Бродоградња

Изградња брода је веома технички и компликован процес. То укључује мешање многих квалификованих заната и запослених по уговору који раде под контролом примарног извођача. Бродоградња се обавља у војне и комерцијалне сврхе. То је међународни посао, са великим бродоградилиштима широм света који се такмиче за прилично ограничену количину посла.

Бродоградња се радикално променила од 1980-их. Раније се већина градње одвијала у зградама или пристаништу за гробове, при чему је брод конструисан скоро део по део од темеља. Међутим, напредак у технологији и детаљније планирање омогућили су конструисање брода у подјединицама или модулима који имају интегрисане комуналне услуге и системе. Стога се модули могу релативно лако повезати. Овај процес је бржи, јефтинији и пружа бољу контролу квалитета. Даље, ова врста конструкције је погодна за аутоматизацију и роботику, не само да штеди новац, већ и смањује изложеност хемијским и физичким опасностима.

Преглед процеса изградње брода

На слици 1 дат је преглед бродоградње. Почетни корак је дизајн. Размишљања о дизајну за различите типове бродова се веома разликују. Бродови могу превозити материјале или људе, могу бити површински или подземни, могу бити војни или комерцијални и могу имати нуклеарни или ненуклеарни погон. У фази пројектовања, не само да треба узети у обзир нормалне параметре изградње, већ се морају узети у обзир и опасности по безбедност и здравље повезане са процесом изградње или поправке. Поред тога, морају се позабавити питањима животне средине.

Слика 1. Дијаграм тока бродоградње.  

  Невпорт Невс Бродоградња

Основна компонента бродоградње је челична плоча. Плоче се секу, обликују, савијају или на други начин производе у жељену конфигурацију која је одређена дизајном (види слику 2 и слику 3). Обично се плоче секу аутоматским процесом сечења пламеном у различите облике. Ови облици се затим могу заварити заједно да формирају И и Т греде и друге структурне елементе (види слику 4).

Слика 2. Аутоматско пламено сечење челичне плоче у фабрици. 

Еилеен Мирсцх

Слика 3. Савијање челичног лима.

Невпорт Невс Бродоградња

Слика 4. Заварена челична плоча која чини део трупа брода.

Невпорт Невс Бродоградња

Плоче се затим шаљу у фабричке радње, где се спајају у различите јединице и подсклопове (види слику 5). У овом тренутку, цевовод, електрични и други комунални системи се склапају и интегришу у јединице. Јединице се склапају аутоматским или ручним заваривањем или комбинацијом ова два. Користи се неколико врста процеса заваривања. Најчешће је заваривање штапом, при чему се за спајање челика користи потрошна електрода. Други процеси заваривања користе лукове заштићене инертним гасом, па чак и електроде које се не троше.

Слика 5. Рад на подсклопу брода

 Невпорт Невс Бродоградња

Јединице или подсклопови се обично затим пребацују на отворену површину или простор за полагање где долази до монтаже или спајања склопова да би се формирале још веће јединице или блокови (види слику 6). Овде се дешава додатно заваривање и монтажа. Надаље, јединице и заварени спојеви морају бити подвргнути контроли квалитета и тестирању као што су радиографија, ултразвучна и друга деструктивна или недеструктивна испитивања. Заварени спојеви за које се утврди да су неисправни морају бити уклоњени брушењем, лучно-ваздушним груписањем или длетом и затим замењени. У овој фази јединице се пескаре абразивним песком како би се обезбедило правилно профилисање и фарбају (погледајте слику 7. Боја се може наносити четком, ваљком или пиштољем за прскање. Најчешће се користи прскање. Боје могу бити запаљиве или токсичне или представљати претњу по животну средину Контрола операција абразивног пескарења и фарбања мора се извршити у овом тренутку.

Слика 6. Комбиновање подсклопова брода у веће блокове

Невпорт Невс Бродоградња

Слика 7. Абразивно пескарење бродских јединица пре фарбања.

 Јуди Балдвин

Завршене веће јединице се затим премештају на пристаниште за грабљење, на брод или на простор за завршну монтажу. Овде се веће јединице спајају како би формирале посуду (погледајте слику 8). Поново се дешава много заваривања и уклапања. Када је труп структурално готов и водонепропусан, пловило је поринуто. То може укључивати његово клизање у воду са брода на којем је изграђено, поплаву дока у којем је изграђен или спуштање пловила у воду. Лансирања су скоро увек праћена великим слављем и помпама.

Слика 8. Додавање прамца брода на остатак пловила.

Невпорт Невс Бродоградња

Након што је брод поринут, улази у фазу опремања. Потребно је много времена и опреме. Радови обухватају монтажу каблова и цевовода, опремање кухиња и смештајних јединица, радове на изолацији, уградњу електронске опреме и навигационих помагала и уградњу погонских и помоћних машина. Овај посао обављају различити стручњаци.

Након завршетка фазе опремања, брод пролази и пристаниште и испитивање на мору, током којих се доказује да су сви бродски системи потпуно функционални и оперативни. Коначно, након обављеног тестирања и пратећих поправки, брод се испоручује купцу.

Израда челика

Следи детаљна расправа о процесу производње челика. О томе се говори у контексту сечења, заваривања и фарбања.

Сечење

„Линија за монтажу“ бродоградилишта почиње у складишту челика. Овде се чувају и спремају за производњу велике челичне плоче различитих чврстоћа, величина и дебљина. Челик се затим пескара абразивом и премазује грађевинским прајмером који чува челик током различитих фаза изградње. Челична плоча се затим транспортује у фабрику. Овде се челична плоча сече аутоматским горионицима до жељене величине (види слику 2). Добијене траке се затим заваре заједно да формирају структурне компоненте посуде (слика 4).

