флот-05». Техническая эксплуатация флота. Пути совершенствования» (г. Владивосток, МГУ им. адм. Г.И. Невельского), 2005 г.; совместный семинар Лаборатории технической эксплуатации флота и Дальневосточного филиала Регистра Судоходства (г. Владивосток, ДВГТУ), 2005 г.; региональная научно-техническая конференция "Вологдинские чтения" г. Владивосток, ДВГТУ), 2005 г.; региональная научная конференция «Молодёжь и научно-технический прогресс» (г. Владивосток, ДВГТУ), 2006 г.; конференция по строительной механике корабля памяти акад. Ю.А. Шиманского (г. Санкт-Петербург, ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова), 2006 г.; семинар сектора прочности и коррозии ЦНИИМФа (г. Санкт-Петербург), 2006 г.; региональная научно -техническая конференция "Вологдинские чтения" (г. Владивосток, ДВГТУ), 2007 г.; региональная научная конференция «Молодёжь и научно-технический прогресс» (г. Владивосток, ДВГТУ), 2008 г. Результаты исследования внедрены в практику:

-в научно-исследовательской работе для Регистра Судоходства «Разработка предложений для корректировки Инструкции по определению технического состояния, обновлению и ремонту корпусов морских судов в части дефектации и ремонта»;

-при разработке проектов обновления танкеров: «Каракумнефть», «Нарымнефть», «Белоярск», «Новик»;

-при оценке технического состояния корпусов на класс Регистра танкеров: «Белоярск», «Ича», «Новик», «Ухта», «Кропоткин», «Оханефть»;

-при разработке программ расширенных освидетельствований танкеров: «Ича», «Белоярск»;

-при разработке проектов подкреплений корпусов танкеров: «Оханефть», Ориентал-Экспресс II.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 9 научных статей, получен патент на полезную модель и подана заявка на изобретение.

Объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и четырех приложений. Работа содержит 117 страниц основного текста, 63 иллюстрации, 5 таблиц и список литературы из 108 наименований. Объём приложений составляет 76 страниц.

Результаты работы использованы при разработке программ освидетельствований танкеров типа «Баскунчак», для мероприятий по снижению объёмов ремонта танкеров, для разработки подкреплений японского танкера химовоза , а также в научно-исследовательской работе для Регистра Судоходства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные в работе исследования позволили получить следующие основные результаты:

1. Установлены закономерности распределения скоростей износа конструкций корпусов нефтеналивных судов, эксплуатируемых в Дальневосточном бассейне.

2. Разработаны предложения по индикаторным зонам для дефектации танков, что позволяет сократить объмы замеров остаточных толщин.

3. Предложена имитационная модель износа корпуса и программное обеспечение для прогнозирования технического состояния и прочности судовых конструкций с имитацией неравномерного износа

4. Разработаны предложения для корректировки Инструкции по определению технического состояния, обновлению и ремонту корпусов морских судов в части дефектации.

5. Получен патент на полезную модель по подкреплению корпуса нефтеналивного судна ферменным набором.

1. Алексюк, А.А. Автоматизация оценки технического состояния и проектирования подкреплений конструкций судов в эксплуатации : дис. . канд. техн. наук 05.08.03: защищена 05.06.97 / Александр Анатольевич Алексюк ; ДВГТУ - Владивосток, 1997.

2. Антоненко, С.В. Проектирование, конструирование и расчёт системы судно — опорное устройство док : автореф. дис. . канд. техн. наук (05.08.03) / С. В. Антоненко ; ДВГТУ - Владивосток, 1994. - 40 с.

3. Баланина, Н.Ю. Имитационная модель эксплуатации судов / Н.Ю. Баланина, Т.А. Волкова, В.В. Некруткин, В.Н. Шац. JL: Изд-во ЛГУ, 1988.-48 с.

4. Барабанов, Н.В. Повреждения и пути совершенствования судовых-конструкций / Н.В. Барабанов, Н.А. Иванов, В.В. Новиков, Г.П. Шемендюк. — Л.: Судостроение, 1989. 254 с.

