Kadłub statku wodnego

Z Wikipedii

Najważniejsze elementy kadłuba statku:
1 - dziób
2 - gruszka dziobowa, przedłużenie kilu przed dziobnicę
3 - kluza kotwiczna
4 - burta
5 - śruba napędowa i płetwa steru (nie będące częścią kadłuba)
6 - rufa
7 - komin
8 - nadbudówka
9 - pokład

Kadłub statku wodnego - konstrukcja przestrzenna statku nadająca mu kształt oraz zapewniająca mu pływalność. Złożona jest z elementów konstrukcyjnych, jak np.: poszycie (dna, burt i pokładu), wręgów, stępki, pokładników, tylnicy, dziobnicy, nadbudówki, itp. Kształt jak i wytrzymałość kadłuba zależą od przeznaczenia jednostki i wymogów określonych przepisami (np. towarzystw klasyfikacyjnych).

[edytuj] Konstrukcja kadłuba

[edytuj] Jednostki nawodne

Ze względu na konstrukcję, wyróżnia się:

• kadłub pojedynczy: konstrukcja składająca się z usztywnień wykonanych z kształtowników i jednej warstwy poszycia
• kadłub podwójny: konstrukcja występująca na statkach stalowych, gdzie kadłub przyjmuje formę płaskich komór wodoszczelnych rozciągających się na niemalże całej długości statku (pomiędzy grodziami zderzeniowymi na dziobie i rufie) lub w określonych rejonach statku. W eksploatacji powszechne są jednostki z jedynie z podwójnym dnem. Czasami także, dla poprawienia stateczności statku (w szczególności pasażerskiego), montuje się sponsony - konstrukcję z dodatkowym poszyciem, zwiększającą szerokość jednostki. Wiele państw (np. kraje Unii Europejskiej, Stany Zjednoczone) wymaga podwójnego kadłuba od wszystkich tankowców wpływających do ich portów.

[edytuj] Jednostki podwodne

Na okrętach podwodnych występują:

• kadłub mocny, nazywany także szczelnym, sztywnym lub naciskotrwałym: stanowi podstawową konstrukcję okrętu podwodnego dostosowaną do pracy na głębokości eksploatacyjnej. Mieści w sobie pomieszczenia załogi, wszystkie urządzenia i mechanizmy, itp. Jego wnętrze podzielone jest na przedziały oddzielone wodoszczelnymi grodziami o wytrzymałości odpowiadającej wytrzymałości kadłuba. Wykonany jest z wysoce wytrzymałej stali o wysokiej granicy plastyczności. Jego konstrukcja projektowana jest z uwzględnieniem współczynnika bezpieczeństwa w przedziale 1,5-2,5.
• kadłub lekki: jest konstrukcją zamocowaną na kadłubie mocnym okrętu podwodnego, a jego podstawową funkcją jest nadanie okrętowi kształtu zapewniającego lepsze warunki żeglugi podczas pływania w stanie wynurzenia. Może otaczać kadłub mocny całkowicie (okręt dwukadłubowy) lub częściowo (np. w górnej części lub po bokach w przypadku okrętu półtorakadłubowego, lub na dziobie i rufie w przypadku okrętu jednokadłubowego). Przedziały burtowe między kadłubami lekkim i mocnym podzielone są na przedziały i pełnią funkcję zbiorników balastowych lub paliwowych. Wymagania wytrzymałościowe stawiane kadłubowi lekkiemu w rejonie dziobu i rufy nie są tak rygorystyczne, jak ma to miejsce w przypadku kadłuba mocnego, gdyż z uwagi na nieszczelność kadłuba i swobodny dopływ wody z otoczenia, ciśnienie panujące z obu stron kadłuba jest identyczne.

[edytuj] Trzy strefy pracy kadłuba

Ze względu na warunki eksploatacji kadłuba, można go podzielić na następujące części:

• część podwodna (podwodzie) nazywana czasami kadłubem żywym
• pas zmiennego zanurzenia - cześć kadłuba, która ze względu na zmieniające się środowisko pracy (woda morska - powietrze) jest najbardziej narażona na korozję.
• część nadwodna

Rozróżnienie na strefy może mieć znaczenie w konstrukcji kadłuba (grubość blachy poszycia, ilość i rodzaj usztywnień).

Również do konserwacji kadłuba stosuje się farby przystosowane dla każdej ze stref.

