Budowa Okrętu

Schematy konstrukcji kadłubów ilustrują sposoby zapewnienia koniecznej wytrzymałości kadłubów statków, których ładunki w wypadku uszkodzenia kadłuba mogą stanowić szczególne zagrożenie dla środowiska.

Te sposoby to: podwójne poszycie kadłuba zbiornikowców i masowców, odzielenie ładowni (zbiorników) grodziami wodoszczelnymi, wykorzystanie przestrzeni między wewnętrznym i zewnętrznym poszyciem na zbiorniki balastowe (tzw. zbiorniki skrzydłowe i obłowe), w celu zapewnienia stateczności poprzecznej.

INSTYTUCJE STANOWIĄCE SYSTEM PRAWNYW ŻEGLUDZE I BUDOWIE STATKÓW:

-MIĘDZYNARODOWA ORGANIZACJA MORSKA SOLAS

-ADMINISTRACJA MORSKA

-OWARZYSTWA KLASYFIKACYJNE

-URZĄD DOZORU TECHNICZNEGO

-ARMATOR

PODZIAŁ STATKÓW

Według zastosowania

- pasażerskie

-towarowe

-rybackie

-specjalne

Według napędu -z napędem żaglowym, -mechaniczny (silniki tłokowe, turbinowe, inne)

Pasażerskie; -liniowe, -promy, -wycieczkowe

. towarowe; -zbiornikowce (chemikaliowce, gazowce, ropowce), -masowce, -kombinowane OBO, -drobnicowce, -do przewozu ład. ciężkich i jednostkowych, -kontenerowce

Zbiornikowiec - statek do przewozu ciekłych ładunków luzem

Gazowiec - statek towarowy przeznaczony do przewozu skropionych gazów luzem

Ropowiec - statek towarowy przeznaczony do przewozu luzem ropy naftowej i produktów jej przeróbki, o temeraturze zapłonu poniżej 60o C i ciśnieniu par poniżej ciśn. atmosferycznego

KLASA STATKU

KM - statek z napędem mechanicznym

K - st. bez napędu mechanicznego

PRM - SG i kotły główne zbudowane pod nadzorem PRS

 / KM/, /K/ , /PRM/ - statek zbudowany bez nadzoru PRS i przyjęty pod nadzór w trakcie eksploatacji

Ograniczenie rejonu pływania

 .1 I - Morze Północne i inne akweny do 200 m/m od stałego portu, lub do 400 m/m między dwoma miejscami schronienia; Bałtyk i inne morza zamknięte

.2 II - M. Północne i inne otwarte do 50 m/m od stałego portu, lub do 100 m/m między dwoma miejscami schronienia.

Nadanie klasy oznacza, że statek odpowiada wymaganiom przepisów TK dotyczących danego typu jednostki

 Nadanie lub odnowienie klasy następuje przez wydanie świadectwa klasy i umieszczenia odp. zapisów w Księdze Rejestru

Klasę nadaje się lub odnawia na 4 do 5 lat.

 PRS może jednak nadać lub odnowić klasę na 2 lata lub 1 rok, ze względu na:

- wiek statku,

- niemożliwość dokładnej oceny statku technicznego,

- stwierdzony stan rzeczywisty kadłuba,

- zużycie urządzeń.

Utrata klasy może nastąpić, jeżeli:

- upływa ważność klasy,

- po wprowadzeniu zasadniczych zmian konstr. bez uzgodnienia z PRS,

- po zatonięciu lub złomowaniu,

- na pisemny wniosek armatora.

Zawieszenie klasy może nastąpić, gdy:

- po awarii lub wejściu na mieliznę,

- jeśli statek lub urządzenie pokładowe nie zostanie przedstawione do przeglądu

okresowego w ustalonym terminie,

- po przekroczeniu warunków konstrukcyjno-eksploatacyjnych lub rejonu żeglugi,

określonych w dokumentach klas.,

- jeśli nie wykonano w terminie zaleceń wydanych przez PRS,

- jeśli armator nie dokonał opłat za usługi PRS.

KLASY LODOWE

YL - pływanie za lodołamaczem i samodzielne, w pokruszonych lodach

na wodach arktycznych, w ciągu sezonu nawigacyjnego

L1 - pływanie za lodołamaczem i samodzielne w pokruszonym i rozrzedzonym lodzie -

M. Północne i wody nie-arktyczne,

L2 - pływanie w drobno pokruszonym lodzie - Bałtyk i podobne,

L3 - lekkie warunki lodowe,

L4 - dorywczo występujący lód.

