Концевая арматура

Как правило, каждая из систем принимает в свои трубопроводы какую либо жидкость из окружающей судно среды или из отсеков судна и передает либо внутрь судна, либо наоборот наружу, в окружающие судно водный или воздушный бассейн. При этом работа системы начинается и заканчивается благодаря арматуре, стоящей в начале или в конце трубопроводов систем. Выделение такой арматуры в отдельную группу, названную здесь концевой связано с тем, что разработка и составление схемы любой системы начинается с расстановки в цепи логических связей системы именно этого вида арматуры (см. ниже, п.2.6).

Приемная сетка на приемных отростках и приемных клапанах- важнейший элемент осушительной системы (рис.1.28)..

Рис. 1.28 Приемная сетка: 1-половины сетки; 2-запорный штырь; 3-втулки; 4- проволока фиксирующая; 5- опора; 6-приемный невозвратный клапан; 7-отвер-­стие под клапан; 8-отверстие под приемную трубу	Рис. 1.29 Приемный невозвратный клапан: 1-корпус; 2-тарелка клапана; 3- «перья» направляющие; 4-ограничитель

Устанавливаются сетки на концах приемных труб в трюмах для защиты трубопроводов от крупного мусора (щепки, остатки мешочной тары, остатки упаковки груза и многое прочее).

Размер ячейки сетки не должен превышать 10 мм, а суммарная площадь отверстий должна быть вдвое больше площади премного отверстия. Играя роль своеобразного «внешнего» фильтра они очищаются после разгрузки трюма. Так как мусор может застревать в ячейках сетки она выполняется съемной и к ней должен быть обеспечен доступ. Вид такой сетки показан на рисунке 1.28. Она собрана из двух половин, которые соединяются штырями, а штыри фиксируются упругими проволоками

Приемный невозвратный клапан -устанавливается на концах приемных труб и служит для защиты затопления отсека через приемную трубу, когда она повреждается в смежном затопленном отсеке (рис.1.29) . Этот клапан существенно отличается от показанных выше клапанов такого типа (см. рис. 1.14.), тем что имеет тяжелую тарелку с длинными «перьями» - направляющими, не позволяющими тарелке встать с перекосом при крене судна. Благодаря этому клапан выполняет свою функцию до угла крена 45⁰. Вывести клапан из строя может мусор, попавший между тарелкой и седлом.

Рис. 1.30 Сточный колодец: 1-решетка; 2-запорный штырь; 3- невозвратный клапан; 4- колодец; 5-двойной борт; 6- днище

Поэтому клапан без защитной сетки не используется и на отростках осушения в МО не устанавливается. Недостатком клапана является очень большое сопротивление движению жидкости. К сожалению, с момента его появления более 120 лет назад, в эпоху первых стальных пароходов, ничего лучшего, из одобренного Регистром, придумано не было.   Сточный колодец - служит для сбора жидкости, свободно перекатывающейся по настилу второго дна, в специально выгороженные углубления в углах трюмов, откуда ее можно откачать. По сути дела колодец не является арматурой, поскольку представляет собой элемент корпусной конструкции. Но в принципе, он выполняет определенную роль, близкую к роли арматуры, а в дисциплине «конструкция корпуса корабля» колодцы не рассматриваются. Схематично сборный колодец показан на рисунке 1.30.

В него погружается отросток приемного трубопровода с невозвратным клапаном и сеткой Однако, если колодец закрыт сверху решеткой с размером ячеек не более 10 мм, допускается не устанавливать сетки на конце трубы. Решетка должна быть легкосъемной. Для того, чтобы обеспечить бесперебойную работу осушительного насоса РМРС регламентирует объем колодца – не менее 0.2 м³.

Если объем колодца мал, то вода при выкачке может «размазаться» по трубе, насос «прохватит» воздух, откачка прекратиться и может быть осуществлена только при существенном уровне воды в трюме (а значит при опасной величине свободной поверхности жидкости, уменьшающей статическую и динамическую остойчивость судна).

