Как устроен землесос проекта 4395

Отечественный дноуглубительный флот, особенно речной, краеугольный камень развития внутренних водных путей. Причина все та же – старение. Ежегодные ремонты судов становятся все больше, дороже, а значит вырастает и себестоимость работ, особенно по сравнению с западными компаниями. Но параллельно со старением идет строительство новых судов. А после списания самых возрастных земснарядов, возраст всего флота должен существенно снизиться.

Также Министерство обороны пытается решать задачи по обеспечению заданных глубин собственным флотом, которого раньше у него не было – а значит последуют новые контракты и работа для верфей.

Ниже в трех числах – статистика по строительству судов дноуглубительного флота в современной России.

Земснаряды и землесосы – одни из главных профилей проектирования РЦПКБ «Стапель». У ростовского конструкторского бюро уже есть несколько десятков готовых проектов, решений, в том числе воплощенных в железе.

Самые крупные из них землесосы проекта RDB 66.42 и более массовые проекта 4395, большая часть из которых строится на «Судоремонтно-судостроительной корпорации» в Городце. Сегодня мы расскажем о том, как устроены эти суда.

В начале XXI века «ССК» была известна как предприятие, специализирующееся на композитном судостроении. Первые по-настоящему крупные проекты в сфере металлического судостроения стали появляться с 2007 года. В настоящее время соотношение металлического и композитного судостроения практически сравнялось и составляет 40 % к 60 %.

Предприятие обладает одним из самых мощных слиповых механизмов на Волге, состоящим из 15 косяковых тележек, который способен поднимать и спускать суда длиной до 140 м и доковой массой до 3500 тонн. «ССК» располагает 8 автономными стапельными местами и способен производить монтаж на открытом стапеле одновременно восьми судов совершенно разных проектов.

Завод также имеет в своем распоряжении полновесные судовозные поезда: комплекс из 68 ведомых и ведущих стапельных тележек грузоподъемностью 75 тонн каждая. Благодаря этому сегодня «ССК» обладает огромным запасом мощности и может строить крупнотоннажные суда практически без ограничений по водоизмещению.

По целому ряду позиций ПАО «ССК» получило статус единственного поставщика российских вооружений и военной техники.

Помимо работы в рамках гособоронзаказа, на предприятии ведется строительство металлического плавучего ремонтного дока нового поколения грузоподъемностью 8 000 т проекта 28140 с полным насыщением для Азербайджанского морского каспийского пароходства.

На предприятии проводится глобальная модернизация. Обновляется инженерная инфраструктура, производственное оборудование, станочный парк. Начата подготовка к реконструкции судоподъемно-судоспускового устройства гребенчатого слипа. Закуплен и введен в эксплуатацию бетонный завод, способный обеспечить не только внутренние потребности ПАО «ССК», но и сторонних потребителей. В дополнение к существующим трем, закуплена и запущена в работу еще одна машина газоплазменной резки.

Все системы завода постепенно модернизируются, начинают применяться локальные схемы там, где до этого они были централизованы. Это позволяет заводу отказаться, например, от общезаводской системы «главного воздуха» и освободить дополнительные помещения.

На этих площадях размещена мощная котельная и организован главный теплоузел завода. Это, в свою очередь, дало возможность усилить обогрев цехов и перейти на круглогодичное производство.

Специалисты ПАО «ССК» принимали участие в разработке «Концепции создания и использования плавучей атомной электростанции».

Производство подобных АЭС в современных условиях может являться способом решения проблем энергообеспечения на внутреннем и внешнем рынках и является перспективным в плане энергетической безопасности страны.

Другим перспективным направлением деятельности можно считать производство модуль-понтонов и массивов – гигантов.

Вместе с этим, «ССК» активно занимается строительством такого важного для России флота – земснарядов. Сейчас на предприятии реализуется контракт по строительству семи единиц землесосов проекта 4395.

