Двойной корпус

Двойной корпус — это конструктивная схема корпуса судна, при которой наружная обшивка и внутренняя обшивка разделены продольными переборками, образующими замкнутые отсеки (цистерны) между ними. Такая конструкция обеспечивает повышенную прочность, живучесть и безопасность судна, особенно в случае повреждения наружной обшивки. Основное назначение двойного корпуса — предотвращение разлива перевозимого груза (в первую очередь нефти и нефтепродуктов) в окружающую среду при столкновениях, посадках на мель или других авариях.

История

Идея разделения корпуса судна на отсеки для повышения непотопляемости известна с древности. Однако концепция именно двойного корпуса, как системы, включающей внутреннюю обшивку и межбортовое пространство, начала формироваться в конце XIX — начале XX века. Первые патенты на конструкцию с двойным дном и двойными бортами были получены в Великобритании и Германии в 1880-х годах. Внедрение таких решений было связано с ростом размеров судов и увеличением объемов перевозимых грузов, особенно нефти.

Массовое применение двойного корпуса для танкеров началось после серии крупных экологических катастроф, вызванных разливами нефти. Ключевым событием стала авария танкера «Эксон Валдез» (Exxon Valdez) в 1989 году, в результате которой в море вылилось около 40 000 тонн сырой нефти. Это привело к ужесточению международных требований к безопасности нефтяных танкеров.

В 1992 году Международная морская организация (ИМО) приняла поправки к Международной конвенции по предотвращению загрязнения с судов (МАРПОЛ 73/78), которые обязали все новые нефтяные танкеры дедвейтом 600 тонн и более иметь двойной корпус. Позднее, в 2003 году, были введены сроки поэтапного вывода из эксплуатации однокорпусных танкеров. С 2010 года все нефтяные танкеры, работающие в международных водах, должны быть двухкорпусными. Аналогичные требования постепенно распространяются на суда, перевозящие другие опасные грузы (химические вещества, сжиженные газы).

Устройство и конструкция

Двойной корпус состоит из двух основных элементов: наружной обшивки и внутренней обшивки, соединенных между собой системой продольных и поперечных переборок (стрингеров и рамных шпангоутов). Пространство между ними называется междудонным или межбортовым отсеком.

Основные элементы

Наружная обшивка: Внешняя часть корпуса, непосредственно контактирующая с водой. Она воспринимает гидростатическое давление, удары волн и нагрузки при швартовке.
Внутренняя обшивка: Вторая стенка корпуса, которая отделяет грузовые отсеки (танки) от внешней среды. Она является второй линией защиты от утечки груза.
Межбортовое пространство: Замкнутые отсеки, которые могут использоваться для различных целей: для балласта (забортной воды для обеспечения остойчивости), для хранения топлива, пресной воды или для прохода трубопроводов и кабелей. В танкерах эти отсеки часто заполняются инертным газом для предотвращения взрывов.
Двойное дно: Нижняя часть двойного корпуса, расположенная между днищем судна и вторым дном. Обеспечивает прочность днища и защиту от пробоин при касании грунта.

Типы конструкций

В зависимости от расположения и полноты охвата корпуса различают:

Полный двойной корпус: Охватывает всю длину грузовой зоны судна, включая борта и днище. Наиболее распространенный тип для современных танкеров.
Частичный двойной корпус: Включает только двойное дно или только двойные борта. Встречается на судах меньшего размера или на судах специального назначения.
Двойной корпус с продольными переборками: Внутренняя обшивка может быть не сплошной, а состоять из отдельных продольных переборок, образующих несколько рядов отсеков.

Классификация и виды

Двойные корпуса классифицируются по нескольким признакам:

По типу судна

Нефтяные танкеры: Основной тип судов, для которых двойной корпус является обязательным требованием. Обеспечивает защиту от разливов нефти при авариях.
Химовозы: Суда для перевозки химических грузов. Двойной корпус обязателен для многих классов опасных веществ.
Газовозы: Суда для перевозки сжиженного природного газа (СПГ) и сжиженного нефтяного газа (СНГ). Двойной корпус часто используется для размещения теплоизоляции и защиты криогенных танков.
Контейнеровозы и сухогрузы: Двойной корпус применяется для повышения прочности, улучшения остойчивости и увеличения объема балластных отсеков. Однако для этих типов судов он не является обязательным.
Военные корабли: Двойной корпус используется для повышения живучести — защиты от подводных взрывов (мин, торпед) и обеспечения непотопляемости при повреждениях.

По конструктивным особенностям

С одинарными бортами и двойным дном: Наиболее простая и распространенная конструкция для сухогрузов и контейнеровозов.
С двойными бортами и одинарным дном: Встречается реже, в основном на пассажирских судах и паромах.
С полным двойным корпусом: Характерен для танкеров и некоторых типов газовозов.

Применение и значение

Основное применение двойного корпуса — обеспечение экологической безопасности при морских перевозках. Он значительно снижает риск разлива опасных грузов (нефти, нефтепродуктов, химикатов) в случае столкновения, посадки на мель или других повреждений корпуса. Даже при пробоине наружной обшивки внутренняя обшивка остается неповрежденной, и груз остается внутри судна.

