Инженерные расчеты трубопроводов разных диаметров, балластных насосов разных типов, применяющихся на судах. Классификация судовых систем, перспективы их развития. Составные части систем. Основные требования к балластной системе. Требования МАРПОЛ 73/78.
Аннотация к работе
Судовые системы Перспективы развития судовых систем.
План
Содержание курсового проекта
Список литературы
1.0 Вступление
Развитие морского флота, использование новых типов автоматизированных судов, большое разнообразие вспомогательных машин, систем, устройств и аппаратов общесудового назначения и обслуживающих главные энергетические установки вызывают необходимость получения профессиональных знаний и практических умений и навыков эксплуатации судовых вспомогательных механизмов и систем при подготовке вахтенных механиков. Вспомогательные механизмы и системы могут иметь решающее значение в обеспечении надежности и безопасности эксплуатации судна. Инженерному персоналу необходимы обширные знания в области теории, конструкции и научных методов эксплуатации этих механизмов и систем. Методические указания по выполнению курсовой работы соответствуют учебному плану, программе дисциплин "Судовые вспомогательные механизмы, системы и их эксплуатация" и "Судовые установки и системы" предназначены для курсантов, обучающихся по направлению подготовки 5.07010403 "Эксплуатация судовых энергетических установок". судовой насос система балластная
2.0. Судовые системы
Судовыми системами называется комплекс трубопроводов с арматурой, обслуживающими их механизмами, цистернами, аппаратами, приборами и средствами управления и контроля над ними.
Судовые вспомогательные механизмы обычно разделяют на: палубные, обеспечивающие действие рулевых, якорных, швартовных, грузовых, шлюпочных и буксирных устройств и приспособлений для учалки толкаемых составов, и судовые насосы, обслуживающие осушительную, балластную, санитарную и противопожарную системы. С помощью одного механизма могут выполняться различные операции и обслуживаться несколько судовых систем. Для балластной и осушительной систем используется один и тот же насос. Такое совмещение функций позволяет обойтись меньшим количеством оборудования и, следовательно, снизить вес и строительную стоимость судна. Однако подобное объединение допустимо не во всех случаях. Наиболее ответственные механизмы даже дублируют, чтобы гарантировать безотказность действия устройства (системы) при выходе из строя основного. К таким механизмам относятся рулевые, поскольку потеря судном управляемости может привести к аварии. Вид потребляемой механизмами энергии определяет их конструктивный тип. По виду применяемой энергии судовые вспомогательные механизмы разделяются на: ручные, паровые, электрические, гидравлические. Электрические механизмы приводятся в действие электродвигателями постоянного (переменного) тока с соответствующей передачей (редуктором).
Гидравлический механизм обычно включает в себя насос, гидроаккумулятор, систему трубопроводов и исполнительное устройство (пресс или крыльчатое поворотное рабочее колесо).
Стремление иметь минимальную численность экипажа приводит к необходимости механизации операций, требующих физических усилий. Поэтому, естественно, современное судно оснащается большим количеством вспомогательного оборудования (потребителей энергии). Судовая система - совокупность механизмов, трубопроводов с арматурой, емкостей, контрольно-измерительных приборов и элементов управления, предназначенных для определенных целей.
Судовые системы обеспечивают на судах: u борьбу за непотопляемость судна - удаление воды из затопленных отсеков, прием или перекачивание водного балласта с целью спрямления поврежденного судна;
u борьбу с пожарами на судне;
u поддержание необходимой температуры и влажности воздуха в жилых и служебных помещениях судна - условий обитаемости;
u подачу пресной и забортной воды для бытовых нужд экипажа;
u удаление грязной воды с судна;
u подачу сжатого воздуха;
u погрузочно-разгрузочные операции на наливных судах.
Судовые системы должны включать надежные элементы автоматики.
Системы, обслуживающие судовые силовые установки: система охлаждения механизмов, смазки, подачи топлива, производства и подачи сжатого воздуха к двигателям и т.д. Судовые системы принято классифицировать по роду среды, перемещаемой в трубопроводах или по назначению.