Одно судно данного проекта «Судоремонтно-судостроительная корпорация» завершила в 2021 году. Строительство следующих двух землесосов проекта 4395 началось 25 сентября 2020 года в рамках мероприятий федерального проекта «Внутренние водные пути» Комплексного плана модернизации и расширения магистральной инфраструктуры на период до 2024 года.

Оба этих судна сданы летом 2022 года заказчику. Сейчас продолжается строительство еще четырех судов проекта 4395.

Сегодня серия землесосов на «ССК» состоит из семи единиц судов, но перспективы к увеличению есть.

Пока крупные суда аналогичного профиля строят только ССЗ «Лотос» (четыре земснаряда проекта 93.159) и ПАО «ЯСЗ» (три земснаряда проекта RDB 66.42М).

Как заявлял в начале июля 2022 года замруководителя Росморречфлота Константин Анисимов, потребности России в дноуглубительном флоте ближайшие годы составят свыше 20 инновационных земснарядов.

Головное судно проекта 4395 было сдано 22 июня 2021 года для Камского ГБУ водных путей и сообщений, первое серийное для «Администрации Северо-Двинского бассейна» в городе Котлас - 10 июня 2022 года. Оба землесоса уже начали работу.

Второе серийное (и третье по счету) для «Администрации Волго-Донского бассейна внутренних водных путей» «ССК» сдала совсем недавно – 22 июля 2022 года. Плюс на предприятии идет формирование еще двух корпусов землесосов, их сдача намечена на 2023 год.

Помимо «ССК» аналогичные земснаряды проекта 4395 строит АО «Порт Коломна» - закладка киля головного судна «Московский-703» прошла 20 мая 2022 года. Срок его сдачи контракта намечен на начало осени 2024 года. Эксплуатировать землесос будет ФГБУ «Канал имени Москвы».

По договору подряда с «ССК» землесос проекта 4395 строит Хабаровский судостроительный завод. Церемония закладки первого судна прошла на предприятии 29 июня 2022 года. Выбор подрядчика обусловлен чисто географическим принципом – для экономии ресурсов, особенно финансовых, на транспортировке судна на Амур.

История проектного бюро началась в тяжелые послевоенные годы, когда страна остро нуждалась в восстановлении разрушенного водного транспорта.

С целью обеспечения технической документацией восстанавливаемых судов в г. Ростове-на-Дону было создано ЦПКБ № 8 Министерства морского флота СССР.

Изначально основным видом деятельности бюро являлась разработка технической документации для транспортного и дноуглубительного флота.

За более чем семидесятилений период работы проектное бюро заняло ключевые позиции по ряду направлений деятельности, основными из которых являются проектирование судов, производство СНО, работы в области крутильных колебаний и виброакустики.

Постоянными заказчиками и партнерами РЦКБ являются такие организации, как ФГУП «Росморпорт» и его филиалы, ФБУ «Речводпуть», речные пароходства (Ленское, Обь-Иртышское и т.д.), дочерние структуры предприятий нефтегазового сектора (ЛУКОЙЛ, Роснефть, Газпром), а также ряд других организаций сферы водного транспорта.

За базу для землесоса проекта 4395 РЦПКБ «Стапель» взял уже опробованный землесос проекта RDB 66.42. Его проектирование КБ выполняло в рамках реализации подпрограммы «Внутренний водный транспорт» (2010 – 2020 годы). Головное судно «ССК» сдала в 2018 году, оно успешно работает в Республике Саха Якутия.

Сейчас Ярославский СЗ строит аналогичный землесос по модернизированному проекту RDB 66.42М для нужд военно-морского флота. Самое главное отличие в двух проектах – это ледовый класс.

Есть отличия и в производителях и поставщиках оборудования, особенно землесосного, но в остальном проекты схожи.

Революционных решений в землесосе 4395 нет, такой цели ни у проектанта, ни у заказчика не было.

Напротив, судно вобрало в себя уже известные и проверенные технические решения, но скомпонованные таким образом, что это делает его современным и надежным судном, позволяющим решать задачи на сложных грунтах в том числе северных рек.