Дополнительные функции двойного корпуса:

Повышение прочности: Двойной корпус увеличивает продольную и поперечную прочность судна, позволяя ему выдерживать большие нагрузки.
Улучшение остойчивости: Балластные отсеки в межбортовом пространстве позволяют эффективно регулировать остойчивость судна при различных загрузках.
Защита от коррозии: Внутренняя обшивка защищает грузовые танки от контакта с морской водой, что продлевает срок службы судна.
Удобство обслуживания: Межбортовое пространство используется для прокладки трубопроводов, кабелей и доступа к системам судна.

Экономические аспекты

Несмотря на очевидные преимущества, двойной корпус имеет и недостатки:

Увеличение стоимости строительства: Конструкция сложнее и требует большего количества металла.
Уменьшение грузоподъемности: Часть внутреннего объема судна занимают межбортовые отсеки, что снижает полезный объем для груза.
Увеличение веса: Дополнительная обшивка и переборки увеличивают водоизмещение судна.
Усложнение обслуживания: Доступ к некоторым участкам внутренней обшивки и межбортового пространства затруднен, что требует специальных методов осмотра и ремонта.

Технические требования и нормативы

Основные требования к конструкции двойного корпуса для танкеров регламентируются Международной конвенцией МАРПОЛ 73/78 (Приложение I, Правило 19). Согласно этим требованиям:

Ширина каждого бортового отсека (расстояние между наружной и внутренней обшивками) должна быть не менее 2,0 метров или 1/5 ширины судна (в зависимости от того, что больше), но не более 2,0 метров для судов дедвейтом менее 5000 тонн.
Высота двойного дна должна быть не менее 2,0 метров или 1/15 ширины судна (в зависимости от того, что больше), но не менее 1,0 метра.

Эти параметры рассчитываются таким образом, чтобы при типичных авариях (столкновение с другим судном, посадка на мель) внутренняя обшивка оставалась неповрежденной. Аналогичные требования существуют для химовозов и газовозов в рамках Международного кодекса постройки и оборудования судов, перевозящих опасные химические грузы наливом (IBC Code) и Международного кодекса постройки и оборудования судов, перевозящих сжиженные газы наливом (IGC Code).

Критика и недостатки

Несмотря на широкое признание, конструкция двойного корпуса подвергается критике по нескольким причинам:

Коррозия в межбортовом пространстве: Замкнутые отсеки, особенно используемые для балласта, подвержены интенсивной коррозии из-за постоянного контакта с морской водой и отсутствия вентиляции. Это требует регулярного осмотра и дорогостоящего ремонта.
Сложность осмотра: Доступ к внутренним поверхностям межбортовых отсеков затруднен, что делает их осмотр трудоемким и дорогим. Это может приводить к тому, что коррозия остается незамеченной до критического состояния.
Увеличение веса и снижение грузоподъемности: Дополнительный вес конструкции снижает экономическую эффективность судна, так как уменьшается количество груза, которое можно перевезти за один рейс.
Проблемы с устойчивостью: В некоторых случаях, особенно при частичном заполнении межбортовых отсеков балластом, может возникать эффект свободной поверхности, снижающий остойчивость судна.
Альтернативные подходы: Некоторые эксперты предлагают альтернативные конструкции, такие как использование двойных бортов только в критических зонах (например, в районе грузовых танков) или применение специальных защитных покрытий, которые могут быть не менее эффективными при меньших затратах.

Интересные факты

Первое судно с двойным корпусом, построенное для перевозки нефти, — танкер «Глюкауф» (Glückauf, 1886 год). Он имел двойное дно и продольные переборки, но не полный двойной корпус в современном понимании.
Самый крупный в мире танкер с двойным корпусом — «Ти-Ти-Ай» (TI Class) серии судов дедвейтом около 440 000 тонн. Они были построены в 2002–2003 годах.
После аварии «Эксон Валдез» в США был принят Закон о загрязнении нефтью (Oil Pollution Act of 1990, OPA-90), который требовал, чтобы все танкеры, заходящие в воды США, имели двойной корпус. Это стало одним из самых строгих национальных требований в мире.
Конструкция двойного корпуса используется не только на судах, но и на подводных лодках, где она обеспечивает дополнительную защиту от гидростатического давления и подводных взрывов.

Источники

Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов (МАРПОЛ 73/78), Приложение I, Правило 19.
Международный кодекс постройки и оборудования судов, перевозящих опасные химические грузы наливом (IBC Code).
Международный кодекс постройки и оборудования судов, перевозящих сжиженные газы наливом (IGC Code).
Закон о загрязнении нефтью (Oil Pollution Act of 1990, OPA-90), США.
«Теория и устройство судна» / Под ред. В.А. Алексеева. — М.: Транспорт, 1992.
«Морская энциклопедия» / Под ред. В.П. Зенкевича. — М.: Советская энциклопедия, 1985.
«Tanker Safety: The Double Hull Design» — публикация Международной морской организации (IMO), 2003.

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →