Drift av skip og flyterigger 8258512978 [PDF]

Zitiervorschau

Øivind Husø

Drift av skip og flyterigger

B Nasjonalbiblioteket Depotbiblioteket

YRKESOPPLÆRING ANS

© Yrkesopplæring ans 1998

1. utgave, 1. opplag 1998

Utgiver: Yrkesopplæring ans

Grafisk design og tilrettelegging: Elektronisk Informasjonsbehandling AS

Trykk: PDC Tangen 1998 Aurskog

Godkjent til bruk i den videregående skolen av Nasjonalt læremiddelsenter juni 1998.

Godkjenningen er knyttet til fastsatt læreplan for studieretningsfagene i læreplanen for videregå­ ende kurs II/Bedrift elektrikerfaget fra juli 1996. Boka dekker avsnitt 2.23 Drift av skip og flyterigger i læreplanen.

Det må ikke kopieres fra denne boka i strid med åndsverkloven og fotografiloven eller i strid med avtaler om kopiering inngått med Kopinor, Interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk. Kopie­ ring i strid med lov eller avtale kan føre til erstatningsansvar og inndragning og kan straffes med bøter eller fengsel.

ISBN 82-585-1297-8

Innhold Forord ........................................................................... 9

Kapittel 1 Skip og skipsteikningar................................................. 11 1.1 Hovuddimensjonane til skipet.................................................. 11 1.1.1 Lengda av skipet ...................................................................13 1.1.2 Breidda av skipet.................................................................. 15 1.1.3 Djupn i riss.............................................................................. 15 1.1.4 Djupgang og trim.................................................................. 16 1.1.5 Fribord..................................................................................... 18 1.1.6 Deplasement............................................................................ 20 1.1.7 Lettskipsvekt ......................................................................... 21 1.1.8 Dødvekt ................................................................................... 21 1.1.9 Tonnasje................................................................................... 22 1.1.10 Kubikkapasitet.....................................................................23 1.1.11 Kontainerkapasiteten ten.................................................. 23 1.1.12 Lanemeter.............................................................................. 23 1.1.13 Skipsmåling..........................................................................23 1.2 Arrangementsteikningar og dei viktigaste konstruksjonsdelane til skipet.................................................24 1.2.1 Arrangementsteikningar .................................................... 24 1.2.2 Dei viktigaste konstruksjonsdelane til skipet............ 30 1.2.3 Kvifor lange skip har langskipsavstiving ...................... 36 1.2.4 Tverrskipsavstiving i mindre skip ................................. 38 1.4 Korleis roret og propellen påverkar styring og manøvrering på eit skip . .. ........................... 42 1.4.1 Retningsstabile skip...................................... 42 1.4.2 Bruk av ror, propell og baugpropell ............................... 44 1.5.1 Manøverdata for skipet................................. 48 1.5.2 Trykkeffektar ......................................................................... 49 1.6 Fortøying, fortøyingsrutinar og bruk av fortøying sutstyr . 50 1.6.1 Arrangementet på framdekket ........................................... 51 1.6.2 Korleis vi stuar ankerkjettingen og sikrar ankeret ... 56

Innhold

5

1.7 Rutinar ved innklarering og utklarering av skip.................. 58 1.7.1 Tollklarering.......................................................................... 58 1.7.2 Meldeplikt............................................................................... 60 1.7.3 Losplikt.................................................................................... 60 1.8 Forskrifter, klassereglar og dokumentasjon........................... 60 1.8.1 Vedlikehaldssystem ............................................................ 60 1.8.2 Klassifikasjonsselskapa........................................................61 1.8.3 Sjøfartsdirektoratet ogSkipskontrollen........................... 64 1.9 Oppgåver........................................................................................... 70

Kapittel 2 Flyteriggar .................................................................... 73 2.1 Innleiing ........................................................................................... 73 2.2 Oppjekkbareplattformer .............................................................. 74 2.3 Plattformer somkansøkkjast halvvegs ned.............................. 78 2.4 Boreskip ........................................................................................... 80 2.5 Produksjonsanlegg for olje og gass............................................ 83 2.5.1 Stålplattformer ...................................................................... 84 2.5.2 Betongplattformer................................................................. 85 2.5.3 Flytande produksjonsanlegg med undervassinstallasjon................................................. 85 2.6 Fartøy som har tilknyting til plattformene ........................... 87 2.6.1 Forsyningsskip ......................................................................87 2.6.2 Hjelpefartøy.............................................................................87 2.6.3 Ankerhandteringsfartøy ..................................................... 88 2.6.4 Kranfartøy............................................................................... 88 2.6.5 Rørleggingsfartøy ................................................................. 88 2.6.6 Seismikkskip.......................................................................... 88 2.6.7 Dykkarfartøy .......................................................................... 88 2.6.8 Bøyelastingsanlegg .............................................................. 89 2.6.9 Bustadplattform ................................................................... 89 2.6.10 Verkstad- og konstruksjonsfartøy.................................. 90 2.7 Boreoperasjonar og rørsystem ...................................................90 2.8 Oppgåver...........................................................................................96

Kapittel 3 Pumpe- og røropplegg på skip...................................... 97 3.1 Innledning..........................................................................................97 3.2.1 System med hovedledninger .......................................... 100 3.2.3 Ballastrørsystemet til «Berge Sigval»............................104

6

Innhold

3.2.4 Laste- og lossearrangementet til et produkttankskip 106 3.2.5 Rørledninger og utstyr....................................................... 108 3.3.1 Hvordan vi bruker sentrifugalpumper .........................112 3.3.2 Hvorfor vi bruker sentrifugalpumper........................... 115 3.3.3 Fortrengningspumper .......................................................115 3.3.4 Hvorfor vi bruker fortrengningspumper...................... 117 3.4 Oppgaver....................................................................................... 117

Kapittel 4 Maskinanlegget i skip og flyterigger .......................... 119 4.1 Motormaskineri (dieselmaskineri) ......................................... 119 4.1.1 Hvordan dieselmotoren virker .......................................122 4.1.2 Ulike motorarrangementer ............................................. 123 4.1.3 Hvordan totaktsmotoren arbeider.................................. 129 4.1.4 Hvordan en firetakts dieselmotor arbeider................. 138 4.2 Dieselmotorens hjelpesystemer ............................................. 140 4.2.1 Brennoljesystemet.............................................................. 140 4.2.2 Smøreoljesystemet.............................................................. 147 4.2.3 Kjølesystemet....................................................................... 150 4.2.4 Startluftsystemet ................................................................ 153 4.3 Dampturbinanlegg....................................................................... 155 4.3.1 Dampturbinanlegg som framdriftsmaskineri ............. 155 4.3.2 Damp i moderne motorskip............................................. 159 4.4 Gassturbinanlegg......................................................................... 162 4.5 Kjøle- og fryseanlegg, evaporatorer og separatorer .......... 164 4.5.1 Kjøleteknikk......................................................................... 164 4.5.2 Evaporatorer......................................................................... 166 4.5.3 Omvendt osmose................................................................ 167 4.5.4 Separatorer............................................................................ 168 4.6 Oppgaver....................................................................................... 169

Kapittel 5 Vedlikehold ................................................................. 171 5.1 Rust og tæring .............................................................................. 172 5.1.1 Hva er korrosjon?................................................................ 172 5.1.2 Korrosjonstyper.................................................................. 173 5.2 Korrosjonsbeskyttelse................................................................ 181 5.2.1 Utstyr og metoder for fjerning av rust og beskyttelse mot rustog tæring.................................. 181 5.2.2 Prinsippet med katodisk vernmot korrosjon........... 186

Innhold

7

5.3 Renhold og rengjøring av elektrisk utstyr............................ 187 5.3.1 Rengjøring av elektriske motorer og generatorer . . . .187 5.3.2 Rengjøring av annet elektriskutstyr............................... 188 5.3.3 Rengjøringsmidler............................................................... 188 5.4 Vedlikeholdsprogram *og reservedeler.............................................................................. 189 5.5 Lagerkontroll og lagerskiftepå elektromotorer.................... 191 Oppgaver................................................................................................. 193 Ordliste ....................................................................... 195 Ordliste bokmål - nynorsk................................................................ 195 Ordliste nynorsk - bokmål................................................................ 195

8

Innhold

Forord Denne boka er primært skrevet for elever som går på videregående kurs II/Bedrift elektrikerfaget, og den dekker avsnitt 2.23 Drift av skip og flyterigger i læreplanen. Boka skal gi en innføring i skipsteknikk for elever med elektofaglig bakgrunn som ønsker en stilling til sjøs eller på plattformer.

Den internasjonale konvensjonen om normer for opplæring, sertifikater og vakthold for sjømenn blir gjerne kalt STCW. Disse bokstavene står for «Stan­ dard of training, certification and watchkeeping». Etter denne konvensjonen er ikke «skipselektriker» lenger en stilling om bord der det kreves internasjo­ nalt sertifikat. Likevel er det behov for en elektriker om bord i mange skip.

Vi retter en takk til MAN B&W, Norcontrol og Bergesen for tillatelse til å bruke deres illustrasjoner.

Skipslære

9

Kapittel 1

Skip og skipsteikningar Når du har arbeidd med dette kapittelet, skal du kunne

-

-

gjere greie for korleis hovuddimensjonane til eit skip er definerte kunne forklare arrangementsteikningar for eit skip kjenne til dei viktigaste konstruksjonsdelane for eit skip kjenne til forskrifter og sikringsinstruksar for re­ gulering av luker, portar og lause dekk på eit skip kjenne til korleis skip med fastpropell- og vripropellanlegg raskast mogleg kan retarderast kjenne til faremoment ved fortøying, fortøyingsrutinar og bruk av fortøyingsutstyr kjenne til rutinar ved innklarering og utklarering av skip planleggje arbeidet med utgangspunkt i gjeldande forskrifter, klassereglar og aktuell dokumentasjon

1.1 Hovuddimensjonane til skipet Kva meiner vi når vi spør kor stort eit skip er? Er det lengda vi meiner, eller er det kanskje volumet inne i skipet? Kanskje tenkjer vi på kor mange tonn last det kan ta, eller kor mange passasjerar det kan føre. Vi ser at storleiken til skipet ikkje er noko ein­ tydig omgrep. Derfor skal vi sjå nærmare på nokre måtar å oppgi storleiken til skipet på.

Skipslære

11

På figur 1.1 ser du eit middels stort lasteskip. Nokre data for skipet er Loa = 104,75 m

Lpp = 96,70 m Breidd på spant (moulded breadth) = 16,40 m Djupgang: 6,55 m Lastekapasitet: 5273 tdw

Figur 1.1 Kontainerskip

12

Skip og skipsteikningar

Tonnasje: 3978 gt Fart: 16 kn Lasteromskapasitet: 238175 cbft Kontainerkapasitet: 418 teu

Slike data er det vanleg å finne i skipspresentasjonar og tidsskrift, men skjønner vi kva dei står for?

1.1.1 Lengda av skipet Lengda av skipet er ein viktig storleik. Sjøfolk bru­ ker lengda når dei skal planleggje sjøreisa, fordi det er avgrensingar når det gjeld lengd i mange farvatn og hamner.

Lengda blir nøye vurdert når ein planlegg å byggje eit skip, fordi det er den dyraste dimensjonen. Det er mykje rimelegare å lage eit skip høgt enn å lage det langt. Dessutan er lengda ein viktig storleik når ein skal rekne ut motstanden skipet har, bestemme seg for framdriftsmaskineriet og dermed finne fram til den farten skipet kan få. Det finst fleire måtar å definere lengda av skipet på. I skipsteknisk samanheng definerer vi lengda på tre måtar, nemleg Lpp, wl og L0A.

L

Lpp kjem frå det engelske uttrykket «length between perps», som vi kan setje om med lengda mel­ lom perpendikulærane. Fremre perpendikulær, FP, er ei loddrett linje som går gjennom skjeringspunk­ tet mellom framstamnen og den vasslinja som ski­ pet er konstruert for å flyte på når det går med full last. Aktre perpendikulær er ei loddrett linje som går gjennom sentrum av rorstamma. Lpp er den vassrette avstanden mellom desse linjene. Sjå figur 1.2. Lnn blir mest nytta i samband med konstruksjon, men vi ser ofte denne storleiken i data for skip.

Lwl kjem av det engelske uttrykket «length of waterline», som tyder lengda av vasslinja. Sjå figur 1.2.

LqA kjem av det engelske uttrykket «length over­ all» og er den største lengda av skroget. Sjå figur 1.2. Denne lengda er meir aktuell frå eit operativt

Skipslære

13

perpendikulær

Aktre_______

synspunkt. Til dømes oppgir ein denne lengda ved dokking og når skipet skal ha kaiplass.

Figur 1.2 Lengdene av skipet

Vanlegvis oppgir vi lengda i meter (m), men av og til står lengda i fot. 1 m svarer til 3,28 fot.

Døme 1.1 Kva er lengda i fot for kontainerskipet på figur 1.1? Løysing: oa = 104,75 • 3,28 = 343,6 fot

L

Lpp = 96,70 • 3,28 = 317,2 fot Døme 1.2 Eit fiskefartøy er 110 fot langt L0A. Kor mange fot blir det?

Løysing: 110 ^OA — 3, 28 — 33,5 m

14

Skip

OG SKIPSTEIKNINGAR

1.1.2 Breidda av skipet Når sjøfolk skal planleggje reisa, må dei også kjenne til den største breidda skipet har. Dette er altså breidda målt på utsida av skipet. Breidda er også ein viktig storleik når skip skal konstruerast. «Panamax» og «Suezmax» er typenemningar på skip som er dei største som kan gå gjennom Panamakanalen og Suezkanalen. Breidda speler sjølv­ sagt ei viktig rolle. Skipsingeniørane konstruerer skipet på innsida av platekledningen. Dette er også den breidda som inngår i målereglane for skip. På norsk seier vi breidd på spant, mens den engelske nemninga er «moulded breadth». Symbolet for breidder er B. Vanlegvis blir breidda oppgitt i meter, men det hender også at ho står i fot.

Figur 1.3 Breidder

1.1.3 Djupn i riss Djupn i riss er avstanden frå underkanten av dekksplata til basislinja målt midtskips. Sjå figur 1.4. Vi måler djupn i riss ute i borde. Symbolet for djupn i riss er D. Vi ser at dekket til skipet på figur 1.4 er forma i ein boge. Det kallar vi bjelkebukt. Djupn i riss blir ikkje påverka av bjelkebukt.

Skipslære

15

Dekk

Avrunding Skipsside

Figur 1.4 Djupn i riss

1.1.4 Djupgang og trim Djupgang vil seie kor djupt fartøyet stikk i sjøen. Djupgangen er rett og slett avstanden frå botnen av skipet til vasslinja. Symbolet for djupgang er T. Dersom vasslinja er parallell med kjølen, seier vi at skipet flyt på rett kjøl. Dersom fartøyet ikkje flyt på rett kjøl, seier vi at det trimmar.

Ofte er det skilnad på djupgangen forut og akterut på eit fartøy. Da markerer vi symbolet med indek­ sar.

Tf tyder djupgang forut. TA tyder djupgang akterut. Dersom TA er større enn TF, seier vi at skipet trim­ mar akterover. Dersom TA er mindre enn TF, trim­ mar skipet framover.

Trimmen blir rekna ut som skilnaden mellom djup­ gangen akterut og djupgangen forut. Symbolet er t. t = TA-TF

Vi ser at dersom djupgangen akterut er større enn djupgangen forut, reknar vi trimmen som positiv.

Dersom djupgangen akterut er lik djupgangen forut, seier vi at skipet flyt på rett kjøl (engelsk: «even keel»). Det er viktig å kjenne djupgangen når vi planlegg ei reise. Vi må til dømes vite om den hamna vi skal

16

Skip og

skipsteikningar

inn i, er djup nok, eller om ein kanal vi skal igjen­ nom, er djup nok. Dessutan er djupgangen viktig i ein del skipstekniske utrekningar.

Figur 1.5 Djupgang

Fordi det er viktig å kjenne djupgangen til skipet, er skipet utstyrt med djupgangsmerke som gjer at vi kan lese av djupgangen. Djupgangsmerka er plas­ serte forut og akterut og av og til midtskips. Djup­ gangsmerka viser avstanden til botnen av skipet.

Figur 1.6 Djup­ gangsmerke

Skipslære

17

Døme 1.2 Vi les av djupgangen forut til 9,0 m og djupgangen akterut til 11,0 m på eit bulkskip. Kor stor er trim­ men? Løysing t= a

T -Tf = 11 - 9 = 2 m

1.1.5 Fribord Fribordet er avstanden frå dekket til vasslinja. Fribordet har mykje å seie for kor sikkert skipet er. Di større del av skroget som er over vatn, di meir reserveoppdrift har det. Slik reserveoppdrift kan også vere med på å halde skipet flytande dersom det får ein lekkasje. Derfor er det laga reglar som fastset kor stort fribordet skal vere.