В этом плане роль двойного дна судна (по сравнению с судном с плоским днищем без двойного дна) состоит не только в защите днища от пробоины, но и в существенном повышении главного мореходного качества – остойчивости. РРР не устанавливает минимальный объем колодца, но следует иметь в виду указанное выше обстоятельство.

В РД [ ] не рекомендуется размещать приемный отросток в колодце, глубина которого не превышает двух диаметров приемного отростка. Расстояние приемного отростка от стенки должно быть не более 1.5 его диаметра (внутреннего).

Поскольку расстояние от днища до ближайшей горизонтальной поверхности по правилам конструирования корпуса не может быт меньше 0.4 м, при высоте двойного дна 0.8-0.9 м, глубина колодца составляет о.4- 0.5 м, длина равна шпации (0.5-0.7 м) и ширина, соответственно, составляет от 0.6 до 0.8 м.

Кингстоны – приемная запорная арматура забортной воды. По месту своей установки они бывают днищевые и бортовые. По конструкции, бортовые большого диаметра (Ду 450-950) близки к клинкетным задвижкам (рис. 1.31), а днищевые – к угловым запорным клапанам, как показано на рис.1.32. Эта арматура подает забортную воду на охлаждение главных и вспомогательных двигателей, для тушения пожара, заполнения балластных цистерн. Поэтому ее надежность определяет живучесть судна, его способность передвигаться против сил ветра и волн.

Рис. 1.32. Днищевой кингстон – угловой клапан

Рис. 1.31. Кингстон- клинкет

В связи с этим на судах устанавливается от двух (бортовой и днищевой на небольших судах) до 4-х (два бортовых, два днищевых) кингстонов. Все они связаны одним трубопроводом, называемым кингстонной перемычкой. Кроме этого, некоторые ответственные механизмы имеют свой автономный кингстон, например, аварийный пожарный насос.

Главное отличие кингстона от обычной арматуры - наличие на его корпусе отверстия для продувки сжатым воздухом, паром или промывки водой, для того чтобы отбросить водоросли или другие плавающие предметы, забившие вход в кингстон. На рис.1.31 эти отверстия находятся внизу, а на рис. 1.32 –справа в нижней части корпуса.

Рис. 1.33 Днищевой кингстон для аварийного пожарного насоса: 1-кингстон; 2-пат-рубок; 3-приварыш; 4- решетка; 5-штуцерное соединение; 6-невозвратный клапан; I-забортная вода; II –сжатый воздух; III-теплая вода от системы охлаждения СЭУ.

На небольших судах без двойного дна кингстоны устанавливаются на специальных конических патрубках – опорах (рис.1.33), чтобы площадь отверстий в решетке была в 2.5 раз больше проходного отверстия кингстона. На крупных судах, с двойным дном в дне выгораживают кингстонный ящик (еще он имеет название -ящик забортной воды), а на бортах- бортовые кингстонные ящики. Сжатый воздух подводится не к кингстону, а в сам ящик. Если судно имеет ледовые усиления, то этот ящик называется ледовым и должен иметь обогрев за счет рециркуляции охлаждающей воды двигателей судна. Кроме этого, бортовой ледовый ящик должен иметь для доступа внутрь

горловину, которая располагается выше КВЛ. Избыточное давление воздуха или промывающей воды не должно превышать 0.5 МПа (0.3 МПа на речных судах). Поэтому на подводящих трубопроводах воды, пара, воздуха при необходимости устанавливают редукционные и предохранительные клапаны.

Таким образом, кингстонные и ледовые ящики и вся система приема забортной воды является очень сложной. Как правило, ее разрабатывают специалисты по системам СЭУ, поскольку забортная вода необходима в первую очередь для охлаждения этих установок. Более подробно этот вопрос здесь не рассматривается, так как имеет косвенное отношение к общесудовым системам.

Приемный раструб устанавливается, как правило, в балластных цистернах для более полной откачки балласта, что уменьшает вредное действие свободной поверхности жидкости на остойчивость и увеличивает грузоподъемность судна. При откачке воды у всасывающего патрубка образуется воронка, интенсивность вращения которой зависит от скорости входа жидкости в патрубок. Вращаясь, воронка образует полость, в которую засасывается воздух. Попадая в насос, последний приводит к потере всасывания и прекращению откачки. Раструб уменьшает скорость входа и понижает высоту уровня жидкости в цистерне на момент засасывания воздуха.