Несамоходный землесос проекта 4395 предназначен для разработки шаландно-рефулерным способом песчаных, илистых и песчано-гравийных грунтов, дноуглубления на акваториях и судоходных путях, намыва дамб, с возможностью выдачи грунта в шаланды, а также по плавучему пульпопроводу длиной до 500 метров и береговому пульпопроводу длиной до 100 метров.

Район плавания судна – внутренние водные пути бассейнов разряда «О», «Р» и «Л». Для заводки папильонажных якорей земснаряда используется мотозавозня.

В носовой прорези предусмотрены специальные площадки для возможности обслуживания съемных рыхлителей и грунтоприемника.

Свайное устройство состоит из одной напорной сваи, установленной в прорези в кормовой оконечности на специальной свайной каретке и одной закольной сваи, установленной за кормовым транцем.

Свайное устройство предназначено для обеспечения продольного папильонажа земснаряда путём перемещения каретки с заколотой напорной сваей «назад» вдоль корпуса земснаряда внутри прорези. Перемещение каретки с заколотой напорной сваей заставляет земснаряд продвигаться «вперёд».

По окончании прорези для хода каретки, напорная свая поднимается, и каретка перемещает её в начало прорези корпуса. Для гарантированной фиксации земснаряда над местом работы, на время возврата каретки в исходное положение, временно опускается закольная свая – осуществляется перезакол.

Обе сваи поднимаются гидравлическими цилиндрами тяговым усилием 60 тонн одностороннего действия через свайные стропы - стальные. Верх каждого цилиндра оборудован тросовым шкивом и направляющей.

Ход свайного цилиндра 1500мм. Захват сваи осуществляется тросовым захватом-удавкой, к которой крепится свайный строп. Свайная каретка двигается в прорези по стальным направляющим. Движение каретки осуществляется гидравлическим цилиндром тяговым усилием 60,0 тонн, с ходом 3 метра.

В верхней части каретки установлена шарнирная опора, в которой смонтирован сваеподъёмный гидроцилиндр и свайный строп.

Сваи изготовлены из толстостенной трубы наружным диаметром 820 мм, толщиной 16 мм, общей длиной 17,4 метров.

Гидроцилиндры наклона свай тяговым усилием 36,5 тонн, ход 0,6 метра, обеспечивают укладку свай в положение по-походному в специальные ложементы, установленные на палубе рубки 1-ого яруса и подъем свай в рабочее положение.

Экипаж землесоса – 28 человек (в отличие от RDB 66.42, где экипаж существенно меньше – 17 человек). Для размещения персонала в корпусе землесоса предусмотрено 8 двухместных кают, плюс еще 8 одноместных кают и 2 двухместные каюты в рубке судна.

В двухместных каютах располагаются умывальники, в одноместный каютах – полноценные санкабинки. Также на землесосе предусмотрен полный набор санитарно-бытовых помещений: душевые, сауна, прачечная, сушилка, гладильная, кладовые для чистого и грязного белья, раздевалка спецодежды.

Системы зашивки двери и люковые закрытия поставляла петербургская компания «Судовые проекты и технологии».

Рубка землесоса состоит из двух уровней. Лобовая стенка рубки управления выполнена с наклоном в сторону носовой оконечности.

В рубке первого яруса располагается столовая и помещение для отдыха, камбуз, провизионная, охлаждаемая провизионная, аккумуляторная, помещение кондиционеров. На втором ярусе, помимо санитарно-гигиенических помещений, находится курительная.

На лобовой стенке рубки управления установлено одно судовое брызгонепроницаемое окна по вертикали 1085х1862 мм, с подогревом и со стеклоочистителями и шесть окон 435х805 с подогревом, два из которых со стеклоочистителями.

Разработку грунта обеспечивает фрезерный агрегат с гидравлическим приводом, оборудованный коллектором с соплами гидроразмыва.

Конструкция также предполагает возможность одновременной или попеременной работы фрезерного и гидравлического рыхлителей.

Управление технологическим оборудованием - грунтовым насосом, насосом гидроразмыва, лебедками и другим в процессе выполнения грунтозаборных работ идет через отдельный комплекс управления.