Заваривање

Конструкцијски оквир већине бродова је направљен од различитих врста челика благе и високе чврстоће. Челик обезбеђује потребну способност обликовања, обрадивост и заварљивост, у комбинацији са снагом потребном за океанска пловила. У конструкцији већине бродова преовлађују различите врсте челика, иако се алуминијум и други обојени материјали користе за неке надградње (нпр. палубне кућице) и друга специфична подручја унутар брода. Други материјали који се налазе на бродовима, као што су нерђајући челик, поцинковани челик и легура бакра и никла, користе се за различите сврхе отпорности на корозију и за побољшање интегритета структуре. Међутим, обојени материјали се користе у далеко мањој количини од челика. Бродски системи (нпр. вентилациони, борбени, навигациони и цевоводни) су обично тамо где се користе „егзотичнији“ материјали. Ови материјали су потребни за обављање широког спектра функција, укључујући бродске погонске системе, резервно напајање, кухиње, пумпне станице за пренос горива и борбене системе.

Челик који се користи за конструкцију може се поделити на три типа: благи, високо-чврсти и високолегирани челик. Благи челици имају вредна својства и лако се производе, купују, обликују и заварују. С друге стране, челици високе чврстоће су благо легирани да би се обезбедила механичка својства која су супериорнија од меких челика. Челици изузетно високе чврстоће развијени су посебно за употребу у поморској конструкцији. Уопштено, челици високе чврстоће и високог приноса називају се ХИ-80, ХИ-100 и ХИ-130. Имају својства чврстоће која је већа од комерцијалних челика високе чврстоће. За челике високе чврстоће потребни су компликованији процеси заваривања како би се спречило погоршање њихових особина. За челик високе чврстоће потребне су специфичне шипке за заваривање, а обично је потребно загревање завареног споја (предзагревање). Трећа општа класа челика, високолегирани челици, производи се укључивањем релативно великих количина легирајућих елемената као што су никл, хром и манган. Ови челици, који укључују нерђајуће челике, имају вредна својства отпорности на корозију и такође захтевају посебне процесе заваривања.

Челик је одличан материјал за потребе бродоградње, а избор електроде за заваривање је критичан у свим применама заваривања током изградње. Стандардни циљ је да се добије завар са еквивалентним карактеристикама чврстоће као код основног метала. Пошто је вероватно да ће се у производном заваривању појавити мањи недостаци, заварени спојеви се често пројектују и електроде за заваривање се бирају да произведу заварене спојеве са својствима већим од оних код основног метала.

Алуминијум је нашао све већу примену као метал за бродоградњу због свог високог односа чврстоће и тежине у поређењу са челиком. Иако је употреба алуминијума за трупове била ограничена, алуминијумске надградње постају све чешће и за војне и за градњу трговачких бродова. Пловила направљена искључиво од алуминијума су првенствено чамци мањих димензија, као што су рибарски чамци, чамци за разоноду, мали путнички чамци, топовњачи и хидроглисери. Алуминијум који се користи за бродоградњу и поправку углавном је легиран са манганом, магнезијумом, силицијумом и/или цинком. Ове легуре нуде добру чврстоћу, отпорност на корозију и заварљивост.

Процеси заваривања у бродоградилишту, или тачније заваривање фузијом, обављају се на скоро свакој локацији у окружењу бродоградилишта. Процес укључује спајање метала довођењем суседних површина на екстремно високе температуре да би се спојиле заједно са растопљеним материјалом за пуњење. Извор топлоте се користи за загревање ивица споја, омогућавајући им да се споје са растопљеним металом за пуњење (електрода, жица или шипка). Потребну топлоту обично генерише електрични лук или гасни пламен. Бродоградилишта бирају тип процеса заваривања на основу спецификација купаца, стопе производње и низа оперативних ограничења укључујући владине прописе. Стандарди за војна пловила обично су строжи од комерцијалних.

Важан фактор у погледу процеса фузионог заваривања је заштита од лука за заштиту завареног базена. Температура базена за варење је знатно виша од тачке топљења суседног метала. На екстремно високим температурама, реакција са кисеоником и азотом у атмосфери је брза и негативно утиче на чврстоћу шава. Ако кисеоник и азот из атмосфере буду заробљени унутар метала шава и растопљене шипке, доћи ће до крхкости подручја завара. Да би се заштитили од ове нечистоће шава и обезбедио квалитет завара, потребна је заштита од атмосфере. У већини процеса заваривања, заштита се постиже додавањем флукса, гаса или комбинацијом ова два. Када се користи флуксни материјал, гасови који настају испаравањем и хемијском реакцијом на врху електроде резултирају комбинацијом флукса и заштите од гаса који штите завар од заробљавања азота и кисеоника. О заштити се говори у следећим одељцима, где су описани специфични процеси заваривања.

Код електролучног заваривања ствара се коло између радног комада и електроде или жице. Када се електрода или жица држе на малој удаљености од радног комада, ствара се лук високе температуре. Овај лук ствара довољно топлоте да отопи ивице радног комада и врх електроде или жице да би се произвео систем заваривања фузијом. Постоји велики број поступака електролучног заваривања погодних за употребу у бродоградњи. Сви процеси захтевају заштиту подручја завара од атмосфере. Могу се поделити на процесе заштићене флуксом и заштићене од гаса.

Произвођачи опреме за заваривање и пратећих потрошних и непотрошних производа наводе да је електролучно заваривање потрошним електродама најуниверзалнији процес заваривања.

Електролучно заваривање метала са заштитом (СМАВ). Поступци електролучног заваривања заштићени флуксом разликују се првенствено по својој ручној или полуаутоматској природи и врсти потрошне електроде која се користи. СМАВ процес користи потрошну електроду (30.5 до 46 цм дужине) са премазом сувог флукса, која се држи у држачу и доводи до радног предмета од стране заваривача. Електрода се састоји од чврстог металног језгра шипке за пуњење, направљеног од вученог или ливеног материјала прекривеног омотачем од металног праха. СМАВ се такође често назива „заваривање штапом“ и „лучно заваривање“. Метал електроде је окружен флуксом који се топи како напредује заваривање, покривајући депоновани растопљени метал шљаком и обавијајући непосредну област у атмосфери заштитног гаса. Ручни СМАВ се може користити за заваривање надоле (равно), хоризонтално, вертикално и изнад главе. СМАВ процеси се такође могу користити полуаутоматски кроз употребу машине за гравитационо заваривање. Гравитационе машине користе тежину електроде и држача за кретање дуж радног комада.

Заваривање под водом (САВ) је још један процес електролучног заваривања заштићен флуксом који се користи у многим бродоградилиштима. У овом процесу, слој гранулисаног флукса се наноси на радни предмет, а затим потрошна електрода од голе металне жице. Генерално, електрода служи као материјал за пуњење, иако се у неким случајевима флуксу додају металне грануле. Лук, потопљен у слој флукса, топи флукс да би се добио заштитни изоловани растопљени штит у зони завара. Висока концентрација топлоте дозвољава велике наслаге завара при релативно великим брзинама. Након заваривања, растопљени метал је заштићен слојем фузионисаног флукса, који се затим уклања и може се повратити. Заваривање под потопљеним луком се мора изводити надоле и идеално је за сучеоно заваривање плоча на линијама панела, површинама плоча и областима монтаже. САВ процес је генерално потпуно аутоматски, са опремом монтираном на покретној колици или самоходној платформи на врху радног комада. Пошто је САВ процес првенствено аутоматски, добар део времена се троши на поравнавање завареног споја са машином. Слично томе, пошто САВ лук ради под покривачем гранулисаног флукса, брзина стварања дима (ФГР) или стопа формирања дима (ФФР) је ниска и остаће константна под различитим радним условима под условом да постоји адекватан покривач флукса.

Електролучно заваривање метала гасом (ГМАВ). Друга главна категорија електролучног заваривања обухвата процесе заштићене гасом. Ови процеси углавном користе голе жичане електроде са спољним заштитним гасом који може бити инертан, активан или комбинација ова два. ГМАВ, који се такође обично назива метални инертни гас (МИГ) заваривање, користи потрошни материјал, аутоматски напајану, жичану електроду малог пречника и заштиту од гаса. ГМАВ је одговор на дуго тражену методу за непрекидно заваривање без прекидања замене електрода. Потребан је аутоматски додавач жице. Систем за намотавање жице обезбеђује брзину пуњења електрода/жица која је при константној брзини, или брзина варира са сензором напона. На месту где се електрода сусреће са луком заваривања, пиштољ за заваривање доводи аргон или хелијум који се користи као заштитни гас. Утврђено је да је за заваривање челика комбинација ЦО₂ и/или се може користити инертни гас. Често се комбинација гасова користи за оптимизацију трошкова и квалитета заваривања.

Електролучно заваривање волфрам гасом (ГТАВ). Друга врста процеса заваривања заштићеног гасом је заваривање гасом волфрама, које се понекад назива инертни гас од волфрама (ТИГ) заваривање или трговачки назив Хелиарц, јер се хелијум у почетку користио као заштитни гас. Ово је био први од „нових“ процеса заваривања, након заваривања штапићем око 25 година. Лук се ствара између радног комада и волфрамове електроде, која се не троши. Инертни гас, обично аргон или хелијум, обезбеђује заштиту и обезбеђује чист процес са мало испарења. Такође, ГТАВ процесни лук не преноси додатни метал, већ једноставно топи материјал и жицу, што резултира чистијим заваром. ГТАВ се најчешће користи у бродоградилиштима за заваривање алуминијума, лима и цеви и цеви малог пречника, или за наношење првог пролаза на вишепролазни завар у већим цевима и фитингима.

Електролучно заваривање флуксом (ФЦАВ) користи опрему сличну ГМАВ-у по томе што се жица непрекидно доводи до лука. Главна разлика је у томе што је ФЦАВ електрода цевна електродна жица са центром флуксног језгра која помаже у локализованој заштити у окружењу заваривања. Нека жица са пуњеним језгром обезбеђује адекватну заштиту само са језгром од флукса. Међутим, многи ФЦАВ процеси који се користе у окружењу бродоградње захтевају додатак гасне заштите за захтеве квалитета у бродоградњи.

ФЦАВ процес обезбеђује висококвалитетни завар са већим производним стопама и ефикасношћу заваривача од традиционалног СМАВ процеса. ФЦАВ процес омогућава читав низ производних захтева, као што су заваривање изнад главе и вертикално заваривање. ФЦАВ електроде обично су мало скупље од СМАВ материјала, иако су у многим случајевима повећани квалитет и продуктивност вредни улагања.