По роду среды, транспортируемой в трубопроводах, системы разделяются следующим образом: а) водопроводы холодной и горячей, морской и пресной воды;
б) воздухопроводы холодного сухого и теплого влажного воздуха;
в) паропроводы;
г) рассолопроводы водяных растворов солей (служащие главным образом для охлаждения помещений);
д) газопроводы углекислого газа, аммиака, фреона и т.п. Судовые системы удобнее изучать, классифицируя их по назначению и выполняемой функции. По этому принципу все судовые системы объединены в следующие группы, при работе которых используются общие элементы, что упрощает отдельные системы и их эксплуатацию.
Трюмная группа, включающая следующие системы: 1) водоотливную, предназначенную для удаления масс воды из затопленных отсеков после заделки пробоины, а также для откачки фильтрационных (протекающих через неплотные соединения) вод;
2) осушительную - для удаления трюмной воды, а также для осушения междудонных и бортовых отсеков, не имеющих специального назначения;
3) балластную для изменения крена, дифферента и осадки судна путем приема или осушения специальных отсеков или цистерн.
В противопожарную группу входят следующие системы: 1) водяная (водотушения и водораспыления) - для тушения пожара водяной струей из пожарных шлангов и из спринклерных головок, для приведения в действие эжекторов и других систем, для тушения пожара топлива в машинно-котельных отделениях распыленной водой;
2) паротушения - для тушения пожара в топливных отсеках посредством заполнения их водяным паром;
3) жидкостная - для тушения пожара топлива в МКО и на электростанциях посредством подачи в эти помещения огнегасительной жидкости;
4) пенотушения - для тушения пожара негорючей пеной, изолирующей очаг пожара от доступа кислорода воздуха;
5) газотушения - для тушения пожара в помещениях путем заполнения их углекислым газом;
6) орошения и затопления погребов боезапаса - для охлаждения боезапаса и затопления его для предотвращения взрыва и тушения пожара в погребах.
Санитарная группа включает системы следующих назначений: 1) пресной воды - для подачи питьевой воды в пищеблоки, пресной, холодной и горячей воды к ваннам, душевым, прачечным, умывальникам и другим потребителям;
2) забортной воды - для подачи забортной воды в санитарные помещения и для мытья палуб;
3) сточную - для удаления грязной воды из ванн, умывальников, бань и пр.;
4) фановую и фекальную - для удаления фекальных вод из гальюнов и туалетов; для сбора грязной воды из фановой и сточной систем в фекальные цистерны и сброса этих вод в специальное судно или за борт вне пределов территориальных вод или на свалку;
5) шпигатов - для удаления воды с палуб, мостиков и др.
Группа кондиционирования воздуха включает системы зимнего, летнего и общего кондиционирования воздуха для поддержания зимой и летом в помещениях заданных параметров воздуха: температуры, относительной влажности и концентрации СО2. Зимой подаваемый наружный воздух нагревается и увлажняется, а летом - охлаждается и осушается при автоматическом регулировании. К этой группе также относятся системы: 1) парового отопления, обогревающие помещения паровыми грелками;
3) вентиляции - для обмена воздуха в помещениях: подачи свежего наружного воздуха и удаления загрязненного воздуха;
4) аэрорефрижерации - для поддержания в помещениях заданной температуры путем отвода теплого и подачи охлажденного воздуха;
5) рефрижераторная - для охлаждения провизионных камер и подачи к различным потребителям охлажденного рассола (охлаждающей жидкости);
6) регенерации - для восстановления в воздушной среде помещений количества кислорода, необходимого для организма чело - пека, и удаления из помещений излишнего количества углекислого и других вредных газов.
Группа сжатого воздуха состоит из воздушных систем низкого, среднего и высокого давления, подающих воздух для работы судовых устройств или механизмов, а также для работы пневмоприводов, не имеющих собственных компрессоров.
Специальная группа систем для наливных судов состоит из следующих систем: 1) грузовой, производящей погрузочно-разгрузочные операции с жидкими грузами в танках наливных судов;
2) зачистной, обеспечивающей зачистку танков наливных судов от остатка груза, отстоя и грязи;
3) газоотводной, отводящей через предохранительные клапаны в атмосферу газы, выделяемые грузом в танках;
4) подогрева вязких грузов - для подогрева грузов в танках при выдаче их с судна или при перегрузке между танками или цистернами;
5) мойки танков - для подачи пара или горячей воды в танки после их разгрузки для мытья и газобезопасной обработки.
