Feature Focus: Offshore innovációk: a Kurszk felemelése

Peggy Chalmers, szabadúszó író, székhelye Sunapee, N. H., M.S. gépészmérnöki diplomát szerzett a Drexel Egyetemen.

kurska

  • Standard nézet
  • Megtekintések ikonra Nézetek
    • A cikk tartalma
    • Ábrák és táblázatok
    • Videó
    • Hang
    • Kiegészítő adatok
  • PDF Link PDF
  • Megosztás ikonra Ossza meg
    • Facebook
    • Twitter
    • LinkedIn
    • Email

  • Chalmers, P. (2002. május 1.). "Feature Focus: Offshore-innovációk: a Kurszk felemelése." MINT ÉN. Gépipar. 2002. május; 124 (05): 52–55. https://doi.org/10.1115/1.2002- május 3

    Hivatkozási fájl letöltése:

    Ez a cikk áttekinti a 10 000 tonnás Kurszk orosz tengeralattjárót, fedélzetén két atomreaktorral és 20 rakétával, 2000 augusztusában, körülbelül két perc különbséggel, pár robbanást követően. A robbanások miatt az íj annyira deformálódott, hogy lehetetlen volt emelőeszközöket rögzíteni, és komoly kétségek merültek fel a maradék szerkezeti integritásával kapcsolatban. Rozljakovónál a 21 tonnás Óriást két segédpontonak sikerült víz nélkül felemelni. A 100 méter hosszú, 15 méteres gerendával ellátott pontonokat az uszály alá süllyesztették, alatta helyzetbe csörögtek, majd kiszivattyúzták az Óriás-Kurszk kombináció megemeléséhez. Ez a plusz emelés a drydock leselejtezése mellett biztosította a szabad aljzat emeléséhez szükséges ereket. A Kurszk elhelyezése után az Óriás 4 elengedte a terhét, és kivonták a száraz dokkból.

    Cikk

    Okt. 2001. január 7-én a 10 000 tonnás Kursk orosz atomtengeralattjáró fedélzetén két atomreaktorral és 20 rakétával lassú felemelkedést indított a Barents-tenger alatt lévő 108 méteres vagy 350 méteres vizes sírból. A Kurszk visszaszerzése érzelmi és politikai esemény volt Oroszország számára; 118 személyzeti tag halt meg az elsüllyedt tengeralattjáróban, néhányan azonnal, mások miután több mint 24 órát vártak a soha meg nem érkező mentésre.

    A Kurszk 2000 augusztusában lement egy robbanás után, körülbelül két perc különbséggel. Az elméletek között szerepel egy ütközés egy másik tengeralattjáróval vagy egy hibás torpedó, amely felrobbant és felrobbant más lőszert, amely elpusztította az íjat és elsüllyesztette a hajót. A valódi okot soha nem lehet tudni.

    Vlagyimir Putyin elnök megígérte a hozzátartozóknak, hogy bármi áron hazahozza a holttesteket. Az oroszoknak azonban sem felszerelésük, sem szakértelme nem volt a munka elvégzéséhez, ezért szerződést kötöttek egy holland céggel, a Mammoettel, amely a feladat nagy részét alvállalkozásba adta egy kifejezetten a projekt számára létrehozott Mammoet Smith vállalkozásnak.

    A schiedami székhelyű Mammoet a rendkívül nehéz emelés és szállítás világméretű szakembere. Vállalkozású partnere, a rotterdami Smith International a nem konvencionális tengeri szolgáltatások szakembereként jellemzi magát, beleértve a komplex mentési műveleteket és a roncsok elszállítását. A valamikor versenyzők korábban összefogtak a Svédország és Dánia közötti Oresund hídon. Ehhez a munkához Mammoet végezte az emelést, míg Smit a víz alatti munkát.

    A kihívás

    "Május közepétől, amikor a szerződést feladtuk, szeptember végéig, október elejéig tartottunk, amikor a viharos idény elkezdődött" - mondta Larissa van Seumeren, a Mammoet szóvivője. "Ebben az idõszakban meg kellett terveznünk, legyártanunk és tesztelnünk kell a berendezéseket, módosítanunk kell egy uszályt, szerzõdést kell kötnünk a segédpontonok építésére, majd el kell végeznünk a munkát."

    A megfogó dugókhoz rögzített emelő kábelek, amelyek átcsúsztak a belső és külső hajótestbe vágott lyukakon. A dugók a helyzetükbe vannak reteszelve, miután az emelőpofákat működtették.

    Csak a Kurszk vitorla látható, mivel a sérült alsórész a dokkban nyugszik. Vontatás közben a vitorla egy speciálisan kivágott lyukba fészkelődött az Óriás 4 uszály alján.

    Általában egy ekkora projekt megvalósítása csaknem egy évet vesz igénybe. A zsugorodott ütemterv a projekt gyakorlatilag minden elemét kritikus pályára állította, és 2000 alkalmazottra volt szükség, hogy összeszedje.

    "Tudtuk, hogy meg tudjuk csinálni" - mondta Lars Wälder, a Smith International szóvivője. „Smith felemelte az Ehime Marut [a japán halászhajót, amely ütközött egy felszínre kerülő USA-val. Haditengerészeti tengeralattjáró Hawaiinál], és ez hatszor mélyebben feküdt, mint a Kurszk. Itt a legnagyobb gondunk az időjárás volt.

    A nyugodt tengerek elengedhetetlenek voltak; ha viharok uralkodnának, az alrendszert nem lehetne feloldani.

    Hátrahagyott

    Mielőtt a felvonó megkezdődhetett, le kellett szakítani az íjat az alról. A robbanások miatt az íj annyira deformálódott, hogy lehetetlen volt emelőeszközöket rögzíteni, és komoly kétségek merültek fel a maradék szerkezeti integritásával kapcsolatban. Az 1000 tonnás orr a felvonás közben leesett, a súlyeloszlás hirtelen elmozdulása katasztrofális lehet.

    Normális esetben a sérült részt alulról lefelé vágják le, de ez a módszer megkockáztatta, hogy a vágás vége közelében a vágószerszám kissé megemelheti az egész edényt, mire a két darab szétesik és a földre esik. A nukleáris reaktorok és a fel nem robbant lőszerek lerakása nem tűnt különösebben tanácsosnak, ezért a csapat felülről lefelé irányuló megközelítést választott.

    Az első rekesz 10 tonna TNT-t tartalmazott, és senki sem tudta, hány fel nem robbant torpedó maradt. A biztonság kedvéért a vágást távolról kellett elvégezni, és távvezérelt járművekre szerelt kamerákon keresztül kellett figyelni.

    A vágórendszer szívóhorgonyokat használt, ez a mélytengeri horgonyzás és kikötés jól ismert megközelítése. Minden horgony két nagy átmérőjű hengerből állt, amelyek alul nyitottak és egy kerettel hegesztettek össze. A szerelvény tetején lévő szívószivattyút egy elosztócsatornán keresztül csatlakoztatták az egyes hengerek belsejéhez. A hengerek nyomásának csökkentése nyomáskülönbséget eredményezett közöttük és a tenger között, amely a horgonyokat a tengerfenékbe vájta.

    A hajótesttől kb. 20 méterre az aloldal mindkét oldalán szívóhorgonyt helyeztek el, és a fűrészelemet - egy sor koptatóanyaggal borított dobot hordozó kábelt - átfűzték közöttük. A fűrészelem mindkét végét egy horgony hidraulikus hengeréhez erősítették. A hengerek felváltva meghosszabbításával és visszahúzásával a rendszer fűrészmozgást hozott létre, amely átvágta az íjat.

