proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2017 год
  Агентство  ПРоАтом. 20 ЛЕТ с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Обсудим?!
Очередные санкции США против России – это:
Спектакль, срежиссированный высшим руководством
Торговая война Запада против России
Реакция западного общества на российскую экспансию
Попытка сдержать бурное развитие военной мощи РФ
Другое

Результаты
Другие опросы
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. Информация: (812) 438-32-77, E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
PRo Рекламу

[17/05/2016]     Создание корпусных материалов и средств их защиты при эксплуатации ледоколов

Ю.Л. Легостаев, д.т.н., проф., Санкт-Петербург

В конце XIX - начале XX веков в России происходил бурный рост промышленности, шло интенсивное строительство железных дорог. Рассматривался вопрос дальнейшего развития Военно-морского флота, укрепления его базы на Балтийском море. После проработки вопроса о месте строительства базы ВМФ правительством было принято решение о создании такой базы на Баренцевом море и строительстве нового города Мурманск на Кольском полуострове.


Большой вклад в обоснование решения о создании новой базы ВМФ внес Витте С.Ю. [1], который в 1903-1905 гг. был председателем Совета Министров России и лично выезжал на место будущей военно-морской базы флота. По результатам поездки им было подготовлено с соответствующим обоснованием обращение к императору о создании в указанном регионе военно-морской базы России.

История изучения Северного морского пути

Однако ход исторических событий в России в начале XX в. остановил создание этой базы. К указанному проекту вынуждены были вернуться только в 1930-1950-е гг. В то же время в конце XIX - начале XX вв. в России было начато изучение и освоение морского пути на Дальний Восток вдоль берегов России по Северному Ледовитому океану. Гидрографами Морского министерства с 1894 по 1904 гг. был исследован морской путь от Новой Земли до устьев рек Оби и Енисея. Были подготовлены карты и руководство по плаванию по западному сектору Северного морского пути (СМП). В начале XX в. Россия ещё не имела четко обозначенной северной границы, не известны были и острова, находящиеся в Северном Ледовитом океане.

Русско-японская война (1904-1905 г.), поражение русской военной эскадры в Цусиме под командованием адмирала Рождественского послужили поводом для активизации работы по изучению Северного Ледовитого океана, установлению границ России на севере и обеспечению возможности плавания судов и военного флота по Северному морскому пути. Морским министром А.А.Бириллевым было дано поручение адмиралу В.Г.Верховскому «осветить раз и навсегда вопрос об утилитарном значении для нас этих владений вообще и о проходе этим путем к Тихому океану в частности». В 1909 г. Морским министерством России утверждается Гидрографическая экспедиция Северного Ледовитого океана - ГЭСЛО, руководителем котором назначается генерал-майор И.С.Сергеев.

Первые ледовые суда «Таймыр» и «Вайгач»

Для обеспечения ледовых исследований в 1907 г. был создан проект ледового судна. Принимается решение построить два судна ледового типа, получившие при закладке названия «Таймыр» и «Вайгач». 20 марта 1908 г. в большом эллинге Невского судостроительного завода были заложены указанные суда [2], которые были спущены на воду: 25 апреля 1909 г. - головной пароход «Таймыр», 24 мая того же года - «Вайгач».

Рис.1 Ледокольное судно «Вайгач» 1915 г.

За проектированием и постройкой пароходов ледового типа осуществлялось наблюдение группой военно-морских инженеров, в которую входили будущие командиры кораблей Ф.А.Матисен и А.В.Колчак. По окончании ходовых испытаний 28 октября 1909 г. «Таймыр» и «Вайгач» снялись с якоря на кронштадтском рейде и, пройдя через Атлантику, Среднеземное море, Суэцкий канал, Индийский океан, 3 июля 1910 г. прибыли во Владивосток. Переход из Кронштадта во Владивосток продолжался более восьми месяцев.
Гидрографами Морского министерства был разработан и принят в июле 1910 г. план, по которому исследование морей Северного Ледовитого океана должны были начать с изучения восточного участка океана, то есть с Берингова пролива. В течение 1910-1914 гг. с наступлением летнего периода экспедиция на ледокольных судах «Таймыр» и «Вайгач» отправлялась на исследование Северного Ледовитого океана, постепенно продвигаясь с востока на запад.



