Перспективы танкеров типа «Волгонефть»
Автор: Генеральный директор Морского Инженерного Бюро Геннадий Егоров
Нефтеналивные суда типа «Волгонефть» олицетворяют собой целую эпоху в истории отечественного судостроения и судоходства, как одни из первых в мире танкеров с двойным дном и двойными бортами. Если учесть, что проект 558 начал разрабатываться советскими конструкторами еще в конце 50-х годов прошлого столетия, то легко понять, насколько революционным было такое решение на то время.
Танкера типа «Великий» (проект 558 на Волгоградском заводе и проект 550 в Болгарии) строились с 1962 по 1971 год. Базовый проект был утвержден 26.06.1959. Всего построили около 80 судов исходного проекта. Позднее с учетом опыта эксплуатации в морских условиях были внесены изменения в устройства и системы, дельные вещи, снабжение, жилую надстройку. По откорректированному проекту стали строить танкера типа «Волгонефть 44» (с 1967 по 1979 год по проекту 1577 в СССР – около 70 единиц и с 1969 по 1982 год по проекту 550А в Болгарии – около 65 единиц).
Представляют собой однопалубные, двухвинтовые наливные суда смешанного река-море плавания с 8 грузовыми танками, двойным дном, двойными бортами, с баком и ютом, с кормовым расположением жилой надстройки, машинного отделения, переходным мостиком в ДП судна, наклонным форштевнем и крейсерской кормой. Предназначались для перевозки нефтепродуктов I, II, III, IV классов, в том числе требующих подогрева, без ограничений по температуре вспышке.
На 1 января 2013 года средний возраст сохранивших класс Российского Речного Регистра (РРР) 131 танкеров типа «Волгонефть» составил по первоначальному проекту 558/550 – 45,2 года (21 единица), по проекту 1577/550А – 38,5 лет (110 единиц). Из них 23 танкера имеют оценку «негодное».
Танкеры проекта 1577/550А, строившиеся с классом РРР «М», практически все имеют более высокие классы: R2-RSN РС (10 единиц), R3-RSN РС (5 единиц), «М-СП» РРР (31 единица). 14 судов перешли в силу плохого технического состояния в более слабый класс РРР «О-ПР», остальные имеют класс РРР «М-ПР».
Целью статьи является исследование перспектив дальнейшей эксплуатации танкеров типа «Волгонефть», которые до сих пор составляют большинство отечественного нефтеналивного флота судов смешанного река-море плавания, на основе анализа происшедших с 1991 года по 2012 год аварий с корпусами судов проектов 550, 550А, 558, 1577.
В ноябре 1963 года в Черном море были проведены специальные мореходные испытания головного судна танкера «Великий» в условиях штормовой погоды при волнении высотой 3,0 м. Испытания показали принципиальную возможность эксплуатации судов этого типа с ограничениями по высоте волны 3% обеспеченности h3% <= 2,5 м в прибрежных морских районах, разрешенных для плавания «полноклассных» судов классса «М-СП».
При этом при проектировании прочность обеспечивалась согласно «Норм для расчета прочности корпусов стальных судов внутреннего плавания» 1956 года для плавания на расчетном волнении высотой 3 м и длиной 40 м – т.е. по классу «М» (без выхода в море).
За счет широчайшего применения изготовленных из стали повышенной прочности элементов с толщинами 5-7 мм удалось достичь минимизации массы корпуса танкера и, соответственно, увеличить его грузоподъемность в реке, однако обратной стороной медали было заметное снижение эксплуатационного ресурса судна, т.е. длительности безопасной эксплуатации танкера без ремонта.
Первые перевозки нефтепродуктов на танкере проекта 558 типа «Волгонефть» на Черном море были выполнены в 1963 году. В 1964 году танкеры «Важный» и «Волгонефть-9» выполнили по три рейса из Поволжья на Махачкалу с грузом сырой нефти туда и мазута обратно. В 1965 году уже 4 танкера проекта 558 стали работать на порт Махачкала, они за год совершили 26 круговых рейсов и перевезли 241 тыс. тонн нефти и нефтепродуктов. В 1965 году танкер «Волгонефть-14» впервые выполнил экспортные перевозки нефтепродуктов на линии Ярославль – Хельсинки. В 1971 году танкер «Волгонефть-55» начал бесперевалочные перевозки сырой нефти из Актау в Волгоград.
Для изготовления танкеров типа «Волгонефть» применялись легированная сталь повышенной прочности марки 09Г2 (с пределом текучести 295 МПа), а также для некоторых конструкций обычная углеродистая сталь марки Вст3сп (с пределом текучести 235 МПа). Система набора корпуса смешанная: двойное дно в грузовых танках, вторые борта и диаметральная переборка в районе 34-169 шп., палуба в районе 18-169 шп., палуба юта имела продольную систему, борта и остальные части оконечности – поперечную. Протяженность шпации в районе грузовых танков была выбрана равной 660 мм, в корме – 600 мм, в носовой оконечности – 400 мм. Высота двойного дна – 800-1000 мм (имелся уклон от борта к ДП). Расстояние между наружным и внутренним бортами – 1580 мм.
Построечные толщины танкеров типа «Волгонефть» обеспечивали 20-ти летнюю эксплуатацию судна без ремонта только в классе «М» (т.е. без выхода в море). В классе «М-ПР» значительная часть связей имела ресурс 10-20 лет, а в классе «М-СП» суда могли без ремонта работать не более 5-10 лет.
С позиций общей прочности «Волгонефти» без подкреплений накладными полосами по палубе и днищу не отвечают требованиям класса «М-СП 2,5» и с трудом проходят по классу «М-ПР 2,5».
Длительная эксплуатация позволила выявить существенные конструктивные недостатки танкеров этого типа, во многом связанные с отсутствием на тот момент опыта проектирования корпусов судов из стали повышенной прочности:
- резкий переход в носовой и кормовой оконечностях от стали повышенной прочности 09Г2 к обычной стали Вст3сп (сталь повышенной прочности использовалась в крайних поясках эквивалентного бруса - шп. 61-160) и существенное уменьшение здесь же толщин палубы и обшивки корпуса (толщины палубы 8 мм в средней части сохранялись только на участке шп. 61-142, далее переходят в 7 мм и даже после шп. 167 – в 6 мм);
- изменение системы набора в корме с продольной на поперечную, что приводит к существенному уменьшению момента сопротивления эквивалентного бруса и предельного момента в этом районе (район шп. 170) – фактически к созданию опасного с точки зрения перелома сечения перед жилой надстройкой;
- малая для танкера толщина верхней палубы 8 мм, что даже для класса «М» не обеспечивает без ремонта срок служб более 10 лет;
- низкая устойчивость продольных ребер жесткости днища и второго дна (полособульб 10 с пролетом 1980 мм при толщине стенки 6 мм), что приводит к их деформированию даже в обычных эксплуатационных условиях с накоплением повреждений корпуса в целом в виде известной для этого класса судов «горбатости» – значительного пластического перегиба со стрелками, достигающими 400-800 мм;
- холостые шпангоуты также выполнены из такого полособульба 10, что привело к появлению гофрировок по борту - известный визуальный эффект под названием «худая лошадь»;
- крайне малые толщины переборок второго борта (серединные поясья) – 5,0 мм и настила второго дна – 6,0 мм и связанные с ними высокая вероятность образования свищей, что в свою очередь приводит к загрязнению грузом балластных танков, при этом ресурс этих связей не превышает 10 лет;
- крайне малые толщины поперечных воднонепроницаемых и грузонепроницаемых переборок второго борта - серединные поясья 5,0 мм, прочие – 6,0 мм;
- толщина стенок поперечного и продольного рамного набора 6 мм не обеспечивает надлежащего ресурса по износу конструкции в целом;
- толщина карлингсов верхней палубы 7 мм, учитывая, что в отличие от современных танкеров этот продольный набор находится не над, а под палубой, в самом грузовом танке, понятно, что его ресурс не превышает без ремонта 10 лет, так как находится в зоне коррозионного влияния паров нефти.
В итоге, по всей группе танкеров отмечается интенсивный коррозионный износ корпусных конструкций, в связи с чем ежегодно возрастают объемы ремонтно-восстановительных работ. Но и эти возрастающие из года в год объемы ремонта не покрывают фактические потребности – суда вводятся в эксплуатацию с минимальными запасами прочности, которых не хватает на пятилетний цикл между классификационными освидетельствованиями. Объемы ежегодных ремонтов резко выросли и составляют для судов типа «Волгонефть» 100-200 тонн замен.
Результатом эксплуатации этих танкеров с выходом в море явились грандиозные объемы восстановления изношенных элементов корпуса, включаю полную замену грузовой зоны (от форпиковой переборки до носовой переборки насосного отделения).
С полным текстом статьи можно ознакомиться по ссылке >>>>