Плазма-лучно заваривање (ПАВ). Последњи од процеса заваривања заштићеним гасом је заваривање инертним гасом у плазми метала. ПАВ је веома сличан ГТАВ процесу осим што је лук приморан да прође кроз ограничење пре него што стигне до радног комада. Резултат је млаз интензивно вруће плазме која се брзо креће. Плазма је јонизујући млаз гаса који носи лук, који настаје сужењем лука да прође кроз мали отвор у бакљи. ПАВ резултира концентрисанијим луком високе температуре, што омогућава брже заваривање. Осим употребе отвора за убрзавање гаса, ПАВ је идентичан ГТАВ-у, користећи волфрамову електроду која се не троши и штит за инертни гас. ПАВ је генерално ручни и има минималну употребу у бродоградњи, иако се понекад користи за апликације за прскање пламеном. Користи се првенствено за сечење челика у окружењу бродоградње (види слику 9).

Слика 9. Подводно плазма-лучно сечење челичне плоче

Царолине Киехнер

Гасно заваривање, лемљење и лемљење. Заваривање гасом користи топлоту која се генерише сагоревањем гасног горива и генерално користи шипку за пуњење за таложени метал. Најчешће гориво је ацетилен, који се користи у комбинацији са кисеоником (заваривање гасом оксиацетилен). Ручна бакља усмерава пламен на радни предмет док истовремено топи додатни метал који се таложи на споју. Површина радног комада се топи да би се формирала растопљена локва, са материјалом за пуњење који се користи за попуњавање празнина или жлебова. Истопљени метал, углавном метал за пуњење, очвршћује се како горионик напредује дуж радног комада. Заваривање гасом је релативно споро и није погодно за употребу са аутоматском или полуаутоматском опремом. Сходно томе, ретко се користи за нормално производно заваривање у бродоградилиштима. Опрема је мала и преносива, а може бити корисна за заваривање танких плоча (до око 7 мм), као и за цеви малог пречника, за грејање, вентилацију и климатизацију (ХВАЦ) цевоводе (лим), електрични кабл начина и за лемљење или лемљење. За сечење се користи идентична или слична опрема.

Лемљење и лемљење су технике за спајање две металне површине без топљења матичног метала. Течност је направљена да тече у и испуни простор између две површине, а затим се учврсти. Ако је температура додатног метала испод 450ºЦ, процес се назива лемљење; ако је изнад 450ºЦ, процес се назива лемљење. Лемљење се обично врши помоћу топлоте из лемилице, пламена, електричног отпора или индукције. Лемљење користи топлоту од пламена, отпора или индукције. Лемљење се такође може обавити потапањем делова у каду. Залемљени и лемљени спојеви немају својства чврстоће заварених спојева. Сходно томе, лемљење и лемљење налазе ограничену примену у бродоградњи и поправци, осим првенствено за цевне спојеве малог пречника, производњу лимова, мале и ретке столарске радове и функције одржавања.

Остали процеси заваривања. Постоје додатне врсте заваривања које се могу користити у окружењу бродоградилишта у малим количинама из разних разлога. Заваривање електрошљаком преноси топлоту кроз растопљену згуру, која топи радни предмет и додатни метал. Иако је коришћена опрема слична оној која се користи за електролучно заваривање, шљака се одржава у растопљеном стању захваљујући свом отпору на струју која пролази између електроде и радног комада. Дакле, то је облик електричног отпорног заваривања. Често се иза радног комада користи охлађена позадинска плоча за задржавање растопљеног базена. Електрогасно заваривање користи слично подешавање, али користи електроду обложену флуксом и ЦО₂ заштита од гаса. Оба ова процеса су веома ефикасна за аутоматско прављење вертикалних сучеоних завара и веома су погодна за дебље плоче. Очекује се да ће ове технике добити знатно ширу примену у бродоградњи.

Термитско заваривање је процес који користи прегрејани течни метал за топљење радног комада и обезбеђеног метала за пуњење. Течни метал је резултат хемијске реакције између растопљеног оксида и алуминијума. Течни метал се сипа у шупљину за заваривање, а шупљина је окружена пешчаним калупом. Термитско заваривање је донекле слично ливењу и првенствено се користи за поправку одливака и отковака или за заваривање великих структурних делова као што је оквир крме.

Ласерско заваривање је нова технологија која користи ласерски зрак за топљење и спајање радног комада. Иако је изводљивост ласерског заваривања доказана, трошкови су спречили његову комерцијалну примену до данас. Потенцијал за ефикасно, висококвалитетно заваривање може учинити ласерско заваривање важном техником за бродоградњу у будућности.

Још једна релативно нова техника заваривања се зове заваривање електронским снопом. Завар се прави испаљивањем струје електрона кроз отвор на радни комад, који је окружен инертним гасом. Заваривање електронским снопом не зависи од топлотне проводљивости материјала за топљење метала. Сходно томе, и нижи енергетски захтеви и смањени металуршки ефекти на челик су значајне предности ове технике. Као и код ласерског заваривања, високи трошкови представљају велики проблем.

Заваривање клинова је облик електролучног заваривања у коме је сам клин електрода. Пиштољ за заваривање клинова држи клин док се формира лук, а плоча и крај сворњака се растале. Пиштољ затим притиска клин на плочу и клин је заварен за плочу. Заштита се добија употребом керамичког прстена који окружује клин. Заваривање клинова је полуаутоматски процес који се обично користи у бродоградњи како би се олакшала уградња неметалних материјала, као што је изолација, на челичне површине.

Фарбање и завршни премаз

Фарбање се врши на скоро свакој локацији у бродоградилишту. Природа бродоградње и поправке захтева неколико врста боја које се користе за различите примене. Врсте боја се крећу од премаза на бази воде до епоксидних премаза високих перформанси. Врста боје потребне за одређену примену зависи од средине којој ће премаз бити изложен. Опрема за наношење боје се креће од једноставних четкица и ваљака до безваздушних распршивача и аутоматских машина. Генерално, захтеви за фарбање на бродовима постоје у следећим областима:

• под водом (дно трупа)
• ватерлине
• горње надградње
• унутрашње просторе и резервоаре
• временске палубе
• лабава опрема.