Fribord

Dypgang, T

Figur 1.7 Fribord

Alle skip har påført eit lastemerke på sida. Det viser kor langt ned vi kan laste skipet. På figur 1.8 kan du sjå eit slikt lastemerke. Dekkslinja viser kvar fribor­ det er rekna frå. Sirkelen med ein vassrett strek i midten kallar vi plimsollermerket. Merket er opp­ kalla etter Plimsoll, som var medlem av det engel­ ske parlamentet. I 1876 fekk han gjennomført eit påbod om lastemerke på skipssida. Streken gjen-

18

Skip

OG SKIPSTEIKNINGAR

nom sirkelen viser kor djupt vi kan laste skipet i sjøvatn om sommaren. Vi seier at streken viser sommarlastelinja. Avstanden mellom dekkslinja og sommarlastelinja kallar vi sommarfribordet. Til høgre for sirkelen er det markert mange lastelinjer. Dei viser kor djupt vi kan laste skipet i ulike klima­ soner og i dei ulike årstidene. TF tyder «tropane ferskvatn». T tyder «tropane» og S «sommar». W er «vinter», mens WNA tyder «vinter i Nord-Atlanteren». Vi ser at det krevst størst fribord på skipet dersom det skal gå i Nord-Atlanteren om vinteren. Som sagt gir høgare fribord større tryggleik. I NordAtlanteren om vinteren kan veret vere dårleg, og det kan vere fare for at det kjem is i riggen, noko som påverkar stabiliteten til skipet i negativ ret­ ning. Dekkslinje

Figur 1.8 Lastemerke

Skipslære

19

1.1.6 Deplasement Deplasementet er ein viktig storleik.

Vi skil mellom volumdeplasementet og vektdeplasementet. Volumdeplasementet fortel oss kor stort volum i kubikkmeter (m3) av skroget som er under vatn, eller sagt på ein annan måte: Volumdeplasementet er det volumet som skroget trengjer bort. Symbolet for volumdeplasementet er V.

Vektdeplasementet er vekta av den fortrengde væskemengda, eller rett og slett vekta til fartøyet. Når vi berre bruker ordet deplasement, er det vektde­ plasementet vi meiner. Symbolet for deplasementet er A. For eit skip er det vanleg å oppgi deplasemen­ tet i tonn (1000 kg).

1 m3 ferskvatn veg 1000 kg. Vi seier at tettleiken til ferskvann er 1000 kg/m3. Symbolet for tettleiken er den greske bokstaven p, som vi uttaler rho. Det kan vere lurt å la p få ein indeks, slik at alle kan sjå kva for verdiar vi reknar med.

Da skriv vi p ferskvatn = 1000 kg/m3. Døme 1.3 Finn deplasementet i tonn til eit fartøy som har volumdeplasementet V = 392 m3 dersom det flyt i ferskvatn. Vi reknar med at 1 m3 ferskvatn veg 1000 kgLøysing: Deplasementet A = V • p ferskvatn = 392 m3 • 1000 kg/m3 = 392 000 kg. Deplasementet til fartøyet i tonn blir 392 000/1000 = 392 tonn. Tettleiken til sjøvatn er avhengig av kor mykje salt det er i vatnet. Vanlegvis reknar vi med at 1 m3 sjø-

20

Skip og skipsteikningar

vatn veg 1025 kg. Det vil seie at tettleiken til sjø­ vatn er 1025 kg/m3. Dersom vi skriv på symbolform, får vi (sjøvatn = 1025 kg/m3.

Døme 1.4 Finn deplasementet til eit fartøy dersom det flyt i sjøvatn og volumdeplasementet er 360 m3. Vi reknar med at 1 m3 sjøvatn veg 1025 kg. Løysing: Deplasementet A = 360 m3 • 1025 kg/m3 = 369 000 kg.

Deplasementet til fartøyet i tonn blir 369 000/1000 = 369 tonn. Døme 1.5 Ein firkanta lekter er 20 m lang og 4 m brei. Han flyt utan å trimme i sjøvatn. Djupgangen er 2 m. Kor mykje veg lekteren?

Løysing: Vekta til lekteren er den same som deplasementet. A = V ■ p sjøvatn = 20 • 4 • 2 • 1,025 = 164 tonn

1.1.7 Lettskipsvekt Vekta av sjølve skipet med alt maskineri og utrust­ ning, men utan last, bunkers, proviant og liknande, kallar vi lettskipsvekt.

Symbolet for lettskipsvekta er WLS.

Lettskipsvekta oppgir vi i tonn.

1.1.8 Dødvekt Dødvekta er vekta av last, bunkers, proviant og lik­ nande. Dødvekta er altså eit mål for kor mykje ski­ pet kan bere. Vi oppgir dødvekta i tonn (1000 kg) eller long tons (1016 kg). Dødvekta er det viktigaste

Skipslære

21

kommersielle målet. Den maksimale nyttelasta er gjerne 3-10 % lågare enn dødvekta på grunn av vekta av bunkers, vatn, proviant osv.

Symbolet for dødvekt er DW. Deplasementet blir dermed summen av lettskipsvekta og dødvekta.

Døme 1.6 Finn dødvekta for ein båt dersom deplasementet er 392 tonn og lettskipsvekta 320 tonn. Løysing: A = WLS + DW

Vi løyser likninga med omsyn på DW og får død­ vekta DW= A - WLS = 392 - 320 = 72 tonn.

1.1.9 Tonnasje Når vi snakkar om tonnasje i samband med skip, meiner vi volumet av skipet. Tonnasjen har ingen­ ting med deplasement å gjere. Tonnasjen er ein storleik som ein legg til grunn til dømes når skipet skal betale avgifter, når ein skal fastsetje kor stort mannskap det skal ha, og kva for kvalifikasjonar ein skal krevje av mannskapet. Når det gjeld fiskefartøy, legg ein tonnasjen til grunn når ein skal fordele kvotar. Tonnasjen er ein stor­ leik som ein måler ut frå visse reglar. Tonnasjen blir målt i bruttotonn, BT, som på engelsk heiter «gross ton», GT, og nettotonn NT.

Det er internasjonale reglar som seier korleis ein skal måle tonnasjen. Gjeldande konvensjon er frå 1969. Bruttotonnasje, BT Eitt bruttotonn, GT = (0,2 + 0,2 (lgV))V der V = volumet i kubikkmeter av dei lukka romma på ski­ pet.

22

Skip og skipsteikningar

Tidlegare konvensjonar opererte med det ein kalla registertonn. Skip som er målte etter tidlegare kon­ vensjonar, har derfor tonnasjen oppgitt i bruttoregistertonn, brt. På engelsk heiter det grt, som står for «gross register ton». Vi ser at skipet på figur 1.1 har tonnasjen oppgitt som 3978 grt.

1.1.10 Kubikkapasitet Dette er det viktigaste kommersielle målet der lasta er så lett at skipet blir fullt utan at det er lasta ned til lastemerket (fribordsmerket). Eininga er kubikk­ meter eller kubikkfot og er vanleg for gasstankarar og kjøleskip og ofte for linjeskip.

1.1.11 Kontainerkapasiteten teu Teu er ei forkorting for «twenty-foot equivalent unit». Kontainerkapasiteten til eit skip blir oftast oppgitt i teu, og ein standardkontainer er på 20 • 8 • 8 fot.

1.1.12 Lanemeter Uttrykket blir først og fremst nytta ved transport av trailerar. 1 lanemeter er 1 m dekksflate i 2,53 m breidd. Skip som er bygde for å transportere nye bilar, blir gjerne karakterisert ved talet på mindre biler eller kvadratmeter dekksflate.

1.1.13 Skipsmåling Alle norske skip med ei lengd på 15 m (LOA) eller meir er målepliktige. Det finst nokre unntak, som stort sett omfattar skipa staten eig. Når fartøyet er målt, blir det utstyrt med eit målebrev. I dette doku­ mentet står både bruttotonnasjen og nettotonna­ sjen. Også når det gjeld skipsmåling, er det interna­ sjonale konvensjonar som ligg til grunn for korleis målinga skal gjerast, og kva for volum som skal takast med. Frå og med 1994 skal alle fartøy målast

Skipslære

23

etter det vi kallar 1969-konvensjonen. Da får det målte fartøyet eit internasjonalt målebrev. Målebrevet inneheld desse opplysningane:

1 2 3 4 5 6

7

Namnet på fartøyet Heimstaden til fartøyet Kjenningssignalet til fartøyet, til dømes LKAB Bruttotonnasjen til fartøyet Nettotonnasjen til fartøyet Byggjestaden, byggjenummeret, byggjeåret og namnet på byggjaren Den største lengda av fartøyet

1.2 Arrangementsteikningar og dei viktigaste konstruksjonsdelane til skipet 1.2.1 Arrangementsteikningar Arrangementsteikninga, som også blir kalla hovudarrangement eller generalarrangement, viser korleis skipet er delt opp, og kvar utstyr, innreiing, tankar og liknande er plasserte. Slike teikningar blir laga for alle skip, og vi skal sjå på ein del slike teiknin­ gar.

I prinsippet ser eit lasteskip ut slik figur 1.9 viser. Vi kan dele skroget inn i framskip, lasteområde, maskinområde og akterskip. I tillegg kjem overbyg­ get. Skip med overbygg akterut blir kalla bakladarar. Tidlegare var det vanleg at lasteskip hadde overbygg midtskips. Dei vart da kalla midtskipsbåtar.

24

Skip og skipsteikningar

Figur 1.9 Inndeling av eit lasteskip

På figur 1.10 ser du ei forenkla arrangementsteikning til eit konvensjonelt stykkgodsskip. Den øvste teikninga viser skipet i snitt sett frå sida, teikninga i midten viser arrangementet på hovuddekket, mens den nedste teikninga viser mellomdekksnivået. Dette mellomdekket blir også kalla eit tweendekk. Vi ser at hovuddekket er flatt bortsett frå forut der det er ei oppbygging, som blir kalla bakken. Vi legg elles merke til bulben og kjettingkassa som er teikna inn. Bulben er kula som skroget har omtrent frå vasslinja og ned. Han skal lage eit bølgjemønster rundt skipet slik at motstanden til skroget gjennom vatnet blir så liten som mogleg. Mellom framskipet og lasteromma er det eit vass­ tett skott. Dette skottet kallar vi kollisjonsskott.

Lasteområdet er delt i fire seksjonar som alle inne­ held lasterom. Lasteromma er gjerne nummererte framanfrå og akterover, slik at det første rommet har nummer 1, mens rommet lengst akterut på dette skipet har nummer 4. For at vi skal komme til lasteromma frå dekket, har kvart rom ei luke. Lukene på hovuddekket og lukene på mellomdek­ ket i lasterommet er teikna i open stilling.

Skipslære

25

Skipet har lasterom som kan frakte nesten kva som helst. I botnen av lasterom 1 har det lastetankar. Slike tankar blir gjerne nytta for å frakte rågummi frå hamner i det fjerne Austen til Europa eller USA. Slike tankar blir ofte kalla djuptankar.

Under lasteromma 2, 3 og 4 er det bunkerstankar. Bunkers er brennolje til skipsmaskineriet. Slike tankar kallar vi dobbeltbotntankar, og den indre delen av dobbeltbotnen er tanktoppen.

Skipet er utstyrt med kraner, slik at det ikkje er avhengig av utstyr i lastehamna eller lossehamna. Grunnen til at kranene står så høgt, er at skipet skal kunne laste kontainerar i fleire høgder på dekket. Skipet er om lag 170 m langt og rundt 30 m breitt på det breiaste, og det stikk nesten 10 m djupt. Ski­ pet har ein servicefart på omtrent 16 knop. Bak lasteromma er det vasstette skott mellom lasteområdet og maskinrommet. Det er også eit vasstett skott i akterkant av maskinrommet. I tillegg har ski­ pet eit akterskarpskott eller hylseskott. På figur 1.11 ser du eit snitt gjennom ei ferje. Dette er berre eit døme, men alle ferjer ser slik ut.

Styrehuset inneheld navigasjonsutstyr og styreinnretningar. På engelsk kallar dei dette dekket gjerne for bridgedekk. På dette dekket er det innreidd lugarar for offiserane. Dekket nedanfor kallar vi båt­ dekket. Her er livbåtane plasserte. Her finn vi også passasjerlugarar. Dekket under det er hovuddekket. Her er det kafeteria og salongar. Under hovuddek­ ket er bildekket, og under der att er maskinrommet, der hovudmaskineriet og hjelpemotorane er plas­ serte. Hovudmaskineriet leverer kraft til propellen, som driv skipet framover. Hjelpemaskinane driv generatorar som produserer straum. På denne ferja er mannskapslugarane plasserte under bildekket.

26

Skip og skipsteikningar

Figur 1.10 Arrangementsteikning for eit stykkgodsskip

I kjettingkassa ligg ankerkjettingen. Heilt framme i ffampiggen er det plassert ein frampiggtank og eit rom for baugpropellen (baugtruster). Baugpropellen er ein styrepropell som hjelper til med å svinge baugen ved manøvrering.

Figur 1.11 Oppdelinga av ei ferje

Skipslære

27

Passasjerskip er bygde med fleire vasstette avdelin­ gar, og dei skal tole at ei eller fleire avdelingar blir fylte med vatn utan at skipet kantrar eller søkk.

Figur 1.12 Arrangementsteikning for eit oljetankskip

Figur 1.12 viser eit råoljetankskip. Skipet har ikkje dobbelt botn eller dobbelte sider, slik reglane i MARPOL krev for nye tankskip. Men dei aller fleste oljetankskipa som seglar i dag, er konstruerte med enkelt skrog. MARPOL er ein internasjonal konven­ sjon som skal hindre ureining til sjøs. Den største delen av lasteområdet er naturleg nok lastetankane («cargo tanks»). Det er jo ved å frakte olje at skip tener pengar. Lasteområdet er delt inn med tverrskipsskott slik at det får i alt åtte seksjo­ nar. Seksjonane er nummererte framanfrå, slik at ein tank i den fremste seksjonen får nr. 1, i den nest fremste nr. 2 osv. Dette er ein vanleg måte å num­ merere på. Dessutan er heile lasteområdet delt med to langskipsskottt, slik at kvar seksjon får tre tankar. Tanken i midten heiter sentertank, mens tankane på kvar side blir kalla vengtankar. Skipet har sen­ tertankar og vengtankar i heile lasteområdet. Slopptankane er dei små tankane heilt akterut i las-

28

Skip

og skipsteikningar

teområdet, og dei har ein spesiell funksjon. Når ski­ pet er lossa, gjer ein rein tankane. Det oljehaldige vatnet frå tankreingjeringa blir pumpa til slopptanken. Fordi olje er lettare enn vatn, skil innhaldet i slopptanken seg, slik at oljen blir liggjande øvst og vatnet nedst. Vatnet kan pumpast på sjøen etter reinsing og etter visse reglar.

Tankskip og mange andre skip som går i ballast, det vil seie utan last, må lastast ned slik at det går passeleg djupt i sjøen. Slik ballast er oftast sjøvatn. Dette vatnet kan vere plassert i eigne tankar, som vi kallar ballasttankar. Moderne tankskip har ballast­ tankar som ligg på utsida av lastetankane i heile lasteområdet. Slike skip har altså dobbelt botn og dobbelte sider. Det gjer at skipet ikkje er like farleg når det gjeld ureining dersom det skulle grunnstøyte eller slå hol på ein tank på andre måtar, som skip med enkel botn og enkle sider. Eldre tankskip hadde gjerne berre enkle sider og enkel botn.

Figur 1.13 OBO-skip

Figur 1.13 viser eit OBO-skip. OBO er ei forkorting for «oil, bulk, ore», det vil seie olje, bulk, malm. Det er altså eit kombinasjonsskip som kan frakte både malm og olje.

Skipslære

29

Figur 1.14 viser arrangementsteikninga til eit fiske­ fartøy. Fartøyet er konstruert for kombinasjonsdrift med trål og autoline. Vi ser at det har lineluke og spill til å trekkje lina med på styrbord side, og akterut er det opning for å setje fiskereiskapar. Det øvste dekket er eit shelterdekk, mens dekket ned­ anfor er hovuddekket. Her er dei fleste lugarane plasserte i tillegg til linespill og autolinearrangementet.

Figur 1.14 Arrangementsteikning for eit fiskefartøy

1.2.2 Dei viktigaste konstruksjonsdelane til skipet Tverrskott Skroget er alltid delt av med vasstette skott tverr­ skips. Vi finn slike vasstette skott mellom framskipet og lasteområdet og i framkant og akterkant av

30

Skip

og skipsteikningar

maskinområdet. Skottet i framkant av lasteområdet kallar vi kollisjonsskott. Dersom skipet kolliderer eller grunnstøyter, skal det tole at vatnet strøymer inn i framskipet utan at skipet kantrar eller søkk. Slike skott er derfor konstruerte for å tole trykket frå vatnet ved ein kollisjon.

I tillegg til dei vasstette skotta er store skip ofte delte opp i seksjonar ved gjennomgåande skott frå botn til dekk og frå skipsside til skipsside. Slike skott kan dele av lasteområdet i ulike tankar eller rom. Tankskott er dimensjonerte slik at dei toler trykket frå lasta i tanken. Slike tverrskott er også med på å gi skipet styrke slik at det ikkje skal vri seg for mykje i sjøen eller ved lasting. Slik vriding kallar vi torsjon, og vi seier at tverrskipsskotta er med på å gi skipet torsjonsstivleik.

Figur 1.15a viser langskips- og tverrskipsskott i eit tankskip, mens figur 1.15b viser kva slags deforma­ sjon av skroget slike skott skal motverke.

Figur 1.15a Skott i eit stort skip

Skipslære

31

Figur 1.15b Torsjon i eit skrog

Dekk og botn Dekk og botn i stålskip er bygde opp som avstiva platefelt. Platene tek opp trykket frå vatnet og over­ fører kreftene frå vasstrykket til stivarane som pla­ tene er sveiste fast til. Stivarane er profil, gjerne det vi kallar bulbprofil. Dei går ofte i langskipsretning i lasteområdet på større skip. Nokre kallar desse pro­ fila for langskipsspant.