Płaszczyzna symetrii (PS) - pł. pionowa, wzdłużna, przechodząca przez oś stępki, dzieląca statek na 2 równe części

Pł. wodnicy konstrukcyjnej (PWK)- pozioma, prostopadła do PS, pokrywająca się z powierzchnią wody spokojnej przy projektowym zanurzeniu

Pł. owręża - pł. pionowa, prostopadła do PS i WK

Pł. podstawowa (PP) - pł. pozioma, równoległa do PWK, przechodząca przez górna krawędź stępki na owrężu w ½ LPP

LINIE TEORETYCZNE

Kształt kadłuba opisuje się za pomocą zbiorów przekrojów usytuowanych stosownie do opisanego wyżej układu podniesienia. Przekrój płaszczyzną prostopadła do PS i PPdo PS to przekrój poprzeczny (zład poprzeczny), lub przekrój wręgowy .

Przekrój płaszczyzną równoległą do PP to przekrój wodnicowy, zaś płaszczyzną równoległą do PS to przekrój wzdłużnicowy .

Ślady przecięcia kadłuba płaszczyznami przekroju to linie teoretyczne..

Odstęp przekrojów zależy od wymaganej dokładności kształtu kadłuba i mieści się w granicach od kilku centymetrów do 1 milimetra. Tak znaczna gęstość podyktowana jest potrzebą uzyskania płynnego kształtu powierzchni kadłuba, co jest niezmiernie istotne ze wzgłedu na opory ruchu statku

LINIE TEORETYCZNE: Rzuty przecięć kształtu kadłuba z trzema pękami płaszczyzn równoległych do płaszczyzn odniesienia. WODNICE, WZDŁUŻNICE, WRĘŻNICE

Na podstawie linii teoretycznych określa się z użyciem metod przybliżonego całkowania charakterystyki geometryczne kadłuba (pola przekroju, momenty statyczne, momenty bezwładności itp.). Graficzne przedstawienie charakterystyk geometrycznych to

krzywe hydrostatyczne.

Na ich odstawie wyznacza się tzw. skalę ładunkową, obejmującą

- zależność nośności statku od gęstości wody,

- położenie metacentrum ,

- przyrost masy powodujacy przyrost zanurzenia o 1 cm,

- jednostkowy moment przegłębiający..

WYMIARY GŁÓWNE I OKREŚLENIA

LC - długość całkowita

LWK - długość na wodnicy konstrukcyjnej

LPP - długość między pionami

Wzdłużnica - ślady przecięcia kadłuba przez pł. równoległą do PS

Wręg teoretyczny - ślady przecięcia kadłuba przez pł. równoległą do owręża

Nadbudówka - nadbudowa na górnym pokładzie, o szerokości co najmniej 0.96 B.

Nadb. ciągła - na całej dł. statku

Pokład grodziowy - p., do którego sięgają grodzie wodoszczelne poprzeczne

B - szerokość konstrukcyjna - max. odległość między burtami w najszerszym miejscu

powyżej WK

TK - zanurzenie konstrukcyjne - odległość od linii dna do PWK

H - wysokość boczna - na PO, odległość między pkt. przecięcia linii dna z PS a pkt.

przecięcia najwyższego pokładu ciągłego z linią burty.

Pokładówka - nadbudowa na gł. pokładzie, o szerokości < 0.96 B.

Skrajnik dziobowy - część kadłuba m. dziobową grodzią zderzeniową a dziobem

Skrajnik rufowy - cz. kadłuba za grodzią rufową

Cz. środkowa kadłuba - odc. kadłuba dł. 0.4 -0.5 L, symetryczny względem owręża

Przegłębienie Wyporność Współczynnik pełnotliwości kadłuba

Ładowność - ilość ładunku do załadowania przy określonym stanie balastu i zapasów

Współczynnik sztauerski - objętość zajmowana przez 1 tonę ładunku

Objętość ładunkowa teoretyczna - suma wszystkich zamkniętych przestrzeni

ładunkowych

 Objętość ładunkowa użytkowa - objętość dostępna dla ładunku (obj. teoretyczna

zmniejszona o obj. elementów konstrukcji)

Stateczność - zdolność do pływania w położeniu wyprostowanym po

ustaniu działania momentu przechylającego.

Stateczność statku zależy od

-         momentu prostującego,

-         wielkości i konstrukcji nadwodnej cz. statku (nadbudówki, nadburcia...),

-         wymiarów i położenia otworów nieosłoniętych.

Momenty przechylające mogą pochodzić od:

-         wiatru i falowania,

-         reakcji wody związanej z kołysaniem i ruchem postępowym statku,

-         oddziaływania innych obiektów (holowana jednostka, siec rybacka, trał...),

-         oblodzenia części nadwodnej,

-         zalewania pokładu

PŁYWALNOŚĆ

Zdolność statku do utrzymania się na wodzie przy określonym zanurzeniu.

Pływalność jest wynikiem równowagi między ciężarem statku a siłą wyporu. Wyznacza się ją w oparciu o krzywe hydrostatyczne.

Wypadek statecznościowy -

osiągnięcie położenia równowagi, w którym statek nie może wykonywać swojej funkcji,

np. dnem do góry, lub duży trwały przechył.

Wysokość metacentryczna jest miarą stateczności przy małych przechyłach

Stateczność statku określa się dla najbardziej niekorzystnego stanu załadowania.

Obliczeniowe warunki równowagi statycznej

Siła wyporu równa ciężarowi,

środek ciężkości i środek wyporu położone na jednej linii pionowej

qw - parcie wiatru [Pa],

Fw - pole pow. naporu wiatru [m2],

z - odległość środka naporu od od pł. wodnicy [m]

Wysokość metacentryczną wyznacza się na drodze obliczeń na etapie wstępnego projektowania statku i sprawdza się doświadczalnie w celu uzyskania klasy, przy użyciu metody przechyłów.

Próbę powtarza się po każdym remoncie, którego skutkiem może być przesunięcie środka ciężkości lub środka wyporu

Dla dużych przechyłów (ponad 12⁰) stateczność statku wyraża się za pomocą tzw. ramienia prostującego.

PANTOKARENA - linia przedst. zależność odległości linii działania siły wyporu od pewnego stałego pkt. w PS od objętości podwodzia przy stałym kącie przechyłu.

WOLNA BURTA

Wolna burta - odległość pionowa na owrężu, między górną krawędzią pokładu a

wodnicą ładunkową

Letnia wolna burta L dla wody o gęstości 1025 kg/m3

Tropikalna wolna burta T = L -1/48 ZL

Zimowa wolna burta Z=L+1/48 ZL

Z dla Atlantyku płn. ZAP = Z+50 mm ( dla statków o dł. < 100 m)

WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWA -

zdolność materiału do przenoszenia obciążeń zmiennych

OBRÓBKA CIEPLNA i CIEPLNO-CHEMICZNA

  hartowanie,

   odpuszczanie,

   wyżarzanie,

      nawęglanie i azotowanie.

DODATKI STOPOWE

krzem, mangan, nikiel, chrom, wolfram...

BADANIA WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH

      wytrzymałość na rozrywanie i ściskanie

      udarność

      twardość

Ze względu na znaczną podatność (stosunek wymiarów liniowych do pola przekroju poprzecznego), zachodzi konieczność zapewnienia odpowiedniej wytrzymałości konstrukcji kadłuba statku przez stosowanie systemów wzmocnień kształtowych oraz użycie materiałów o podwyższonej wytrzymałości w obszarach poddanych szczególnie dużym obciążeniom.

Wzmocnienie można uzyskać przez:

- zwiększenie grubości poszycia,

- zmniejszenie odstępu wręgowego,

- wprowadzenie dodatkowych usztywnień poprzecznych i wzdłużnych,

- wprowadzenie dodatkowych przegród, platform lub pokładów ,

- obramowanie otworów.

Aby spełnıenie warunków wytrzymałościowych nie spowodowało nadmiernego wzrostu masy statku, stosuje się otwory w wewnętrznych elementach konstrukcji, w obszarach mniej obciążonych.

Rozwiązania konstrukcyjne muszą spełniać warunek minimalnej koncentracji naprężeń, co uzyskuje się np. przez zwiększenie powierzchni elementów w strefie łączenia.

Połączenia elementów konstrukcyjnych powinny być poprawne technologicznie, w sensie dogodności wykonania oraz minimalnych skutków procesu technologicznego dla wytrzymałości konstrukcji.

WYPOSAŻENIE RATUNKOWE

Minimalną liczbę i rodzaje środków ratunkowych na statku określa Konwencja SOLAS, zaś towarzystwo klasyfikacyjne oraz administracja morska kraju flagowego ( w Polsce - Urzędy Morskie) może rozszerzyć lub uzupełnić wymagania, stosownie do przeznaczenia jednostki.

Środki zbiorowe i indywidualne

 Zbiorowe: łodzie ratunkowe, tratwy rat. pneumatyczne i sztywne, pływaki, wyrzutniki linki, pirotechniczne i radiowe środki sygnalizacyjne.

 Indywidualne: koła ratunkowe, pasy, kombinezony.

Wymagania dot. środków ratunkowych

 - możliwość skutecznego wodowania łodzi ratunkowych wodowanych za pomocą żurawi łodziowych burtowych przy przechyle do 15o i przegłębieniu 10o (odp. 20 o i 10 o dla łodzi zrzutowych,

maksymalny czas wodowania 20 - 30 min., zał. od typu i wielkości statku (za wyj. statków pasażerskich),

- usytuowanie w cz. rufowej i dziobowej co najmniej o 1.5 długości od śruby i wylewów zaburtowych (odpowiednio),

- żurawik łodziowy powinien zapewniać możliwość wychylenia łodzi za burtę bez jej podnoszenia oraz powinien być wyposażony w hamulec do regulacji prędkości opuszczania łodzi,

tratwa ratunkowa powinna być wyposażona w przestrzenie wypornościowe o objętości co najmniej równej 0.1 x liczba miejsc [m3], a powierzchnia jej podłogi powinna przekraczać 0.37 m2 na osobę,

Środki pirotechniczne

 Wyposażenie statku w pirotechniczne środki sygnalizacyjne:

- 12 rakiet czerwonych ze spadochronami, 12 petard, 12 białych pochodni, 12 rakiet zielonych,

URZĄDZENIA STEROWE

Urządzenie sterowe powinno zapewnić statkowi zwrotność i stateczność kursu, czyli zdolność do zmiany kursu na możliwie najkrótszym odcinku drogi oraz zdolność do utrzymania kurs bez udziału sternika lub przy minimalnych ruchach steru

Napór steru konieczny do uzyskania określonego zwrotu maleje ze wzrostem prędkości.

Efektywność urz. sterowego zmniejsza się w pobliżu dużych obiektów (inny statek, nabrzeże...)

 Główne urządzenie sterowe powinno zapewniać statkowi towarowemu przy prędkości do 7 w. możliwość obrotu płetwy sterowej o 65o w ciągu 28 s, zaś urządzenie pomocnicze - o 40o w ciągu 60 s.

Odpowiednio dla statków pasażerskich - główne urz. - od 35o na jedną burtę do 30o na drugą i urz. pomocnicze - 20o/20o.

Ogranicznik ruchu steru powinien ograniczać skrajne położenie płetwy st. z błędem +1 do 1.5 o.

 Dokładność wskaźników

- wskazanie zera - +/- 1o,

-  wychylenia do 5o +/- 1.5o,

-  5 - 35o - +/- 2.5o.

Typy sterów: bierne, aktywne

 Stery bierne Stery aktywne

-    SIMPLEX ( z osią), pędnik wbudowany w płetwę sterową,

-    STER OERTZA ( 2-częściowy), ster strumieniowy.

-    MARINER

WENTYLACJA I KLIMATYZACJA

(dot. przestrzeni ładunkowych)

Urządzenia wentylacyjne i klimatyzacyjne stosuje się w celu ochrony ładunku przed zniszczeniem lub uszkodzeniem wywołanym działaniem warunków środowiskowych oraz w celu ochrony kadłuba statku przed korozją.

 Pod wpływem zmian temperatury i ciśnienia na powierzchni ładunku gromadzi się wilgoć, zaś w przestrzeni ponad powierzchnią - gazy i pary, grożące samozapłonem.

Niektóre towary, jak drewno, zboże czy bawełna, są higroskopijne, co stwarza ryzyko obniżenia ich jakości przez absorpcję wody.

Wzrost temperatury otoczenia powoduje kontakt chłodniejszego ładunku z cieplejszym powietrzem, co prowadzi do skraplania się pary wydzielającej się z ładunku i osiadanie kropel na powierzchni ładunku.

 Spadek temperatury prowadzi do skraplania się par na ścianach ładowni.

  Zbyt wysoka temperatura ładunku prowadzi do zbyt intensywnego wydzielania się gazów i tworzenia warunków samozapłonu.

Zbyt niska temperatura prowadzi bezpośrednio do obniżenia jakości ładunku.

Typy wentylacji

 - Wymuszona wymiana powietrza - nawiew lub wyciąg, 3 - 25 wymian

powietrza w c. godziny, zależnie od rodzaju ładunku.

- Recyrkulacja powietrza w obiegu zamkniętym, bez udziału powietrza zewnętrznego.

- Recyrkulacja powietrza z nawiewem i osuszaniem

 -Klimatyzacja - regulacja ilości, temperatury i wilgotności powietrza ( z nawiewem).

Konwencja SOLAS wymaga aby istniała możliwość włączania i wyłączania układu wentylacji spoza ładowni.

Osuszanie powietrza odbywa się przez adsorpcję i/lub schładzanie.

Zalecane jest stosowanie osuszania powietrza w obiegu zamkniętym, tj. w recyrkulacji.

Adsorpcja polega na pochłanianiu wody zawartej w powietrzu przez filtry, np. żel krzemowy lub glinowy.

Osuszanie odbywa się przez obniżanie punktu rosy powietrza, a więc częściowe skroplenie pary wodnej zawartej w powietrzu, a następnie jej separację.

 Na statkach ro-ro układy wentylacji i klimatyzacji wyposażone są w filtry pochłaniające spaliny wydzielane przez silniki samochodów.

WYPOSAŻENIE PRZEŁADUNKOWE

Wyposażenie statku w urządzenia przeładunkowe zależy od przeznaczenia statku; np.:

drobnicowce, semikontenerowce - - żurawie bomowe lekkie i ciężkie,

kontenerowce komorowe - suwnice bramowe,

ro-ro - suwnice, podnośniki, wózki widłowe,

masowce - nie wymagają pokładowych urządzeń przeł.,

zbiornikowce olejowe - układy pompowe (pompy, rurociągi, zawory),

chemikaliowce - j.w., dla każdego zbiornika

gazowce - j.w. dla każdego zbiornika.

Żuraw bomowy - wsparty na maszcie lub kolumnie; wysięg za pomocą bomu;

podnoszenie przez układ lin,

` ` lekki - udźwig do 10 ton,

` ` ciężki - ponad 10 ton,

wysięg bomu poza burtę ponad 3.5 m (wg PRS),

 żuraw pokładowy - posiada konstrukcję niezależną; mocowaną na odp. wzmocnionej części pokładu.

Wyposażenie żurawi - liny, haki itp. dobierane są według dopuszczalnego obciążenia roboczego (DOR)- próba statyczna i dynamiczna

WYPOSAŻENIE KOTWICZNE

Wyposażenie kotwiczne statku obejmuje:

kotwice, łańcuchy (ew. liny), stopery łańcucha, wciągarki kotwiczne, kluzy

kotwiczne i łańcuchowe, komory łańcuchowe, zwalniaki.

 Polski Rejestr Statków określa wymagane wyposażenie kotwiczne

na podstawie obliczonego wskaźnika wyposażenia kotwicznego

D - wyporność [t], przy letniej wolnej burcie

B -szerokość statku [m],

h - wysokość [m] do górnej krawędzi nadbudówki (szerszej niż 0.25 B),

A - pole bocznego rzutu powierzchni kadłuba powyżej linii wodnej [m2].

WYPOSAŻENIE KOTWICZNE

- wciągarka kotwiczna;

- stoper łańcucha kotwicznego;

- kluza łańcuchowa;

- kluza kotwiczna;

- kotwica;

- łańcuch kotwiczny;

- komora łańcuchowa;

- zwalniak łańcucha kotwicznego;

- przewód sterujący zwalniaka łańcucha kotwicznego

KOTWICE

Najczęściej spotykane typy kotwic to kotwica admiralicji ( wychodząca z użycia), kotwica Halla oraz kotwice o zwiększonej sile trzymania.

Dobór kotwic następuje w oparciu o wartość współczynnika siły trzymania, czyli stosunku siły poziomej koniecznej do przesunięcia kotwicy po dnie morza do jej ciężaru.

Statek powinien być wyposażony w 3 kotwice, w tym 2 w kluzach i jedna zapasowa.

ŁAŃCUCH składa się z przęseł, przy czym pierwsze przęsła od strony kotwicy (tzw. kotwiczne) i wciągarki (komorowe) różnią się od pozostałych.

Przęsło kotwiczne: szakla końcowa, ogniwo końcowe, ogniwo rozpórkowe duże, krętlik, ogniwo rozpórkowe zwykłe.

Przęsło komorowe: j.w., bez krętlika.

Przęsła łączone są za pomocą ogniw rozkładanych ( tzw. łączników Kentnera).

Łańcuchy wykonywane są ze stali zwykłej jakości (RR=300-450 MPa) lub stali podwyższonej jakości (RR = 450 -690 MPa).

1

---