Постоји много различитих система фарбања за сваку од ових локација, али морнарички бродови могу захтевати одређену врсту боје за сваку примену кроз војну спецификацију (Мил-спец). Постоји много разлога за разматрање при одабиру боја, укључујући услове околине, озбиљност изложености околини, време сушења и очвршћавања, опрему и процедуре за наношење. Многа бродоградилишта имају специфичне објекте и локације у дворишту где се фарбање одвија. Затворени објекти су скупи, али дају већи квалитет и ефикасност. Сликање на отвореном углавном има мању ефикасност преноса и ограничено је на добре временске услове.

Системи премаза за бродоградилиште. Боје се користе у различите сврхе на различитим локацијама на бродовима. Ниједна боја не може да изврши све жељене функције (нпр. спречавање рђе, отпорност на обраштање и алкалну отпорност). Боје се састоје од три главна састојка: пигмента, носача и растварача. Пигменти су мале честице које генерално одређују боју као и многа својства повезана са премазом. Примери пигмената су цинк оксид, талк, угљеник, катран угља, олово, лискун, алуминијум и цинк прашина. Возило се може сматрати лепком који држи пигменте боје заједно. Многе боје се називају по врсти везива (нпр. епоксидне, алкидне, уретанске, винилне, фенолне). Везиво је такође веома важно за одређивање карактеристика премаза (нпр. флексибилност, хемијска отпорност, издржљивост, завршни слој). Растварач се додаје да би се боја разблажила и омогућила течност наношења на површине. Део растварача боје испарава када се боја осуши. Неки типични растварачи укључују ацетон, минерални алкохол, ксилен, метил етил кетон и воду. Антикорозивне и антивегетативне боје се обично користе на бродским труповима и главне су две врсте боја које се користе у бродоградњи. Тхе антикорозивне боје су или винил-, лак-, уретан- или новији системи премаза на бази епоксида. Епоксидни системи су сада веома популарни и показују све квалитете које захтева морско окружење. Боје против обрастања користе се за спречавање раста и везивања морских организама на труповима пловила. Боје на бази бакра се широко користе као боје против обрастања. Ове боје ослобађају мале количине токсичних материја у непосредној близини трупа брода. Да би се постигле различите боје, боји се може додати црна лампа, црвени гвожђе оксид или титанијум диоксид.

Прајмерски премази за бродоградилиште. Први систем премаза који се примењује на необрађене челичне лимове и делове је углавном предконструкцијски прајмер, који се понекад назива и „продавнички прајмер“. Овај премаз је важан за одржавање стања дела током целог процеса изградње. Предграђевно грундирање се врши на челичним плочама, облицима, деловима цевовода и вентилационих канала. Прајмер за радњу има две важне функције: (1) очување челичног материјала за коначни производ и (2) помоћ у продуктивности конструкције. Већина предконструкцијских прајмера је богата цинком, са органским или неорганским везивом. Међу неорганским прајмерима цинка доминирају силикати цинка. Системи премаза цинком штите премазе на исти начин као и цинковање. Ако је цинк пресвучен на челик, кисеоник ће реаговати са цинком и формирати цинк оксид, који формира чврст слој који не дозвољава води и ваздуху да дођу у контакт са челиком.

Опрема за наношење боје. Постоји много врста опреме за наношење боје која се користи у бродоградњи. Две уобичајене методе су распршивачи на компримовани ваздух и безваздушне прскалице. Системи са компримованим ваздухом распршују и ваздух и боју, што узрокује да се нека боја распршује (суши) брзо пре него што стигне до предвиђене површине. Ефикасност преноса система за распршивање помоћу ваздуха може да варира од 65 до 80%. Ова ниска ефикасност преноса је углавном због превеликог прскања, заношења и неефикасности ваздушне прскалице; ове прскалице постају застареле због њихове ниске способности преноса.

Најраспрострањенији облик наношења боје у бродоградњи је распршивач без ваздуха. Безваздушни распршивач је систем који једноставно компресује боју у хидрауличној линији и има млазницу за прскање на крају; хидростатички притисак, уместо ваздушног притиска, преноси боју. Да би смањили количину прекомерног прскања и просипања, бродоградилишта максимизирају употребу распршивача боје без ваздуха. Безваздушне прскалице су много чистије за рад и имају мање проблема са цурењем од прскалица са компримованим ваздухом јер систем захтева мањи притисак. Безваздушне прскалице имају скоро 90% ефикасности преноса, у зависности од услова. Нова технологија која се може додати безваздушној прскалици назива се велика запремина ниског притиска (ХВЛП). ХВЛП нуди још већу ефикасност преноса, у одређеним условима. Мере ефикасности преноса су процене и укључују дозвољене количине капања и просипања до којих може доћи приликом фарбања.

Термални спреј, такође познат као метални или пламени спреј, је наношење алуминијумских или цинканих премаза на челик за дуготрајну заштиту од корозије. Овај процес премазивања се користи у широком спектру комерцијалних и војних апликација. Значајно се разликује од конвенционалних поступака наношења премаза због своје специјализоване опреме и релативно споре производње. Постоје две основне врсте машина за термичко премазивање: жица за сагоревање и лучни спреј. Тип жице за сагоревање се састоји од запаљивих гасова и система пламена са регулатором за довод жице. Запаљиви гасови топе материјал који се распршује на делове. Тхе машина за распршивање електричног лука уместо тога користи лук за напајање да топи материјал распршен пламеном. Овај систем укључује систем за компресију и филтрацију ваздуха, напајање и контролер лука и пиштољ за распршивање пламена лука. Површина мора бити правилно припремљена за правилно пријањање материјала који се прскају пламеном. Најчешћа техника припреме површине је ваздушно пескарење финим зрнцима (нпр. алуминијум оксидом).