Для позиционирования земснаряда в акватории дноуглубительных или грунтозаборных работ используются системы позиционирования Nonius CSD.

Блок обработки информации встраивается в пульте управления грунтозабором в рубке управления, датчик наклона рамы – на подвижной части грунтозаборного устройства (ГЗУ), датчик осадки – в трубе вблизи оси вращения ГЗУ, датчики плотности и скорости пульпы на напорном грунтопроводе, а GPS-компас – на крыше рубки управления.

Внутри фрезерной установки установлен вал механического рыхлителя грунта – фрезы, зев грунтозабора и съемная всасывающая труба.

Сама фрезы с пятью ножками, оборудованными интегрированными режущими зубьями, имеет диаметр 2000 мм.

Регулировка ращения вала фрезы от 0-30 об/мин идет из рубки управления. Гидромотор, мощностью 180 кВт, установлен на крышке корпуса вала фрезы.

Вал фрезы вращается в заполненном маслом корпусе, ниже вала расположен зев грунтозабора - всасывающая горловина. Под корпусом фрезерной установки установлена всасывающая труба, которая соединяет всасывающую горловину с основным всасывающим пульпопроводом рамы ГЗУ.

Всасывающий пульпопровод для землесоса производило ООО «НПО «Композит»».

С грунтозаборным устройством все еще интереснее. Это собственная разработка конструкторского отдела компании «Р-Флот».

Поставка включала в себя фрезерный модуль, грунтоприемник с гидроразмывом, рама, гиростанция, рамоподъемное устройство, тросозаглубитель.

Управление системой гидравлики фрезы выполняется с помощью джойстика, кнопочных постов.

Установка гидравлического рыхления состоит из зева грунтозабора и всасывающей трубы. Подачу воды для установки обеспечивает насосный агрегат, оснащенный электродвигателем мощностью 200 кВт.

Вода подается на насадки в нижней части грунтоприемника. Струи воды разрушают слежавшийся грунт, насыщают его водой. Затем эта смесь идет в грунтоприемник.

Всасывающий пульпопровод рамы соединяется с пульпопроводом землесоса при помощи гибкой вставки в зоне оси наклона рамы ГЗУ.

Грунтовый насос LSA-20X24 производства немецкой компании KSB размещен в машинном отделении, приводится электродвигателем через редуктор.

Напорный пульпопровод выполнен из стальной трубы Ø630, соединен с нагнетательным фланцем грунтового насоса.

Для уменьшения вибрации на выходе из грунтового насоса предусмотрен резинотканевый напорный рукав диаметром 600 мм и длиной 10 метров. Для подачи пульпы через акваторию к месту разгрузки используется гибкий плавучий пульпопровод длиной 500 метров. Гибкость конструкции обеспечивают резинотканевые напорные трубы, выполненные секциями по 10 метров.

Плавучесть пульпопровода обеспечивают пять поплавков-бакенов. Они изготовлены из полиэтилена красного цвета и заполнены пенополиуретаном.

В конце пульпопровода находится понтон c автономным дизель-генератором и двумя лебедками.

Папильонажное устройство обеспечивает рабочее перемещение землесоса во время грунтозабора в заданном направлении и с необходимой скоростью. Для рабочих перемещений на землесосе применяют рабочие якоря, канаты и оперативные лебедки.

Носовое папильонажное устройство судна состоит из одной становой лебедки тяговым усилием 120 кН установленной по правому борту и двух папильонажных лебедок тяговым усилием 120 кН по обоим бортам.

Кормовое папильонажное устройство состоит из двух папильонажных лебедок тяговым усилием 45 кН левого и правого борта судна.

В качестве носовых папильонажных якорей и для становой лебедки используются якоря «Флиппер-Дельта» массой 1500 кг, для кормовых папильонажных - якоря «Флиппер-Дельта» массой 750 кг, для кормовых папильонажных - якоря «Флиппер-Дельта» массой 750 кг.

Направление троса папильонажных лебедок на палубе обеспечивают направляющие блоки и трехроликовые кипы.

