Учебник Спецсуда

7.3. Гидравлические испытания

Сложность применяемых при постройке ПЛ технологических процессов изготовления и монтажа корпусных конструкций и невозможность гарантировать отсутствие скрытых металлургических, сварочных и других внутренних дефектов вызывает необходимость проведения испытаний на прочность. Корпус ПЛ при проведении таких испытаний подвергается внешнему давлению, создаваемому в целях обеспечения безопасности водой в специальных док-камерах, или внутреннему давлению за счет налива воды под давлением внутрь ОК.

Гидравлические испытания проводятся после завершения всех сборочно-сварочных работ, предусмотренных технологическим процессом. Последовательность проведения испытаний зависит от принципиальной технологии постройки и может выполняться как для всего ОК в целом, так и отдельными блоками. В первом случае ОК заполняется водой и внутри корпуса создается давление, равное наружному давлению воды

на предельной глубине иофужения ПЛ. Поперечные переборки при этом способе испытываются на требуемое давление последовательным заполнением отсеков водой таким образом, чтобы при этом испытывались сразу две переборки. Прочная рубка испытывается совместно с ОК или отдельно от него. Монтаж механизмов, устройств и различною оборудования возможен только после окончания гидравлических испытаний, что является серьезным недостатком этого способа. Во втором случае испытания проводятся отдельными блоками и не предусматривают последующих испытаний О К в целом. По торцам блоков должны предусматриваться припуски для приварки технологических переборокзаглушек и их демонтажа после окончания испытаний.

Перед проведением гидравлических испытаний производится проверка плотности сварных швов, для чего испытуемые отсеки заполняются воздухом под давлением, а на сварные швы снаружи наносится пенообразующий состав. Все испытуемые конструкции должны свободно сообщаться между собой, для чего открываются все двери, люки и горловины на межотсечных переборках. Перед испытаниями от нагружаемых давлением конструкций должны быть отключены настилы, выгородки и прочие легкие конструкции.

Последовательность проведения гидравлических испытаний:

по открытым торцам блока устанавливаются и привариваются технологические перборки-заглушки (рис.7.1);

выполняются замеры формы ОК испытуемого блока;

на насыщение устанавливаются технологические заглушки

(рис.7.2);

проводятся предварительные испытания водой двухсторонних кабельных стаканов (рис.7.3);

выполняются предварительные испытания воздухом для контроля непроницаемости технологических заглушек и обнаружения сквозных дефектов в сварных швах;

устанавливаются воздушные трубки, обеспечивающие выход воздуха из отсеков при заполнении их водой;

Рис.7.1. Переборка-заглушка

производится установка дополнительных опорных устройств, обеспечивающих восприятие дополнительных нагрузок от воды внутри блока;

производится монтаж и испытания насосов и напорного трубопровода;

устанавливаются на ОК и напорный трубопровод контрольные манометры и предохранительные клапаны, обеспечивающие снижение давления при превышении требуемого предела;

в районе крупногабаритных штатных вварышей устанавливается наливной технологический трубопровод, обеспечивающий заполнение ОК водой;

производится заполнение блока водой без давления;

устанавливаются технологические заглушки на вварыши, ранее открытые для заполнения отсеков блока водой;

выполняется доливка воды до верхнего уровня при открытом

верхнем клапане;

закрывается верхний клапан и отверстие для дозаливки воды;

производится включение насосов напорной магистрали и ступен-

чатое поднятие давления до расчетного.

.7.2.

.7.3.

Ступенчатое поднятие давления обеспечивает поэтапный контроль непроницаемости испытуемого блока. После поднятия давления на определенную величину производится выдержка при этом давлении и ос-

мотр блока снаружи, при достижении расчетного давления - выдержка в течение часа, а затем ступенчатое снижение давления. Для слива воды в нижней части технологических переборок-заглушек предусматривается технологический клапан.

Испытания прочных цистерн, рубок, комингс-площадок выполняются последовательно от большего давления к меньшему. В соответствии с этим предусматривается поэтапное выполнение испытаний (рис.7.4). На первом этапе ОК испытывается совместно с комингс-площадкой, прочными цистернами и торпедными аппаратами. На втором этапе выполняются испытания прочных цистерн, торпедных аппаратов и верхней части люка. На заключительном этапе производится испытание самого люка. Цистерны главного балласта и внутренние цистерны испытываются по мере их готовности. Не допускается одновременно испытывать конструкции, имеющие общий непроницаемый контур.

Слив воды после проведения гидравлических испытаний осуществляется через мерный бак для определения изменения объема испытуемых конструкций, что позволяет уточнить расчетное значение ожидаемых деформаций блока ОК. В процессе проведения гидравлических испытаний осуществляется наблюдение за состоянием ОК. По установленным на корпус датчикам с помощью регистрирующей аппаратуры определяют деформации в наиболее ответственных местах корпуса ПЛ.

После окончания гидравлических испытаний переборки-заглушки и прочие заглушки демонтируются. На детали корпусного насыщения устанавливаются консервационные заглушки, предотвращающие повреждения рабочих поверхностей и резьбы деталей насыщения.