Почетна цена термалног спреја је обично висока у поређењу са фарбањем, мада када се узме у обзир животни циклус, термални спреј постаје економски атрактивнији. Многа бродоградилишта имају сопствене машине за термичко распршивање, а друга бродоградилишта ће подуговарати своје радове термичког премаза. Термо спреј се може обавити у радњи или на броду.

Сликарске праксе и методе. Фарбање се изводи у скоро свим областима у бродоградилишту, од почетног прајмера челика до финалног фарбања детаља брода. Методе фарбања се веома разликују од процеса до процеса. Мешање боје се врши и ручно и механички и обично се врши у области окруженој бермама или секундарним заштитним палетама; нека од њих су покривена подручја. У бродоградилишту се одвија и спољашње и унутрашње фарбање. Ограде за покривање, направљене од челика, пластике или тканине, често се користе да помогну у задржавању прекомерног прскања боје или да блокирају ветар и хватају честице боје. Нова технологија ће помоћи у смањењу количине честица у ваздуху. Смањење количине распршивања такође смањује количину боје која се користи и на тај начин штеди новац бродоградилишта.

Припрема површине и фарбање простора у бродоградилишту

Да би се илустровале праксе фарбања и припреме површина у индустрији бродоградње и поправке, праксе се могу генерално описати у пет главних области. Следећих пет области помажу да се илуструје како се фарбање дешава у бродоградилишту.

труп сликање. Фарбање трупа се дешава и на бродовима за поправку и на бродовима нове градње. Припрема површине трупа и фарбање на бродовима за поправку обично се обављају када је брод потпуно у сувом доку (тј. на доку за гравирање плутајућег сувог дока). За нову конструкцију, труп се припрема и фарба на позицији зграде коришћењем једне од техника о којима смо горе говорили. Ваздушно и/или водено пескарење минералним гритом су најчешћи типови припреме површине за трупове. Припрема површине укључује минирање површине са платформи или лифтова. Слично томе, боја се наноси помоћу распршивача и опреме високог домета као што су дизалице, маказасте дизалице или преносиве скеле. Системи фарбања трупа разликују се по броју потребних слојева.

Фарбање надградње. Надградњу брода чине отворене палубе, палубне кућице и друге структуре изнад главне палубе. У многим случајевима, скеле ће се користити на броду за достизање антена, кућа и других надградњи. Ако је вероватно да ће боја или материјал за експлозију пасти у суседне воде, поставља се омотач. На бродовима који се ремонтују, надграђе брода је фарбано углавном док је на сидру. Површина се припрема ручним алатом или пескарењем ваздушном млазницом. Када је површина припремљена и повезани површински материјали и пијесак очишћени и одложени, тада се може почети са фарбањем. Системи боја се обично наносе безваздушним распршивачима боје. Молери приступају надградњи са постојећим скелама, мердевинама и разноврсном опремом за подизање која је коришћена приликом припреме површине. Систем омотача (ако је примењиво) који је коришћен за задржавање експлозије остаће на месту како би се спречио евентуални распршивање боје.

Бојење унутрашњег резервоара и преграда. Танкови и одељци на бродовима морају бити премазани и поново премазани да би се одржала дуговечност брода. Поновно премазивање ремонтних бродских резервоара захтева велику количину припреме површине пре фарбања. Већина резервоара се налази на дну брода (нпр. баластни танкови, каљуже, резервоари за гориво). Резервоари се припремају за фарбање коришћењем растварача и детерџената за уклањање наслага масти и уља. Отпадне воде настале током чишћења резервоара морају бити правилно третиране и одложене. Након што се резервоари осуше, они се пескаре. Током операције минирања, резервоар мора имати рециркулацију ваздуха и пијесак мора бити усисан. Вакуумски системи који се користе су или са течним прстеном или са ротационим завртњима. Ови усисивачи морају бити веома моћни да уклоне песак из резервоара. Вакумски системи и вентилациони системи се углавном налазе на површини дока, а приступ резервоарима је кроз рупе на трупу. Када је површина пескарена и пијесак уклоњен, фарбање може да почне. Потребна је адекватна вентилација и респиратори за све припреме и фарбање површине резервоара и одељка (тј. у затвореним или скученим просторима).

Припрема површине боје као фазе изградње. Једном када блокови или више јединица напусте простор за монтажу, често се транспортују у подручје експлозије где се цео блок припрема за фарбање. У овом тренутку, блок се обично пескаре назад до голог метала (тј. грађевински прајмер се уклања) (види слику 7). Најчешћи метод за припрему површине блока је пескарење ваздушном млазницом. Следећа фаза је фаза наношења боје. Сликари углавном користе опрему за распршивање без ваздуха на приступним платформама. Када се нанесе систем премаза блока, блок се транспортује до фазе на блоку, где се уграђују материјали за опремање.

Површине за фарбање малих делова. Многи делови који се састоје од брода морају да имају систем премаза пре уградње. На пример, калемови за цеви, вентилациони канали, темељи и врата се фарбају пре него што се уграде на блок. Мали делови се углавном припремају за фарбање у одређеном делу бродоградилишта. Фарбање малих делова може се десити на другој одређеној локацији у бродоградилишту која најбоље одговара производним потребама. Неки мали делови се фарбају у разним радњама, док се други фарбају на стандардној локацији којом управља одељење фарбања.

