По характеру функций, осуществляемых трубопроводами судовых систем, они являются относительно простыми конструктивными элементами судна. В то же время от надежности систем во многом зависит безопасность эксплуатации судна. Специфические условия, в которых находятся трубопроводы при эксплуатации, обусловили их интенсивное поражение коррозией и эрозией. Это предъявляет высокие требования к их обслуживанию и знанию причин их повреждений. Судно имеет значительное количество систем, выполняющих различные функции, трубопроводы которых находятся в контакте с различными средами. В целом трубопроводы, арматура и другие части систем в процессе эксплуатации подвергаются коррозии, в них появляются свищи, трещины и разрывы, на рабочих плоскостях арматуры -царапины и задиры, возможны вмятины, дыры, изломы. В местах подвесок и креплений наблюдаются коррозия, истирание отдельных участков труб, если отсутствуют прокладки или имеются недостатки монтажа. Нарушается плотность соединений и герметичность арматуры.
Повреждения трубопроводов обусловлены теми условиями, в которых они находятся при эксплуатации: воздействием среды, протекающей по трубопроводу, и окружающей. Играют роль температура, давление, характер среды и ее качество, а также недостатки постройки, некачественный материал и др.
Коррозия может распространяться по всей поверхности труб либо носить местный характер; наблюдается часто в соединениях (места сварки, пайки). Также коррозии подвергаются детали арматуры. В присутствии морской воды наблюдается интенсивное коррозионное поражение трубопроводов и арматуры, в частности систем забортной воды. Арматура трубопроводов разрушается также в результате контактной коррозии.
Латунные и красномедные трубы в морской воде также коррозируют в силу особых причин. Так, коррозия латуни в морской воде происходит вследствие обесцинкования (избирательная коррозия), красная медь коррозирует из-за окислителей, содержащихся в морской воде. На медных трубах в морской воде появляются отдельные очаги, которые могут превратиться в глубокие язвы и даже свищи. В этом смысле опасны омываемые водой места пайки труб латунным припоем.
Под действием коррозии разрушаются отдельные части трубопроводов, решетки фильтров, приемные патрубки и шахты, корпуса клапанов, штоки и др.
Арматура трубопроводов в зависимости от назначения, условий, конструкции имеет специфические повреждения. В клапанной арматуре наблюдаются царапины, раковины и трещины на рабочих поверхностях тарелки клапана или гнезда, наработки на поверхностях прилегания клапана и гнезда, коробление тарелки клапана, изгиб и разрывы штока клапана, поломка пружин, разрыв прокладок стакана клапана. Вследствие отмеченных дефектов клапанной арматуры увеличиваются зазоры между тарелкой клапана и гнездом, возможно заклинивание штока клапана, выход из строя арматуры.
Для пробковой арматуры характерны следующие дефекты: царапины, задиры на пробках и гнездах, царапины, задиры и трещины на фланцах корпуса, несовпадение кратеров гнезд и пробок. Эти дефекты связаны с попаданием на трущиеся поверхности посторонних твердых тел, применением некачественного металла, недостатками изготовления и сборки. С точки зрения коррозионной стойкости материала труб различают трубопроводы со степенью коррозии:
относительно малой (0,15—0,2 мм/год) внутренних и наружных поверхностей. Это трубы, находящиеся в сухих помещениях, по которым транспортируются среды незначительной агрессивности к металлу данных труб (пар, паровой конденсат, питательная и питьевая вода, воздух, топливо, масла и др.);
повышенной внутри (не менее 0,2 мм/год) и умеренной снаружи (не выше 0,15 мм/год). Сюда относятся трубопроводы, по которым транспортируются вещества с повышенной агрессивностью (забортная морская вода, холодильные рассолы, попеременно нефтепродукты и морская вода, агрессивные газы);
повышенной снаружи и умеренной внутри. Это трубопроводы, проходящие на открытых палубах, в междудонных отсеках, под шпигатами машинного отделения (МО), под котлами, по которым подаются вещества с умеренной агрессивностью;
повышенной внутри и снаружи. К ним относятся трубопроводы, по которым транспортируются агрессивные среды, проложенные в неблагоприятных условиях (открытых палубах, грузовых танках, междудонных пространствах и т.п.).
Недопустимо наличие: трещин, расслоения материала труб, групповых коррозионных раковин, глубина которых превышает более 50%, а на участках изгиба - более 20% исходной толщины трубы; утонения стенок труб более чем на 25%, овальности 10% и более, вмятин глубиной более 0,08 и протяженностью более 1,5 наружного диаметра. Овальность и вмятины недопустимы для труб, работающих при большом давлении наружной среды.
Ниже рассмотрены характер и виды повреждений трубопроводов некоторых судовых систем.
