Судовые иллюминаторы: требования Правил РМРС к расположению, стеклу и испытаниям

Содержание

Судовые иллюминаторы на судах, поднадзорных Российскому морскому регистру судоходства (РС, в отраслевой речи РМРС), проектируют по части III Правил классификации и постройки морских судов, а их стёкла выпускают по ГОСТ ISO 21005-2016. Проектанты и судоремонтники подбирают по Правилам РС тип иллюминатора и толщину стекла.

Что требуют Правила РМРС от судовых иллюминаторов

Требования РМРС к иллюминаторам собраны в разделе 7 части III Правил классификации и постройки морских судов и в пункте 3.2.12 Правил о грузовой марке. По Правилам о грузовой марке иллюминатором считают круглое или овальное отверстие площадью не более 0,16 м², а отверстие большей площади относят к окнам. Правила РС определяют места установки судовых иллюминаторов, их тип, минимальную толщину стекла и случаи, когда нужна штормовая крышка.

Правила РС (часть III, 7.2.2.1, издание 2020 г.) делят иллюминаторы на тяжёлые, нормальные и облегчённые: минимальная толщина закалённого стекла у них 10-19, 8-12 и 6-10 мм, а диаметр в свету не более 400, 400 и 450 мм соответственно. Закалённые стёкла для иллюминаторов с 1 марта 2018 года выпускают по ГОСТ ISO 21005-2016 взамен ГОСТ 9424-79, а прочность проверяют методом штампа по ГОСТ Р ИСО 614-2007.

Иллюминатор в сборе делают по ГОСТ Р ИСО 1751-2017, круглый также по ГОСТ 19261-98, прямоугольный по ГОСТ 21672-99. По Номенклатуре РС издания 2020 года на иллюминатор выдают свидетельство о типовом одобрении (СТО), а стекло поставляют с документом изготовителя.

Где на судне ставят иллюминаторы и где их ставить нельзя

Нижняя кромка бортового иллюминатора проходит не ниже линии на 0,025B или 500 мм над летней грузовой ватерлинией, что больше. Схема условная.

Нижняя кромка бортового иллюминатора должна быть не ниже линии, отстоящей на 0,025 ширины судна B или 500 мм от летней грузовой ватерлинии, смотря что больше (Правила классификации и постройки морских судов, часть III (издание 2020 года), 7.2.1.2). Судам R2, R2-RSN, R2-RSN(4,5), R3-RSN и R3 без международных рейсов 500 мм можно не учитывать, а при длине менее 24 м достаточно 300 мм, для R3 150 мм. Стоечным судам нужно не менее 150 мм над ватерлинией максимальной осадки. Число иллюминаторов в обшивке ниже палубы надводного борта сводят к минимуму.

Требования РМРС к иллюминаторам запрещают установку:

• иллюминаторов в ледовом поясе ледоколов и судов ледовых классов;
• в помещениях исключительно для груза;
• во внутренних бортах башен плавучих доков;
• окон в районах по 3.2.12.2 Правил о грузовой марке.

Судам R2, R2-RSN, R2-RSN(4,5) и R3-RSN длиной менее 24 м и судам R3 разрешены нормальные вместо тяжёлых и облегчённые вместо нормальных. На буксирах R2 и R3 иллюминаторы ниже палубы переборок должны одновременно быть тяжёлыми и неоткрывающимися, то есть глухими (7.2.1.3), с тем же послаблением для R3 и судов короче 24 м.

Штормовая крышка ниже палубы надводного борта даёт водонепроницаемое закрытие, выше неё непроницаемое при воздействии моря (Правила о грузовой марке, 3.2.12.3). На судах со знаками FF1 и FF2 штормовые крышки иллюминаторов постоянно навешены, а рубочные окна получают съёмные щитки, кроме рулевой рубки и поста управления аварийно-спасательными операциями.

Цифры приведены по Правилам РС издания 2020 г. Для конкретного судна требования к судовым иллюминаторам сверяют с редакцией Правил на дату контракта на постройку и с бюллетенями изменений РС.

