Allestimento navale - l'analisi del timone assegnato

ANALISI DEL TIMONE ASSEGNATO

Il timone assegnatoci è un timone semicompensato (l’area dello stesso a proravia dell’asse di

rotazione del timone si estende per parte della sua altezza),semisospeso a pinna ad un solo

agugliotto ,per cui ci troviamo di fronte ad un timone a 2 supporti,di cui uno è l’asta e l’altro è la

pinna .

STRUTTURA

Il nostro è un timone carenato,ossia un timone a doppia lamiera,costituito essenzialmente da un

doppio fasciame irrigidito con diaframmi verticali e orizzontali e privo di fusto : i diaframmi hanno la

funzione di trasmettere correttamente le tensioni dalla pala all’asta del timone e all’agugliotto .

In corrispondenza dell’accoppiamento asta – pala e pinna – pala ,non abbiamo più una struttura

laminata del timone,bensì due parti fuse atte a sopportare gli elevati sforzi ivi insorgenti e a

garantire la compenetrazione,rispettivamente, dell’asta nella pala e dell’agugliotto nella pala (vedi

profilo longitudinale,parte campita) ; inoltre il RINA prevede che tali parti massicce in acciaio fuso

siano provviste di sporgenze alle quali i diaframmi verticali ed orizzontali (almeno 2 ciascuno) del

timone devono essere saldati a piena penetrazione .

La parte brandeggiabile del timone,con profilo a sezione alare,è costituita dal fasciame esterno

irrigidito internamente da un certo numero di diaframmi orizzontali e verticali razionalmente

distribuiti e costituiti da lamiere,con fori di alleggerimento,munite lungo un sol bordo di piatti,come

vedremo, necessari per le operazioni di montaggio : questi piatti sono evidenti nelle sezioni

orizzontali e verticali e sono quelli che corrono lungo il fasciame di sinistra del timone .

Il numero preciso dei pannelli di fasciame,dei diaframmi e il loro posizionamento possono essere

ricavati facilmente dalla lettura della sezione longitudinale : i pannelli di fasciame sono delimitati

dagli scarichi di saldatura e quindi dovrebbero essere 9 per ciascuna faccia del timone,inoltre

avremmo potuto ricavare tale numero anche evidenziando gli spessori di ciascun pannello che

possiamo leggere anch’essi dalla sezione longitudinale essendo quei numeri che ritroviamo

all’interno dei riquadri e che,in alcuni casi,sono sormontati da quadrati o cerchi rappresentanti le

tipologie di materiale utilizzato , in particolare :

→ acciaio ordinario di tipo A per il quale la prova di resilienza è stata effettuata a 20°C;

• → acciaio ordinario di tipo B per il quale la prova di resilienza è stata effettuata a 0 °C;

• → acciaio ordinario di tipo D per il quale la prova di resilienza è stata effettuata a -20 °C.

•

Facendo una disamina attenta degli spessori dei pannelli di fasciame si evince che i pannelli di

fasciame a ridosso della parte massiccia in cui è alloggiata l’asta del timone e nella zona

dell’agugliotto inferiore sono nettamente maggiori degli altri (abbiamo spessore di 40 e 55 mm ,

contro i 20 e i 25 dei restanti pannelli) e,inoltre,viene utilizzato un acciaio più resistente (acciaio di

tipo D , al contrario degli altri pannelli in cui viene utilizzato acciaio di tipo A) : questi rinforzi non

sono frutto di una convenzione,ma sono previsti dal RINA (parte B,capitolo 10,sezione 1, paragrafi

7.3.5 e 7.3.6) .

Passiamo ai diaframmi . I diaframmi sono attraversati da continui passi d’uomo e fori di

alleggerimento che si distinguono,fra loro,per le dimensioni .