Для обеспечения равномерной погрузки пульпы в баржи, на землесосе есть устройство для перемещения барж.

Оно состоит из четырех лебедок для протяжки барж тяговым усилием 50 кН и швартовных кип.

Для наблюдения за технологическим оборудованием на землесосе устанавливается система видеонаблюдения, которая состоит из видеорегистратора, монитора и четырех видеокамер.

Функцию основного и резервного источников электроэнергии на землесосе выполняют два дизель-генератора мощностью по 1000 кВт поставки ООО «Шиптрейд».

Каждый дизель-генератор установлен на отдельном фундаменте. Для обеспечения электроэнергии в стояночном режиме на землесосе используется один стояночный дизель-генератор мощностью 100 кВт также от ООО «Шиптрейд».

Для сведения, на землесосе проекта RDB 66.42 для обеспечения привода грунтового насоса использовался дизель - редукторный агрегат мощностью 1200 кВт, а в качестве источника электроэнергии применялись два дизель – генератора мощностью 500 кВт также на базе дизеля Weichai марки. Все агрегаты поставляло ООО «Ремдизель».

Грунтовый насос мощностью 500 кВт землесоса проекта 4395 приводится в действие приводным электродвигателем через редуктор Flender H1SH09. Соединение приводного электродвигателя и редуктора идет через эластичную муфту.

Для системы водяного отопления и горячего водоснабжения на землесосе устанавливается дизельный водогрейно-отопительный котел – «Kiturami Boiler».

Землесос оборудован полноценной системой водоснабжения питьевой водой. Цистерна запаса питьевой воды объемом почти 6 м³ расположена в помещении водоподготовки, там же находится насосная станция питьевой воды Grundfos JP 3-42 PT-Н, производительностью 3,5м³/ч и станция приготовления питьевой воды Sailor Special Compact 3/44 от компании Tecnicomar, производительностью 800 л/ч.

В качестве средства по утилизации отходов на землесосе, в отдельном помещении, устанавливается инсинератор TeamTec.

Топливом для сжигания отходов служит нефтесодержащий шлам, который получается в результате очистки нефтесодержащих вод. Также предусмотрена работа инсинератора на дизельном топливе.фтесодержащих вод. Также предусмотрена работа инсинератора на дизельном топливе.

Для очистки нефтесодержащих вод и для повышения автономности работы землесоса предусмотрена установка сепаратора НВ.

С этой же целью предусмотрена установка станции по очистке сточных вод, которая работает в автоматическом режиме. Контроль за ее работой идет с помощью панели управления, установленной на самой станции.

На землесосе установлены два гидравлических крана: один на главной палубе в носовой части грузоподъемностью 8,9 т при вылете 12,0 м, и кран-манипулятор грузоподъемностью 1,58 т, при вылете 16,4 м на палубе рубки второго яруса в кормовой части.

Оба крана производства компании Palfinger поставляла петербургская компания «СБС». Управление кранами осуществляется гидрораспределителями, установленными на кранах, для пуска и остановки гидронасосов и индикации работы служат отдельные электрошкафы и шкафы управления.

В корме судна установлен якорно-швартовный шпиль тяговым усилием на звездочке – 9,5 кН. Устройство дополняет якорем Холла массой 450 кг поставки нижегородского завода «Метмаш».

В качестве буксирного устройства, используются носовые буксирные битенги и палубные клюзы по обоим бортам судна.

Сейчас землесос уже передан «Администрации Волго-Донского бассейна внутренних водных путей» и базируется в городе Калаче-на-Дону Волгоградской области. Там «Донской-701» занимается поддерживанием необходимых глубины на участках ВВП в целях обеспечения безопасности судоходства и увеличения перевозок грузов внутренним водным транспортом.

Редакция «Медиапалубы» выражает особую благодарность в подготовке спецпроекта коллектив РЦПКБ «Стапель», а также коллег из «Судоремонтно-судостроительной корпорации», благодаря которым свершилась съемка такого нужного и полезного судна для отечественного судоходства.