Стекло для судовых иллюминаторов: свойства, допуски, ограничения

Правила РС (часть III, 7.2.2.4) требуют, чтобы стёкла иллюминаторов были закалёнными. По ГОСТ ISO 21005-2016 их делают из листового флоат-стекла или полированного, рекомендуемые марки: бесцветное М0, М1 по ГОСТ 111 или окрашенное в массе Т0, Т1 по ГОСТ 32997. По данным статьи А. Г. Назарова и С. А. Королева в Научно-техническом сборнике РС (2024, № 77), ISO 12216 принимает предел прочности при изгибе термоупрочнённого стекла 200 МПа, химически упрочнённого 300 МПа и модуль упругости 72 600 МПа. ПММА и поликарбонат с пределом 100 и 90 МПа ISO 12216 допускает для малых судов и яхт, а Правила РС для судовых иллюминаторов требуют закалённого стекла.

Допуски толщины по ГОСТ ISO 21005-2016 составляют ±0,3 мм для стёкол 8, 10 и 12 мм, ±0,5 мм для 15 мм и ±1 мм для 19 и 25 мм. Разнотолщинность закалённого стекла для иллюминаторов ограничена 0,3 мм на 1000 мм, отклонение от плоскостности 3 мм на 1000 мм. Условия работы задаёт ГОСТ 19261-98: иллюминатор должен выдерживать морскую воду, ультрафиолет и перепады температур от −40 до +66 °C. Для круглогодичной работы в Арктическом бассейне нижняя граница опускается до −50 °C.

Почему при пределе 200 МПа по ISO 12216 стекло всё равно берут толще расчётного? Прочность стекла сильно разбросана из-за микродефектов, поэтому конструкции из стекла проектируют с коэффициентом запаса больше 3. Кромки гладко шлифуют с фаской больше 1 и меньше 2 мм, а обработку кромок ведут до закалки, поэтому размер стекла задают до заказа. Если обработка снижает прочность, стандарт предписывает изменить её способ или взять стекло большей толщины.

Тяжёлые, нормальные и облегчённые иллюминаторы: типы и исполнения

Три типа иллюминаторов по Правилам РС есть и в ГОСТ Р ИСО 1751-2017 под буквами A, B и C, а у межгосударственных стандартов на судовые иллюминаторы обозначения свои.

Прямоугольные иллюминаторы ГОСТ 21672-99 делит на два типа по расчётному давлению, без прямого соответствия трём типам Правил. По исполнению бортовые иллюминаторы бывают глухими, со стеклом в корпусе, и створчатыми, со стеклом в раме, навешенной на корпус. ГОСТ 19261-98 и ГОСТ 21672-99 выделяют ещё универсальные иллюминаторы, в круглом стандарте с индексом U. У створчатого тяжёлого иллюминатора одна из задраек рамы получает гайку под специальный ключ.

ГОСТ Р ИСО 1751-2017 делит иллюминаторы ещё и на серии. В нормальную серию N ставят закалённые стёкла по ISO 21005 с кодом Y1 для бесцветного или Y2 для обработанного стекла, огнестойкая серия P со стеклом по ISO 5797 рассчитана на помещения классов A и B. Палубные иллюминаторы Правила РС (7.3) нормируют отдельно: больший размер в свету не более 200 мм, стекло не тоньше 15 мм.

Толщина стекла иллюминатора: Правила РС и ГОСТ ISO 21005-2016

Минимальная толщина стекла круглого иллюминатора по Правилам РС и по ГОСТ ISO 21005-2016. Голубым выделены ячейки, где значения расходятся.

Правила РС (часть III, 7.2.2.1) задают минимум толщины в опорных точках по диаметру в свету d₁ с интерполяцией между ними, а ГОСТ ISO 21005-2016 даёт ряд стандартных толщин 8, 10, 12, 15, 19 и 25 мм. Базовую толщину для каждого типа закрепляет табл. А.1 ГОСТ Р ИСО 1751-2017.