Figur 1.16 Av­ stiva platefelt i dekk eller botn

— Stiver Platefelt

Stivarane er opplagra på og overfører krafta til tverrskipsberarar eller tvettskipsskott. Stivarane går gjennom berarane, men er feste til dei. Figur 1.17 viser korleis denne gjennomføringa kan vere. I dette tilfellet er stivaren eit T-profil. Figur 1.17b viser også korleis det er laga utkapp i stivaren for drenering. Slike utkapp eller utskjeringar blir også kalla «notch» (frå engelsk). På figur 1.18 ser du kor-

32

Skip

og skipsteikningar

leis stivaren kan vere fest til tverrskipsberaren. Dømet er henta frå eit skip utan dobbelt botn.

Figur 1.17a Gjennomfø­ ring i berar

Skipslære

33

Kneplate

Bærer

Figur 1.18

Tverrskipsberarane er i sin tur opplagra på skips­ sida eller på langskipsberarar. Dersom berarane blir knytte saman til rammer, får vi eit beresystem som er gunstig når vi tenkjer styrke. Det gjeld både tverrskipsberarar og lang­ skipsberarar. Figurane 1.19 og 1.20 viser slike ram­ mer.

Figur 1.19 Langskipsramme

34

Skip

og skipsteikningar

Figur 1.20 Tverrskipsramme i eit langskipsavstiva OBO-skip

Figur 1.21 viser dobbeltbotnkonstruksjonen og litt av skipssida til eit stykkgodsskip med dobbelt botn og langskipsspant i botnen og den indre botnen. Vi ser skipssida, som i dette tilfellet er bygd opp med stålplater som er lagra opp på tverrskipsspant. Platefeltet i botnen er ei kjølplate som går langs senterlinja til skipet i heile skipslengda. På kvar side av kjølplata finn vi botnplatene. Den bogne plata som utgjer overgangen mellom botnen og skipssida, kallar vi slagplata. Platene i den indre botnen blir kalla indrebotnplater.

Skipslære

35

avstivning

Figur 1.21 Dobbeltbotnkonstruksjonen til eit konvensjonelt stykkgodsskip

I langskipsretning finn vi også langskipsberarane. På figur 1.17 ser du både ein senterberar, to sideberarar og to slagberarar.

Tverrskipsavstivingane i dobbeltbotnkonstruksjo­ nen kallar vi botnstokkar. Også dekka er vanlegvis langskipsavstiva.

1.2.3 Kvifor lange skip har langskipsavstiving Tenk deg eit lasteskip som ligg roleg i stille vatn. Frå fysikken veit vi at summen av dei vertikale kreftene som verkar på eit skrog, er null. Det vil seie at summen av alle dei kreftene som verkar oppover på skroget, må vere summen av alle krefter som verkar nedover. Oppdriftskreftene verkar opp­ over, mens tyngdekreftene verkar nedover, og til saman er altså alle oppdriftskreftene lik alle tyng­ dekreftene. Men det er jo ikkje slik at tyngda og oppdrifta er like stor langs heile skroget. Når skipet

36

Skip og

skipsteikningar

er i ballast, er tyngda størst der maskineriet er. Dessutan er det mykje tyngd i framskipet der anke­ ret, ankerkjettingen og dekksmaskineriet ligg. Opp­ drifta er derimot størst på midten av båten. Det er her skroget er fyldigast, og oppdrifta er jo lik vekta av den fortrengde væskemengda.

Resultatet er derfor at i akterskipet er tyngda større enn oppdrifta. I midtskipet er oppdrifta større enn tyngda, og i framskipet er tyngda større enn opp­ drifta. Denne situasjonen fører til at skrogbjelken bøyer seg, og vi får ein situasjon som vi kaller hog­ ging. Dette engelske uttrykket kjem av at skrogbøyinga liknar forma på ein griserygg. Teikninga er overdriven.

Figur 1.22 Hogging

Dersom skipet er tungt lasta på midten, vil skroget bøye seg slik figur 1.23 viser. Denne figuren er også overdriven. Denne situasjonen kallar vi sagging. Vi kan tenkje oss at skroget sig ned på midten.

Figur 1.23 Sagging

Skipslære

37

For å kunne ta opp dei påkjenningane som hogging og sagging utset skipet for, er heile dobbeltbotnkon­ struksjonen avstiva langskips med stivarar. Stivarane er kontinuerlege i heile midtskipsområdet.

1.2.4 Tverrskipsavstiving i mindre skip Figurane 1.24 og 1.25 viser styrkedelane til fiskefar­ tøyet vi såg på tidlegare i kapittelet. Skipet er tverrskipsavstiva. På figur 1.24 ser vi lengdesnittet. Denne teikninga viser korleis alle styrkedelane er plasserte. Figur 1.25 viser midtspantet, og vi ser også mange detaljar. Midtspantet viser korleis dei ulike styrkedelane er laga, og dei dimensjonane dei har.

Figur 1.24 Lengdesnitt

38

Skip og

skipsteikningar

Figur 1.25 Midtspant

Vi ser at tjukkleiken på hudplatene varierer. Langt nede på skroget, i det vi kallar kjølgangen, er pla­ tene 8,5 mm tjukke. Desse platene må tole trykket frå sjøen. Hudplatene i den delen av skroget som ligg over hovuddekket, er berre 7 mm. Desse pla­ tene skal normalt berre bli utsette for sjøsprut.

Det er vanlegvis klasseselskapet som godkjenner styrken til skipsskrog. Klasseselskapa har regelverk som ein kan bruke ved dimensjoneringa.

Vi ser at dette fartøyet er forsterka i eit belte mellom djupgangane 2,5 og 4 m. Det er gjort for at fartøyet skal kunne gå i område med is. Men fartøyet er

Skipslære

39

ikkje bygt for isbryting. Til det er platene for tynne og avstanden mellom spanta for stor.

Forskrifter og sikringsinstruksar for regulering av luker, portar og lause dekk på skip.

Reglane til Skipskontrollen har eit avsnitt om lukkeinnretningar der vi finn ein del aktuelle reg­ lar. Vi skal sjå nærmare på nokre av dei. Vi har sett at lasteskip har luker i dekket som ein kan opne og stengje. På figur 1.26 ser du eit døme på eit mekanisk lukedeksel som blir køyrt opp som eit trekkspel. I dette tilfellet opnar lukedekselet seg ved at krana dreg lukevaieren. Andre luker kan vere hydraulisk drivne. Mekaniske lukedeksel må berre kunnige personar ta seg av.

Figur 1.26 Patentluke av stål

Det er også vanleg at lukedeksla er pongtongar som blir lyfte på plass med kraner. Når vi lastar eller los­ sar frå rom med slike lukedeksel, er det viktig at

40

Skip

og skipsteikningar

deksla er plasserte godt vekk frå lukeopningane, og at dei er sikra mot å falle ned.

Reglane for tryggleik krev at alle lasteluker skal vere skalka når skipet ikkje ligg ved kai. Ferjer og roro-passasjerskip og ein del andre skip har ramper og hengjedekk som kan lyftast opp og ned, og dessutan portar i baugen eller i skutesida som vi kan opne. Det skal finnast instruksar om bord for å opne og stengje slike portar og for å køyre hengjedekk.

Hengsel

Figur 1.27 Opning av baugvisir

Det er portar i skutesida på mange skip. Slike por­ tar kan vere mekanisk styrte. Manøverspakar og ratt til desse portane skal vere sikra når dei ikkje er i bruk. Utsette portar i skipssidene, baug og akterskip skal vere stengde og skalka før skipet går til sjøs. Det skal finnast instruksar om køyring, opning og stenging av slike portar.

Skipslære

41

1.4 Korleis roret og propellen påverkar styring og manøvrering på eit skip 1.4.1 Retningsstabile skip I naturen har all rørsle ein tendens til å gå i ein boge, ikkje rett fram. For nokså lenge sidan fann nokre bogeskyttarar ut at dersom dei utstyrte pilene sine med styrefjører, gjekk pilene beinare gjennom lufta. Vi seier at dei vart meir retningsstabile. Alt som rører seg gjennom luft eller vatn, må ha styre­ fjører eller halehnnar for å vere retningsstabilt.

Figur 1.27 Styrefjører gir retningsstabilitet

Det er ønskjeleg at skip er retningsstabile, men det er ikkje absolutt nødvendig. Tenk deg at eit ret­ ningsstabilt skip får eit vindkast som gir skipet ein ny kurs. Sjå figur 1.28. Dersom skipet berre har styrefinnar og ikkje ror, held skipet fram på den nye kursen, dersom det da ikkje på nytt blir påverka av ytre krefter, som vind eller bølgjer. Vi seier at skipet er retningsstabilt dersom det held fram på ein ny, rett kurs etter at ytre krefter har ført det ut av den førre rettlinja kursen. Sjå figur 1.28 Ny kurs

Opphavleg kurs

Vind

Figur 1.28 Retningsstabilt skip

42

Skip

og skipsteikningar

Vanlegvis ønskjer vi å få skipet attende på den kur­ sen det hadde. Da er det viktig at vi kan la skipet få den opphavlege kursen att. Til det bruker vi roret. Vi seier at vi styrer skipet. Når vi kan halde ein kurs ved hjelp av roret, har vi fått eit kursstabilt skip.

Figur 1.29 Ulike ror

Ofte vil vi gjerne endre kursen, og det gjer vi når vi dreiar på roret. Dersom vi dreiar roret til styrbord, svingar skipet til styrbord. Dersom vi dreiar roret til babord, svingar skipet til babord. Når vi med vilje endrar kursen, seier vi at vi manøvrerer.

Skipslære

43

Dermed har vi komme fram til denne definisjonen av styring og manøvrering: Styring vil seie at vi prøver å halde kursen til ski­ pet.

Manøvrering vil seie at vi med vilje endrar kursen til skipet. Dersom rormannen får melding om å styre 230°, vil det seie at han eller ho skal gjere det som er nød­ vendig for at skipet skal halde ein stabil kurs på 230°. Dersom rormannen etter å ha styrt 230° får melding om å styre 270°, må han eller ho ta ein manøver for å få skipet over på den nye kursen. Deretter må rormannen styre etter den nye kursen. Nokre skip manglar retningsstabilitet heilt eller delvis, og slike skip er vanskelege å styre. Det kan vere direkte strevsamt å skulle halde ein kurs. Skip som er trimma framover, er ofte lite retningsstabile. Det er ikkje mogleg å avgjere om eit skip er ret­ ningsstabilt eller ikkje berre ved å sjå på det. Men ein tommelfingerregel kan vere at lange, slanke skip gjerne er meir retningsstabile enn korte, butte skip.

1.4.2 Bruk av ror, propell og baugpropell Korleis vi styrer ein kano Dersom det er ein kano vi skal styre, bruker vi pad­ leåra på den eine eller den andre sida av skroget. Dersom vi sit akterut i kanoen og bruker padleåra på babord side, skyver vi vatnet akterover med pad­ leåra. Når vatnet blir akselerert akterover, går kanoen framover. Dessutan vil den auka farten vat­ net får på babord side akterut, føre til eit under­ trykk på kanoskroget i det aktuelle området. Dette undertrykket eller suget set opp ei kraft som vil dra akterskipet til babord og dermed baugen til styr­ bord.

44

Skip og

skipsteikningar

Kraft som vil dra akterenden til babord Dreiepunkt

Figur 1.30 Kvifor kanoen svingar når vi bruker padleåra

Korleis roret verkar På figur 1.31 ser du eit skrog med ror der roret er lagt til styrbord. Roret er teikna altfor stort i høve til skipet. På styrbord side av roret blir vatnet bremsa opp, mens det blir akselerert på babord side. Det akselererte vatnet får i stand ein trykkreduksjon, som set opp ei kraft som vil dra akterskipet til babord. Skipet dreiar om dreiepunktet og svingar til styrbord. Det verkar også andre krefter på skro­ get som har noko å seie for manøvreringa. Desse kreftene er med på å tvinge baugen til å svinge. Kor stort rorutslaget er, er viktig for kor godt roret verkar. Praktiske forsøk har vist at ved ein større rorvinkel enn 35-40° mister roret mykje av styreverknaden sin. Derfor er mange skip laga slik at det ikkje er mogleg å gi roret ein større vinkel enn frå 35 til 40°.

Di større fart vatnet har framom roret, di betre ver­ kar roret. Derfor er roret plassert bak propellen.

Skipslære

45

Propellen har til oppgåve nettopp å akselerere vat­ net. Skip med to propellar kan ha to ror.

Figur i.31

Styrefart Dersom farten til skipet er stor, går det stort sett greitt å styre skipet med roret. Men når skipet har liten fart, får roret mindre verknad fordi farten til vatnet som strøymer framom roret, blir låg. Når far­ ten blir akkurat så stor at skipet styrer, seier vi at skipet har styrefart.

46

Skip og

skipsteikningar

Det er vanskeleg å oppgi ein bestemt styrefart fordi propellstraumen er med på å tilføre roret vatn. Ofte bruker vi ein fart på mellom 3,5 og 4 knop som ein tommelfingerverdi for styrefart. Men nokon abso­ lutt verdi kan vi altså ikkje gi. I høg sjø trengst det større propellkraft for å skyve skipet framover. Da gir propellen større vasstraum til roret enn det som er tilfellet i stille vatn. Dersom skipet er fullasta, trengst det større propellkraft enn dersom skipet er i ballast, og dermed blir vassfarten til roret større. Derfor er det rimeleg å gå ut frå at roret verkar betre når skipet er fullasta enn dersom det er i ballast. Tendensen propellen har til å dreie skipet («side trust») Ein propell som dreiar med urvisaren når vi ser han bakanfrå, er høgregåande. Dei fleste skip med éin propell har høgregåande propell.

Når propellen roterer, har ein høgregåande propell ein tendens til å dra akterenden mot styrbord og dermed baugen til babord når skipet går framover. Det kjem av at bladet er meir effektivt i den nedste posisjonen enn i den øvste. Det må vi korrigere ved at vi bruker roret. Når dreieretninga til propellen endrar seg, det vil seie ved oppbakking, har ein høgregåande propell ein tendens til å dra akteren­ den mot babord. Denne effekten er meir tydeleg når det er mindre vatn, noko som ofte er tilfellet når vi manøvrerer i hamner. Dette er moment vi må tenkje på og utnytte til vår fordel når vi planlegg ei manøvrering av skipet. Denne dreieeffekten merkar vi også meir når farten er låg. Losen må også vite korleis skipet oppfører seg i visse situasjonar. Derfor er det ei uskriven lov at skip med fast propell, det vil seie propell der vi ikkje kan endre stiginga, alltid får høgregåande pro­ pell. Skip med vripropell får den same verknaden med venstregåande propell. Derfor blir skip med vripropell alltid utstyrte med venstregåande pro­ pell.

Skipslære

47

Skip med to propellar Dersom skipet har to propellar, kan vi la dei gå kvar sin veg og på den måten dreie skipet. Elles er baugpropellen ein framifrå reiskap til å få baugen dit vi vil.

1.5.1 Manøverdata for skipet Dreieprøva For å finne ut korleis skipet oppfører seg ved manøvrering, lagar vi styre- og manøverprøver. Dreieprøva er den eldste manøverprøva, men like­ vel den som blir nytta mest. Figur 1.32 viser korleis prøva blir gjennomført. Prøva gir svar på kor stor plass skipet treng for å svinge 180°. Røynsler viser at denne plassen er omtrent like stor anten skipet går sakte eller fort.

Figur 1.32 Manøverdata

48

Skip og skipsteikningar

Utløpsprøva Denne prøva viser om skipet er retningsstabilt eller ikkje. Vi tek gjerne denne prøva i samband med dreieprøva. Roret blir lagt over og halde der heilt til skipet har komme inn i ei konstant dreiing. Da blir roret lagt midtskips. Dersom skipet er retningssta­ bilt, går det over i ei rettlinja bane, mens eit skip som ikkje er det, går inn i ei sirkelbane med større radius enn den opphavlege radien.

1.5.2 Trykkeffektar Når skipet går i sjøen, byggjer det seg opp eit trykk ved baugen og ved akterenden, mens trykket langs skrogsida blir mindre. Sjå figur 1.33. Desse trykkskilnadene har noko å seie for korleis skipet oppfø­ rer seg når det går nær andre skip, i tronge kanalar og over grunner.

Figur 1.33 Trykkeffektar

Skipslære

49

1.6 Fortøying, fortøyingsrutinar og bruk av fortøyingsutstyr Ei fortøying vil seie trosser og spring. Frå bakken går trossene framover og springa akterover. Frå poppen går trossene akterover og springa framover. Sjå figur 1.34.

Figur 1.34 Tros­ ser og spring

Ankeret bruker vi helst når skipet ligg for anker, men også ved fortøying til kai.

50

Skip

og skipsteikningar

I dette avsnittet skal vi ta for oss ein del av fortøyingsutstyret til skipet, korleis vi bruker det, og fare­ moment ved fortøying. Vi skal sjå nærmare på rullerar, halegatt, panamagatt og pullerar. Vi skal også studere arrangementet på bakken med ankerarrangement og fortøyingsarrangement og gjere greie for fortøyingsvinsjar og ankervinsjar og korleis vi bru­ ker dei. Vidare skal vi sjå på ankerhandteringsutstyret frå ankerklysset og gjennomføringa i skute­ sida og forklare korleis kjettingkassene er laga, og korleis kjettingen blir sikra i kjettingkassa. Deretter skal vi sjå på korleis vi sikrar ankera og gjer ankerklyssa vasstette før sjøreisa tek til, og gjere greie for kjettingstopparane og korleis vi bruker dei.

1.6.1 Arrangementet på framdekket Framdekket kallar vi ofte poppen, og her er fortøyingsarrangementet framme og ankerhandteringsutstyret plasserte. Figur 1.35 viser dei viktigaste del­ ane. Vi skal byrje framanfrå. Halegatt Trossene blir lagde ut gjennom halegatta. I dette til­ fellet er det halegatt med rullerar. Somme kallar desse rullerane for kongar. Rullerane styrer tros­ sene, og dessutan hindrar dei slitasje på trossene.

Figur 1.36 viser ein slik ruller. I dette tilfellet står han på ein pidestall, eller sokkel, som er sveist fast til dekket. Eit slikt arrangement blir også kalla dødmann.

Skipslære

51

Halegatt med rullerar

Ankerklyss med tildekkingsplater

Ankerklyss med tildekkingsplater Anbkerkjetting

Anbkerkjetting

Kjettingsaks

Kjettingsaks

Pullerar

Pullerar

Stoppar

Stoppar Vinsj

Vinsj Nokke

Nokke

Brems

Brems

Puller

Figur 1.35 Arrangement på framdekket

Ruller som kan rotere fritt

Pidestall som er sveist fast til dekket

Sveis

Figur 1.36 Rul­ ler

52

Skip

og skipsteikningar

Dekksplate som er avstiva på undersida

Figur 1.37 viser ein annan type ruller som kan monterast i halegattet. Eit slikt gatt blir da kalla multivinkelgatt.

Ramme med avrunda kantar Metallruller

Figur 1.37 Multivinkel­ gatt

Figur 1.38 viser eit halegatt som er svært mykje nytta. Det blir kalla panamagatt.

Panamagatt sett frå sida

Panamagatt sett ovanfrå

Figur 1.38 Panamagatt

Skipslære

53

Ankerklysset Ankerklysset er den gjennomføringa i dekket som ankerkjettingen går gjennom når vi slepper ankeret.

Anker kj ettingen Ankerkjettingen er ein tjukk kjetting der ankeret er fest. Ankerkjettingen er lenkja saman av kjettinglengder på om lag 17 m. Mellom kvar lenkje sit det ein lås, og mengda av låsar som er i vatnet, fortel kor mykje kjetting som er ute.

Ankerlås

Figur 1.39 Ankerkjetting

Markering for lås

Pullerane Pullerane er festeinnretninga til trossene. Dei er sveiste saman av stål og feste til dekket med sveis.

Figur 1.40 Puller

54

Skip og skipsteikningar

Vinsjen Vinsjen bruker vi til å dra opp ankerkjettingen og til å stramme trossene.

Figur 1.41 Vinsj

Nokkane Nokkane strammar trossene.

Figur 1.42 Nokken til vin­ sjen

Skipslære

55

1.6.2 Korleis vi stuar ankerkjettingen og sikrar ankeret Det er fleire måtar å sikre ankeret på, slik at ankeret ikkje går i sjøen utan at vi vil det, eller at det går ut meir kjetting enn nødvendig når skipet ligg for anker. Ei sikring med strekkfisk er vist på figur 1.43.

L Strekkfisk

Figur 1.43 Sikring med strekkfisk

Figur 1.44 viser ein kjettingbrems. Når han er skrudd til, er ankerkjettingen sikra og gjord sjøklar.

Figur 1.44 Kjettingbrems

På figur 1.45 ser du eit kjettingarrangement. Det er vanleg at sjølve ankerklysset ikkje lagar ein vinkel som er større enn 45° med dekket. Frå ankerklysset går ankerkjettingen til vinsjen og derfrå gjennom eit rør til kjettingkassa.

56

Skip

og skipsteikningar

Bremsesko

Figur 1.45 Kjettingarrangement

I kjettingkassa er ankerkjettingen fest til skottet, sjå figur 1.46.

Skipslære

57

Figur 1.46 Sik­ ring av anker­ kjettingen i kjettingkassa

1.7 Rutinar ved innklarering og utklarering av skip 1.7.1 Tollklarering Innklarering og utklarering av skip er ei tollsak, og det er vanlegvis skipsagenten eller meklarane som tek seg av dette. Tollklareringa inneheld opplysnin­ gar om skipet, kvar det skal, kvar det kjem frå, og kva slags last skipet skal laste og losse. Skjemaet inneheld også ei erklæring om at hamne- og tollkostnader skal bli betalte.

På figur 1.47 ser du skjema for innklarering og utklarering av skip.

58

Skip og

skipsteikningar

£

HRR '98

14 = 54

DRAMMEN TOLL--------- ;--------------- ’-------- ,

f^jr

';"Tf,ri ~—

FQRHAhDSltflELDlNG/PRtOR NOTICE

)

1

•- eeb ere 5 ?' i al sen .hamas

1 Green ?raez,ar.

Avgar til

Kazokko

Bremei

j.

^.03.98.KI00.oo ^Lastingen begynner

Marokko

Bremen

icseming. antall

^.03.98?' Lossingen begynner

>iste utenlandske havn

j

rAvgang

Ankomst

artøyeta navn

.nkommer fra

___ )■

f

’ ed ar i, age il

T Passasjerer. aniah

ikal noen av beser .-rwnstre «v?

Hvis ja. oppgi antall:

Opplysninger om ruien (Lsfc» havner som skal untøpes).

Dato

Kl.

25.03.95. 07.oo ^Furiøyets losse/lasteplusÆ i havnen ‘

Annet Dato

Jlolmen Syd.

'j

___ J

Oppgave over prov.behold vcdiagt'

Kl.

> -----------------------Opplysninger om lasten (slag og mengde i tonn)

--------

p

Undei-eqnece innestår tor eventuelle kontrollkoslnader og godtgjørelser til tollvesenet i henhold t;l fastsatte bestemmelser Vide|borpliktor undertegnede seg til å påse et pliktige avgifter som påhviler fartøyet oven.or havneKasse eller havnefogd

biir befølt.

Dra-nmsn, 24.03.98.

Sseberg £ Nielsen Ltd.AS.

Dato, underskrift (megler, ckpeditør; agent, rederi)

^YLLES UT AV TOLLVESENET Ck ?ped isjonsanest

/o

Dato, stempel, tjJr^temannens underskrift

KONTROLL

UTFØRT AV

MERKNAD

' vaktbesatt

!

|

[ Provianten opptalt

Figur 1.47 Skjema for innklarering og utklarering av skip

Skipslære

59

1.7.2 Meldeplikt Alle utanlandske skip som skal inn i norsk farvatn, må melde frå til Forsvaret seinast 24 timar før dei kjem fram.

1.7.3 Losplikt Utanlandske skip har etter visse reglar losplikt i norsk farvatn. I Europa og Canada er det ein avtale om gjensidig inspeksjon av framande skip, det vi kallar hamnestatskontroll eller «port state control». Eit skip kan bli nekta å komme til område som avta­ len gjeld for. Da får ikkje skipet lov til å komme til norsk område. Det blir nekta los, og det får ikkje hamneplass. Vi skal sjå meir på slik kontroll sein­ are i kapittelet.

1.8 Forskrifter, klassereglar og dokumentasjon 1.8.1 Vedlikehaldssystem Det er to grupper av organisasjonar som har svært mykje å seie for korleis skip blir bygde og drivne, og for standarden på tryggleiken om bord i skipa, i reiarlagsorganisasjonen og i driftsorganisasjonane. Dei to gruppene er klassifikasjonsselskapa og dei statlege sjøfartsinstitusjonane. Regelverket til desse institusjonane, saman med spesifikasjonar som utstyrsleverandørane lagar for vedlikehald, blir ofte grunnlagsdokumentasjonen for vedlikehaldet om bord.

Vedlikehaldet av eit skip skal vere planlagt og utført systematisk. Det finst spesielle vedlikehalds­ system i handelen. Slike system skal sikre at prose­ dyrar i samband med reglar og forskrifter blir følgde. Systemet kan styre vedlikehaldet ut frå tids­ fristar eller operasjonstider for utstyr og baserer seg

60

Skip

og skipsteikningar

på dokumentasjon om utstyret og regelkrav og klas­ sekrav. Ofte har reiarlaget eit edb-basert vedlikehaldssystem der alle krav og vedlikehaldsspesifikasjonar er med.

1.8.2 Kiassifikasjonsselskapa Klassifikasjonsselskapa har ei lang historie. Gjen­ nom mange år har dei utvikla regelverk som sikrar at det blir bygt trygge skip, og at skipa blir haldne forsvarleg ved like. Dette arbeidet har mykje å seie for tryggleiken til sjøs. Men eit reiarlag er ikkje nøydd til å byggje eit skip etter reglane til eit klassifikasjonsselskap. Lloyds Register of Shipping er det eldste klassifikasjonsselskapet. Her heime er Det Norske Veritas mest kjent.

På 1700- og 1800-talet var det vanleg at forretnings­ folk, kapteinar, meklarar, folk frå trygdeselskap og andre med makt møtte kvarandre i kaffihus i Lon­ don for å snakke forretningar. Her sirkulerte det skipslister, og desse listene inneheldt opplysningar om skipa og om det følgde nokon spesiell risiko med å trygde dei eller lasta deira. Eitt av desse kaffihusa høyrde til ein som heitte Edward Lloyd. Han gav ut ei skipsliste som gjekk attende til 1702. Lista blir publisert den dag i dag og er kjend som Lloyds liste.

Etter kvart vart skipsopplysningane meir systemati­ serte, og frå rundt 1760 vart det etablert eit skipsre­ gister. I byrjinga var det å klassifisere eit skip og det å trygde det to sider av same sak, men gradvis vart det to ulike arbeidsområde.

Frå starten vart skipsskroga klassifiserte med bok­ stavane A, E, I, O og U etter kor gode ein meinte dei var. Dei beste skroga vart klassifiserte som A, mens dei dårlegaste vart klassifiserte som U. Utstyret til skipet vart klassifisert etter tre bokstavar, G, M og B, som stod for «Good», «Midling» og «Bad».

Skipslære

61

±

t Etter kvart vart det sett opp ein standard for kva som skulle til for at eit skip skulle få høgaste klasse. Eit skip som tilfredsstilte desse krava, fekk klassenemninga 100 Al, der 100 A viser at skroget er bygt etter dei strengaste krava i reglane, mens eitt-tallet refererer til utstyret. I tillegg finn vi ein kross fram­ for nemninga: 100 Al. Denne krossen viser at ski­ pet er bygd under tilsyn av inspektørane i klassifiseringsselskapet. I motsetning til på 1700-talet er maskineriet no med i klassen. Registeret inneheld derfor også opplysningar om maskineriet er sertifi­ sert av klassen. Skipstypen vil også gå fram av registeret, til dømes: 100 Al oil tanker. Det Norske Veritas er eit av dei leiande klassifikasjonsselskapa i verda. Selskapet vart skipa i 1864 av ei gruppe norske skipsassurandørforeiningar med det formålet å «tilveiebringe en pålitelig og nøyaktig klassifikasjon og taksering av den norske kordittflåten og av fremmede skip som seiler på Norge». Utgangspunktet var altså det same som for Lloyds, nemleg ei kvalitetsvurdering som kunne vere grunnlag for å trygde skipet. Det Norske Veritas arbeider ikkje berre med skips­ fart og industri som er knytt til skipsfart, men også mot annan industri. Selskapet har i dag ein struktur som viser at det tek sikte på to ulike marknader: Det Norske Veritas Classification AS tek seg av ship­ ping og marin industri, mens Det Norske Veritas Industry AS har landbasert industri og oljeverk­ semd til havs som arbeidsområde. I denne saman­ hengen er det Det norske Veritas Classification som er mest interessant. I dette selskapet finn vi divi­ sjonane «Skip og offshore» og «Safety management and operation». Divisjon «Skip og offshore» tek seg av den tekniske standarden til skipet. Nye skip blir kontrollerte etter regelverket, og inspektørar følgjer bygginga av skrog og maskineri. Seglande skip blir kontrollerte

62

Skip og

skipsteikningar

med jamne mellomrom for å sikre at den tekniske standarden er slik han skal vere. Divisjon «Safety management and operation» har eit litt anna utgangspunkt, ffer er det sett fokus på den menneskelege faktoren og på måten skipet blir drive. Veritas har ein stor stab av inspektørar, for det meste ingeniørar. Hovudkontoret ligger på Høvik utanfor Oslo, men institusjonen har kontor i mange land. Til saman arbeider det rundt 3 600 menneske i selskapet, og dei er fordelte på om lag 100 land.

At eit skip har ein viss klasse i Det norske Veritas, vil seie at institusjonen har funne at skipet oppfyl­ ler regelkrava som klasseselskapet set. Institusjo­ nen kontrollerer også stadig gjennom eit system av tilsyn og pålegg at dei krava som er sette for å kunne vere i denne klassen, blir oppfylte.

Når eit skip blir teikna, tek konstruktørane stilling til om skipet skal ha klasse. Dei aller fleste større skip har klasse. I kontrakten mellom ein reiar og eit verft står det om skipet skal ha klasse, og i tilfelle kva for ein. Vanlegvis er det presisert at skipet skal byggjast under tilsyn av klassifikasjonsselskapet, til dømes Veritas, og at det skal for seg etter reglane til klassifikasjonsselskapet. Det er byggjeverkstaden som skal be om tilsyn når skipet blir bygd. Klassifikasjonsselskapet kontrollerer deretter teik­ ningane, materiala og bygginga av skipet. Eit skip som er bygt etter reglane til Veritas, får tildelt klasse 1 A 1. Denne nemninga viser altså at skipet med maskineri og utstyr oppfyller krava til Det norske Veritas. Dersom det er bygd under tilsyn av dette selskapet, får det ein + framfor klassenemninga. Dersom eit skip har klassenemninga 1 A 2, vil det seie at skipet oppfyller regelkrava, men at det på grunn av alder, særskild karakter eller generell til­ stand skal kontrollerast med kortare mellomrom enn skip med klasse 1 A 1.

Skipslære

63

Blant dei teikningane som skal kontrollerast før skipet får klasse, er

-

-

midtspant og profil- og dekksplan teikningar som viser korleis dekka er støtta opp teikningar som viser tankinndelingar, kor høge lufterøra over dekk er, og det planlagde tankinnhaldet plateutfalding vasstette skott stamnar ror dekkshus med terskelhøgder og stengjemiddel luker og lukedeksel sideportar maskinrom og maskinfundament master og ståande rigg understøtte for kraner utstyr elles

Når skipet er bygd ferdig og sett i drift, tek klassifikasjonsselskapet periodiske synfaringar. Dei kjem tettare og tettare di eldre skipet blir. Dersom det skjer uhell, blir klassifikasjonsselskapet kopla inn. Reparasjonar blir også kontrollerte av selskapet. Det Norske Veritas fører sitt eige skipsregister. I registeret står alle skip på 100 tonn eller meir som er registrerte i dei nordiske landa. Dessutan inne­ held registeret alle skip som har klasse i Veritas.

Reglane til Det norske Veritas finst i bokform og på CD-ROM, og det er viktig at vi bruker dei.

1.8.3 Sjøfartsdirektoratet og Skipskontrollen I Noreg er det Sjøfartsdirektoratet den statlege fage­ taten i skipsfartsspørsmål. Dersom eit skip ikkje fyller dei krava som styresmaktene har sett, blir det nekta å gå til sjøs.

64

Skip og skipsteikningar

Dei statlege sjøfartsinstitusjonane tek seg ikkje berre av tryggleiken til skipa, men steller også med velferda til dei som er om bord.

Arbeidet til klassifikasjonsselskapa og dei statlege organa overlappar kvarandre på fleire punkt, og på mange område delegerer styresmaktene oppgåver til klassifikasjonsselskapa. Eit døme på det er skrogstyrken til lasteskip. Regelverket og kontrol­ len til klassifikasjonsselskapa når det gjeld skrogstyrke, er svært omfattande og byggjer på mange års forsking og røynsle. Dersom eit lasteskip har fått klasse, godkjenner styresmaktene i dei aller fleste tilfella skrogstyrken til skipet utan å etterprøve klasseselskapet.

Sjøfartsdirektoratet er eit frittståande direktorat under Utanriksdepartementet. Skipskontrollen er den ytre etaten til Sjøfartsdirektoratet. Når offentlege etatar driv kontrollarbeid, gjer dei det med lova i handa. Den lova som Sjøfartsdirek­ toratet og Skipskontrollen først og fremst hentar styringsretten sin frå, heiter sjødugleikslova («Lov om Statskontroll med Skibes Sjødyktighed m.v.») og er frå 1903. Lova seier at norske skip på 50 regis­ tertonn eller meir skal kontrollast, og at kontrollen skal omfatte alt som kan ha noko å seie for kor sjø­ dyktig skipet blir.