Трубопроводы охлаждения судовых энергетических установок забортной водой. Трубопроводы изготовляют из меди и ее сплавов или из стали. На некоторых судах медные трубы системы охлаждения разрушались забортной водой Разрушение носило местный очаговый характер и наблюдалось в зонах образования завихрений (крутые изгибы, стыки, места установки вентилей, задвижек, штуцеров, отводов и т. п.) Эти поражения связаны с недостаточной коррозионной стойкостью меди при высокие скоростях морской воды. Поэтому рекомендуется не допускать скорость воды в медных трубах выше 1,34 -1,5 м/с и удалять из воды воздух и взвешенные твердые частицы.
Для более высоких скоростей среды внутри труб рекомендуются медно-никелевые сплавы. Однако необходимо учитывать относительную дороговизну и дефицитность этих сплавов.
При изготовлении и монтаже следует избегать крутых поворотов, резких изменений сечении, выступающих внутрь кромок штуцеров и отводов, несоосных стыков, прокладок несоответствующих размеров и т. п. Выделяющийся из воды воздух усиливает коррозию и эрозию труб. Поэтому следует дегазировать воду. Температура воды практически не сказывается на повреждениях медных труб.
При спокойной морской воде и малых ее скоростях движения коррозионная стойкость стали ниже, чем меди. При скорости движения воды, не превышающей 2 - 2,5 м/с, коррозия стальных труб относительно невелика. Характер коррозии сплошной и составляет 5 - 0,5 мм/год. При значительных скоростях интенсивность коррозии возрастает.
Повышение температуры воды увеличивает интенсивность коррозии стальных труб: при температуре выше 45°С применение стальных труб при проточной воде не рекомендуется.
Трубопроводы пожарные, балластно-осушигельные, сточно-шпигатные, оросительные, моечные. Трубопроводы собирают из стальных труб, иногда с применением защиты (цинкование и др.). Скорость коррозии внутренней поверхности этих трубопроводов примерно одинакова; коррозия наружных поверхностей зависит от того, в каких местах судна проходят трубы. Влияет также качество ухода и защиты. Те участки трубопроводов, которые проходят в труднодоступных местах, из-за чего затруднен уход, а также трубы, проходящие на палубах, под плитами МО, площадками коррозируют более интенсивно, чем трубы, проходящие в жилых и служебных помещениях, трюмах, коридорах, т. е. в местах с хорошей доступностью и, следовательно, хорошим уходом.
Если трубопроводы постоянно заполнять холодной водой, то скорость коррозии внутри может быть 0,2 - 0,3 мм/год. При периодическом опорожнении трубопроводы коррозируют больше, в среднем 0,3 - 0,4 мм/год. Это трубопроводы орошения палуб танкера, сточно-шпигатные, искрогашения, балластно-осушительные.
При хорошем уходе и окраске труб коррозия с внешней стороны не решает вопроса долговечности. В таких условиях интенсивность коррозии составляет 0,03 - 0,06 мм/год.
Трубопроводы пресной мытьевой и питьевой воды. Здесь коррозия с внешней стороны аналогична описанной. Внутренние поверхности, находящиеся в контакте с пресной водой, склонны к появлению местной коррозии, особенно при наличии на стенках металлургической окалины. Однако по сравнению с другими судовыми системами коррозия внутренних поверхностей трубопроводов пресной воды менее интенсивна. На этих поверхностях обычно наблюдается умеренная коррозия при наличии незначительного количества бугорков продуктов коррозии.
Обычно ремонтное вмешательство, связанное с заменой части труб, происходит по причине разрушения наружных поверхностей.
Питательные и конденсатные трубопроводы. Коррозия внутренних поверхностей сравнительно мала. Наружные поверхности находятся в условиях, аналогичных предыдущим. Наибольшему разрушению подвергаются трубопроводы, находящиеся на палубе, из-за частого контакта с морской водой (скорость коррозии 0,2 - 0,3 мм/год). Значительное разрушение наблюдается у трубопроводов, покрытых тепловой изоляцией, которая удерживает влагу (скорость коррозии 0,4 - 0,5 и даже 0,6 - 0,8 мм/год).
Трубопроводы острого и отработанного пара. Наибольшему разрушению трубопроводы подвергаются снаружи. Значительно разрушаются трубопроводы (змеевики) обогрева груза в танках. Особенно это заметно у змеевиков обогрева балластируемых танков, где попеременно происходит контакт труб с балластной морской водой и нефтепродуктами при различный соотношениях среды и температуры. Известны случаи появления сквозных отверстий вследствие коррозии через 3 -1,5 года.
Грузовые трубопроводы танкеров. Степень коррозии зависит от места расположения трубопровода (на палубе, внутри танка, в закрытых помещениях). Наибольшей коррозии подвергаются трубы в танках, наименьшей - в закрытых помещениях. Внутренние поверхности попеременно контактируются с нефтепродуктами и морской водой при ограниченном доступе кислорода.