Минимальная толщина стекла круглого иллюминатора, мм

Линейная интерполяция по 7.2.2.1 Правил РС (изд. 2020); толщины A, B, C по табл. А.1 ГОСТ Р ИСО 1751-2017, стекло по ГОСТ ISO 21005-2016. Табл. 2 ГОСТ ISO 21005-2016 допускает для части типов две толщины: для B при d₁ 250 мм 8 или 10 мм, для C при d₁ 350 и 400 мм 8 или 10 мм.

Сопоставление (арифметическая проверка по 7.2.2.1) даёт четыре расхождения и один обратный случай. Тяжёлому иллюминатору с d₁ 250 мм табл. А.1 назначает 12 мм, а интерполяция Правил требует 12,5 мм. У облегчённого с d₁ 350 мм то же: 8 мм против 8,67 мм. Для облегчённого с d₁ 400 мм табл. 2 ГОСТ ISO 21005-2016 допускает 8 мм, хотя Правила требуют 10 мм. Тяжёлые и нормальные с d₁ 450 мм в стандартах есть, а Правила РС ставят для них предел 400 мм. Обратный случай: облегчённым с d₁ 200-250 мм Правила разрешают 6 мм, а стандарты начинаются с 8 мм.

Табл. А.1 ГОСТ Р ИСО 1751-2017 связывает толщину стекла с допустимым расчётным давлением: для 10 мм типа C при d₁ 450 мм это не более 65 кПа.

На практике при расхождении толщину стекла иллюминатора обычно согласовывают с Регистром при одобрении технической документации, а не берут из таблицы стандарта. Иногда выбирают ближайшую большую стандартную толщину: 15 мм вместо 12,5 мм.

Как рассчитать толщину стекла для нестандартного размера

Для размеров, которых нет в таблицах, ГОСТ ISO 21005-2016 даёт расчётные формулы в обязательном приложении А. Толщину стекла иллюминатора с круглым проёмом находят так:

t = (d₁ / 400) · √(α · p)

В формуле толщина t и диаметр в свету d₁ выражены в миллиметрах, расчётное давление p в килопаскалях, а α = 1,2 служит коэффициентом перекрытия края стекла. Табличные значения формула тоже воспроизводит: для d₁ = 350 мм и p = 150 кПа получаем t = 0,875 · √180 = 0,875 · 13,42 = 11,7 мм, поэтому берут ближайшую стандартную толщину 12 мм. Формулу проверяют по табл. А.1 ГОСТ Р ИСО 1751-2017: для 15 мм типа A с d₁ 350 мм там задано p = 241 кПа, расчёт даёт 0,875 · 17,0 = 14,9 мм, то есть табличные 15 мм.

Прямоугольные окна стандарт считает по формуле t = (b / 200) · √(α · β · p), где b означает меньший размер в мм, а β находят по графику А.1 от соотношения сторон.

Для рубочных окон Правила РС задают собственную зависимость (часть III, 7.2.2.6):

t = 0,32 · k · b · √p, где k = 13,42 − 5,125 · (b / a)²

Здесь a и b означают больший и меньший размеры в свету в метрах, p условную нагрузку в кПа. При a = 1,0 м, b = 0,8 м и p = 25 кПа получаем k = 10,14 и t = 0,32 · 10,14 · 0,8 · 5 = 12,98 ≈ 13 мм. Нагрузка 25 кПа взята для иллюстрации, реальную p для судна рассчитывают по 2.12.3 части II Правил РС.

Конструкция бортового иллюминатора: корпус, рама, штормовая крышка

Конструкция створчатого бортового иллюминатора в разрезе: стекло закреплено кольцом на винтах с уплотнительной прокладкой, штормовая крышка задраена барашками. Схема условная.