Lova seier også når eit skip skal reknast for å vere ikkje sjødyktig: «Et skip betraktes som sjøudyktig når det på grunn av mangler ved skrog, utrustning, maskineri eller bemanning eller på grunn av overlasting eller man­ gelfull lasting eller av andre grunner befinner seg i en slik forfatning, at det under hensyntagen til den fart, hvorfor skipet er bestemt, må anses forbundet med større fare for menneskeliv å gå til sjøs med samme, enn bedriften sedvanemessig medfører.» Lova seier at kontrollen skal gjelde

Skipslære

65

— -

skrog og rigg med det som høyrer til maskineri, kjelar og rørleidningar redningsutstyr skipsinstrument lugarar innretningar mot brann dekksinnretningar helse- og tryggleiksinnretningar anna utstyr

Kontrollen skal altså slå fast om skipet er i sjødyk­ tig stand eller ikkje. Når skipet tilfredsstiller dei krava som er sette, skal det skrivast ut eit fartssertihkat. Det er Skipskontrollen som utstyrer skip med serti­ fikat. Om bord på alle ferjer kan du sjå passasjersertifikatet. Det er stempla av Skipskontrollen. Skipskontrollen, som altså er den ytre etaten til Sjøfartsdirektoratet, er det statlege kontrollorganet for skip. Som vi har sett, kontrollerer Skipskontrol­ len etter sjødugleikslova.

Formålet til kontrollen er først og fremst å syte for at norske skip, borefartøy og andre flyttbare innret­ ningar i sjøen er i sjødyktig stand og oppfyller dei krava som er fastsette i lover og forskrifter. Reglane til Skipskontrollen inneheld mange lover og for­ skrifter, i tillegg til den lova vi nettopp har sett på. Desse reglane er samla i ei tjukk bok, som er delt inn i 28 ulike avsnitt.

66

Skip og

skipsteikningar

Figur 1.48 Re­ glane til Skips­ kontrollen

Kontrollen omfattar alle norske skip på 50 brt eller meir. Dessutan blir alle passasjerskip kontrollerte same kor store dei er, fiske- og fangstfartøy på 25 tonn eller meir, alle losbåtar og dessutan lekterar. Kontrollen omfattar også fritidsbåtar på 50 tonn eller meir.

Skipskontrollen har stasjonar i Oslo, Horten, Pors­ grunn, Kristiansand, Stavanger, Haugesund, Ber­ gen, Florø, Ålesund, Kristiansund, Trondheim, Rørvik, Sandnessjøen, Bodø, Svolvær, Harstad, Narvik, Tromsø, Hammerfest og Båtsfjord.

Skipslære

67

Kontroll med seglande skip Den førebyggjande kontrollen av skip tek utgangs­ punkt i dei uklassa skipa. Det vil seie dei skipa som berre blir kontrollerte av Skipskontrollen og ikkje av nokon klassifikasjonsinstitusjon. For dei klassa fartøya går kontrollen i praksis for seg på den måten at Sjøfartsdirektoratet godkjenner skipet når klassifikasjonsselskapet har godkjent det, når det er eit godkjent klassifikasjonsselskap som har god­ kjent det. Men alle passasjerskip skal i alle tilfelle kontrollerast av Skipskontrollen.

Skip som er i drift, blir vanlegvis kontrollerte kvart femte år, men ein tek mindre synfaringar i denne perioden. Skip som er registrerte i det norske internasjonale skipsregisteret NIS, blir berre kontrollerte av det godkjende klassifikasjonsselskapet som har fått fullmakt frå Skipskontrollen. Vi seier at dei har fått delegert makt. Men delegeringa gjeld ikkje passa­ sjerskip og heller ikkje for skip under 500 tonn. Dei godkjende klassifikasjonsselskapa er

-

Det Norske Veritas Lloyds Register of Shipping Bureau Veritas Germanischer Lloyd American Bureau of Shipping

Skipskontrollen tek stikkprøver på dei NIS-skipa som klassifikasjonsselskapa har godkjent.

Hamnestatskontroll («port state control») I tillegg til å kontrollere norske skip har Skipskon­ trollen forplikta seg internasjonalt til å kontrollere 25 % av dei utanlandske skipa som kjem til norske hamner. Det engelske uttrykket for dette er «port state control». Nedanfor ser du ei liste over dei internasjonale konvensjonane som er grunnlaget for det interna-

68

Skip

og skipsteikningar

sjonale arbeidet med tryggleik til sjøs og dermed også for ein hamnestatskontroll: 1 International convention for the safety of life at sea (SOLAS) 2 International convention for the safety of life at sea (SOLAS — 1960) 3 International convention for the safety of life at sea (SOLAS - 1974) 4 International convention for the prevention of the sea by oil (MARPOL 1954-1962) 5 Convention on facilitation of international ma­ ritime traffic, 1965 6 International convention on load lines (Lastelinjekonvensjonen frå 1966) 7 International convention on tonnage measurement of ships (Målekonvensjonen frå 1969) 8 International convention relating to intervention on the high seas in case of oil pollution causalties, 1969 9 International convention on civil liability for oil pollution damage, 1969 10 International convention on the standard of training, certification and watchkeeping, 1974 (STCW - 1974) 11 International convention on the standard o trai­ ning, certification and watchkeeping, 1974 (STCW - 1995)

Dei to siste konvensjonane set opp rammene for sertifikat for sjømenn.

Det var fleire forlis med passasjerskip som var den direkte årsaka til at ein intensiverte arbeidet med tryggleiken til sjøs. Av forlis med passasjerskip av nyare dato kan vi nemne ferjene «Herold of Free Enterprice» og «Estonia», som begge kantra etter at vatnet rann inn på bildekket. Ferja «Scandinavian Star» forliste ikkje, men brannen om bord kravde svært mange menneskeliv. Det er også fokusert mykje på ureining frå skip dei siste åra. Dei mest kjende er ulykkene med «Torrey Canyon» og

Skipslære

69

«Exxon Valdez». 1 1993 vedtok IMO «The Internati­ onal Code for the Safe Operation of Ships and for Pollution Prevention», betre kjend som ISM-koden. ISM står for «International Safety Management». Denne koden er seinare gjord til ein del av SOLASkonvensjonen.

Elektrisitetstilsynet fører tilsyn med det elektriske anlegget om bord på vegner av Skipkontrollen.

1.9 Oppgåver Spørsmål 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

70

Skip og

L A?

Kva tyder q Kva tyder Lnn? Kva tyder BSP? Kvifor er viktig å kjenne djupgangen til eit skip? Kva er djupn i riss? Kva er fribord? Kva seier lastemerket oss? Kva er dødvekt? Kva er deplasement? Kva er tonnasje? Kva er lettskipsvekt? Kva er samanhengen mellom deplasementet, lettskipsvekta og dødvekta til eit skip? Kva tyder gt? Kva tyder teu? Kva heiter hovuddelane i skroget til eit laste­ skip? Kva viser ei arrangementsteikning? Korleis er tankane i eit oljetankskip numme­ rerte? Kva er ein stivar? Kva er ein berar? Har lange skip langskips- eller tverrskipsstivarar? Kvifor bruker ein rammer? Kva slags botnkonstruksjonar har botnstokkar? Kva er hogging?

skipsteikningar

Kva er sagging? Kva viser midtspantteikninga? Kva viser lengdesnittet? Kva er formålet med ein styrefinne? Har fly styrefinnar? Kva meiner vi med styring? Kva meiner vi med manøvrering? Kva fortel dreieprøva? Kva fortel utløpsprøva? Kva er ein ruller? Kva er eit multivinkelhalegatt? Korleis ser ein pidestall for ein ruller ut? Kva er eit panamagatt? Kva er ei trosse? Kva er eit spring? Kven tek seg av innklarering og utklarering av skip? 40 Kva gjer Skipskontrollen? 41 Kva gjer Veritas? 42 Kva vil det seie at eit skip har klasse?

24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

Oppgåver 1 Teikn symbolet for volumdeplasement og de­ plasement og forklar skilnaden mellom dei to storleikane? 2 Finn trimmen til eit skip dersom djupgangen forut er 9,3 m og akterut 11,4 m. 3 Eit lasteskip er 240 m langt. Kor mange fot er det? 4 Eit fiskefartøy er 35 fot langt. Kor mange meter er det? 5 Eit lasteskip har eit deplasement på 99 760 tonn. Da er dødvekta 82 460 tonn. Kva er lettskipsvekta? 6 Kva er volumdeplasementet til skipet i oppgåve 5 dersom det flyt i sjøvatn med tettleik 1,025 tonn/m3? 7 Kva er volumdeplasementet til skipet i oppgåve 5 dersom det flyt i brakkvatn med tettleik 1016 kg/m3?

Skipslære

71

8 Ein firkanta lekter er 25 m lang og 5 m brei og har djupgang 2,2 m i ferskvatn. Kor mykje veg lekteren? 9 Ei kasse er 0,5 m brei, 0,5 m høg og 1 m lang. Når kassa flyt i saltvatn, er djupgangen 0,25 m. Kor djupt stikk kassa dersom vi flytter henne over i ferskvatn? 10 Forklar kvifor skipet svingar som det gjer når vi legg roret til styrbord. 11 Korleis verkar trykkeffektane på styreeigenskapane i tronge farvatn? 12 Skisser eit typisk arrangement av framdekket. Teikn inn fortøyings- og ankerarrangementet. 13 Skisser ein puller og forklar korleis han er fest til dekket. 14 Gjer greie for ankerarrangementet frå gjennom­ føringa i skutesida til kjettingen har passert vin­ sjen. 15 Skisser kjettingkassa og vis korleis ankerkjettin­ gen er sikra i kassa. 16 Forklar korleis reglane til Skipskontrollen og klassifikasjonsreglane er med på å styre vedlike­ haldet av skip.

72

Skip og skipsteikningar

Kapittel 2

Flyteriggar Flyttbare boreplattformer bruker vi både til leiteboring og til produksjon. Ei plattform er rett og slett eit flytande understell som skal bere eit arbeidsdekk. Plattforma skal kunne flyttast. Når du har arbeidd med dette kapittelet, skal du kunne

-

kjenne til dei viktigaste konstruksjonsdelane på flyteriggar kjenne til dei mest sentrale røropplegga på flyte­ riggar

2.1 Innleiing Olje og gass er laga av restane av døde planter og dyr som levde for millionar av år sidan. Sommaren 1966 vart den første brønnen bora på norsk konti­ nentalsokkel. Det var oljeselskapet Esso som bora med riggen «Ocean Traveller», men brønnen var tørr. Det var dei neste tretti brønnane også. Riggane som bora, skulle dra vekk frå Nordsjøen da riggen «Ocean Viking» støytte på store mengder med olje i det 32. holet. Det var ved juletider i 1969. Etter det har ein bora mange hol i Nordsjøen, og stort sett har ein nytta flyteriggar til leiteboringar.

Figur 2.1 viser prinsippet for ei leiteplattform. Enkelt sagt er ei slik plattform eit understell som ber eit arbeidsdekk. Dei første plattformene var enkle trepålekonstruksjonar som ein brukte i sumpområde og i strand-

Skipslære

73

soner. I dag har vi plattformer og boreskip som i prinsippet kan bore kvar som helst. Vi skil mellom oppjekkbare plattformer, plattformer som kan søkkjast halvvegs ned, og boreskip.

Figur 2.1 Prin­ sippet for ei leiteplattform

2.2 Oppjekkbare plattformer Ei oppjekkbar plattform kan hevast eller jekkast opp. Det engelske uttrykket «jack-up» blir ofte nytta om ei slik plattform. På figur 2.3a ser du denne plattforma i oppjekka tilstand slik ho er når ein borar. Figur 2.3b viser den same plattforma slik ho er når ho blir flytt. Ei slik plattform har understell som er laga av stål­ rør som er sveiste saman til eit fagverk, og platt­ forma har ein jekkemekanisme som lyfter henne opp på leggene. Når ho er jekka opp, er underkan­ ten av dekket heva så høgt at bølgjene ikkje når opp til underkanten av dekket.

Desse plattformene blir nytta der det ikkje er for djupt. Vanlegvis set ein grensa til om lag 80 m. Dek­ ket er stabilt, og det gir gunstige arbeidsforhold.

Plattformene er nokså utsette når ein flytter dei. Da er stabiliteten dårleg, og vinden får godt tak i dei

74

Flyteriggar

Figur 2.2 Ulike havdjupner krev ulike løy­ singar

store leggene. Dessutan er det kritisk når plattforma blir gjord klar for flytting eller boring. Det kjem av at beina kan bli skadde mot botnen når dei er nær ved, men ikkje står fast på han. Derfor er det sett

Skipslære

75

strenge krav til vlrforholda når ein skal gjere slike operasjonar.

/ rrrrrn n / //> m r /// nr

Figur 2.3a Oppjekkbar plattform når ein borar

Figur 2.3b Oppjekkbar plattform når ho blir flytt

Dersom ein skulle byggje oppjekkbare plattformer for større djupner enn drygt 100 m, ville dimen­ sjonane bli svært store og prisen høg. For større djupner vel ein derfor heller plattformer som kan søkkjast halvvegs ned.

76

Flyteriggar

Figur 2.4 Opp­ jekkbar platt­ form

Skipslære

77

2.3 Plattformer som kan søkkjast halvvegs ned På figur 2.5 ser du ei boreplattform som kan søk­ kjast halvvegs ned. På engelsk kallar dei slike platt­ former for «semisubmersibles». Plattforma har pongtongar som nyttast til ballast og bunkers, søy­ ler, dekk og fagverkkonstruksjon som held det heile saman. Når desse plattformene borar, er ballast­ tankane i pongtongane fylte med vatn, slik at pong­ tongane og delar av søylene blir delvis søkkte under havflata. Det blir gjort for å redusere bølgjepåverknadene på plattforma. Slike plattformer blir vanlegvis haldne i posisjon ved hjelp av anker, men kan også ha det vi kallar eit dynamisk posisjoneringssystem. Når ein skal flytte denne plattforma, pumpar ein ut det ballastvatnet som er i pongtongane, slik at platt­ forma kjem heilt i overflatestilling. Sjølve flyttinga kan gå for seg ved hjelp av taubåtar, men mange av plattformene har eit eige framdriftsmaskineri. Dieselelektrisk drift med elektromotorar i pongtongane og straumforsyningskablar opp til dieselgeneratorar på hovuddekket har vore mykje brukt. Når plattformene borar, leverer dei same dieselmotor­ ane krafta til boringa. Plattformer som kan søkkjast halvvegs ned, blir nytta på havdjupner frå 100 til 1 500 m.

Bulksystemet Bulksystemet på flytande plattformer er ulike lagertankar for bunkersolje, for vatn til boreslam, for ferskvatn, for sement, for slam og for drivstoff til helikopter. Ballastsystemet Ballastsystemet er ballasttankar, pumper, ventilar og luker. Systemet skal setje oss i stand til å heve, søkkje, trimme og krengje borefartøyet ved at vi regulerer vassmengda i tankane.

78

Flyteriggar

Figur 2.5 Oljeplattform som kan søkkjast halvvegs ned

Stabilitet har vore eit nøkkelomgrep når det gjeld plattformer som skal søkkjast halvvegs ned. Alt utstyr som skal vere om bord, må stå oppe på dek­ ket. Samstundes må det pumpast ut ballast frå pongtongane for at djupgangen ikkje skal bli for stor. Desse to faktorane fører til at tyngdepunktet blir heva, og dermed blir det dårlegare stabilitet.

Skipslære

79

Figur 2.6 Bore­ rigg som er søkkt halv­ vegs ned, og som borar ein 4 500 m djup brønn

2.4 Boreskip Boreskip har boretårn og eit eige framdriftsmaskineri. På engelsk blir slike skip kalla «drillship».

80

Flyteriggar

Boreskip har store fordelar på store djupner, heilt ned til om lag 2 000 m. Boreskipet rører meir på seg enn dei plattformene som blir søkkte halvvegs ned, fordi dei blir meir påverka av bølgjene. Den viktigaste fordelen til eit boreskip samanlikna med ei plattform som kan søkkjast halvvegs ned, er at det er lettare å halde i sårne posisjon ved hjelp av eit dynamisk posisjoneringssystem. Dermed er det ikkje nødvendig med eit kostbart ankringssystem. Denne fordelen blir heilt avgjerande på store hav­ djupner.

Skipslære

81

Figur 2.8 Boreskip

82

Flyteriggar

2.5 Produksjonsanlegg for olje og gass Formålet med desse installasjonane er å produsere olje og gass frå oljefelt som ein har funne under leiteboring. Frå installasjonane som ligg ute i havet, blir oljen og gassen frakta til land i rørleidningar eller med tankskip. Vi skil mellom faste plattformer av stål, faste plattformer av betong, flytande pro­ duksjonsanlegg og undervassanlegg.

Strekkstagplattform

Betongplattform «Troll»

Stålplattform «Magnus»

Betongplattform «Statfjord A»

Betong­ plattform Ekofisk sentrer

600 m

Figur 2.9 Døme på produksjonsplattformer som blir nytta på ulike hav­ djupner

Skipslære

83

2.5.1 Stålplattformer Figur 2.10 viser ei stålplattform. Slike plattformer blir også kalla «jackets».

Atmosfærisk sone

Skvalpesone

Undervasssone

Pålar

Figur 2.10 Stålplattform

84

Flyteriggar

2.5.2 Betongplattformer På figur 2.11 ser du ei betongplattform. I motset­ ning til stålplattformene har denne plattforma lagertankar i betongcellene.

Figur 2.11 Be­ tongplattform («condeep» )

2.5.3 Flytande produksjonsanlegg med undervassinstallasjon Figur 2.8 viser eit flytande produksjonsanlegg med undervassinstallasjonar. Slike anlegg har gjort det mogleg å utnytte små oljefelt, fordi dei flytande produksjonsanlegga er rimelegare å byggje enn dei store, fastmonterte produksjonsplattformene. Dess­ utan kan eit flytande produksjonsanlegg flyttast til eit nytt felt når det første feltet ikkje er drivverdig lenger.

Skipslære

85

Figur 2.12 Fly­ tande produk­ sjonsanlegg med undervassinstallasjon

86

Flyteriggar

2.6 Fartøy som har tilknyting til plattformene 2.6.1 Forsyningsskip Eit forsyningsskip er eit spesialskip som fraktar for­ syningar og utstyr til og frå plattformene. På engelsk blir slike skip ofte kalla «straight supply».

Figur 2.13 Forsyningsskip

2.6.2 Hjelpefartøy Styresmaktene krev at det er hjelpefartøy (standbyskip) ved alle plattformer eller installasjonar. Slike fartøy skal liggje i nærleiken av installasjonen og evakuere mannskapet i farlege situasjonar. Det tek også vaktteneste ved å halde andre skip borte frå installasjonen. Mannskapet bruker mykje av tida om bord på å trene på kritiske situasjonar. På engelsk blir slike skip kalla «standby vessel».

Skipslære

87

2.6.3 Ankerhandteringsfartøy Eit ankerhandteringsfartøy er eit skip som blir brukt til å flytte plattformanker og til å slepe bore­ plattformene. På engelsk kallar dei slike skip for «anchorhandling tugs». Desse skipa kan vere kom­ binerte ankerhandteringsfartøy og forsyningsskip. Da blir dei kalla «anchorhandling tugs/supply» (AHTS) på engelsk.

2.6.4 Kranfartøy Eit kranfartøy er ofte ein lekter som har montert på ei kran eller ei plattform som kan søkkjast halvvegs ned, og som har kran.

2.6.5 Rørleggingsfartøy Dette er eit fartøy som har montert ei rampe akterut der røra blir sveiste saman kontinuerlig mens ein legg dei.

2.6.6 Seismikkskip Eit seismikkskip er eit fartøy som ein bruker til å kartleggje dei geologiske strukturane i havbotnen. Luftkanonar sender lydbølgjer ned i havbotnen, og lytteutstyr (hydrofonar) som blir slepte etter skipet, fangar opp ekkoet. Dei data som blir registrerte, er ein viktig del av grunnlagsmaterialet når geologane i oljeselskapa vurderer kvar ein skal prøvebore.

2.6.7 Dykkarfartøy Eit dykkarfartøy er eit skip som har dykkarutstyr om bord. Det kan også vere utstyrt med fjernstyrte undervassrobotar. På engelsk heiter dykkarfartøy «diving support vessel».

88

Flyteriggar

2.6.8 Bøyelastingsanlegg Slike anlegg kan vere laga som mindre bøyer, som store, flytande flasker eller som tårn som er feste med anker på havbotnen.

Figur 2.14 Tankskip som lastar frå eit bøyelastingsanlegg

2.6.9 Bustadplattform Dei vanlegaste bustadplattformene er plattformer som kan søkkjast halvvegs ned, eller oppjekkbare plattformer med lugarar, opphaldsrom (messer) og cateringkapasitet. Slike fartøy har vore mest nytta ved oppbygging av oljefelt eller som bustadkvarter i samband med faste installasjonar. Det engelske namnet er «flotel».

Skipslære

89

2.6.10 Verkstad- og konstruksjonsfartøy Dette er vanlegvis eit skip, ein lekter eller ei platt­ form som kan søkkjast halvvegs ned, som har verkstadutstyr og utstyr for konstruksjonsarbeid om bord.

2.7 Boreoperasjonar og rørsystem Brønnane blir bora med borkroner. Ei borkrone har hjul som knuser seg nedover under stort trykk.

Figur 2.15 Borkrone

Borkrona er fest til borestrengen, som har mange rør, eller «drill pipes», som blir skrudde saman om bord på plattforma. Når borestrengen roterer, rote­ rer også borkrona. Det er dei tunge, nedste røra i strengen som lagar trykket til borkrona. Desse røra blir kalla vektrør, på engelsk «drill collars». For at ein skal kunne handtere borerøra, har riggane eit høgt tårn med ei kraftig heiseinnretning og ein stableplass for rør. Slike tårn kan til dømes vere 40 m høge og gi lagerplass for 10 m lange rør som er skrudde saman tre og tre. Røra blir skrudde av og på kvar gong boret blir teke opp. Arealet mellom tårnbeina kan til dømes vere 5,5 x 5,5 m. Boretårnet

90

Flyteriggar

er oftast plassert midt på hovuddekket til platt­ forma. Mange meiner at boredekket er den mest utsette arbeidsplassen på ei boreplattform. Derfor er det viktig at arbeidslaget som er i sving, er godt samkøyrt, og at alle kan jobben sin.

Figur 2.16 Ar­ beid på bore­ dekket

Gjennom borestrengen og ut gjennom borkrona blir det pressa ei væske som vi kallar boreslam. Denne væska kjøler borkrona og tek med seg grunnmateri­ alet som borkrona har losna, opp til overflata. Bore-

Skipslære

91

slammet skal også stabilisere brønnen inntil det har vorte sett ned føringsrør. Returløpet til boreslammet er mellom borestrengen og føringsrøret. Når boreslammet kjem opp til plattforma, passerer det ei sil som skil kakset frå slammet før slammet går til slamtankane. Denne sila blir på engelsk kalla «shale shaker». Mellom sila og slamtankane ligg også tankar, der resten av det store kakset skal søk­ kje ned, sandutskiljarar («desander»), som fjernar sand, og slamreinsarar («mud deaner»). I slam­ tankane blir boreslammet blanda dersom det skal nye tilsetjingar til. Frå slamtankane blir slammet pumpa med ei matepumpe før det på nytt blir pumpa med stort trykk ned i borestrengen. Dersom boreslammet er for tungt, kan det trengje inn i grun­ nen og forsvinne. Dersom boreslammet er for lett, kan det trengje væske som finst i formasjonen, inn i boreholet. Dette blir kalla «kick» (det vil seie tilløp til utblåsing), og det kan føre til at vi mister kontrol­ len med brønnen. Da kallar vi det ei utblåsing («blow out»). På figur 2.17 ser du boretårnet med slamsystemet. Slampumpa leverer boreslam gjennom ein pulsdempar og eit tilførselsrør opp til svivelen. Svive­ ten sit øvst på rotasjonsstonga. Rotasjonsstonga er den øvste delen av borestrengen. Det er ei hol, kanta stong som rotasjonsbordet på boredekket bru­ ker for å overføre rotasjon til borestrengen. Rota­ sjonsstonga blir også kalla drivrør eller «kelly». Slammet blir pumpa gjennom rotasjonsstonga ned til resten av borestrengen.

92

Flyteriggar

1 Vibrerande sil («shale shaker») 2 Utskiljing av gassar 3 Utskiljing av sand 4 Utskiljing av silt 5 Tilsetjing av kjemikal 6 Innsugingstank 7 Heiseblokk 8 Vaier

9 10 11 12 13 14 15 16 17

Rørleg talje og krok Slange for borevæske Dreiebord Drivrør («kelly») Boredekk Dreiehovud Motor Sikringsventil Borestreng

KIK!

Figur 2.17 Boretårn og reinsing av borevæske

Det meste av borestrengen er borerør, som på engelsk heiter «drill pipes». Slike rør har ein rørkropp og eit gjengeparti i endane. I tillegg til borerøra inneheld borestrengen det vi kallar vektrør. På engelsk heiter dei som nemnt «drill collars». Vektrøra er tunge, tjukkveggja rør av legert stål. Den vik­ tigaste oppgåva deira er å leggje stor nok vekt på borkrona. Men dei skal også syte for at borestren­ gen heile tida er i strekk. Vektrøra er vanlegvis runde, men det finst også firkanta rør. Brønnane blir føra med kraftige stålrør, det vi kallar føringsrør. Sement blir nytta for å støype att ringrommet mellom føringsrøret og holveggen. Mellom føringsrøret og borestrengen er det eit holrom som

Skipslære

93

boreslam og borekaks kan returnere gjennom. Dette rommet kallar vi marin returleidning.

Boringa av ein ny brønn byrjar vanlegvis med at ei 26" borkrone og ein 36" holopnar blir kopla etter kvarandre og borar eit frå 50 til 100 m djupt hol ned i sjøbotnen. Diameteren på dette holet blir altså 36". Dette holet blir føra med eit rør på 30" som blir sementert fast. Føringsrøret held holet ope slik at lause steinar og sand ikkje rasar inn i holet. Frå top­ pen av føringsrøret låser ein fast eit stigerør med ytre diameter på 21" ved hjelp av ei fjernoperert hydraulisk låseinnretning. Dette stigerøret bind boreplattforma saman med brønnen. Så fester ein ei 12 1/4" borkrone til borestrengen. Ein undersøkjer nøye dette holet for å sjå om det finst gass på dette nivået. Dersom det er gass, vurderer ein denne delen av boreoperasjonen som kritisk. Dersom det ikkje er gass, utvidar ein holet, og eit 20" føringsrør blir sementert fast til grunnen. For at ein skal kunne stengje av brønnen når som helst, går boringa for seg gjennom ein boresikringsventil («blow out preventer» eller BOP) som står på havbotnen. Denne ventilen har mange uavhengige ventilklaffar som kan stengje ringrommet mellom borestrengen og føringsrøret. Dersom det no er til­ løp til utblåsing («kick»), stengjer ein ventilen og pumpar borevæske med rett vekt gjennom bore­ strengen. Samstundes blåser ein gass og borevæske gjennom ein sideventil som vi kallar choke, til situ­ asjonen har stabilisert seg.

Arrangementet med sikringsventilar (BOPj blir fest til toppen av røret på 20" og kopla til stigerøret, slik at boreslam og borekaks kan returnerast til platt­ forma. Deretter borar ein vidare nedover i grunnen med både BOP og stigerør på plass. Konsistensen til boreslammet varierer i dei ulike fasane, og føringsrøra blir sementerte på plass. Med jamne mellomrom testar ein brønnen.

94

Flyteriggar

Sement

Foringsrør

Boreslam

Borestreng

Figur 2.18 Skjematisk framstilling av eit borehol

Borekrone

Formålet med ei prøveboring er å påvise hydrokar­ bon og om førekomsten er så stor at det lønner seg å byggje ut feltet. Det er brønntesten som er den avgjerande. Da blir føringsrøret perforert med eksplosiv. Holet blir utstyrt med ein pakning, tryk­ ket blir redusert, og deretter vil gass, olje og salt­ vatn strøyme kontrollert til overflata. Komponent­ ane i denne blandinga blir skilde frå kvarandre ved hjelp av separatorar, varmevekslarar, dyser og høgtrykks- og lågtrykksrør. Saltvatn, gass og olje strøy­ mer gjennom ulike målerar. Deretter strøymer gass og olje til brennarane, der hydrokarbona blir brende. Ved uttestinga av Gullfaksfeltet brende dei hydrokarbon for 5,5 millionar kroner kvar dag. Brønntesting blir rekna som farefullt. I dag finst det eigne skip som kan ta brønntestingar utan å brenne av hydrokarbon.

Skipslære

95

2.8 Oppgåver Spørsmål 1 Nemn døme på innretningar vi bruker når vi skal leite etter olje. 2 Nemn døme på innretningar vi bruker til olje­ produksjon. 3 Kva er ein «jack-up»? 4 Kvifor bruker vi ikkje oppjekkbare plattformer på store havdjupner? 5 Kva for delar er ein borerigg som kan søkkjast halvvegs ned, bygd opp av? 6 Kva høyrer med til bulksystemet? 7 Kva er formålet med ballastsystemet til riggar som skal søkkjast halvvegs ned? 8 Kva er ein «jacket»? 9 Kva bruker ein dei store cellene på botnen av ei betongplattform (condeep) til? 10 Kva fordelar har eit boreskip? 11 Kva er eit forsyningsskip? 12 Kva er eit hjelpefartøy? 13 Kva bruker vi eit ankerhandteringsfartøy til? 14 Kva bruker oljeselskapa seismikkskip til? 15 Kva heiter dykkarfartøy på engelsk? 16 Kva er formålet med boreslammet?

Oppgåver 1 Teikn ei boreplattform som kan søkkjast halv­ vegs ned, og før på namna på dei viktigaste del­ ane. 2 Teikn eit boreskip og før på namna på dei vikti­ gaste delane. 3 Kva er formålet med ballastsystemet til ein bo­ rerigg som kan søkkjast halvvegs ned? 4 Kva slags boreriggar har oppjekkingssystem? 5 Kva for bulksystem finn vi på boreriggar som kan søkkjast halvvegs ned? 6 Teikn ei skisse av boreslamsystemet på ei leiteplattform.

96

Flyteriggar

Kapittel 3

Pumpe- og røropplegg på skip Når du har arbeidet med dette kapittelet, skal du —

-

kjenne til de mest sentrale røropplegg på skip kjenne til de mest sentrale pumpeopplegg på skip kjenne til de viktigste fordelene og ulempene ved sentrifugalpumpa kjenne til de viktigste fordelene og ulempene ved fortrengningspumpa

3.1 Innledning På figur 3.1 ser vi råoljetankskipet «Berge Sigval». Framme på dekket legger vi merke til rørgata som går omtrent på senterlinjen i langskipsretning i hele lasteområdet. De fleste av disse rørene tilhører skipets laste- og lossesystem. Midt på dekket ser du også en del rør som går i tverrskipsretning. Det er manifolden der vi kopler ledningene fra land til skipets laste- og lossesystem. Det er kraner ved manifolden som skal håndtere de store ledningene fra land.

Skipslære

97

Figur 3.1 Tankskipet «Berge Sigval»

98

Pumpe-

og røropplegg på skip

«Berge Sigval» har dobbelt skrog og dobbelt bunn. Det vil si at hele lasteområdet er omsluttet av bal­ lasttanker. Skipet har normalt tilstrekkelig med bal­ lasttanker slik at det ikke må bruke lastetankene til vannballast. Slike skip går gjerne fullastet en vei og i ballast på returreisen. Da må skipet ha tilstrekke­ lig med vannballast om bord for å få propellen under vann.

Figur 3.2 viser tanksystemet til «Berge Sigval». Bal­ lasttankene er merket med svart.

I dette kapittelet skal vi se på en del systemtegninger. Slike tegninger er vanlige i prosessindustrien, på oljeinstallasjoner og på skip. Vi bruker slike teg­ ninger når vi først og fremst er interessert i selve prosessen. Det vil i dette tilfellet si hvordan oljen flyter, og hvilke ventiler som må være åpne, og hvilke som må være lukket i de forskjellige opera­ sjonene. Tegningene viser bare hvor det forskjellige utstyret befinner seg, ikke hvordan de enkelte kom­ ponentene er bygd opp.

De viktigste komponentene på slike tegninger er rørledninger, pumper og ventiler.

Skipslære

99

Rørledninger er tegnet med svarte streker. Symbo­ let som består av to trekanter med spissene mot hverandre, betyr ventil, mens en sirkel med eller uten pil inni er symbolet for pumpe. ______________________________

Rørledning

Figur 3.3 Vikti­ ge symboler på systemtegninger

Når et oljetankskip losser, bruker det sine egne pumper til å suge oljen fra lastetankene og levere den på mottaksanlegget i land. Når et slikt tankskip laster, kommer oljen fra land eller fra lastebøyer, og pumpene om bord på skipet er ikke i bruk.

3.2.1 System med hovedledninger Figur 3.4 viser laste- og losseledningene til råoljetankskipet «Berge Sigval». Tegningen kan virke rotete, så derfor skal vi se litt på de viktigste rørene.

Nede i tankene går det tre rørledninger i sentertan­ ken gjennom alle tankseksjonene. Det er disse led­ ningene vi kaller hovedledninger. Vi ser at det er et forbindelsesrør mellom hovedledningene helt i for­ kant av den forreste lastetanken. Denne tverrforbin­ delsen kaller vi en crossover, men hver av hoved­ ledningene er utstyrt med ventil slik at forbindelsen til crossoverledningen kan brytes. Hovedledningene har diameteren 800 mm fram til tankseksjon nr. 2. Der snevrer rørene inn slik at dia­ meteren blir 550 mm. Hver av de tre hovedledningene er koplet til en lossepumpe. Når skipet losser, suger hver lossepumpe olje fra «sin» hovedledning, løfter oljen opp på

100

Pumpe-og røropplegg

på skip

dekksnivå og videre framover dekket til manifol­ den som står midtskips. Manifolden er tilkoplingen mellom rørsystemet på skipet og rørene som kom­ mer fra land. Rørledningene som går fra manifol­ den og akterover, kaller vi dekksliner. Fra manifol­ den trykker pumpene på skipet oljen videre gjennom mottaksanlegget på land og gjerne inn i lagertanker.

Når skipet laster, kommer oljen fra land gjennom manifolden, men oljen går utenom lossepumpene. Vi ser at det går rør fra manifolden rett ned på hovedledningene. Disse rørene kaller vi droppledninger. Oljen går fra droppledningene inn på hovedledningene og derfra inn i tankene.

Skipslære

101

Figur 3.4 Laste- og losseledningene i lastesystemet til «Berge Sigval»

102

Pumpe-

og røropplegg på skip

SNO.133/134

F-13021

PAGE-23

6‘-?OOBfy S8- 6V

A-SEC. ABBREV ! AT ! 0NS

MARK

— — —

NO. 3 C. COT

NO. 2 Q.COT

NO. 3 W. COT (PIS)

NO. 2

NO. 1 C. COT

COT

"

NO.1 W.COT (PiS)

NAME CARGO OIL PIPE STRIPP1NG PIPE R | L G E PIPE

DIAGAM OF F. P. T.