Припрема површине и фарбање на блоку и на дасци

Завршно фарбање брода се дешава на броду, а допунско фарбање ће се често дешавати на блоку (види слику 10). Фарбање на блоку се јавља из неколико разлога. У неким случајевима, системи за фарбање су оштећени на блоку и потребно их је обновити, или је можда примењен погрешан систем боје и треба га заменити. Фарбање на блоку укључује коришћење преносиве опреме за пескарење и фарбање у свим деловима опреме на блоку. Фарбање у возилу укључује припрему и фарбање делова интерфејса између грађевинских блокова и фарбање површина оштећених заваривањем, прерадом, уградњом и другим процесима. Површине се могу припремити ручним алатима, брушењем, четком, чишћењем растварачем или било којом другом техником припреме површине. Боја се наноси преносивим безваздушним прскалицама, ваљцима и четкама.

Слика 10. Поправка на трупу брода.

Невпорт Невс Бродоградња

Опремање

Опремање грађевинских блокова пре монтаже је тренутна метода бродоградње коју користе сви конкурентни бродоградитељи широм света. Опремање је процес уградње делова и различитих подсклопова (нпр. система цевовода, опреме за вентилацију, електричних компоненти) на блоку пре спајања блокова приликом монтаже. Опремање блокова у целом бродоградилишту је погодно за формирање приступа на монтажној линији у бродоградњи.

Планирано је опремање у свакој фази изградње како би се процес несметано одвијао кроз бродоградилиште. Ради једноставности, опремање се може поделити у три главне фазе изградње након што је челична конструкција блока састављена:

1. опремање јединица
2. опремање на блоку
3. опремање на броду.

Опремање јединице је фаза у којој се окови, делови, темељи, машине и други материјали за опремање склапају независно од блока трупа (тј. јединице се склапају одвојено од челичних структурних блокова). Опремање јединица омогућава радницима да склапају бродске компоненте и системе на тлу, где имају лак приступ машинама и радионицама. Јединице се инсталирају или у фази изградње или у фази изградње. Јединице долазе у различитим величинама, облицима и сложеностима. У неким случајевима, јединице су једноставне као мотор вентилатора спојен на пленум и завојницу. Велике, сложене јединице се углавном састоје од компоненти у машинским просторима, котловима, пумпним просторијама и другим сложеним деловима брода. Опремање јединице укључује састављање калема за цеви и других компоненти заједно, а затим повезивање компоненти у јединице. Машински простори су простори на броду у којима се налазе машине (нпр. машинске просторије, пумпне станице и генератори) и тамо се интензивно опремање. Опремање јединица на земљи повећава безбедност и ефикасност смањењем радних сати који би иначе били додељени за рад на блоку или на броду у скученијим просторима где су услови тежи.

Опремање на блоку је фаза изградње у којој се већина материјала за опремање уграђује на блокове. Материјали за опремање уграђени на блок састоје се од вентилационих система, система цевовода, врата, светла, мердевина, ограда, електричних склопова и тако даље. Многе јединице су такође инсталиране у фази на блоку. Током фазе опремања на блоку, блок се може подизати, ротирати и померати како би се ефикасно олакшала уградња материјала за опремање на плафоне, зидове и подове. Све продавнице и службе у бродоградилишту морају бити у комуникацији у фази на блоку како би се осигурало да се материјали инсталирају у право време и на правом месту.

Опрема на броду се изводи након подизања блокова на брод у изградњи (тј. након монтаже). У овом тренутку, брод је или у грађевинској позицији (изградња путева или пристаниште), или би брод могао бити усидрен на пристаништу. Блокови су већ у великој мери опремљени, иако је потребно још много посла пре него што брод буде спреман за рад. Опремање на броду укључује процес инсталирања великих јединица и блокова на броду. Инсталација укључује подизање великих блокова и јединица на новом броду и њихово заваривање или причвршћивање на своје место. Опремање на броду такође укључује повезивање бродских система (тј. система цевовода, вентилационог система и електричног система). Сви системи ожичења се повлаче по целом броду у фази на броду.

Тестирање

Фаза рада и испитивања конструкције процењује функционалност инсталираних компоненти и система. У овој фази, системи се раде, проверавају и тестирају. Ако системи из било ког разлога не прођу тестове, систем се мора поправити и поново тестирати док не буде у потпуности оперативан. Сви системи цевовода на броду су под притиском како би се лоцирала цурења која могу постојати у систему. Резервоарима је такође потребно испитивање структуре, које се постиже пуњењем резервоара течностима (тј. сланом водом или слатком водом) и провером стабилности конструкције. Испитују се вентилациони, електрични и многи други системи. Већина тестирања и операција система се дешава док је брод усидрен на пристаништу. Међутим, све је већи тренд да се испитивање врши у ранијим фазама изградње (нпр. прелиминарно испитивање у производним радњама). Извођење тестова у ранијим фазама изградње олакшава отклањање кварова због повећане приступачности системима, иако ће комплетни системски тестови увек морати да се ураде на броду. Када се изврше сва прелиминарна тестирања на пристаништу, брод се шаље на море на серију потпуно оперативних тестова и испитивања на мору пре него што се брод испоручи власнику.