В нормативной документации [ ] рекомендуются к использованию два вида раструбов (рис. 1.34) – с плавным входом (фасонный) и упрощенной формы (конический). Соотношение Д_Н/Ду ≈2.22, h/Д_Н изменяется от 0.07 (Ду 65) до 0.05 (Ду 250). Фасонный раструб имеет коэффициент сопротивления 0.15, а конический – 0.5 (как труба без раструба).

Рис. 1.34 Приемные раструбы: а - фасонный; б - конический

Рис. 1.35 Зависимость критической глубины образования воронки от скорости в трубе: 1-конический раструб; 2-фасонный

На графике (рис.1.35) показана эффективность раструбов в зависимости от их типа и скорости воды в трубопроводе. Без раструба Н_кр в 2-3 раза больше. Регламентируются требования к установке раструбов относительно переборок и связей набора в цистерне (рис. 1.36)

Рис. 1.36 Установка раструба в цистерне: Si-площадь отдельного выреза; 1-непро-ницаемая стенка; 2-проницаемый набор

Рис.1.37 Минимальная суммарная площадь вырезов в окружающем наборе S=∑ S ; F0=2π∙D02/4

Отливные бортовые патрубки –служат для присоединения отливных трубопроводов к борту судна. В месте присоединения устанавливается арматура невозвратного типа (клапаны, угловые или проходные). Ее установка производится на приварышах.

Место присоединения арматуры подвергается особенной коррозии и эрозии, особенно у морских судов. Для предотвращения контактной коррозии корпуса при установке клапанов из цветных металлов приварыш выполняется с протектором (см. рис.1.7-е).

Рис. 1.38 Бортовой отливной патрубок: 1-патрубок; 2-борт; 3-угловой невозвратно-запорный отливной клапан с уплотнением «металл по металлу»; 4-протек-тор; 5 упорные лапки протектора;6-приварыш; 7-подвод теплой воды

Наш флот, как правило, начинает и заканчивает навигацию в условиях отрицательной температуры, поэтому Регистр требует производить обогрев бортовых отливных отверстий, расположенных выше ватерлинии. Конструктивно это требование выполняется путем установки приварного бортового патрубка с протектором, как показано на рис. 1.33. В этот патрубок подводится теплая вода из системы охлаждения главных двигателей и ДГ Толщина стенок патрубка на морских судах должна быть 12 мм, или равна толщине наружной обшивки (что больше). На речных - равна

толщине наружной обшивки, но не более 8 мм Патрубок должен быть жестким, прямым и иметь минимальную длину.

Головки воздушных труб – защищают цистерны и вентилируемые помещения от попадания извне в них насекомых, грызунов, птиц, а главное

Рис.1.39 Воздушная головка с сеткой: 1- корпус; 2- защитный кожух сетки: 3- сетка, 4-воздушная труба

Рис. 1.40 Воздушная головка с поплавком: 1-корпус; 2- поплавок; 3-седло поплавка – клапана; 4- сетка; 5- защитный кожух

– от забортной воды, если воздушные трубы выведены на палубы, которые могут погружаться в воду при качке судна. Воздушная, или как еще ее называют, вентиляционная труба, является обязательным атрибутом любой цистерны, обеспечивая вход и выход наружного воздуха при опорожнении или заполнении цистерны. Когда нет причин противостоять заливанию воды, обычно применяется показанная на рис. 1.39 головка с сеткой или без сетки.

Сетка обязательно требуется для воздушных труб топливных цистерн (в общесудовых системах – для цистерны нефтесодержащих вод). Она должна быть латунной (металл с высокой теплоемкостью) и иметь не менее 144 отверстий на 1 см². Такая сетка называется пламяпрерывающей и препятствует проникновению в цистерны по воздушной трубе возгорания воздушно- газовой смеси паров топлива с последующим взрывом.