Группа систем управления судовыми механизмами и устройствами и внутрисудовой переговорной связи, включающая системы специфического назначения: 1) управления (гидравлического и пневматического) - дл я изменения режимов работы механизмов на расстоянии с центральных постов;
2) воздушного измерения (пневмеркаторную систему) - для дистанционного измерения с центральных постов осадки судна или количества и уровня жидкого груза в отсеках;
3) переговорных труб (связи) - для голосовой связи и устной передачи команд между постами управления в различных помещениях судна.
Специальная группа систем для наливных судов: грузовой, производящей погрузочно-разгрузочные операции с жидкими грузами в танках наливных судов;
зачисткой, обеспечивающей зачистку танков наливных судов от остатка груза, отстоя и грязи;
газоотводной, отводящей через предохранительные клапаны в атмосферу газы, выделяемые грузом в танках;
подогрева вязких грузов - для подогрева грузов в танках при выдаче их с судна или при перегрузке между танками или цистернами;
мойки танков - для подачи пара или горячей воды в танки после их разгрузки для мытья и газобезопасной обработки.
Классификация судовых систем
Для обеспечения нормальной и безопасной работы судна, а также для создания соответствующих условий пребывания на нем людей служат судовые системы. Под судовой системой понимается сеть трубопроводов с механизмами, аппаратами и приборами, выполняющая на судне определенные функции. С помощью судовых систем осуществляются: прием и удаление водяного балласта, борьба с пожарами, осушение отсеков судна от скапливающейся в них воды, снабжение пассажиров и экипажа питьевой и мытьевой водой, удаление нечистот и загрязненной воды, поддержание необходимых параметров (кондиций) воздуха в помещениях.
Некоторые суда, как, например, танкеры, ледоколы, рефрижераторы и др., в связи со специфическими условиями эксплуатации оборудуют специальными системами. Так, танкеры оснащают системами, предназначенными для приема и выкачки жидкого груза, его подогрева в целях облегчения перекачки, мытья танков и их зачистки от остатков нефтепродуктов.
Большое число функций, выполняемых судовыми системами, обусловливают многообразие их конструктивных форм и используемого механического оборудования.
В состав судовых систем входят: трубопроводы, состоящие из соединенных между собой отдельных труб и арматуры (задвижек, клапанов, кранов), которая служит для включения или выключения системы и ее участков, а также для различных регулировок и переключений; механизмы (насосы, вентиляторы, компрессоры), сообщающие механическую энергию протекающей через них среде и обеспечивающие перемещение последней по трубопроводам; сосуды (цистерны, баллоны и др.) для хранения той или иной среды; различные аппараты (подогреватели, охладители, испарители и др.), служащие для изменения состояния среды; средства управления системой и контроля за ее работой.
Из перечисленных механизмов и аппаратов в каждой данной судовой системе могут быть лишь некоторые из них. Это зависит от назначения системы и характера выполняемых ею функций.
Кроме систем общесудового назначения, на судне имеются системы, которые обслуживают судовую энергетическую установку. На дизельных судах эти системы снабжают главные и вспомогательные двигатели топливом, маслом, охлаждающей водой и сжатым воздухом. Системы судовых энергетических установок рассматривают в курсе, посвященном этим установкам.
Обычно судовые системы классифицируют или по роду среды, перемещаемой по трубопроводам, или по назначению и характеру выполняемых ими функций.
В зависимости от рода транспортируемой среды системы разделяют на водопроводы, паропроводы, воздухопроводы, рассолопроводы, газопроводы и нефтепроводы. Такая классификация удобна для гидравлического расчета трубопроводов, который зависит главным образом от рода транспортируемой среды и режима ее движения.
Для изучения судовых систем классификация по данному признаку неудобна, так как иногда в одних и тех же системах применяют трубопроводы для воды, пара, рассола и др. Так, например, в состав системы кондиционирования воздуха входят паропроводы, рассолопроводы и воздухопроводы.