    Peggy Chalmers, szabadúszó író, székhelye Sunapee, N.H., M.S. gépészmérnöki diplomát szerzett a Drexel Egyetemen.

    A búvár belép a megfogó dugójának utolsó furatába, hogy eltávolítsa a kábelezést és egyéb akadályokat, amelyek akadályozhatják a dugó felszerelését.

    A vágási folyamat zavaros homokkal és törmelékkel borította be a tengert, így minden félórás vágást felfüggesztettek, hogy a tenger kitisztuljon, hogy a távvezérelt járművek ellenőrizhessék a haladást. A felületkezelők a fűrészelem feszességét a szívóhorgonyok lehúzásával állíthatják be.

    A vágást a függőlegestől 10 fokkal lefelé fordított szögben hajtották végre, hogy az alja felszabaduljon az orrtól és ne akadjon el. Miután az íjat eltávolították, a hajótest nyílását kapron hálóval borították, hogy a hajón belül semmi ne essen ki.

    "Pletykák szerint az oroszok el akarták hagyni az orrát, mert valami titkot tartalmazott arról, hogy miként történt a baleset" - mondta Wälder -, de meg akartuk csinálni, mert súlyosan megrongálódott.

    Az oroszok azt mondták, hogy nyáron visszakapják a 20 méter hosszú orrát, de ragaszkodnak hozzá, hogy külső segítség nélkül tegyék meg. Az alállomáson dolgozó búvárok szerint semmi sem marad, csak törött acél.

    Emelés felülről

    A Kurskot a hajótestbe szerelt 26 fém markolódugóhoz rögzített kábelekkel emelték meg felülről. Normális esetben a kábeleket a hajótest alá tekerték, de az oroszok aggódtak a torpedó területén lévő vízszintes terhelés miatt. Ezenkívül a külső hajótesten lévő 18 mm-es lemezek nem tudták kezelni a terhelést. Az új megközelítéssel mind a belső, mind a külső hajótestet átlyukasztották, és a megfogókat bordák közé szerelték a belső hajótestnél. Ez erősebb emelőfelületet biztosított, és elkerülte, hogy bármilyen berendezést el kell távolítani az aljáról.

    A Mammoet és a schiedami Huisman-Itrec közösen tervezték, hogy mindegyik megfogónak volt egy-két pofája, amelyek nyitva vagy zárva voltak, amikor egy integrált hidraulikus henger aktiválta őket. Az állkapcsokat összecsukott helyzetben engedték le a Kurszkban bevágott, majd a helyükre rögzített furatokon keresztül.

    Minden egyes állkapocs külön-külön volt profilozva, hogy illeszkedjen a belső hajótest görbületéhez a rögzítési pontjában. Ezenkívül lyukakkal méhsejtes acélpárnákat rögzítettek az állkapocs felületekhez. Terhelés alatt a betétek legfeljebb 15 mm-es vastagsággal kompenzálják az érintkezési terület esetleges egyenetlenségeit.

    A rögzítő furatokat egy telített búvárcsapat átvágta a belső és a külső hajótesten csiszolóanyagokkal kevert nagynyomású (600–1500 bar) vízsugárral. A nagyobb, külső furatok átmérője legfeljebb 2,5 méter volt, hogy a búvárok beléphessenek a hajótestek közötti térbe, és el tudják távolítani a kábelezéseket, csöveket vagy egyéb akadályokat. A csapat éjjel-nappal dolgozott hat órás váltásokban a vízben, amelynek hőmérséklete fagypont közelében mozgott.

    "Kezdetben a vágást a szonár visszatükrözéséhez használt aljzaton lévő gumiszerű anyag miatt nehézkes volt" - mondta Wälder. - Ám ezen keresztül egyszer a többi könnyű volt.