Рис.2 Пути «Таймыра» и «Вайгача» в 1913, 1914-1915 гг.

В 1911 г. ими был открыт остров Врангеля, в 1912 г. достигнуто побережье Таймырского полуострова [2], в 1913 г. - архипелаг, который был назван именем императора Николая II (в настоящее время Северная Земля).

Генерал И.С.Сергеев сыграл большую роль в организации экспедиции, но в 1913 г. на пути экспедиции к Берингову проливу его разбил

паралич. Командование экспедицией перешло к капитану II ранга Б.А.Вилькицкому, который являлся капитаном ледокольного судна «Таймыр». Ледоколом «Вайгач» вначале командовал А.В.Колчак, а затем его командиром стал капитан II ранга П. А.Новопашный. В период русско-японской войны 1904-1905 гг. командиры ледовых пароходов «Таймыр» и «Вайгач» были защитниками военно-морской базы Порт-Артур.



Рис.3 Плавание из Владивостока в Архангельск

Во время экспедиции 1914 г. перед командами ледовых судов была поставлена задача пройти путь по Северному Ледовитому океану от Берингова пролива до Архангельска. Однако сделать это в 1914 г. не удалось. В проливе между полуостровом Таймыр и Северной Землей (ныне пролив Вилькицкого) суда были затерты льдами и вынуждены были зимовать в заливе Толло у северо-западного побережья полуострова Таймыр. Ледокольных судно «Таймыр» получило во льдах серьезные повреждения наружной обшивки. Несколько шпангоутов левого борта были значительно деформированы. На «Вайгаче» была сломана лопасть гребного винта, которую заменили на запасную с «Таймыра». Освободившись от ледового плена в конце июля 1915 г., 3 сентября 1915 г. экспедиция прибыла в Архангельске. После этого похода экспедиция  была расформирована. Во время первой мировой войны «Таймыр» и «Вайгач» несли службу как сторожевые корабли в Белом и Баренцевом морях.           

В 1918 г. «Таймыр» и «Вайгач» эксплуатировались в устье Енисея, где «Вайгач» налетел на скалу и затонул. «Таймыр» продолжал работать в Арктике, выполняя гидрографические работы в северных морях. В советское время он участвовал в полярных экспедициях по исследованию Шпицбергена, Земли Франца Иосифа, Северной Земли, в спасении полярников станции «Северный полюс-1» и др. Участвовал также в проводке судов на трассах СМП. В конце 1940-х гг. «Таймыр» был исключен из состава флота и превращен в плавбазу полярных гидрографов. Капитан «Таймыра» Б.А. Вилькицкий умер за рубежом. В 1996 г. его прах был привезен в Россию и захоронен на Смоленском кладбище Санкт-Петербурга.

Результаты деятельности Гидрографической экспедиции Северного Ледовитого океана  были признаны важным этапом освоения Северного морского пути. По материалам экспедиции были созданы карты и лоции, служившие единственным источником для навигации в восточном секторе Арктики.

Приоритет России над островами, открытыми экспедицией в Северном Ледовитом океане, по-видимому, позволяет передвинуть границу РФ севернее на территорию в верхних широтах и обосновать принадлежность нашей стране их возможных перспективных запасов арктических углеводородов.

Освоение Крайнего Севера

Освоение районов Крайнего Севера началось в 1930-1940 гг. В 1930-е гг. за полярным кругом в Норильске был построен город-завод по производству никеля на базе открытых здесь богатейших месторождений. В 1950-1960-е гг. промышленное развитие восточных регионов страны ставит на повестку дня задачу обеспечения территорий Крайнего Севера Сибири, Дальнего Востока и Европейской части России основными жизненно важными товарами - организацию т.н. «северного завоза» продуктов, топлива, оборудования и товаров народного потребления. Для реализации этой задачи в 1950-е гг. ЦКБ «Айсберг» разрабатывается проект судна «Амгуема», которое до 1970-х гг. осуществляло завоз в северные порты рек Обь, Лена необходимой продукции для народного хозяйства восточных регионов страны и вывоз их продукции в западную часть страны.