Наиболее целесообразно судовые системы классифицировать по назначению и характеру выполняемых ими функций. Такая классификация позволяет однородные по устройству и характеру работы системы относить к одной группе. По этим признакам судовые системы разделяют на осушительные, балластные, противопожарные, санитарные (водоснабжения, сточная, фановая), искусственного микроклимата (вентиляции, отопления, кондиционирования воздуха), а также специальные для нефтеналивных судов.
Составные части систем
К этим элементам относятся трубы, путевые соединения, фасонные части и арматура.
Трубы. Они характеризуются материалом, из которого изготовляются, диаметром и толщиной стенки. В системах судов внутреннего плавания применяют главным образом трубы из углеродистой стали: бесшовные, электросварные и водогазопроводные (газовые). Последние поставляют с резьбой на обоих концах или без нее. Водяные трубопроводы делают из стальных оцинкованных труб; они обладают большей коррозийной стойкостью, чем неоцинкованные.
В системах судов на подводных крыльях для уменьшения массы используют трубы из алюминиевых сплавов. Размеры труб, изготовляемых отечественными заводами, марки материалов и требования к трубам определяются соответствующими государственными стандартами.
Для сокращения числа типоразмеров труб, используемых при постройке судов, в судостроении введены нормали, ограничивающие государственные стандарты. Это позволяет существенно снизить стоимость постройки и ремонта судовых систем. Кроме отраслевых стандартов, регламентирующих размеры труб и технические требования к последним, имеются государственные стандарты, устанавливающие условные проходы, условные, рабочие и пробивные давления для труб, арматуры и соединительных частей трубопроводов. Под условным проходом для трубопроводных элементов понимают номинальный внутренний диаметр в миллиметрах. Для арматуры условный проход равен фактическому внутреннему диаметру. Выбор труб, деталей соединения, фасонных частей и арматуры на основе условного прохода обеспечивает конструктивное соответствие их при комплектовании в трубопровод.
Соединение труб, присоединение их к запорной, переключающей и регулирующей арматуре, к стенкам цистерн, к механизмам и аппаратам может быть разъемным и неразъемным (путевые соединения). К разъемным соединениям относятся фланцы, муфты, штуцера и дюриты. Для создания плотности разъемных соединений между ними устанавливают прокладки из картона, паронита, резины, фибры, полиэтилена и других материалов. К неразъемным относятся сварные, паяные и клееные соединения.
Фасонные части трубопроводов - колена, тройники, четверники и переборочные стаканы - применяют для разветвления трубопроводной сети, прохода труб через настилы, переборки и т.п.
Компенсаторы служат для восприятия температурных удлинений или смещения труб вследствие деформаций судовых конструкций. Компенсаторы монтируются в трубопроводах больших диаметров с переменной температурой среды (таких, как паропроводы высокого давления); для прочих систем их роль выполняют самокомпенсаторы - изогнутые участки труб.
Подвески и кронштейны, выполненные из полосового или профильного металла, служат для крепления труб к элементам судовых конструкций.
Арматура судовых систем служит для закрывания, регулирования или переключения трубопроводов. Она обеспечивает отключение, изменение количества протекаемой среды, изменение направления движения среды в разные трубопроводы, поддержание в трубопроводах постоянного давления и защиту систем от попадания в них посторонних предметов.
Арматура может быть стальной, латунной и бронзовой. Всю арматуру судовых систем классифицируют по назначению и конструкции на следующие группы: 1) Клапаны, характерной деталью которых является тарелка, перекрывающая живое сечение проточной части внутри его корпуса.
В зависимости от способа управления тарелкой и назначения клапаны разделяются на запорные, невозвратные, невозвратно-запорные, невозвратно-управляемые, предохранительные, дроссельные и редукционные.
Клапаны запорные перекрываются тарелкой, регулируемой шпинделем. Клапаны невозвратные, предохранительные и редукционные работают автоматически. В невозвратном клапане шпинделя нет, тарелка прижимается к седлу в корпусе собственным весом и давлением среды, протекающей в трубопроводе, или пружиной. Клапаны предохранительные работают автоматически: среда проходит, отжимая тарелку, прижимаемую к седлу клапана пружиной, сжатие которой заранее регулируется. При повышении в трубопроводе давления на величину более 20% рабочего тарелка отжимается от седла и клапан открывается, сбрасывая избыточное давление.