    A furatok helyének meghatározása

    A Kurszk görbülete miatt minden rögzítő furatot másképp kellett elvágni, hogy a zárt megfogót függőlegesen lehessen rajta engedni. A lyukak helyét az orosz haditengerészet és az altervezője, a Rubin Központi Tervező Iroda a tengerészmérnökökhöz, egy kormányzati ügynökség St. Petersburg. A döntések az alegység belső kialakításán és az emelőerők egyenletes elosztásának szükségességén alapultak a hajótest mentén.

    Annak érdekében, hogy a búvárok az egyes markolókat a helyükre tudják irányítani, az egyes rögzítő furatok körül egy nyomókúpra vezető kúpot szereltek. Ezután négy 18 mm-es huzalt rögzítettek egy gyűrűhöz, leeresztették a felszínről és egy vezető kúphoz. A vezetékeket ezután 15 tonnára feszítették, azonnal aktiválva egy hullámkompenzáló rendszert, hogy megvédje a vezetékeket az uszályon fellépő szél- és hullámhatás okozta túlzott stressztől.

    A fűrészelem, amely a vágókábel mentén szerelt, csiszolóanyaggal bevont dobokból áll, az íjon keresztül szeleteli, amikor a kábelt előre és hátra húzzák a vágáson keresztül.

    A markolót a saját emelője engedte le a Kurszkra, míg a srác-vezetékek orientáltan tartották a markolót, és megakadályozták, hogy lefelé forduljon. A megfogó felszerelése után a fickó vonalakat megemelték, és a folyamat megismétlődött a következő egységnél.

    "Kezdetben a telepítéssel voltak problémáink" - mondta Wälder. „Az első négy vagy öt megfogó négy-öt napig tartott, és aggódni kezdtünk, mert 26-at kellett telepítenünk. De a dolgok simán mentek, miután túljutottunk a tanulási görbén. "

    A Giant 4 félig merülő pontonmentő uszályt a Globális Helymeghatározó Rendszer a Kurszk fölé helyezte, és a fő fedélzeten négy ikerdobos csörlőből nyolcpontos kikötési rendszer tartotta.

    A 140 X 36 méteres uszály 26 szál emelő emelőt szállított, amelyek mindegyike 900 tonna összeszedésére alkalmas. Az emelők addig emelték az alsót, amíg az az uszály alatt alátámasztott, speciálisan kialakított nyergekben fészkelődött. A nyergeket úgy tervezték, hogy kezeljék a Kurszk hajlítását, valamint az Óriás hajótestének terhelés alatti hajlítását. Az uszály alján levágott nagy mélyedés befogadta az aljzat összekötő tornyát, és a fedélzetre teherhordó gerendákat telepítettek, hogy megerősítsék az uszályt a mélyedés területén.

    Huszonhat lyukat vágtak, mindegyik 1 méter átmérőjű, az uszály fő fedélzetébe és alsó testébe, és betétgyűrűkkel bélelték őket. Az emelőhuzalokat a megfogott fogókkal függőlegesen e gyűrűkön keresztül leeresztették az aljára.

    Izomerő

    Az izom erejét a Mammoet által tervezett szálemelő emelők adták, ezt a technikát a vállalat korábban alkalmazta. A szál emelő emelők utánozzák, hogy egy személy átadja-e a kötelet. Mindegyik aljzaton volt egy 54 szálas kábelköteg, és mindegyik szál hét sodrott, nagy kapacitású acélhuzalból állt. Az 54 szálat a felső és az alsó horgonyfejeken keresztül táplálták, amelyek kinyíltak vagy záródtak, hogy elengedjék vagy megfogják a kábelköteget.

    Kezdetben mindkét horgonyfejet bezárták. Ezután az alsó horgonyfej kinyílt, elengedve a kábelt, és egy hidraulikus henger felfelé tolta a felső horgonyfejet, magával húzva a kábelköteget. Ekkor az alsó fej becsukódott, megfogta a csomagot, és a felső fej kinyílt, hogy a henger visszatérhessen a kiindulási helyzetbe. Ezután a ciklus megismétlődött. A kábel leeresztéséhez a folyamat megfordult. Amint a kábelköteget kihúzták a vízből, az egyes sodronyok fölött elhelyezett motoros tekercselő készülékek felvették a lazaságot.