Per quanto concerne gli spessori di questi diaframmi il RINA prescrive che essi siano almeno pari

al 70℅ di quelli richiesti per il fasciame del timone e comunque non inferiore a 8 mm ; inoltre lo

spessore dei diaframmi verticali principali (diaframmi posti alla sinistra e alla destra delle parti

massicce) nella zona compresa tra la parte superiore della pala del timone e l’alloggiamento

dell’agugliotto deve essere notevolmente maggiorato (quella parte di diaframma verticale ha

spessore 55 mm ed è costituito da acciaio ordinario di tipo D),infine,in luogo del fusto, è prevista la

sistemazione di due diaframmi verticali molto ravvicinati .

L’estremità poppiera del timone è irrigidita da una barra atta a irrobustire il bordo d’uscita del

timone per sostenere i carichi accidentali che gravano sulla più esposta del timone e allo stesso

tempo è un modo per “chiudere” lo stesso in maniera coerente,pulita ed efficace .

A causa dell’inaccessibilità interna di questo timone, le operazioni di montaggio e l’esecuzione dei

collegamenti devono seguire un’opportuna sequenza che ora descriveremo,onde pervenire ad una

certa realizzazione basata sul criterio generale seguente :

- montaggio a cielo aperto sulle strutture interne delle lamiere di una faccia ;

- montaggio delle lamiere di copertura con collegamenti saldati di asole sui piatti d’appoggio .

La sequenza di montaggio è questa :

1) posizionamento dei diaframmi orizzontali,costituenti i diaframmi continui,provvisti lungo il

bordo sinistro dei piatti d’appoggio per saldature con asole ; tali piatti li possiamo

osservare,ad esempio nell sezione D – D . Le lamiere costituenti i diaframmi orizzontali

constano di diversi fori d’alleggerimento e passi d’uomo e,inoltre, presentano lungo i bordi

degli intagli che consentono il passaggio dei cordoni di saldatura di testa dei corsi di

fasciame ;

2) sistemazione dei diaframmi verticali costituiti da più elementi disposti nello stesso piano e

saldati lungo le basi ai diaframmi orizzontali e mediante saldature ad angolo, in modo tale

da formare dei giunti a T . DIAFRAMMA

VERTICALE

DIAFRAMMA

ORIZZONTALE

Alcuni di questi diaframmi verticali sono già provvisti lungo il bordo sinistro dei piatti

d’appoggio per saldatura con asole,come si può vedere dalla sezione verticale M – M ;

3) preparo le lamiere del fasciame di destra e opero la saldatura continua d’angolo, a cielo

aperto, dei diaframmi orizzontali e di quelli verticali con le lamiere suddette . Giunto a

questo punto ho ottenuto il mantello di destra del timone ; DIAFRAMMA

VERTICALE

PASSO D'UOMO FASCIAME DI

DESTRA

FASCIAME DI

DIAFRAMMA DESTRA

ORIZZONTALE DIAFRAMMA

ORIZZONTALE

4) si procede al posizionamento delle asole e si preparano le lamiere del fasciame di sinistra;

5) montaggio del fasciame di sinistra sulle parti già completate procedendo alla saldatura

delle asole già predisposte .

FASCIAME LATERALE DIAFRAMMA ORIZZONTALE

PIATTO D'APPOGGIO PER

SALDATURE CON ASOLE

DIAFRAMMA VERTICALE FASCIAME LATERALE

TRACCIA DEL PIATTO

D'APPOGGIO

ASOLA DIAFRAMMA ORIZZONTALE

DIAFRAMMA VERTICALE

FASCIAME LATERALE TRACCIA DEL

DIAFRAMMA

ORIZZONTALE PIATTO D'APPOGGIO PER

SALDATURE CON ASOLE

Pertanto sia i diaframmi verticali (alcuni) che quelli orizzontali (tutti) presentano,dal lato

che deve essere collegato al fasciame di chiusura, un piattino saldato che mi permette,

mediante le asole,di realizzare il collegamento diaframma – fasciame esterno .