Гидравлические испытания являются единственным известным в настоящее время способом проверки качества изготовления корпусных конструкций под нагрузкой. Других способов проверки, адекватных гидравлическим испытаниям, пока не известно.

В процессе выполнения гидравлических испытаний производится не только комплексная проверка прочности и качества конструкций основного корпуса, но и, что особенно важно, происходит благоприятное перераспределение остаточных сварочных напряжений под воздействием растягивающих нагрузок, увеличивающее прочность корпусных конструкций ПЛ. Это обстоятельство позволяет считать проведение гидравлических испытаний полезной и необходимой технологической операцией, обеспечивающей повышение надежности прочных конструкций ПЛ. Кроме этого, гидравлические испытания являются серьезным мо- рально-психологическим фактором, дисциплинирующим исполнителей при производстве сборочно-сварочных работ.

Практика постройки АЛЛ в США показала целесообразность отмены гидравлических испытаний как обязательного технологического процесса в подводном кораблестроении. При постройке АПЛ последних поколений такие испытания в США не проводятся. Это объясняется тем, что при поставке на судостроительные предприятия корпусных сталей

проводится входной контроль физико-механических характеристик и сплошности на отсутствие различных дефектов и расслоений, что гарантирует соответствие фактических характеристик материала

.7.4.

и

предъявляемым к ним требованиям действующей нормативной документации. Кроме этого проводится 100%-ный неразрушающий контроль проникающими излучениями всех сварных соединений основного корпуса, что также гарантирует качество выполнения межсекционных и межблочных кольцевых стыков. Следует также иметь в виду, что после сварки межблочных стыков гидравлические испытания не проводятся, поскольку внутри основного корпуса уже смонтировано различное оборудование и устройства, не рассчитанные на восприятие

забортною давления. Сварные соединения, выполненные по технологическим резам, также не испытываются гидравлическим давлением, а подвергаются лишь испытаниям на непроницаемость и неразрушающим методам контроля.

В настоящее время в отечественном подводном кораблестроении также рассматривается возможность отмены проведения гидравлических испытаний для серийных заказов, что позволит существенно сократить трудоемкость корпусных работ (до 10%) и продолжительность стапельного периода при обеспечении гарантированной прочности основного корпуса ПЛ.

Учитывая накопленный опыт проведения гидравлических испытаний и наличие комплекса применяемых неразрушающих методов контроля качества сварных швов, целесообразно решать вопрос отмены гидравлических испытаний конструкций основного корпуса поэтапно. В первую очередь это следует осуществить для корпусов ПЛ, изготавливаемых из сталей с пределом прочности до 700 МПа, имеющих относительно небольшую толщину обшивки основного корпуса, сварка которого осуществляется низколегированными материалами. Последнее обстоятельство, как показала практика, обеспечивает возможность надежного контроля качества сварки неразрушающими методами.

Во вторую очередь следует отнести корпуса ПЛ, изготавливаемые из сталей с более высоким пределом прочности, имеющие значительные толщины обшивки прочного корпуса. Это потребует разработки и внедрения новых методов неразрушающего контроля (акустическая эмиссия, переносные установки для ультразвукового контроля с автоматизированным сканированием и автоматической регистрацией дефектов и их расшифровкой и др.), поскольку широко применяемые методы контроля проникающими излучениями имеют ряд ограничений, связанных с низкой выявляемостью опасных дефектов при больших толщинах.

Перечисленные выше факторы не позволяют пока однозначно принять решение об отмене гидравлических испытаний при постройке серийных ПЛ на отечественных предприятиях.

7.4. Вскрытие и установка съемных листов

Съемные листы предназначены для обеспечения погрузки крупногабаритного оборудования внутрь корпуса после проведения гидравлических испытаний при постройке ПЛ и для замены этого оборудования при ремонте и модернизации. Поскольку съемные листы имеют значительные размеры, то при их вскрытии и последующей варки ОК может получить существенные радиальные отклонения. Поэтому для частичной компенсации этих отклонений в районе расположения съемных листов предусматривается установка усиленных шпангоутов. Для

контроля круговой формы в районе расположения съемных листов в процессе их вскрытия и вварки ведется технологический паспорт, в котором фиксируются фактические значения радиусов ОК перед проведением гидравлических испытаний, а также результаты всех последующих замеров, выполняемых при вырезке и вварке съемных листов. Замеры выполняются по штатным образующим от наружных струн (рис.7.5) в районе расположения съемного листа. Струны натягиваются между мишенями, установленными на вторых в нос и корму от стыков съемного листа неразрезаемых шпангоутах ОК (рис.7.6). Для предупреждения радиальных отклонений пазовых кромок вдоль них устанавливаются дополнительные подкрепления (рис.7.7),

.7.5.

а

.7.6.

ы

а

Разметка мест расположения съемных листов выполняется с наружной и внутренней стороны ОК до проведения гидравлических испытаний. Вскрытие съемных листов выполняется после проведения гидравлических испытаний ОК и поперечных переборок.