Клапаны дроссельные применяются для уменьшения давления в трубопроводах путем изменения гидравлического сопротивления среды, регулируемого положением тарелки.
Клапаны редукционные применяются для снижения статического давления среды в трубопроводах и поддержания его постоянства независимо от колебания давления до и после места установки этого клапана.
2) Задвижки клинкетные (клинкеты) с клиновидным диском перекрывающим сечения трубопровода. Клинкеты используются как запорные органы или как спускные или перепускные средства в качестве донной и бортовой арматуры.
3) Краны проходные, трехходовые и крановые манипуляторы - запорно-регулирующая арматура в виде пробки, установленной в корпусе крана с одной или несколькими прорезями Манипуляторы используются для переключения трех, четырех и более трубопроводов;
4) Захлопки - особый вид арматуры, рабочая тарелка которой шарнирно закреплена на оси.
Приводы управления арматурой, аппаратами и другими элементами систем бывают местными и дистанционными, приводимыми в действие вручную, с помощью механических двигателей или работающих автоматически. Дистанционные приводы могут быть валиковыми, гидравлическими, пневматическими и электрическими.
Гидравлические механизмы, преобразующие энергию движущейся в них жидкости в механическую работу рабочего органа, используются для управления арматурой, приводами и аппаратами.
Насосы - машины, преобразующие механическую энергию, получаемую от двигателей, приводящих их в движение, в приращение механической энергии протекающей в них жидкости.
В зависимости от конструкции и способа, которым совершается энергообмен, насосы подразделяются на поршневые (объемные или вытеснения), в которых жидкость перемещается под действием поршня, совершающего возвратно-поступательное движение в рабочем цилиндре машины; ротационные (роторные), в которых перемещение жидкости совершается под действием вращения зубчатых колес или винтов; лопастные, в которых жидкость перемещается под действием центробежных сил, возникающих при проходе жидкости через вращающееся рабочее колесо с лопатками; струйные (эжекторы), в которых нагнетаемая жидкость получает приращение энергии под действием другой рабочей жидкости, обладающей необходимой кинетической энергией.
Перспективы развития судовых систем
Сохранение природной среды является одной из самых актуальных проблем, стоящих перед современной цивилизацией. Морской транспорт, насчитывающий сотни тысяч судов, одним из первых оказался перед необходимостью практического решения экологических задач по предотвращению загрязнения акваторий портов, морей и океанов. В нормативных требованиях международной конвенции МАРПОЛ 73/78 и государственных органов различных стран предусмотрены меры по предотвращению загрязнения нефтью, мусором, пищевыми отходами, сточными водами, остатками груза и его упаковкой.
Попытки решения проблемы утилизации вредных сбросов на борту судна направлены на создание "замкнутых" судовых систем. Предлагаемые технические решения включают, как правило, регенерацию сбрасываемых сред, реже утилизацию последних. В этих условиях автор считает оправданным возложить на одну из судовых систем функцию утилизации вредных сбросов. Тем более, что последняя, в той или иной мере, выполняется на всех морских судах. Дальнейшее совершенствование судовых систем, используемых для выполнения требований МАРПОЛ 73/78, может вестись в двух направлениях. Одним из них является создание новой специализированной системы, функцией которой является утилизация вредных сбросов.
Другим направлением решения проблемы утилизации вредных сбросов может быть совместное использование, с той же целью, различных комбинаций существующих судовых систем. Последнее направление, по мнению автора, наиболее приемлемо. Вместе с тем очевидно, что современное состояние технологии использования топлива на судах не позволяет создать "замкнутую" систему, полностью исключающую сброс всех вредных веществ. В связи с этим в работе "замкнутость" систем "утилизации вредных сбросов" рассматривается при их контурном представлении. При этом все элементы комбинированной системы рассматриваются как составляющие "многоконтурного" объекта. Наличие сбросов свидетельствует о "незамкнутости" судовой системы.