Для воздушных труб, выходящих на открытые палубы, подверженные заливанию Регистр требует установки на них головок с сеткой и поплавковым клапаном, который при погружении головки в воду всплывает и закрывает отверстие трубы. В настоящее время рекомендуются к установке головки фирмы VINEL (рис. 1.40), одобренные всеми Классификационными обществами. На рисунке показана конструкция головки с одним поплавком. Для Ду >175 мм предусмотрены головки с двумя поплавками, а для Ду 500 мм- с тремя. Это обусловлено тем, что площадь отверстия, закрываемого поплавком должна быть близка к площади отверстия воздушной трубы. При больших Ду диаметр поплавка, который должен заткнуть отверстие, значительно возрастает, увеличивая габаритные размеры головки до неприемлемых величин. Разбиение одного отверстия на два или три позволяет сделать головку более компактной, что немаловажно для обеспечения прохода по открытым палубам.

Шпигаты – сточные отверстия в палубах и настилах. Сточные отверстия устраиваются в помещениях, где возможен разлив воды (душевые, прачечные) или требуется промывка палубы с подачей воды из шланга (туалеты, камбуз). Вода из этих шпигатов спускается в сточную цистерну. Для того, чтобы запах из цистерны не проникал в помещение используют шпигаты с застоем (гидравлическим затвором), как показано на рисунке 1.41.

Рис.1.41. Шпигат палубный с застоем под муфтовое соединение: 1-корпус; 2- решетка; 3-палубный настил, 4-опоры; 5-паз; 6- цементная заливка	Рис.1.42. Шпигат палубный с решеткой, вварной в стальную трубу: 1-палуба; 2- решетка; 3- сточная труба	Рис.1.43. Шпигат палубный простой овальный фланцевый: 1-корпус; 2- решетка; 3- винт крепления; мастичная заливка палубы; 4-палубный настил

Поскольку такие шпигаты легко засоряются (особенно на камбузе), решетка сделана легкосъемной. Как правило, эти шпигаты в сточной системе имеют типоразмер Ду 32 и муфтовое соединение с трубопроводом.

Кроме этого шпигаты используются для сбора воды на верхних платформах, палубах, площадках с последующей передачей воды на нижние палубы и далее за борт. Виды таких шпигатов показаны на рисунках 1.42 и 1.43.

Решетка на отверстиях шпигатов служат для защиты сточных отверстий в палубах от засорения, а также предохраняет экипаж от травм, сохраняя гладкость палубы. Размеры ячеек в решетках не должны быть более 20 мм, а суммарная площадь круглых отверстий, как правило, должна быть не менее площади отверстия трубы.

Рис 1.44. Бортовая захлопка: 1-корпус; 2-фланец; 3-крышка; 4-ось; 5- тарелка;6- бортовой фланец

з) Бортовые штормовые захлопки – устанавливаются на бортовых отливных отверстиях, через которые вода сливается самотеком из расположенных выше помещений или палуб (трубы от шпигатов, см. рис. 1.42). Они служат для предотвращения обратного тока воды при ударе волны в борт. Захлопки имели большое распространение, когда фекальные воды разрешалось сливать непосредственно за борт. В настоящее время это допускается только для судов, на борту которых находится не более 10 человек, да и то только в ограниченных районах плавания. РМРС регламентирует установку бортовых захлопок на отливных трубах палубных шпигатов (см. выше). Судя по тому, что захлопки разрешается не ставить, если толщина стенки трубы выше установленного предела (от 7 мм для Ду70, и до 12.5 мм для Ду 200), захлопки должны защищать трубы от эрозии, возникающей при высокой скорости воды при ударе волны.

Увеличивая толщину стенки трубы можно повысить ее долговечность и при эрозии. Захлопка обладает малой надежностью, требует частого осмотра и обслуживания, поэтому рациональнее увеличивать толщину стенки.