Поправка бродова

Пракса и процеси поправке челичних бродова

Поправка бродова углавном укључује све пренамјене бродова, ремонт, програме одржавања, велике поправке оштећења и мање поправке опреме. Поправка бродова је веома важан део бродоградње и бродоградње. Отприлике 25% радне снаге у већини приватних бродоградилишта обавља послове поправке и конверзије. Тренутно постоји много бродова којима је потребно ажурирање и/или конверзије да би испунили безбедносне и еколошке захтеве. Пошто флоте широм света постају старе и неефикасне, и са високим трошковима нових бродова, ситуација оптерећује бродарске компаније. Генерално, рад на конверзији и поправци у америчким бродоградилиштима је исплативији од нове изградње. У новоизграђеним бродоградилиштима, уговори о поправци, ремонтима и конверзијама такође помажу да се стабилизује радна снага у време ограничене нове изградње, а нова градња повећава радно оптерећење поправке. Процес поправке брода је сличан процесу нове изградње, осим што је углавном мањег обима и изводи се бржим темпом. Процес поправке захтева благовремену координацију и агресивнији процес надметања за уговоре о поправци бродова. Клијенти за поправке су углавном морнарица, власници комерцијалних бродова и други власници морских грађевина.

Купац обично даје спецификације уговора, цртеже и стандардне ставке. Уговори могу бити чврста фиксна цена (ФФП), фиксна фиксна цена накнада за доделу (ФФПАФ), трошак плус фиксна накнада (ЦПФФ), трошак плус накнада за награду (ЦПАФ) или хитна поправка уговори. Процес почиње у области маркетинга када се од бродоградилишта тражи а Захтев за предлог (РФП) или ан позив за подношење понуда (ИФБ). Најнижа цена обично добија ИФБ уговор, док РФП награда може бити заснована на другим факторима осим цене. Група за процену поправке припрема процену трошкова и предлог уговора о ремонту. Процене понуда углавном укључују радне сате и стопе плата, материјале, режијске трошкове, трошкове посебних услуга, доларе подизвођача, прековремене и сменске премије, друге накнаде, трошкове објеката и, на основу њих, процењену цену уговора. Када се уговор додели, мора се израдити план производње.

Планирање поправки, инжењеринг и производња

Иако се неко прелиминарно планирање врши у фази предлога уговора, потребно је још много посла да би се уговор планирао и извршио на време. Следеће кораке треба постићи: прочитати и разумети све спецификације уговора, категоризовати посао, интегрисати рад у логичан план производње и одредити критични пут. Одељења за планирање, инжењеринг, материјале, подуговоре и производњу поправки морају блиско сарађивати како би поправку извршили на најблаговременији и најисплативији начин. Префабрикација цевовода, вентилације, електричних и других машина се обавља, у многим случајевима, пре доласка брода. Предопремање и претпаковање ремонтних јединица захтева сарадњу са производним радњама како би се посао обавио на време.

Уобичајене врсте поправки

Бродови су слични другим врстама машина по томе што им је потребно често одржавање и, понекад, потпуни ремонт да би остали у функцији. Многа бродоградилишта имају уговоре о одржавању са бродарским компанијама, бродовима и/или класама бродова који идентификују честе радове на одржавању. Примери дужности одржавања и поправке укључују:

• минирање и фарбање бродског трупа, надводног брода, надградње, унутрашњих резервоара и радних површина
• велика реконструкција и уградња машина (нпр. дизел мотори, турбине, генератори и пумпне станице)
• ремонт система, одржавање и инсталација (нпр. испирање, тестирање и уградња цевоводног система)
• нова инсталација система, било додавање нове опреме или замена система који су застарели (нпр. навигациони системи, борбени системи, комуникациони системи или ажурирани системи цеви)
• поправке пропелера и кормила, модификације и поравнање
• стварање нових машинских простора на броду (нпр. изрезивање постојеће челичне конструкције и додавање нових зидова, укрућења, вертикалних носача и трака).

У многим случајевима, уговори о поправци представљају хитну ситуацију са врло мало упозорења, што чини поправку бродова брзим и непредвидивим окружењем. Нормални ремонтни бродови ће остати у бродоградилишту од 3 дана до 2 месеца, док велики поправци и пренамјене могу трајати више од годину дана

Велики пројекти поправки и конверзије

Велики уговори о поправци и велике конверзије су уобичајени у индустрији поправке бродова. Већину ових великих уговора о поправци обављају бродоградилишта која имају могућност да граде бродове, иако ће нека првенствено ремонтна бродоградилишта обављати опсежне поправке и конверзије.

Примери уговора о великим поправкама су следећи:

• претварање бродова за снабдевање у болничке бродове
• пресецање брода на пола и постављање нове секције да би се брод продужио (погледајте слику 11)
• замена делова брода који се насукао (види слику 12)
• комплетно кидање, структурна реконфигурација и опремање борбених система
• велико преуређење унутрашњости или екстеријера брода (нпр. потпуни ремонт путничких бродова за крстарење).

Већина великих поправки и конверзија захтева велике напоре планирања, инжењеринга и производње. У многим случајевима биће потребно извршити велику количину челичних радова (нпр. велики пресек постојеће бродске конструкције и уградња нових конфигурација). Ови пројекти се могу поделити у четири главне фазе: уклањање, изградња нове структуре, инсталација опреме и тестирање. За већину већих и мањих поправки и конверзија потребни су подизвођачи. Подизвођачи пружају стручност у одређеним областима и помажу да се уједначи обим посла у бродоградилишту.

Слика 11. Сечење брода на пола ради уградње нове секције.

Невпорт Невс Бродоградња

Слика 12. Замена прамца брода који се насукао.

Невпорт Невс Бродоградња

 Неки од послова које обављају подизвођачи су следећи:

Назад