[edytuj] Materiały stosowane do budowy kadłuba

Do budowy kadłubów statków wykorzystuje się głównie:

• stal: wykorzystywana jest tzw. stal okrętowa (nazywana też spawalną lub uspokojoną) dwóch podstawowych rodzajów: stal zwykła i stal podwyższonej wytrzymałości. Stal stosowana do budowy kadłubów musi posiadać certyfikat nadzorującego budowę towarzystwa klasyfikacyjnego.
• stopy aluminium
• laminaty: kadłuby jednostek bezpokładowych (niewielkich gabarytowo) wykonywane z tego materiału są jednolite w swej konstrukcji. Są wykonywane na tzw. kopycie, którego zadaniem jest nadanie wewnętrznego kształtu kadłuba. Kopyto pokrywa się naprzemiennie warstwami żywic syntetycznych i zbrojenia (włókna szklanego, włókna węglowego, itp. w postaci maty lub tkaniny), aż do uzyskania zaprojektowanej grubości. Kadłuby jednostek posiadających pokład budowane są w przynajmniej dwóch etapach: budowy kadłuba i budowy pokładu, a następnie ich łączenia. Dodatkowo, w przypadku największych jednostek, może istnieć konieczność zastosowania usztywnień, które są wykonywane z drewna lub metalu (stopy aluminium, stal).
• drewno: drewnem szkutniczym jest przeważnie drewno dębowe, sosnowe i jesionowe, ale stosuje się także materiał z drzew egzotycznych, jak mahoń, cedr itp. Drewno szkutnicze musi cechować się wilgotnością mniejszą niż 20% oraz brakiem sęków, pęknięć, zagrzybień, twardzicy, itp. Współcześnie elementy bardzo wygięte składa się z wielu kawałków, jednak w przeszłości, przy braku odpowiedniej technologii łączenia, stosowano materiał naturalnie uformowany w pożądany kształt. Zdarzało się również, że rosnące drzewa formowano z myślą uzyskania odpowiednich do konstrukcji kadłuba krzywizn.
• żelbeton: kadłub wykonany jest z żelbetu lub gazobetonu.

[edytuj] Budowa stalowego kadłuba statku

Produkcją kadłuba w stoczni zajmuje się wyspecjalizowany wydział nazywany kadłubownią.

Proces budowy kadłuba składa się z 3 podstawowych etapów:

• prefabrykacji sekcji kadłuba
• montażu sekcji w bloki
• łączenia bloków

[edytuj] Prefabrykacja sekcji kadłuba

Sekcja płaska kadłuba na placu montażowym

Sekcje montowane są z blach i kształtowników po wcześniejszym ich natrasowaniu, wycięciu (wypaleniu) wg kart wykroju bazujących na dokumentacji technologicznej oraz, ewentualnie, gięciu.

Sekcje mogą przybierać formy:

• płatowe
  • płaskie
  • gięte
• przestrzenne

Montaż elementów w sekcje polega połączeniu płaskich elementów w większe płaty poprzez sczepianie (spawanie punktowe), a następnie spawanie jedno- lub dwustronne. Kolejną fazą jest montaż usztywnień odbywający się podobnie, jak montaż płatów blach. Często do montażu sekcji wykorzystywane są tzw. łoża montażowe gwarantujące zachowanie kształtu sekcji narzuconego przez projekt.

[edytuj] Montaż sekcji w bloki

Budowa bloku kadłuba statku w Stoczni Północnej

Gotowe sekcje łączone są w bloki, których wymiary zwykle zamykają się przedziale do 20/20 m, a masa osiąga od 20 do kilkuset ton. Blokowy system budowy statku skraca czas konturowania jednostki oraz zapewnia lepsze wykorzystanie pochylni lub doku, gdyż montaż bloków nie odbywa się na wyżej wymienionych, a w halach montażowych. Inną korzyścią montażu w halach jest osiągnięcie lepszej jakości i poprawy warunków pracy poprzez ograniczenie wpływu czynników atmosferycznych.

[edytuj] Łączenie bloków

Przygotowany do wodowania kadłub na pochylni bocznej

Bloki transportowane są na pochylnię lub do doku. Transport może być realizowany poprzez suwnice ale również poprzez pojazdy kołowe przystosowane do przewożenia wielkogabarytowych bloków. Kolejność montażu bloków zależna jest od przyjętej technologii, która zwykle wiąże się rozmiarami jednostki. Jednym ze sposobów łączenia bloków jest zastosowanie "zasady piramidy", polegającej na rozpoczęciu montażu od środkowego dolnego bloku, a następnie równoczesnym dołączaniem kolejnych bloków w obu kierunkach (dziobu i rufy).