Суда типа «Амгуема» эксплуатировались в основном в летний период, так как были построены, в основном, из стали 09Г2. Однако эксплуатация этих судов только в летний период не могла удовлетворять народное хозяйство, которое в те развивалось весьма активно. В связи с этим на повестку дня ставится вопрос о создании стального ледокола, который мог бы обеспечить проводку судов в ледовых условиях.

Новые ледоколы для Севморпути

Судно было заложено 25 августа 1956 г. на судостроительном заводе им. А.Марти в Ленинграде.  И 12 сентября 1959 г. уже с верфи Адмиралтейского завода первый атомный ледокол, получивший при закладке название «Ленин»,  отправился на ходовые испытания. Все материалы для корпуса ледокола и его атомного реактора, технология сварки, а также сварочные материалы были разработаны ЦНИИ КМ «Прометей» (тогда ЦНИИ-48) и освоены на заводах, их производивших. На Адмиралтейском заводе была освоена технология сварки. Руководили работами Г.И.Капырин и В.В.Ардентов. Через два года после закладки в 1959 г. ледокол был спущен на воду, и после достройки и проведения испытаний в 1961 г. вступил в эксплуатацию. Атомный ледокол «Ленин» осуществлял проводку судов по СМП в весенне-осенний период. Никаких нареканий к корпусным сталям и сварным соединениям практически не было.

Дальнейшее развитие промышленности на востоке страны и в районах Крайнего Севера требовало круглогодичной навигации, для чего было необходимо создать новый атомный ледокол с более мощной атомной установкой, позволяющей эксплуатировать его на трассе Северного морского пути в западном секторе Арктики. Такой ледокол был построен на верфях Ленинградского Адмиралтейского объединения и сдан в эксплуатацию в 1976 г.

Для его строительства использовались те же корпусная сталь и сварные материалы, которые ранее были разработаны ЦНИИ КМ «Прометей». Новый атомный ледокол, получивший название «Арктика», эксплуатируется уже и в зимних условиях. Через 2,0-2,5 года эксплуатации при обследовании корпуса ледокола наблюдалась шероховатость поверхности типа «терки», приводящая к налипанию снега, льда, которые резко снижали ледопроходимость. В ряде случаев возникали аварийные ситуации: в результате налипания снега, льда к шероховатой поверхности ледокола ледопроходимость резко падала, увеличивался расход энергии АЭУ. В ряде случаев возникали критические ситуации, когда из-за повышенного сопротивления льда ледопроходимость падала до нуля, ледокол останавливался, а ведомый ледоколом караван судов продолжал двигаться. В результате возникала опасность наползания каравана судов на сам ледокол. От опасной ситуации выручала «русская смекалка» капитана атомного ледокола - ледокол разворачивался вперед кормой и ломал лед винтами, что зачастую приводило к поломке лопастей винта.

Коррозионно-эрозионный износ ледового пояса

В конце 1970-х гг. при эксплуатации атомных ледоколов в зимних льдах возникли новые явления - повышенный коррозионно-эрозионный износ ледового пояса, образование шероховатостей типа «терки» на поверхности корпуса АЛ в зонах наибольшего воздействия льда на корпус ледокола, создававшее весьма сложную ситуацию с обеспечением ледопроходимости. Снижение ледопроходимости атомных ледоколов при одновременном резком увеличении программы строительства АЛ в конце 1970-х - начале 1980-х гг. озадачило руководство нашего института и Министерства.Специалисты ЦНИИ КМ «Прометей» совместно с проектантом и эксплуатирующей компанией стали искать причины и пути выхода из сложившейся ситуации. Совместным решением Минсудпрома и Минчермета СССР был разработан план мероприятий по установлению причин повышенного эрозионно-коррозионного износа корпусной стали в составе корпусов ледоколов при их эксплуатации в ледовых зимних условиях.

В связи с тем, что условия, возникающие при эксплуатации ледоколов в морских льдах, невозможно создать в лаборатории, намеченные мероприятия вынуждены были проводить непосредственно при эксплуатации ледоколов во льдах СМП. Новые материалы вваривали в корпуса эксплуатируемых и строящихся ледоколов и следили за их поведением в процессе эксплуатации.

Такие эксперименты по изучению коррозионно-эрозионной стойкости различных материалов и созданию способов антикоррозионной защиты позволили в течение нескольких лет эксплуатации найти оптимальные средства защиты корпусов ледовых судов и стационарных морских буровых установок. Найденные решения были проверены при строительстве и эксплуатации новых проектов ледоколов и стационарных буровых платформ, что позволяет рекомендовать их как надежные способы защиты от эрозионно- коррозионного износа морских технических средств, эксплуатируемых в ледовых условиях.
Более чем 100-летний опыт изучения и эксплуатации судов различного типа и морских сооружений в ледовых условиях Арктики позволил создать систему защиты эксплуатируемых технологических средств от коррозионно-эрозионного износа [3].

Опытная проверка новых решений заняла около 30 лет. Разработка инновационных решений по предотвращению коррозионно-эрозионного износа проводилась на атомных ледоколах «Арктика», «Ямал», «Советский Союз», «Таймыр» и «Вайгач». В 1985-1989 гг. Минморфлотом были восстановлены названия российских судов-первопроходцев по СМП. В честь гидрографических ледокольных судов начала XX в.  названы именами «Таймыр» атомный ледокол, спущенный на воду 30 июня 1989 г., и «Вайгач», введенный в эксплуатацию 25 июля 1990 г.



Рис.4 АЛ «Таймыр»

Эти атомные ледоколы были построены в кооперации финского судостроительного концерна «Вяртсиля Морская Техника» на верфи «Хольстрем Хисталахти» и Балтийского судостроительного завода. Корпусная сталь для новых ледоколов была создана ЦНИИ КМ «Прометей» в кооперации с металлургическими заводами СССР. При её создании стали и освоении на заводах черной металлургии были учтены результаты коррозионных исследований на стальных ледоколах, эксплуатируемых в зимний период во льдах Севморпути.



Рис.5 АЛ «Вайгач»

Опробование различных методов по защите корпусов атомных ледоколов позволило разработать эффективные средства защиты корпусов атомных ледоколов от коррозионно-эрозионного износа корпусной стали при эксплуатации их в ледовой обстановке Северного Ледовитого океана. Все разработанные мероприятия были внедрены при строительстве атомного ледокола «50 лет Победы», а также при создании ледостойкой платформы «Приразломная», эксплуатируемой в Арктике.

Выводы

-
Россия прошла большой инженерный путь изучения и освоения Арктики. Была создана картография северного арктического побережья и Северного Ледовитого океана.      Созданы технические средства для обеспечения круглогодичного плавания и проведены геологические исследования, позволяющие вести промышленную добычу углеводородов и других полезных ископаемых.

- ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» созданы материалы для обеспечения строительства судов ледового плавания (ледоколов, в т.ч. атомных), стационарных буровых платформ, и средства их защиты от коррозионно-эрозионного износа.

- Разработанные мероприятия по коррозионно-эрозионной защите корпусных конструкций, эксплуатируемых в ледовых условиях, внедрены при эксплуатации атомных ледоколов, стационарных буровых установок, при создании их новых проектов.


Литература
1. С.Ю.Витте «Воспоминания», т.1, 1960
2. В.Г. Андрейченко «Ледокольные пароходы «Таймыр», «Вайгач», Судостроение № 4, 2009 г.
3.И.В.Горынин, Ю.Л.Легостаев, В.А.Малышевский «Конструкционные материалы для освоения углеводородных месторождений арктического шельфа» Судостроение, № 4, 1999 г., стр.50-56.
 

 
Связанные ссылки
· Больше про Атомный флот
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Атомный флот:
Энергетические блоки атомного подводного флота

Рейтинг статьи
Средняя оценка: 4
Ответов: 1


Пожалуйста, проголосуйте за эту статью:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 0 Комментарии
Спасибо за проявленный интерес





Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(812)438-3277
E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
Сайт построен на основе технологии PHP-Nuke. Открытие страницы: 0.07 секунды
Рейтинг@Mail.ru