Все вредные сбросы разделены на потери и выбросы. К последним отнесены сбросы контурных сред, принявшие участие в выполнении функциональной задачи, к потерям - удаляемые контурные среды, непринявшие участие. При этом потери подлежат полному устранению, а выбросы снижению и последующей утилизации, регенерации или "замыканию" в другой контур.
Проблема снижения количества вредных сбросов в окружающую среду, в случае "контурного" рассмотрения судовых систем, представляет собой единую проблему "замкнутости контуров".
При разработке путей повышения эффективности и "замкнутости" судовых систем "утилизации вредных сбросов" возникает проблема сравнительной оценки их различных вариантов. В настоящий момент затруднительно сделать корректный вывод о большей эффективности той или иной системы по существующим показателям. В случае использования контурного представления "каждая из судовых систем может оцениваться коэффициентами материальной, энергетической и экологической замкнутости".
В настоящей работе из нескольких десятков судовых систем выделены те, в которых решается функция снижения и утилизации вредных сбросов. Системы, задействованные для выполнения указанной функции, условно объединены в единую комбинированную и рассматриваются как ее "подсистемы". В качестве последних рассматривается следующие судовые системы: нефтесодержащих трюмных вод, топливную, газоотвода, мокрого искрогашения, сточных вод, инертных газов, мойки танков.
3.0. Балластная система
Балластная система - совокупность трубопроводов и насосов для приема и откачки жидкого судового балласта и перекачки его в продольном направлении для осуществления необходимой балластировки судна, а также для выравнивания или создания искусств. крена (креповая система) или дифферента (дифферентная система) при выполнении погрузо-разгрузочных работ, плавании во льдах, в аварийных ситуациях.
Данная система служит для придания судну необходимых мореходных и эксплуатационных качеств изменением осадки, крена и дифферента. Балластными системами, используемыми для изменения осадки, оборудуют суда внутреннего и смешанного плавания (река-море). Прием балласта (перед выходом в море) приводит к увеличению осадки, что в свою очередь повышает остойчивость судна и снижает ветровую нагрузку, улучшая управляемость. Балластировку на буксирных судах применяют также в целях сохранения наивыгоднейшей (расчетной) осадки, изменяющейся по мере расхода запасов топлива, и обеспечения работы движителя с максимальным к. п. д. Балластной системой оборудуют нефтеналивные суда.
В группу балластных систем входят креновые и дифферентные системы. Креновые системы служат для устранения или компенсации кренящих моментов, возникающих от несимметрично расположенных грузов относительно диаметральной плоскости судна. Эти системы характерны главным образом для специальных судов.
Дифферентными системами оборудуют грузовые и ледокольные суда. Дифферент в корму, который создается у грузовых судов при плавании порожнем, снижает устойчивость их на курсе и затрудняет управляемость. Нежелательный дифферент устраняют, принимая воду в носовые балластные цистерны. Креново-дифферентная система является неотъемлемой частью нефтеналивных судов, на которых ее используют для придания крена и дифферента, необходимых при погрузке и выгрузке нефтепродуктов.
Балластная система состоит из цистерн (отсеков) для водяного балласта; насосов и трубопроводов для его приема и выкачки; измерительных труб или других средств для контроля количества принятого балласта; воздушных труб для обеспечения входа воздуха в балластные цистерны и выхода из них. Балластные цистерны стремятся располагать возможно ниже, что способствует повышению остойчивости судна и облегчает их наполнение (при расположении цистерн ниже ватерлинии они могут быть наполнены самотеком).
К балластной системе предъявляют следующие основные требования: она должна обеспечивать заполнение и опорожнение любой одной цистерны или одновременно нескольких или всех цистерн, а также при необходимости перекачку балласта из одной цистерны в другую; устройство ее должно исключать возможность попадания воды как изза борта, так и из балластных цистерн в другие цистерны и отсеки.
Для размещения балластных цистерн обычно используют форпик и ахтерпик, на судах с двойным дном - отсеки междудонного пространства. Для облегчения всасывания приемники на трубах изготовляют в виде раструбов.
Для обеспечения остойчивости, а также для изменения осадки, крена и дифферента на судно принимают балласт, в качестве которого используют забортную воду. Для его приема и удаления служит балластная система.