5. Барабанов, Н.В. Конструкция корпуса морских судов : учебник для вузов. / Н.В. Барабанов, Г.П. Турмов. 5-е изд., - СПб.: Судостроение, 2002. - Т. 1. - 447 е., Т. 2. - 471 с.

6. Барабанов, Н.В. О вероятных причинах гибели танкера «Находка» /Н.В. Барабанов, Г.П. Турмов // Материалы международной конференции. «Кораблестроение и океанотехника. Проблемы и перспективы». 1998. -С. 16-20

7. Бойцов, Г.В. Вероятностные методы в расчетах прочности и надежности судовых конструкций: моногр. / Г.В. Бойцов, Г.Б. Крыжевич; ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова СПб.: 2007. -263 с.

8. Богорад, И.Я. Коррозия и защита морских судов / И .Я. Богорад, Е.В. Искра, В.А. Климова, Ю.Л. Кузьмин. —Л.: Судостроение, 1973.

9. Бреднёва, В.П. Прогнозирование ремонта корпусных конструкций танкеров на основе статистического исследования их коррозионныхповреждений : автореф. дис. . канд. техн. наук (05.08.03) / Вера Петровна Бреднёва ; НКИ. — Николаев, 1982. — 22 с.

10. Ю.Брикер, А.С. Учёт коррозионного износа в Правилах постройки судов / А.С. Брикер // Тр. ЦНИИМФ «Эксплуатация судового корпуса», вып.210 1976.-С. 24-41

11. Брикер, А.С. Нормирование прочности корпуса с учётом срока службы и защиты от коррозии / А.С. Брикер, А.И. Максимаджи // Тр. ЦНИИМФ «Прочность корпуса и защита судов от коррозии», вып.223 — 1976. -С. 14-21

12. Брикер, А.С. Оценка технического состояния корпусов морских судов / А.С. Брикер // Тр. ЦНИИМФ «Эксплуатация судового корпуса», вып. 186. 1974. — С. 88-100

13. Векслер, В.М. Некоторые вопросы проектирования танкеров / BlM. Векслер. — JL: Судостроение, 1967. — 260 с

14. Н.Воронцов, И.А. Проектирование и диагностика стальных конструкций плавучих доков с учетом надежности и эксплуатационных ограничений : автореф. дис. . канд. техн. наук (05.08.03) / Игорь Александрович Воронцов ; ДВГТУ. -Владивосток, 2001. — 22 с.

15. Гмурман, В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика : учеб. пособие для вузов / В.Е. Гмурман. -М.: Высш. шк., 2003, 479 с.

16. Дарков, А.В. Сопротивление материалов, учеб. пособие для вузов / А.В. Дарков, Г.С. Шпиро. -М.: Высш. шк., 1965. 762 с.

17. Дженнингс, Р. Руководство разработчика баз данных на Visual Basic 6 / Р. Дженнингс; пер. с англ. — К.; М.; СПб.: Издательский дом «Вильяме», 2001.-976 с.

18. Егоров, Г.В. Методология обеспечения надёжности и безопасности корпусов судов ограниченных районов плавания : дис. . докт. техн. наук. / Геннадий Вячеславович Егоров ; Национальный ун-т кораблестроения им. адмирала Макарова. — Николаев, 2004.

19. Егоров, Г.В. Оценка расчетных скоростей износа корпусов судов смешанного плавания / Г.В. Егоров // Конф. по строительной механике корабля памяти акад. Ю.А. Шиманского. СПб.: ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, 2006. - С. 15-17

20. Егоров, Г.В. Что делать с танкерами дедвейтом до 5000 т? / Г.В. Егоров // Судостроение. №5. С. 54-55.

21. Екимов, В.В. Вероятностные методы в строительной механике корабля / В.В. Екимов. — JL: Судостроение, 1966. —327 с.

22. Ефремов, JI.B. Практика инженерного анализа надежности судовой техники / JI.B. Ефремов. -Д.: Судостроение, 1980. -176 с.

23. Ефремов Н., Егоров Г. "Малые" танкера продолжают служить // Морской флот. 2008. №5. С. 47-53.

24. Житников, А.В. Анализ законов распределения для скоростей износа корпусов судов / А.В. Житников, И.А. Котлярова // Сб. «Исследования по вопросам повышения эффективности судостроения и судоремонта», -Вып.46. Владивосток: ДВГТУ, 2006, - С. 125-132.