Палубные втулки измерительных труб - защищают открытые отверстия труб, через которые производится измерения уровня воды в трюмах и балластных цистернах. Они должны плотно закрывать отверстие для чего снабжаются резьбовыми пробками, должны легко отвинчиваться, поэтому быть стойкими к коррозии. Для этого Регистром регламентировано изготовления резьбовых частей втулок из бронзы или латуни. На втулку надевается и крепится к палубе отличительная планка одного из видов, показанных на рис. 1.25. Вид такой втулки будет показан ниже, в п. 1.3.6.

Приемный патрубок питьевой воды – служит для приема в судовые цистерны питьевой воды и защиты этой воды от загрязнения. К этому патрубку присоединяется фланец гибкого рукава от судна – водолея или берегового трубопровода.

Сам патрубок целесообразно размещать на главной палубе в нише надстройки, где он защищен от механических воздействий со стороны швартовных тросов. Как показано на рис. 1.45, фланец патрубка снабжен несъемной откидывающейся крышкой. Высота фланца патрубка от палубы должна быть не менее 400 мм, для удобства присоединения гибкого рукава и свободного открывания откидного фланца. Диаметр окружности осей шпилек -ø 145 мм и их резьба – М16 для

Рис. 1.45 Приемный патрубок питьевой воды: а - в закрытом состоянии; б - с открытым приемным трубопроводом; 1- приемный трубопровод; 2- фланец приварной; 3- откидной фланец; 4- ось; 5- шпильки приварные; 6- пломба или замок

всех патрубков одинаковы и не зависят от Ду трубопровода.

После приема воды откидной фланец герметично закрывается, затягивается гайками, пломбируется или закрывается на замок для предотвращения несанкционированного доступа. Приемные патрубки должны устанавливаться на обоих бортах судна вдали от патрубков приема и выдачи нефтепродуктов и сточных вод. Окрашиваются они в отличительный белый цвет и снабжаются отличительными планками.

Патрубки выдачи нефтесодержащих и сточных вод – в принципе устроены одинаково. Для примера на рис. 1.46 показана установка патрубка выдачи нефтесодержащих вод. Он оснащается фланцем международного образца присоединительные размеры которого не зависят от Ду трубопровода выдачи и имеют 6 крепежных отверстий под болты.(рис. 1.46 –а).

Как правило, все приемные втулки топлива и масла, а также патрубки выдачи нефтесодержащих вод располагаются компактно в одном месте, которое окружено на палубе специальным бортиком (поз. 4, рис. 1.46), препятствующим разливу нефтепродуктов по палубе при отсоединении рукавов подачи и приема. Вылившиеся при отсоединении шлангов остатки нефтесодержащих вод масла и топлива через специальный трубопровод (поз. 5, рис 1.46), сливаются обратно в цистерну сбора нефтесодержащих вод.

Патрубок выдачи сточных вод выполняется аналогично, но внутри ограничивающего бортика отсутствуют какие – либо приемные втулки и находится только одно сливное отверстие типа 5, трубопровод от которого ведет в сточную цистерну. Фланец этого патрубка (рис. 1.46-б) имеет 4 крепежных отверстия, так что случайно присоединить рукав выдачи нефтесодержащих или сточных вод к фланцу питьевой воды не удастся. Как впрочем, и к патрубку

Рис. 1.46 Патрубки выдачи: а) фланец международного образца для выдачи нефтесодержащих вод; б) - фланец международного образца для выдачи сточных вод; 1 патрубок выдачи; 2- фланец; 3- заглушка; 4- ограждающий бортик; 5- трубопровод обратного слива; 6- палубная втулка приема топлива; 7- палубная втулка приема масла (поз. 6 и 7 только при патрубке нефтесодержащих вод); 8- палуба

сточных вод, а рукав приема сточных вод можно присоединить только к своему патрубку. Все патрубки выдачи должны быть закрыты заглушками (поз. 3 на рис. 1.46) с возможностью их пломбирования в закрытом состоянии, иметь отличительные планки и окраску. Кроме этого, патрубок сточной системы и трубопровод выдачи после перекачки сточных вод должны обмываться водой из шланга,

подключенного к магистрали забортной воды (пожарной магистрали). Эта вода также сливается по трубопроводам 5 и 1 обратно в сточную цистерну.

Патрубки выдачи должны выводиться на оба борта.