CARGO OIL PIPE

Skipslære

103

3.2.3 Ballastrørsystemet til «Berge Sigval» På figur 3.5 ser du ballastrørsystemet til råoljetankskipet «Berge Sigval». Siden skipet har segregerte ballasttanker, har det også et eget rørsystem for vannballast. Dermed er det ingen sjanse for at last og ballast kommer i kontakt med hverandre, og når skipet skal losse ballastvannet, er vannet helt rent og uten oljeforurensning.

Det er vannballast i dobbeltbunntankene og i tan­ kene som ligger utenpå lastetankene. Vi ser at det er to hovedledninger som er trukket helt fram. Til hver hovedledning er det koplet sugeledninger slik at disse to kan tømme og fylle alle ballasttankene. Til hver pumpe er det også koplet en ballastpumpe. Mellom tankene og pumperommet ligger det et filteranlegg.

104

Pumpe-OG

RØROPPLEGG PÅ SKIP

Figur 3.5 Ballastsystemet til råoljetankskipet «Berge Sigval»

Skipslære

105

3.2.4 Laste- og lossearrangementet til et produkttankskip Et produkttankskip er gjerne noe mindre enn et råoljetankskip, men det har flere tanker. Slike skip kan føre ulik last i de forskjellige tankene. Skroget er ofte fullisolert, det vil si dobbelt i både bunn, sider og dekk, og det har mulighet til å varme opp lasten. Tankene er ofte dekt med epoksybelegg. Vanlig last kan være benzen, nafta, kaustisk soda og råolje.

Figur 3.6 Snitt gjennom tankseksjonen til et produkttankskip

106

Pumpe- og røropplegg på skip

Figur 3.7 Prosessflytskjemaet for laste- og lossesystemet til produkttankskipet «Danita»

I prinsippet skiller systemet seg fra systemet til råoljetankeren ved at produkttankskipet har sepa­ rate lossepumper i hver tank og separate laste- og losseledninger som forsyner hver enkelt tank eller gruppe av tanker. Det er nødvendig for at skipet skal kunne ha ulik last i forskjellige tanker. Det kre­ ver nemlig helt atskilte rør- og pumpesystemer for hver lasttype.

Midt på dekket ser du en rekke tverrskipsrør med flenser i endene. Det er manifolden. De tykkeste svarte strekene på diagrammet er laste- og losseledningene som fører lasten fra manifolden på dekket fram til de enkelte tankene. «Danita» har 12 laste tanker, og to og to tanker, for eksempel cargo tank no 1 p og cargo tank no 1 s, blir forsynt med last fra samme ledning. Alle rørledninger er laget av rustfritt stål. Deepwell pumpe Hver av lastetankene på «Danita» er utstyrt med en deepwellpumpe. Slike pumper er vanlige på produkttankskip og små og middels store råoljetankere. Det er disse pumpene som suger lasten fra las­ tetankene og trykker den gjennom laste- og losseledningen, gjennom manifolden og ut til mot­ taksanlegget på land. Pumpene er sentrifugalpumper som er hydraulisk drevet og vertikalt montert. Drivmaskineriet står på dekk, mens pumpa som står nede i rommet mellom tankene, blir drevet av

Skipslære

107

en lang, vertikal aksel. Slike pumper har stor leveringskapasitet, det vil si at de kan levere mye last per tidsenhet.

Figur 3.8 Las­ ting av en tank med deepwellpumpe og droppledning

Figur 3.9 Los­ sing av en tank med deepwellpumpe og droppledning

3.2.5 Rørledninger og utstyr Vi har sett at det finnes en stor mengde rør om bord på et tankskip. I dette kapittelet skal vi se litt nær­ mere på strømning i rør.

108

Pumpe- og røropplegg

på skip

På samme måte som motstandene i en elektrisk krets styrer hvor mye strøm det skal gå i kretsen, har vi motstander i ledninger der det strømmer væske.

U er spenningen eller potensialforskjellen mellom polene på en spenningskilde, for eksempel et bat­ teri. I er strømstyrken og R motstanden i kretsen. På figuren ser du en elektrisk krets og en hydraulisk krets, altså en krets der det strømmer væske. Kontrollpanel i dekskontor

Kontrollpanel på bru

Figur 3.10 Elektrisk krets

Skipslære

109

Figur 3.il Hy­ draulisk krets

Forholdet mellom trykk, væskestrøm og motstand kan vi uttrykke slik:

V

2

&P = ^tot • T •

p

Ap

= trykktapet

C,tot

= den totale motstandskoeffisienten til

ledningen

v

= strømningshastigheten til væsken

p

= tettheten til væsken

Motstandskoeffisienten er satt sammen av flere komponenter. De viktigste er friksjonen mellom væsken og rørveggen og trykktap i ventiler og bend. Vi skal se litt nærmere på disse. Motstandskoeffisienten som kommer av friksjonen i rørledninger som dekksledninger og droppledninger, er gitt av formel 3.2.

eiding~

' dj

er en dimensjonsløs motstandskoeffisient for en rett rørledning Veiding -

X

110

Pumpe-

=

og røropplegg på skip

dimensjonsløs motstandsfaktor

1

=

lengden av rørledningen i meter

dj

=

innvendig diameter i røret i millimeter

Ventiler Til rørsystemene i et tankskip er det naturligvis en rekke ventiler. Med en lastehastighet på 1/10 av dødvekten per time er det svært viktig at ventilene brukes riktig. Den vanligste ventilen er sluseventilen. Årsaken til det er at den har lavt motstandstall. En masterventil er en ventil som stenger av eller åpner en av lastetankene fra laste- og losseledningen.

På eldre tankskip var ventilene styrt med ratt på dekk, men i dag styrer vi ventilene hydraulisk. Det går gjerne en trykkledning og en returledning for hydraulikkolje langs hele dekket, og styreventiler som styrer selve ventilen, er tilkoplet disse hydraulikkledningene.

Det er svært viktig at ventiler i laste- og lossesystemet ikke blir stengt for hurtig. Det kan føre til at det bygger seg opp voldsomme trykk som kan sprenge rørene. Lossepumper På tankskip bruker vi pumper for å løfte oljen fra lastetankene til tankanlegg på land. Vi kan si at vi øker stillingsenergien til oljen ved at vi løfter den opp. Dessuten øker vi bevegelsesenergien til oljen i og med at vi gir den en hastighet. Vi kan altså si at oppgaven til pumpa er å øke energien til oljen. Den høyden som pumpa skal levere oljen, kaller vi geo­ detisk løftehøyde. Den kan vi dele i en sugehøyde og en trykkhøyde. I tillegg skal hastigheten økes, og friksjonstapene i rørledningen og strømningstapene i ventiler, bend og koplinger skal overvinnes.

Pumpeenergien går altså med til

Skipslære

111

-

å løfte oljen å øke hastigheten til oljen å overvinne tap i rørledningen

Det finnes en rekke forskjellige pumper, men to grupper som blir mye brukt på tankskip, er turbopumper og deplasementpumper. En turbopumpe er en pumpe der væsken strømmer kontinuerlig gjennom pumpa samtidig som trykket øker. Den vanligste turbopumpa er sentrifugalpumpa. Figur 3.12 viser en sentrifugalpumpe i sin aller enkleste form. I prinsippet består en sentrifu­ galpumpe av et pumpehus og et løpehjul.

Figur 3.12 Sentrifugal­ pumpe

I en deplasementpumpe blir det avgrenset et væskevolum eller deplasement som forflyttes fra innlø­ pet til utløpet av pumpa, der det oppstår en trykk­ stigning.

Stempelpumpa er et eksempel på en deplasement­ pumpe. Den brukes der små væskemengder skal løftes en stor høyde, eller der trykket skal økes mye.

3.3.1 Hvordan vi bruker sentrifugalpumper En sentrifugalpumpe leverer lite væske dersom løftehøyden er stor. Dersom løftehøyden reduseres, øker væskemengden. Det gjelder dersom vi holder turtallet konstant. På pumpefabrikken prøver de pumpene og setter opp såkalte pumpediagrammer eller pumpekarakteristikker. På figur 3.13 ser du et

112

Pumpe-

og røropplegg på skip

slikt diagram. Vi kan lese av hvor mye væske pumpa leverer ved forskjellige løftehøyder. Å

Løftehøyde

Pumpekarakteristikk

Figur 3.13 Pumpekarakteri stikk

Leveringskapasitet

Sentrifugalpumper arbeider ulikt i forskjellige anlegg. Leveringsmengden til pumpa avhenger av løftehøyden. Figur 3.14 viser karakteristikken til pumpa satt inn i et diagram for karakteristikken til

Skipslære

113

anlegget. Pumpa stiller seg inn på den leveringsmengden der de to kurvene skjærer hverandre. Å

Løftehøyde

Anleggskarakteristikk

Pumpas arbeidspunkt

Pumpekarakteristikk

Figur 3.14 Pumpas arbeidspunkt

Leveringskapasitet

De viktigste metodene vi har til å forandre væskestrømmen i anlegg med en sentrifugalpumpe, er å strupe ventilen eller regulere turtallet. A regulere turtallet er best sett fra et økonomisk synspunkt, men det er vanligere å strupe ventilen. Når vi stru­ per, forandrer anleggskarakteristikken seg, og pumpa får et nytt arbeidspunkt.

Figur 3.15 Struperegulering av sentri­ fugalpumpe

114

Pumpe-

og røropplegg pa skip

b

For at en sentrifugalpumpe skal fungere, må pumpehuset være fylt med væske når vi starter pumpa. På en del pumper er sugerøret utstyrt med tilbakeslagsventil.

3.3.2 Hvorfor vi bruker sentrifugalpumper Sentrifugalpumpa egner seg når vi skal levere store væskemengder til en relativt lav høyde. Men der­ som vi skal levere liten væskemengde og løftehøyden er stor, blir virkningsgraden for dårlig. Sentri­ fugalpumpa er nesten enerådende ved store væskemengder.

«Berge Sigval» har tre lossepumper som hver kan levere 5500 m3/time, og en pumpe som kan levere 3000 m3/time. Alle disse pumpene er sentrifugal­ pumper. De er plassert i pumperommet i akterkant av lasteområdet.

Hver av sentrifugalpumpene på produkttankskipet «Danita» kan levere 655 m3/time med et trykk på 10,2 bar. Den totale leveringshøyden som pumpa kan klare, består av sugehøyden og trykkhøyden. Sentrifugalpumper er bedre til å trykke enn til å suge. Det er grunnen til at pumpa er plassert så lavt som mulig. Vi sier at den er neddykket. Dersom pumpa hadde stått på dekk, måtte den suge last fra bunnen av tanken, og det er nesten 20 m. Ingen sen­ trifugalpumpe kan suge slike høyder.

3.3.3 Fortrengningspumper De to fortrengningspumpetypene vi bruker mest på tankskip, er -

stempelpumper skruepumper

Fortrengningspumpene blir også kalt deplasementpumper.

Stempelpumper brukes, i likhet med andre for­ trengningspumper, der væskemengden er liten og

Skipslære

115

transporthøyden stor. Figur 3.16 viser en enkeltvirkende stempelpumpe. En stempelpumpe kan gi væsken et nesten ubegrenset trykk. Når stempelet går mot høyre, er innsugingsventilen åpen, og pumpa suger inn olje. Utstøtsventilen er stengt. Når stempelet går mot venstre, er innsugingsventilen stengt, og pumpa trykker oljen ut gjennom utstøts­ ventilen.

Figur 3.16 Enkeltvirkende stempelpumpe

Stempelpumpa trenger heller ikke være fylt med væske før start. En ulempe ved stempelpumpa er at den leverer væsken støtvis. Av skruepumper er IMO-pumpa den viktigste. Den består av tre skruer der den midterste blir drevet og de to andre roterer med. Det er den midterste som sørger for væsketransporten. Sideskruene roterer motsatt vei av den midterste skruen og virker som tetning. Når pumpa roterer, blir oljen forskjøvet aksialt gjennom pumpa.

116

Pumpe-

og røropplegg på skip

3.3.4 Hvorfor vi bruker fortrengningspumper Sentrifugalpumpene har som sagt mye større leveringskapasitet enn deplasementpumpene når det gjelder mengde, men en sentrifugalpumpe klarer ikke å suge en tank helt tom. Det kommer av at sentrifugalpumpa ikke er selvsugende. Det er derimot fortrengningspumpene, og derfor bruker vi for­ trengningspumper til å suge opp den siste delen av lasten i en lastetank. Vi kaller det å strippe tanken, og slike pumper blir gjerne kalt strippepumper. De fleste strippepumpene er stempelpumper.

3.4 Oppgaver Kontrollspørsmål 1 Hvorfor har moderne råoljetankskip dobbelt skrog? 2 Hva er fordelen med segregerte ballasttan­ ker? 3 Hvorfor bruker vi sentrifugalpumper som lossepumper på tankskip? 4 Hva er en deepwellpumpe? 5 Hvorfor forandrer anleggskarakteristikken seg når vi struper en ventil? 6 Hvordan finner vi hvor mye en sentrifugal­ pumpe leverer i et bestemt anlegg?

Øvingsoppgaver 1 Lag en skisse av laste- og lossesystemet til et råoljetankskip. 2 Vis hvordan laste- og lossesystemet til et produktskip virker.

Skipslære

117

Kapittel 4

Maskinanlegget i skip og flyterigger Når du har arbeidet med dette kapittelet, skal du

-

-

-

kunne gjøre rede for hovedtrekkene for hvordan dieselmotoren er bygd opp og virker kjenne til de ulike hjelpesystemene til diesel­ motoren kjenne til hvordan et dampturbinanlegg virker kjenne til hvordan et gassturbinanlegg virker kunne forklare oversiktsskjemaet for et enkelt kjeleanlegg kjenne til prinsippene for kjøle- og fryseanlegg, evaporatorer og separatorer

4.1 Motormaskineri (dieselmaskineri) For over hundre år siden skrev den tyske ingeniø­ ren Rudolf Diesel: «Jeg har konstruert en maskin som etter mine beregninger bare bruker 1/10 så mye kull som den beste av dagens dampmaskiner.» Rudolf Diesel hadde konstruert den første firetakts dieselmotoren, og han hadde gjort det på grunnlag av matematiske utregninger. Denne motoren var alle andre maskiner overlegen. Motoren er i prin­ sippet den samme som i dag er framdriftsmaskineri i praktisk talt alle skip, og det er også den som dri­ ver generatorene som produserer strøm om bord på både skip og flyterigger.

Skipslære

119

Figur 4.1 Mid­ dels stor mid­ dels hurtiggå­ ende firetakts dieselmotor for framdrift av skip (MANBcrW)

Dieselmotorens viktigste fortrinn var, den gang som nå, det lave brennstofforbruket, og det ble raskt utnyttet. 1 1904 ble det første store kraftverket med dieselmotorer bygd i Kiev. Anlegget hadde seks dieselmotorer på til sammen 2400 hk, og de drev hver sin generator. I 1910 ble den første dieselmotoren som kunne reverseres, konstruert, og det var grunnlaget for dieselmotoren som framdriftsmaskineri om bord i skip. 11912 gikk verdens første dieseldrevne skip prøvetur. Skipet hadde to dieselmotorer, og hver var på 1250 hk. Motorene var bygd hos Burmeister & Wain i København, som hadde kjøpt lisensrettigheter av Rudof Diesel i 1898.

120

Maskinanlegget i

skip og flyterigger

Figur 4.2 Kon­ trollrom for et dieselmotoranlegg

28. november 1914 gikk Norges første motorskip prøvetur. Skipet het «M/S Brazil». Det kunne laste 4200 tonn og gjorde 11 mils fart på prøveturen. Ski­ pet ble bygd på Akers mekaniske verksted i Oslo, eller Kristiania som byen het den gang. Aker hadde kjøpt lisensrettigheter av Burmeister & Wain.

Det var kanskje ikke dieselmotorens fortrinn fram­ for dampmaskinen når det gjaldt brennstoffkostnader, som var så framtredende den gang. Derimot la rederne vekt på at de nå kunne fjerne de store lagrene av kull som hadde tatt svært mye plass om bord på dampskipene. I stedet kunne skipet ta med seg mer last. Dieseloljen ble plassert i tanker i dobbeltbunnen. «M/S Brazil» hadde nok drivstoff om bord til å seile tur-retur Sør-Amerika uten å bunkre. Et tilsvarende dampskip hadde måttet bunkre flere ganger underveis. Dieselmotorens fortrinn ble tidlig klart for norske redere. Bare tre dager etter at «Brazil» hadde gått prøvetur, inngikk rederiet Fred. Olsen en kontrakt med det danske verftet Burmeister & Wain om å bygge ikke mindre enn tre motorskip. I tillegg kon-

Skipslære

121

traherte rederiet et motorskip ved Akers mekaniske verksted. Andre redere fulgte opp, og fra tiden etter første verdenskrig ble dieselmotoren framdriftsmaskineri i flere og flere skip. I 1939 var ca. 1/3 av verdensflåten utstyrt med dieselmotor.