На морских судах балластная система выполняется по централизованному принципу. От клапанных коробок, расположенных в машинном отделении, в каждую балластную цистерну проведена отдельная труба, по которой производится как наполнение, так и осушение цистерн. Поэтому в балластной системе применяется арматура запорного типа, допускающая движение жидкости в обоих направлениях.
Балластный трубопровод делают из стальных оцинкованных труб диаметром 50-200 мм. Их отличительный знак - одно широкое кольцо зеленого цвета. Трубы балластной системы проводят внутри двойного дна. Приемники балластного трубопровода устанавливают в самом низком месте цистерны. Чтобы понизить положение приемника, конец приемной трубы снабжается колоколообразным раструбом.
Забортную воду в балластную систему принимают через кингстон, установленный на днище или скуле судна в районе машинного отделения. Кингстон представляет собой клапан или клинкет, один фланец которого закреплен к наружной обшивке судна. В месте установки кингстона обшивка имеет забортное отверстие, закрытое решеткой. Для продувания решетки к кингстону подведены трубопроводы водяной пожарной магистрали и свежего пара.
Отливной трубопровод балластной системы, снабженный невозвратно-запорным клапаном, выводят за борт над грузовой ватерлинией. Балластную систему должен обслуживать по крайней мере один насос. В качестве балластного может быть использован осушительный или пожарный насос, если в балластных танках не предусмотрено хранение запасов жидкого топлива.
Все закрытые цистерны, которые могут заполняться жидкостью, должны иметь воздушные трубы диаметром не менее 50 мм. Воздушные трубы устанавливают в самом высоком месте цистерны. Если цистерны имеют значительный размер и плоский настил, то устанавливают несколько труб. Нижний конец трубы заканчивается сразу под настилом цистерны, верхний выводится на открытую палубу, где заканчивается "гуськом", загнутым книзу концом. "Гусек" предохраняет трубу от засорения и препятствует попаданию воды. Но во время шторма вода может проникнуть в воздушную трубу и при наличии "гуська".
Надежным устройством, препятствующим попаданию воды в воздушную трубу и в то же время пропускающим воздух, является "плавучий" клапан (рис.). Легкий пробковый или резиновый шар, находясь нормально в нижнем положении, не препятствует проходу воздуха. При заливании клапана водой шар всплывает и плотно перекрывает воздушную трубу.
На верхнем конце воздушных труб, выходящих из топливных цистерн и коффердамов, устанавливают пламепрерывающую арматуру - огневые предохранители. Все воздушные трубы имеют планки с отличительной надписью, где указаны номер и назначение цистерн. Их маркируют желтым и зеленым кольцами.
Для определения количества жидкости в балластных цистернах и цистернах жидкого топлива, а также в льялах и сборных колодцах устанавливают измерительные трубы с внутренним диаметром не менее 32 мм. Измерительную трубу располагают над самым низким местом цистерны. Нижний конец трубы почти вплотную доводят до днища цистерны. Вверх измерительная труба должна подниматься вертикально, без изгибов. Верхний конец трубы выводят на открытую палубу, где закрывают пробкой с винтовой нарезкой. На пробке делают надпись, указывающую наименование цистерны и номер трубы. Из цистерн, расположенных под машинно-котельным отделением и туннелем гребного вала, измерительные трубы на палубу не выводят, а заканчивают в этих помещениях на некоторой высоте от второго дна. Через такую трубу, оставленную по недосмотру открытой, при заполнении цистерны жидкость будет поступать в помещение. Поэтому все измерительные трубы, установленные в машинно-котельном отделении и туннеле гребного вала, должны иметь самозапирающиеся приспособления.
Таким приспособлением является захлопка (кран), на рукоятке которой закреплен противовес. При нижнем положении противовеса захлопка (кран) закрыта.
Уровень жидкости замеряют при помощи градуированной рейки - футштока. На тонкой цепочке или тросике футшток опускают в измерительную трубу. После извлечения футштока из цистерн по величине его смоченной части определяют уровень воды.
Современные суда часто оборудуют системами дистанционного измерения уровня жидкости, позволяющими производить все замеры с центрального поста. Из различных дистанционных указателей уровня наибольшее распространение на судах получили пневмеркаторные системы и дифманометры.