Con questo abbiamo ultimato la sequenza di montaggio del nostro timone , tuttavia è opportuno

riportare dei particolari collegamenti tra fasciame e diaframmi : Finale timone

Cielo e fondo timone

CIELO DEL TIMONE

PIATTO PER SALDATURA FASCIAME LATERALE

FASCIAME LATERALE CON

CIELO PIATTO D'APPOGGIO PER

SALDATURE CON ASOLE

FASCIAME LATERALE FASCIAME LATERALE BARRA D'IRROBUSTIMENTO

PIATTO PER SALDATURA

FASCIAME LATERALE CON

FONDO FASCIAME LATERALE

FONDO DEL TIMONE

ALTRI ELEMENTI E PARTICOLARITÁ DEL DISEGNO

Come ribadito all’inizio questo timone è a doppia lamiera,ossia è costituito essenzialmente da un

doppio fasciame irrigidito con diaframmi verticali e orizzontali .

Tale tipologia di timone ha,rispetto al timone a singola lamiera,ha una struttura più leggera, riceve

una spinta idrostatica maggiore (→sollecita meno le strutture di sostegno) ed ha,inoltre, la forma di

ottimo profilo idrodinamico per cui influisce meno sulle resistenze dovute alle appendici di carena .

L’unione delle 2 lamiere che rivestono il timone deve garantirci nei riguardi di eventuali ingressi

d’acqua nel timone che avrebbero i seguenti effetti collaterali :

- appesantimento del timone ;

- deterioramento degli elementi strutturali .

In ogni caso, una volta ultimata la costruzione del timone,per assicurarci della buona tenuta stagna

dello stesso lo si sottopone a due prove di pressatura :

1. pressatura ad aria → si fa confluire aria compressa a mezzo dei fori filettati praticati nel

diaframma orizzontale di fondo del timone (aleggi del diaframma di fondo) e mediante

acqua saponata posta sui cordoni di saldatura si verifica l’eventuale fuoriuscita di aria ;

2. pressatura idraulica → viene immessa l’acqua per la pressatura (p = 1.5 1.7 kg/cm² ,

pressione stabilita in funzione della pressione che grava sul timone durante il suo esercizio

più un margine di sicurezza) a mezzo degli aleggi praticati nel diaframma orizzontale di

fondo del timone, mentre lo sfogo dell’aria per il riempimento totale avviene attraverso il

foro filettato praticato nel diaframma orizzontale di testa del timone .

Una volta eseguita questa prova gli aleggi vengono chiusi con tappi a vite i quali verranno

rimossi solo durante le periodiche entrate in bacino della nave per le operazioni di

carenaggio , onde scaricare l’acqua eventualmente infiltratasi all’interno del timone .

Nel corso dei decenni sono stati sviluppati diversi metodi atti ad evitare l’appesantimento del

timone conseguente all’infiltrazione dell’acqua :

riempimento degli spazi interni con sughero macinato frammisto a pezzi di legno → tale

metodologia fu subito accantonata perché l’acqua infiltratasi nel timone faceva marcire il

legno provocando,così, una più rapida ossidazione del metallo ;

riempimento degli spazi interni con schiuma di poliuretano → senz’altro migliore della

prima soluzione ;

pitturazione indiretta dell’interno del timone con mastice di bitume → si fa entrare il bitume

attraverso l’aleggio posto superiormente lasciando chiuso,ovviamente, quello posto sul

fondo e aprendo quello posto a circa metà altezza del timone il quale funge da sfogo d’aria.

La protezione delle pareti interne del fasciame e di tutte le superfici degli elementi di

irrobustimento (diaframmi) è garantita dalla presenza dei fori d’alleggerimento .

Prima di continuare nello studio del nostro timone soffermiamoci sugli aleggi e relativi sistemi di

chiusura stagna : CEMENTO

DIAFRAMMA IDRAULICO

TIMONE

BOCCOLA PER GUARNIZIONE

TAPPO ANULARE

TAPPO

In ogni timone,inoltre,sono previsti due tubi attra