    A 26 aljzatot külön-külön két összekapcsolt számítógép vezérelte, amelyek kiegyenlítették a közöttük lévő terhelést, és biztosították, hogy minden henger azonos lökettel rendelkezzen terheléskor, függetlenül az olajáramlás és a terhelés különbségeitől. Ha probléma merülne fel - valószínűleg a rakomány megközelíti az előre beállított súlyt -, az emelés leáll, és riasztást ad ki.

    Mindegyik szál emelő emelőt egy hullámkompenzátorra szerelték - egy gázszuszpenziós rendszert, amelyet négy nitrogéngáz-palack táplált, függőlegesen, acél tartószerkezetben. A rendszer merevségét a belső nyomás növelésével vagy csökkentésével lehet beállítani. Egy gyűrűs fővezeték minden egységet 16 pufferhenger tárolóbankjához kötött, kész 250 bar-os tartalékot biztosítva.

    Míg a Kurszk statikus tömege mindössze 9 500 tonna volt, a hajótest átlagosan 2 métert mélyedt a tengerfenékbe, és a szívóerő legyőzésére vonatkozó becslések szerint akár 35 000 tonna is volt.

    Huszonhat emelőemelő, amelyek az alátét fölé kerültek az uszályon, mindegyik horgonyfejet tartalmazott a hidraulikus henger két oldalán. A fejek felváltva megfogták a kábelköteget, amikor a henger kinyúlt és visszahúzódott, kézen fogva hasonló mozdulattal behúzva a kábelt.

    - Ez olyan, mintha a csizmád elakadna a sárban - magyarázta van Seumeren. - Sok erő kell a szabaduláshoz.

    Először a feszítést alkalmazták a sodronyok hátsó készletére, és amint a hátsó szívóerő csökkent, a felvonó átkerült az elülső készletre. Végül a szívóerők jóval alacsonyabban költöttek, mint azt előre jelezték. A Kurszk könnyen kiszabadult a sárból, és a felvonó óvatos sebességgel haladt, óránként 10 métert.

    Hosszú, lassú vontatás

    Tizenegy órával a felvonó előtt az időjárás előrejelzése baljóslatúvá vált. Annak ellenére, hogy a Kurszk még mindig 40 méterrel az óriás 4-es dokkolási helyzete alatt volt, a döntés a part felé tartott. Egy vontató vontatni kezdte az uszályt, miközben a Kurszk folytatta emelkedését. Öt órával később a Kursk a nyereggel dokkolt az Óriás 4-ben, és a merevítő emelőket megfeszítették, hogy megakadályozzák az uszály és a tengeralattjáró szétválasztását a szállítás során. Addigra az uszályt már 16 km-en vontatták. További 36 órás 4 km-es óránkénti száguldozásra lenne szükség, hogy elérjük a mintegy 195 km-re, vagy 120 mérföldre lévő Murmanszk közelében található Roszljakovo dokkokat.

    Rozljakovónál a 21 tonnás Óriást két segédpontonak sikerült víz nélkül felemelni. A 100 méter hosszú, 15 méteres gerendával ellátott pontonokat az uszály alá süllyesztették, alatta helyzetbe csörögtek, majd kiszivattyúzták az Óriás-Kurszk kombináció megemeléséhez. Ez a plusz emelés a száraz dokk eltávolításán túl biztosította a szál emelők számára a szükséges erőt a részek süllyesztéséhez. A Kurszk elhelyezése után az Óriás 4 elengedte a terhét, és kivonták a száraz dokkból.

    Öt hónap kemény munka, 16 óra emelés és 41 óra vontatás kellett, de a Kurszk végre hazajött.