Последовательность вскрытия съемных листов: разрезается обшивка ОК по контуру съемного листа блочным методом одновременно по всему периметру, а затем выполняется поперечный рез по шпангоутам от среднего к крайним. Вырезанный лист краном снимается с ОК и укладывается на постель с деревянными подушками. Затем производится обработка кромок вырезанного листа и кромок выреза под последующую сварку.

.7.7. м

После завершения всех работ по монтажу крупногабаритного оборудования съемный лист устанавливается в вырез ОК, выравнивается по зазору и разностенности и раскрепляется на гребенках. После этого производится сварка ближнего к мидель-шпангоуту стыка. Затем выполняется сварка второго стыка и завариваются одновременно оба паза. Свариваются стыки шпангоутов съемного листа и ОК и контролируется изменение круговой формы от вырезки и вварки съемного листа.

8.МОНТАЖ МЕХАНИЗМОВ И ОБОРУДОВАНИЯ

8.1.Состав механомонтажных работ и методы их выполнения

Механомонтажные работы выполняются на всех стадиях постройки подводной лодки и включают предварительную подготовку, монтаж и испытания главных и вспомогательных механизмов, судовых энергетических установок, валопроводов, теплообменных аппаратов, трубопроводов и систем, различного тяжеловесного оборудования, выдвижных подъемно-мачтовых устройств и др.

Основным методом монтажа механизмов и оборудования ПЛ является модульно агрегатный (МАМ), предусматривающий предварительное изготовление модульных сборочно-монтажных единиц (СМЕ) всех уровней (различных агрегатов, зональных и функциональных блоков и отдельных модулей) в цеховых условиях. СМЕ представляют собой совокупность технических средств, скомпонованных по своему назначению и смонтированных на единой несущей конструкции.

Модульный принцип монтажа предусматривает комплектование сложных СМЕ с различными характеристиками из небольшого количества первичных элементов (модулей). Модуль - самостоятельное, полностью собранное и прошедшее функциональную проверку готовое к монтажу унифицированное или стандартизированное изделие. Сочетание различных модулей позволяет создавать сложные системы, в которых отдельные модули могут объединяться, разъединяться или заменяться для создания систем с другими характеристиками. Применение МАМ предусматривает широкую унификацию и всемерное сокращение типоразмеров как отдельных деталей и узлов, так и целых сборочных единиц.

Понятие агрегатирования включает в себя комплекс конструктивнотехнологических мероприятий по проектированию, унификации, сборке

ииспытанию как отдельных агрегатов, так и монтажных блоков, конструкция которых должна отвечать всем требованиям технологичности и надежности. Само агрегатирование осуществляется по функциональному и зональному признаку. Комплектование агрегатов по функциональному признаку предусматривает объединение на единой несущей конструкции всего комплекса оборудования, выполняющего определенную функцию в составе более сложной системы или на ПЛ в целом. Более сложной формой агрегатирования являются зональные блоки, компоновку которых производят по признаку общего территориального расположения. Все оборудование, расположенное в одном районе или отсеке, объединяют в одну СМЕ с учетом ее массогабаритных характеристик

ивозможности погрузки и последующего монтажа внутри отсека. В качестве несущей конструкции зонального блока используются специальные рамы каркасного типа или штатные корпусные конструкции. При постройке ПЛ предусматривается создание крупных зональных блоков,

в которые компонуется все оборудование, расположенное в отсеке или его части, объединенное или не связанное функциональной общностью и единым назначением.

Применение МАМ позволяет перенести до 75% объема монтажных работ на специализированные участки цехов. Это обеспечивает более благоприятные условия для сборки агрегатов, повышает производительность труда и улучшает качество выполнения работ. Агрегатирование сокращает не только сроки формирования отдельных агрегатов и зональных блоков, но и сроки их монтажа на ПЛ.

В условиях применения МАМ при разбивке корпуса на блоки расположение их монтажных стыков должно обеспечивать погрузку СМЕ через открытые торцевые сечения основного корпуса после проведения гидравлических испытаний. Для погрузки отдельных модулей и агрегатов предусматриваются съемные листы основного корпуса и вырезы в поперечных переборках ПЛ. Отдельное оборудование может загружаться через специальные штатные люки или крупногабаритные отверстия.

Принципиальная технология выполнения механомонтажных работ, технология погрузки и последующего монтажа СМЕ разрабатывается одновременно с принципиальной технологией формирования корпуса ПЛ.

8.2. Монтаж агрегата паропроизводящей установки

Паропроизводящая установка (ППУ) обычно размещается в одном отсеке АПЛ. Входящие в состав ППУ (рис.8.1) атомный реактор, парогенераторы, циркуляционные насосы, другое оборудование и трубопроводы размещаются в специальном контейнере - баке железо-водяной защиты (БЖВЗ), включающем в себя первичную биологическую защиту. Основными элементами биологической защиты агрегата ППУ являются

.8.1. : -		120; -	120; 1	- ; 2 -
		; 3 -		,
120; 4 -		120; 5 -		;
6 -	; 7 -		; 8 -	;
		9 - р