25. Житников, А.В. Исследование скоростей и закономерностей износа танкеров типа «Калининграднефть» / А.В. Житников, В.А. Кулеш // Сб. «Исследования по вопросам повышения эффективности судостроения и судоремонта», Вып.44. - Владивосток: ДВГТУ, 2004

26. Житников, А.В. Индикаторный метод в диагностике корпусов судов / А.В. Житников, В.А. Кулеш // Сб. «Исследования по вопросам повышения эффективности судостроения и судоремонта», Вып.45. -Владивосток: ДВГТУ, 2005

27. Житников, А.В. Закономерности износа грузовых и балластных отсеков танкеров типа «Калининграднефть» / А.В. Житников, В.А. Кулеш // науч.-техн. конф.- "Молодежь и научно-технический прогресс" — Владивосток: ДВГТУ, 2004.

28. Житников, А.В. Ремонты и переломы корпусов танкеров / А.В. Житников, В.А. Кулеш, А.В. Подгорнов // Вологдинские чтения. Естественные науки. Машиностроение. Кораблестроение и океанотехника Владивосток: ДВГТУ, 2007. — С.72-76

29. Житников, А.В. Разработка программного обеспечения для имитационного моделирования технической эксплуатации корпуса судна / А.В. Житников, В.А. Кулеш // Журнал научных публикаций для аспирантов и докторантов, №1. — 2008. — С. 179 — 181

30. Заключение по результатам освидетельствования корпуса танкера «Антей» (ранее «Восточный») на слипе Находкинского СРЗ 02.09.2005 ирекомендации по ремонту. / Кулеш В.А., Каленчук С.В., Ковальчук А.В. // Отчет МИ ДВГТУ, № 05-35э/Ант, -Владивосток, 2005.

31. Иванов, Г.Н. Исследование эксплуатации судов в условиях коррозии и обрастания / Г.Н. Иванов // Сб. «Прочность корпуса морских судов и защита от коррозии», — М.: Транспорт, 1990. С.77-85.

32. Ипатовцев, Ю.Н. Строителная механика и прочность корабля : учеб. пособие для вузов / Ю.Н. Ипатовцев, Я.И. Короткин. -Л.: Судостроение, 1991.-288 с.

33. Кельтон В., Лоу А. Имитационное моделирование. Классика CS. 3-е изд. СПб.: Питер; Киев: Издательская группа BHV, 2004. - 847 е.: ил.

34. Козлов, Б.А., Справочник по расчёту надёжности/ Б.А. Козлов, И.А. Ушаков М. «Советское радио», 1975. 472 с.

35. Колесов Ю.Б., Сениченков Ю.Б., Имитационное моделирование сложных динамических систем Электронный ресурс. М.: Образовательный математический сайт, 2006. — Режим доступа: http://exponenta.ru, свободный. - Загл. с экрана.

36. Комплексная система технического обслуживания и ремонта судов. Методика дефектации корпусов морских транспортных судов. В/О «Мортехинформреклама», 1988.

37. Короткин, Я.И. Прочность корабля : учеб. пособие для вузов / Я.И. Короткин, Д.М. Ростовцев, Н.Л. Сивере. -Л.: Судостроение, 1974. 432 с.

38. Крыжевич, Г.Б. Основы расчётов надёжности судовых конструкций : учеб. пособие для вузов / Г.Б. Крыжевич. -СПб.: Изд.центр СПбГМТУ, 1995.- 160 с.

39. Кулеш, В.А. Сопоставление объёмов ремонта корпуса т/к «Новик» на класс PC. / В.А. Кулеш, О.Э. Суров, А.В. Житников // Отчет МИ ДВГТУ.1. Владивосток, 2002.

40. Лам Вам Хунг, Методические основы, алгоритмы и программное обеспечение задач проектирования и контроля технического состояния конструкций корпуса судна : автореф. дис. . канд. техн. наук (05.08.03) / Лам Вам Хунг ; СПбГМТУ. СПб, 2007. - 22 с.

41. Логачёв, С.И. Морские танкеры / С.И. Логачёв. -Л.: Судостроение, 19701 — 360 с.