Figur 4.3 Motorskipet «Brazil» var et av de første motorskipene som ble bygd i verden. Det ble levert fra Akers mek. verksted i Oslo til rederiet Fred Olsen & Co i 1914

I dag er dieselmotoren nesten enerådende som framdriftsmaskineri om bord i handelsskip.

4.1.1 Hvordan dieselmotoren virker Motorens oppgave er å gjøre den kjemiske energien i brennstoffet om til mekanisk energi. I dieselmoto­ ren skjer det ved at brennstoffet blir sprøytet inn i sylinderen under høyt trykk like før stempelet er på topp. I sylinderen er det komprimert luft, og det er viktig at denne lufta blander seg godt med brenn­ stoffet. Dieselmotoren har ingen forgasser og ikke

122

Maskinanlegget i

skip og flyterigger

noe tenningssystem. Fordi stempelet er like ved toppen når brennstoffet sprøytes inn, er trykket høyt og temperaturen høy. Det fører til at brennstof­ fet som blir sprøytet inn, antenner. For at det skal bli en sikker tenning, blir brennstoffet forstøvet.

Når blandingen av gass og luft forbrenner, øker temperaturen og trykket. Trykket driver stempelet nedover. Fra stempelet blir kraften overført til veivakselen eller krumtappen. Veivakselen omdanner stemplenes bevegelse oppover og nedover til en rotasjon på motorens utgående aksel. Alle stem­ plene arbeider slik at veivakselen får jevn beve­ gelse.

4.1.2 Ulike motorarrangementer I skip finnes det stort sett enten en stor totakts die­ selmotor eller en eller flere mindre firetaktsmotorer til framdrift av skipet. En takt er veien stempelet går fra et dødpunkt til et annet dødpunkt, det vil si fra stempelet er på sitt øverste punkt til det er på sitt laveste punkt eller omvendt. At en motor arbei­ der etter firetaktsprinsippet, vil si at det skjer en forbrenning annenhver gang stempelet er på topp. Ved totaktsprinsippet skjer det en forbrenning hver gang stempelet er på topp.

De store totaktsmotorene er koplet direkte til pro­ pellen. Totaktsmotorene er store, saktegående dieselmoto­ rer med fra fire til tolv sylindere. De største moto­ rene har en sylinderdiameter på tett opptil 1 m. Turtallet varierer fra 75 til 140 r/min. Turtall vil si hvor mange omdreininger motoren gjør i minuttet. Fordi den går så sakte, er den koplet direkte til propellakselen. Slike motorer yter opptil ca. 70 000 kW eller nærmere 100 000 hk.

Skipslære

123

Figur 4.4 Totaktsmotor (MAN BErW)

Figur 4.5 Totaktsmotor un­ der bygging

124

Maskinanlegget i skip og flyterigger

Figur 4.6 Kontainerskip der framdriftsmotoren er en tolvsylindret totaktsmotor på 47 000 kW

Firetaktsmotorene er mindre enn totaktsmotorene, og effekten per motor er mindre. De kraftigste yter nærmere 20 000 kW eller ca. 27 000 hk. Slike moto­ rer har så høyt turtall at de må gires ned. Grunnen til det er at propellen arbeider bedre ved lave tur­ tall enn ved høye.Vanlige turtall ligger mellom 350 og 500 r/min. Slike motorer blir også benyttet i flermotoranlegg på store skip. Motorene er betydelig lavere enn totaktsmotorene. Det gjør at de krever mindre plass om bord, og at de er lettere å plassere. På roro-passasjerferger går de under bildekket, og det gjør at slike ferger kan laste flere biler enn det de kunne ha gjort dersom de hadde hatt totaktsmo­ tor.

Skipslære

125

Firetaktsmotorene blir også brukt til hjelpemotorer om bord. Det er hjelpemotorene som driver genera­ torene som produserer strøm.

Figur 4.7 Fire­ taktsmotor (MAN B&W)

Figur 4.8 Fire­ taktsmotor på 12 400 kW un­ der bygging (MANB&W)

Ofte blir det koplet en akselgenerator til firetakts framdriftsmotorer. Vi ser et slikt arrangement på figur 4.9. Anlegget består av fire dieselmotorer der to og to motorer er koplet til samme gir, og til hvert av de to girene er det koplet en propellaksel. Skipet har altså to propeller. Vi ser også at det er to akselgeneratorer som er koplet til hvert sitt gir. Dermed slipper skipet å ha hjelpemotorer i gang når skipet er i sjøen.

126

Maskinanlegget i

skip og flyterigger

Figur 4.9 Motorarrangementet til roro-pasasjerfergen Silja Europa, som dri­ ves av fire firetaktsmotorer som til sammen yter ca. 32 000 kW

På figur 4.10 ser du et kystskip og på figur 4.11 framdriftsarrangementet til dette skipet. Slike skip manøvrerer mye og har kort tid i sjøen mellom hvert havneanløp. På slike skip velger en ofte en vribar propell. I stedet for å reversere motoren eller giret blir propellbladene vridd slik at maskinkraften virker akterover. På fiskefartøy finner vi også ofte vribare propeller.

Skipslære

127

Figur 4.10 Kystskip med firetaktsmotor (MANB&W)

Figur 4.11 Fi­ retaktsmotor koplet til gir og vribar propell (MAN BErW)

På flyterigger har det lenge vært vanlig med dieselelektrisk framdrift. Da står dieselmotorene oppe på dekket med generatorer tilkoplet. Nede i pongton­ gene er det elektromotorer som får strøm via hovedtavla. Når riggen skal flyttes, kan kraften fra genera­ torene gå til elektromotorene i pongtongene. Når riggen borer, går kraften fra de samme generatorene til borearbeidet.

I skip blir det også mer og mer vanlig med dieselelektrisk framdrift. På figur 4.12 ser du et anlegg med seks dieselmotorer som driver hver sin genera­ tor. De to propellene er koplet til hver sin elektro­ motor.

128

Maskinanlegget i

skip og flyterigger

Figur 4.12 Dieselelektrisk framdriftsarrangement

4.1.3 Hvordan totaktsmotoren arbeider På figur 4.13 ser du et snitt gjennom en moderne MAN B&W totakts dieselmotor. De viktigste delene er 1 2 3 4

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Figur 4.13 MAN B&W to­ takts diesel­ motor

Eksoskanal Turbolader Spyleluftkanal Sylinderføring med spyleluftporter Stempel Stempelringer Stempelstang Tetning Sylinderdeksel Eksosventil Krysshode Råde Veivstang Krumtapp Kamaksel Bunnramme Stativ Sylinderparti Spyleluft Eksos Kjolevæske Smøreolje

Skipslære

129

Når stempelet er rett før topp, slik som på figuren, blir brennstoffet sprøytet inn i sylinderen under høyt trykk, og det antenner på grunn av den høye temperaturen i sylinderen. Forbrenningen fortset­ ter mens stempelet snur, og ennå en liten stund mens stempelet er på vei nedover. Eksosventilen er stengt. Trykket i sylinderen er svært høyt på grunn av forbrenningen, og dette trykket skyver stempelet nedover. Stempelringene tetter mellom stempelet og sylinderen, slik at trykket ikke forplanter seg til undersiden av stempelet. Stempelets bevegelse fra topp til bunn, eller fra øvre dødpunkt til nedre dødpunkt, kaller vi arbeidsslaget. Når stempelet nærmer seg nedre dødpunkt, avdekker det spyleluftportene i sylinderføringen, og spylelufta strømmer inn i sylinde­ ren. Da er eksosventilen åpen, og spylelufta hjelper til med å drive eksosgassen ut gjennom eksosventi­ len og ut i eksoskanalen.

Stempelbevegelsen fra nedre dødpunkt til øvre dødpunkt kaller vi kompresjonsslaget. Stempelet dekker til spyleluftportene på vei oppover, eksos­ ventilen stenger, og trykket og temperaturen stiger etter hvert som stempelet går oppover. Litt før top­ pen sprøytes brennstoffet inn igjen, og en ny syklus begynner.

Vi skal se litt på noen av delene. Sylinderpartiet På en stor dieselmotor er selve sylinderen en løs del som kan skiftes ut. Vi kaller denne delen sylinderføringen. Den er laget av støpegods. Under forbrenningsprosessen blir sylinderføringene utsatt for temperaturer som er så høye at støpejernet ville ha smeltet dersom det ikke ble avkjølt. Derfor er føringen kjølt med vann på utsiden. Figur 4.14 viser sylinderpartiet med vannkjølt føring, eksoskanal og spyleluftkanal. Vi legger merke til spyleluftslissene som er boret ut nederst i føringen. Tegnin-

130

Maskinanlegget i skip

og flyterigger

gen er hentet fra Norcontrols overvåkingssystem. Tallene som er påført, refererer til hvilke målere som gir de forskjellige verdiene.

Figur 4.14 Sylindersystemet (Norcontrol)

Stempel, stempelstang og krysshode Stempelets viktigste oppgave er å overføre kraften fra gasstrykket til stempelstanga. Stempelet blir fes­ tet direkte til stempelstanga. Stempelet på store totaktsmotorer kan bli opptil 900 mm i diameter. Det har vært produsert motorer med stempeldiameter på 1080 mm, men dagens motorer stopper på 900 mm. Stempelstanga forbinder stempelet med krysshodet. Stanga er skrudd fast til både stempelet og krysshodet.

Skipslære

131

Krysshodet forbinder stempelstanga med veivstanga. I en stor krysshodemotor blir det store hori­ sontale krefter på grunn av veivstangbevegelsen. Disse kreftene blir overført til maskinstativet av gleidesko, som glir på et gleideplan. Se figur 4.15.

Figur 4.15 Montering av krysshode på veivstanga

I en totaktsmotor er det ikke åpent mellom sylinde­ ren og veivhuset, og derfor er sylinderen lukket i bunnen. For å gjøre den helt tett er det montert en pakkboks rundt stempelstanga der den går gjennom sylinderbunnen.

132

Maskinanlegget i

skip og flyterigger

I pakkboksen er det montert tetningsringer og skraperinger av støpejern eller metallegering. Disse rin­ gene blir presset mot stempelstanga av fjærer. Det må være helt tett mellom sylinderen og veivhuset, slik at olje og slam som samler seg nederst i sylin­ deren, ikke skal komme ned i veivhuset. Smøreol­ jen i veivhuset må heller ikke komme opp i sylin­ deren. Stempelringene Stempelringene skal tette mellom stempelet og sylinderveggen. Stempelringene er konstruert slik at trykket som er over stempelet, presser ringen ned i sporet og ut mot sylinderveggen. Stempelringene blir også kalt stempelfjærer.

Figur 4.16 Montering av stempelringer

Skipslære

133

Sylinderdekselet Sylinderdekselet er montert på toppen av sylinderføringene ved hjelp av skruer som går ned i blokka. Sylinderdekselet gir plass for brennstoffventilen, startventilen og eksosventilen.

Brennstoffpumpa Det er montert en brennstoffpumpe til hver sylin­ der, og denne pumpa skal levere brennolje fram til innsprøytingsventilene som sprøyter oljen inn i sylinderne. Brennstoffpumpene leverer mer olje enn det som blir sprøytet inn, slik at det er sirkula­ sjon i systemet.

Turboladeren Turboladeren består av en gassturbin som driver en luftkompressor. Gassturbinen blir drevet av ekso­ sen fra motoren. Kompressoren leverer luft med overtrykk til sylinderen. På den måten blir sylinde­ ren tømt for eksos og fylt med komprimert luft. Resultatet er større motoreffekt.

Figur 4.17 Turbolader

134

Maskinanlegget i skip

og flyterigger

Krumtappen eller veivakselen Veivakselens oppgave er å gjøre om stemplenes bevegelser oppover og nedover til en rotasjon. Veiv­ akselen er en av de tyngste delene i en dieselmotor, og den er utsatt for store belastninger både som bøyebelastning og torsjon. Veivakselen ligger i innstøpte rammelagre.

Figur 4.18 Veivakselen

Stativene Stativene er den opptil åtte meter høye sammensveiste stålkonstruksjonen som binder bunnramma sammen med sylinderpartiet. Stativet gir først og fremst plass for veivhuset. I den øverste delen av veivhuset går stempelstanga gjennom et hull i en horisontal stålplate. Der er det montert en pakkboks med oljeskraperinger, som skal hindre at det kommer olje opp fra veivhuset.

Skipslære

135

Figur 4.19 Maskinstativene

Eksoskjele og skorstein Fra turboladeren kommer den varme eksosen til eksoskjelen for produksjon av damp. På den måten er dampproduksjonen i eksoskjelen avhengig av effekten i hovedmotoren. Det blir også montert en lyddemper i forbindelse med eksoskjelen. Lyddemperen kan samtidig virke som en gnistfanger, men vanligvis passerer eksosen en separat gnistfanger før den slipper ut gjennom skorsteinen.

Eksosen må ha en temperatur som er høyere enn doggpunktet i skorsteinen, for ellers er det fare for

136

Maskinanlegget

i skip og flyterigger

at det skal utvikle seg svovelsyre og dermed korro­ sjon. Bunnramma Bunnramma er en solid stålramme, opptil 30 • 10 m i kant. Ramma er festet til tanktoppen med store skruer. På tvers av bunnramma går det flere tverr­ bjelker, der rammelagrene for veivakselen er innstøpt. Under rammelagrene ligger oljetroa.

Figur 4.20 Nesten ferdig­ bygd motor

Skipslære

137

4.1.4 Hvordan en firetakts dieselmotor arbeider På figur 4.21 ser du et snitt gjennom en moderne firetakts dieselmotor fra MAN B&W.

Figur 4.21 Fi­ retakts diesel­ motor fra MAN B&W

Dieselmotoren på figuren har to ventiler. Den ene ventilen styrer luftinnsugingen, mens den andre åpner for utblåsing av eksos i rett tid. Skal det bli plass til ny ladeluft og brennstoff i sylinderen, må

138

Maskinanlegget i skip og flyterigger

motoren kvitte seg med eksosen. Ventilene blir styrt av en kamaksel (knastaksel), som blir drevet av veivakselen. På figuren er stempelet rett før øvre dødpunkt, begge ventilene er stengt, og nesten all eksos er ute av sylinderen. Den første takten begynner når stem­ pelet er i toppstilling i sylinderen. Når stempelet går nedover, åpner innsugingsventilen slik at ladelufta kan strømme inn i sylinderen...På grunn av undertrykket i sylinderen som oppstår når stempe­ let går nedover, og fordi turboladeren leverer luft med høyere trykk enn atmosfæretrykket, strømmer det ren luft inn forbi innsugingsventilen. Når stem­ pelet har kommet til nedre dødpunkt, lukkes inn­ sugingsventilen.

I den andre takten som er kompresjonstakten, går stempelet oppover, og begge ventilene er stengt. Lufta som har kommet inn i sylinderen, blir kom­ primert mellom stempelet og sylinderdekselet. Når stempelet er i toppstilling, er lufta presset sammen til ca. 1/20 av det opprinnelige volumet. Trykkøkningen utvikler varme, og temperaturen stiger til rundt 800 °C. På slutten av kompresjonstakten blir brennstoffet pumpet inn i sylinderen som en fin dusj. Brenn­ stoffet må sprøytes inn med et høyere trykk enn kompresjonstrykket i sylinderen.

Det forstøvede brennstoffet blir med en gang tent av den høye kompresjonstemperaturen, og blandingen av luft og olje forbrenner til dels eksplosjonsartet. Ventilene er nå stengt. Under forbrenningen utvi­ der gassene seg, og trykket stiger slik at stempelet blir trykket ned i sylinderen med svært stor kraft. Denne nedovergående stempelbevegelsen blir gjort om til rotasjonsbevegelse av veivakselen. Idet stempelet begynner å gå oppover igjen, åpner eksosventilen, og forbrenningsgassene blir presset ut. Når stempelet har kommet i øvre dødpunkt, er

Skipslære

139

sylinderen så godt som tømt for eksos, og eksosven­ tilen lukkes. Vi ser at firetaktsmotoren ikke har krysshode slik totaktsmotoren har. Vi kaller slike motorer som ikke har krysshode, for trunkmotorer. Stempelet er forbundet med veivakselen direkte via råden.

Sylinderen og veivhuset er ett rom. Derfor har ikke trunkmotoren tetning i bunnen av sylinderen. En trunkmotor er utstyrt med et nokså langt stem­ pel. Grunnen til det er at råden er festet til stempe­ let med en krysspinne som gir veivstanga mulighet til å bevege seg. Dermed blir stempelet utsatt for sidekrefter, og derfor må stempelet være langt så det ikke skal stille seg på skrå i sylinderen. Slik blir presset ffa sidekreftene fordelt over en større flate, og da blir også sylinderslitasjen mindre. Råden overfører stempekraften til veivakselen.

4.2 Dieselmotorens hjelpesystemer 4.2.1 Brennoljesystemet Brennoljesystemet skal forsyne motorene med brennstoff. Hovedmotoren har sitt brennoljesystem, og hver hjelpemotor har sitt. Store dieselmoto­ rer er vanligvis konstruert for drift med tungolje. Det er en svartbrun, nesten asfaltliknende olje. Vis­ kositeten er svært lav. Bunkersoljen må varmes opp for at viskositeten skal bli akseptabel, og renses i separatorer fordi den inneholder mye bunnfall og slagg fra destillasjonsprosessen og vann. Oljen blir klassifisert som A-, B- eller C-olje etter hvor tyktfly­ tende den er. Den nøyaktige spesifiseringen av bun­ kersoljen skjer ved hjelp av et Redwood viskosimeter. Målenheten R