Датчиком в пневмеркаторной системе является колпак (воздушный колокол), установленный в самом низком месте цистерны. От колпака к посту управления проведена трубка, которая соединяется с жидкостным манометром, представляющим собой указатель уровня. Перед снятием замеров измерительную трубу и колпак продувают сжатым воздухом, который вытесняет из колпака жидкость. В результате этого в колпаке устанавливается давление, равное давлению столба жидкости над колпаком. Это давление замеряют манометром и по его показаниям определяют количество жидкости в цистерне. В дифманометре гидростатическое давление жидкости воспринимает мембрана. Прогибы мембраны вызывают перемещение сердечника в индукционной катушке преобразователя. Это приводит к изменению силы тока в электрической цепи и к соответствующему отклонению стрелки указателя уровня.
Для контроля уровня трюмных вод могут применяться также различные реле уровня, которые устанавливают в сборных колодцах. Реле уровня имеет открытый снизу колокол с размещенным в нем сильфоном. При повышении уровня воды в сборном колодце повышается давление внутри колокола, в результате чего сильфон сжимается и замыкает контакты аварийной сигнализации.
Осушительная система должна всегда содержаться в исправном состоянии и в готовом к действию виде. Перед каждой погрузкой необходимо осмотреть и очистить сборные колодцы и сетки на приемных патрубках Грязевые коробки, расположенные в машинно-котельном отделении, следует осматривать и очищать ежедневно. Все клапаны системы должны быть в исправном состоянии, а клапаны распределительных коробок - иметь надписи, указывающие на осушаемый отсек.
Безотказная работа осушительной системы во многом зависит от содержания в чистоте осушаемых помещений. Поэтому после каждой выгрузки грузовые трюмы должны быть чисто подметены и весь мусор удален за борт. При этом необходимо проверить плотность пайола и льяльных лючин. Уровень воды в льялах и сборных колодцах следует замерять каждую вахту и результаты замеров заносить в журнал замеров уровня воды. Если уровень воды в льялах повышается, необходимо откачать ее до полного осушения, систематически замеряя уровень воды в этом отсеке. Одновременно следует выяснить поступление воды и принять необходимые меры для устранения этой причины.
После каждого ремонта, а также при освидетельствовании система подвергается гидравлическому испытанию. Если осушительный трубопровод неисправен или поломан трюмный насос, выход судна в море не разрешается.
Балластная система во всех случаях должна обеспечивать быстрый прием и удаление балласта. Для исправного действия системы балластные отсеки всегда должны быть чистыми. При постановке судна в док приемные кингстоны осматриваются и очищаются. Если неисправен балластный трубопровод, выход судна в плавание запрещается. Все воздушные и измерительные трубы должны постоянно содержаться в исправном состоянии. Трубы, проходящие через грузовые помещения, необходимо защищать кожухами. При каждом повреждении кожуха следует проверять исправность трубы, а повреждение немедленно устранить. Особенно тщательного наблюдения требуют фланцы, крепящие воздушные и измерительные трубы к настилу второго дна, так как при недостаточной плотности этого соединения может быть подмочен груз.
Прием забортной воды в балластные цистерны производится или самотеком до уровня осадки или электронасосом от кингстонной перемычки путем открытия клинкерных задвижек на балластном трубопроводе.
Выкачка балласта может производиться насосами и эжектором через клапаны, причем, для увеличения производительности, прием рабочей воды пожарным насосом для питания эжектора производится от балластной системы, через задвижки.
Балластные трубы, идущие в цистерны и расположенные под вторым дном грузовых трюмов, проложены в бортовых отсеках, а управление арматурой - из МО прямые участки труб между переборками имеют компенсаторы или изгибы.
Наполнение кормовой балластной цистерны производится от пожарной магистрали через клапан.
Для предохранения металлических труб от коррозии, как правило, до и после арматуры установлены цинковые протекторы.
Требования Регистра к балластной системе
Обеспечение остойчивости судна для устанавливаемого назначения и района плавания проверяется при первоначальном освидетельствовании по результатам расчетов в соответствии с требованиями части IV "Остойчивость” Правил классификации и постройки морских судов.
При проверке остойчивости судов смешанного плавания, а также неспециализиро