42. Логачёв, С.И. Мировое судостроение: современное состояние и перспективы развития / С.И. Логачёв, В.В. Чугунов. — СПб.: Судостроение, 2001. — 312 с.

43. Луценко, В.Т. Износ корпусных конструкций танкеров типа «Оханефть» / В.Т. Луценко, Р.П. Арестов // XII ДВ науч.-техн. конф.-Владивосток, 1995.-С. 104-105.

44. Луценко, В.Т. Исследование повреждаемости и разработка рекомендаций; по обеспечению надёжности корпусных конструкций судов Дальневосточного бассейна : дис. . канд. техн. наук 05.08.03 / Владимир Трофимович Луценко ; ДВГТУ Владивосток, 1985.

45. Мельников, A.M. Условия безопасной эксплуатации судов ограниченных районов плавания / A.M. Мельников // Науч.-техн. сб. Регистра СССР. Л.: Транспорт, 1983. - Вып. 13. - С. 20-28

46. Методика дефектации и замены отдельных конструкций корпусов морских транспортных судов. —Л.: Изд-во «Морской флот», 1963.

47. Методика оценки технического состояния корпусов судов флота рыбной промышленности. —Калининград, 1990.

48. Морской Бюллетень Совфрахт Электронный ресурс., 2008 — Режим доступа: www.odin.tc свободный. - Загл. с экрана59.0сняч, А.А. Пути обеспечения эксплуатационной приспособленности судовых конструкций / А.А. Осняч // Отчет ОНИЛ ПОЛЕКС, Калининград, 1999.

49. Оценка технического состояния корпуса т/х "Новик" (на класс Регистра с эксплуатационными ограничениями и минимизацией объемов ремонта)// Отчет МИ ДВГТУ, № 8/02-Новик, Владивосток 2002

50. Оценка технического состояния корпуса т/х "Белоярск" // Отчет МИ ДВГТУ, № 04/03-Белоярск, Владивосток 2003

51. Оценка технического состояния корпуса т/х "Белоярск" // Отчет МИ ДВГТУ, № 21/04-Белоярск, Владивосток 2004

52. Оценка технического состояния корпуса т/х "Кропоткин" на класс Регистра // Отчет МИ ДВГТУ, № 09/03-Кропоткин, Владивосток 2003

53. Оценка технического состояния корпуса т/х "Оханефть" на класс Регистра // Отчет МИ ДВГТУ, № 08/03-0ханефть, Владивосток 2003

54. Плявин, Н.И. Эксплуатация морского танкера / Н.И. Плявин. —М.: Изд-во «Транспорт», 1968.—531 с.

55. Подволоцкий, Н.М. Опыт эксплуатации танкеров ледового плавания / Н.М. Подволоцкий. —СПб.: Российский морской регистр судоходства, 2004. 272 с.

56. Постнов, В.А. Метод конечных элементов в расчетах судовых конструкций / В.А. Постнов, И.Я. Хархурим. —Л., «Судостроение», 1974.

57. Правила классификации и постройки морских судов // Российский Морской Регистр Судоходства, 1999.

58. Правила классификационных освидетельствований судов // Российский Морской Регистр Судоходства, 2004.

59. Прицкер, А. Введение в имитационное моделирование и язык СДАМ II: Пер. с англ. / А. Прицкер М.: Мир, 1987. -646 с.

60. Разработка предложений для корректировки Инструкции по определению технического состояния, обновлению и ремонту корпусов морских судов в части дефектации и ремонта// Отчет МИ ДВГТУ, № PC-13/2005, Владивосток 2005

61. Расчетное обоснование подкреплений палубы тронка т/х "Ориентал-Экспресс" / В.А. Кулеш, С.В. Каленчук, А.П. Аносов // Отчет МИ ДВГТУ, № ОЭ 08/03-ПЭ, Владивосток 2003

62. Регистровая книга судов // Российский Морской Регистр Судоходства -СПб, 2001.

63. Регистровая книга судов // Российский Морской Регистр Судоходства -СПб, 2008.

64. Реклейтис, Г. Оптимизация в технике : В 2-х кН. Кн. 1. пер. с англ. / Г. Реклейтис, А. Рейвиндран, К. Рэгсдел М.: Мир, 1986.-349 с. : ил.

65. Родионов, Н.Н. Современные танкеры / Н.Н. Родионов. -Д.: Судостроение, 1980. 284 с.

66. Сегерлинд, JI. Применение метода конечных элементов: пер. с англ. / JI. Сегерлинд М.: Мир, 1979. -392 с.

67. Смирнов, Н.В. Курс теории вероятностей и математической статистики : учеб.пособие. / Н.В. Смирнов, И.В. Дунин-Барковский. —М.: Издательство «Наука», 1969. 512 с.

68. Соболь, И.М. Метод Монте-Карло / И.М. Соболь. -М.: «Наука», 1985.

69. Справочник судоремонтника-корпусника/ под ред. А.Д. Юнитера. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: «Транспорт», 1977. 352 с.

70. Унифицированная компьютерная система сбора, хранения, обработки и анализа данных дефектаций корпусов судов DEFHULL. // Отчет МИ ДВГТУ. Владивосток. 2000.

71. Хемди, А.Т. Введение в исследование операций 7-е изд. / Хемди А. Таха. — М.: Изд-во «Вильяме», 2007. 912 с.

72. Чибиряк, И. М. Исследование прочности корпуса судна при некоторых видах его ремонта : дис. . канд. техн. наук 05.08.03: защищена 05.06.97 / И.М. Чибиряк ; ДВПИ- Владивосток, 1970.

73. Чапкис, Д.Т. Определение средней толщины изношенных пластин по нормальному закону распределения / Д.Т. Чапкис // Материалы по обмену опытом «Износы и нормирование дефектов корпусов судов». — Вып.103. 1968. - С.75-78.

74. Чапкис, Д.Т. Определение средней толщины изношенных пластин судового корпуса с применением статистических методов / Д.Т. Чапкис, «Судостроение», 1962, №7.

75. Чапкис, Д.Т. О расчётной толщине изношенных листов судового корпуса / Д.Т. Чапкис // Тр. ЦНИИМФ «Техническая эксплуатация морского флота». Вып. 75. - 1962. - С. 86-94.

76. Чапкис, Д.Т. Ремонтопригодность морских судов / Д.Т. Чапкис. —Л.: Судостроение, 1980. -256 с.

77. Шац, В.Н. Нормирование допустимых условий плавания эксплуатации судов смешанного плавания методами имитационного моделирования и факторного анализа / В.Н. Шац -СПб: Судостроение, 1991.-№5. С. 3-6

78. Шемендкж, Г.П. Надежность корпусных конструкций : учеб. пособие / Г.П. Шемендюк. -Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 1997. 116 с.

79. Шеннон, Р. Дж. Имитационное моделирование систем искусство и наука / Р. Дж. Шеннон. -М.: Мир, 1978. - 418 с.93

80. Яковский, Ф.В. Нормативы коррозионного износа судокорпусных конструкций / Ф.В. Яковский // Тр. ЦНИИМФ «Эксплуатация судового., корпуса». Вып. 186.- 1974.-С. 100-113.

81. ABS. Rule requirements for survey after construction. 2002.96.ABS Rules. 2004.

82. Bureau Veritas. Thickness measurement requirements interpretations acceptance criteria. 1997.

83. Leemis, L.M. 2001. Input Modeling Techniques for Discrete-event Simulations. In Proceedings of the 1998 Winter Simulation Conference, 62 — 73.

84. Lloyd's Register. Thickness measurement close-up survey guidance. -2001.

85. M. Mano, Y. Okumoto, Y. Takeda. Practical Design of hull structures. -Senpaku Gijutsu Kyoukai, 2000.-535 p.

86. Nippon Kaiji Kyokai. Thickness measurement and close-up survey of hull structural members. —1999.

87. Rina Rules. Classification and Surveys 2003.

88. Schmidt, J.W., and R.E. Taylor: Simulation and Analysis of Industrial Systems, Ruchard D.Irwin, Homewood, Illinois (1970.)

89. The International Tanker Owners Pollution Federation (1TOPF) Электронный ресурс. 2008 Режим доступа : www.itopf.com свободный. - Загл. с экрана