Стекло закрепляют непроницаемо при воздействии моря: металлическим кольцом на винтах или эквивалентной конструкцией с уплотнительной прокладкой (Правила РС, часть III, 7.2.2.2). Корпус, раму, штормовую крышку и кольцо делают из стали, латуни, алюминиевого сплава или другого одобренного Регистром материала. Требования по узлам:

• Рама и штормовая крышка: уплотнительные прокладки, задраивание коррозионностойкими барашками или гайками под специальный ключ.
• Прокладки: твёрдость резины по Шору не более 50 для рам и крышек, не более 80 для стёкол (ГОСТ 19261-98, 4.1.9); уплотнители стойкие к ультрафиолету.
• Стекло: по центру, с равномерным зазором по контуру; при установке на герметик без контакта с металлом.
• Вырез под иллюминатор: от 254 мм при d₁ 200 мм до 464 мм при d₁ 400 мм (ГОСТ Р ИСО 1751-2017, табл. 15).
• Палубный иллюминатор: в районах 1 и 2 штормовая крышка постоянно навешена или прикреплена цепочкой, стекло по контуру в резиновом уплотнении.

Для судовых иллюминаторов ГОСТ 19261-98 (4.2) нормирует средний срок службы 25 лет со дня сдачи судна в эксплуатацию. Средний срок до заводского ремонта 5 лет, для кораблей и судов 10 лет.

Нормативная база: какие ГОСТы на иллюминаторы и стёкла действуют

ГОСТ 19261-98 (п. 4.1.6) и ГОСТ 21672-99 (п. 4.1.3.1) по-прежнему требуют ставить стёкла «по ГОСТ 9424», хотя ГОСТ 9424-79 заменён ГОСТ ISO 21005-2016.

Статусы приведены на октябрь 2026 года.

При замене стандарта часть требований к стеклу выпала из нормы. ГОСТ 9424-79 ограничивал разнотолщинность 0,2 мм, кривизну 0,3 % диаметра и задавал коэффициент направленного пропускания света не менее 0,86. ГОСТ ISO 21005-2016 нормирует допуски на геометрию, но требований к внешнему виду, порокам, оптическим характеристикам и характеру разрушения не устанавливает (прил. ДБ.3). Эти показатели рекомендуется согласовывать при заказе с учётом ГОСТ 30698, и прежнее пропускание 0,86 переходит в договор.

Обозначение по старому стандарту, например «СИЗ-316-319×15 ГОСТ 9424-79», до сих пор встречается в спецификациях, но в заявке указывают ГОСТ ISO 21005-2016.

Испытания закалённого стекла и иллюминатора в сборе

Партию до 4 стёкол по ГОСТ ISO 21005-2016 испытывают целиком, из большей берут 4 стекла или 2 % партии, смотря что больше. Закалённое стекло для иллюминаторов проверяют методом штампа по ГОСТ Р ИСО 614-2007: стальной пуансон Ø 12,5 мм давит на стекло, уложенное на резиновое кольцо. Форма А с кольцом 200 мм служит для иллюминаторов от 250 мм и прямоугольных окон, форма В с кольцом 150 мм для иллюминаторов 200 мм. Сила растёт со скоростью 1000 Н/с, и после выдержки 5 с стекло должно остаться целым.

Партию принимают, если не разрушилось ни одно стекло; после одного разрушения испытание повторяют на дополнительном стекле, а при двух разрушениях или разрушении на повторе партию бракуют. Маркировку наносят после матирования, но до закалки: одинарный треугольник с толщиной в центре на прозрачном стекле, двойной на матированном.

Иллюминаторы по ГОСТ Р ИСО 1751-2017 испытывают гидравлически: 10 % партии, но не менее двух. Тип A нагружают по процедуре 1 до 150 кПа со стеклом и по процедуре 2 до 100 кПа без стекла при закрытой крышке, B до 75 и 50 кПа, C до 35 кПа. Опытный образец проверяют на механическую прочность (без стекла, с закрытой крышкой) при 240 кПа для A и 120 кПа для B, остаточная деформация крышки не более 1 % номинального размера. На швартовных испытаниях иллюминатор поливают из шланга Ø от 12,5 мм при 250 кПа с расстояния до 1,5 м.

Круглые иллюминаторы по ГОСТ 19261-98 испытывают на прочность давлением в 1,25 раза выше расчётного и на водонепроницаемость 3 мин без течи, прямоугольные по ГОСТ 21672-99 поливают из брандспойта Ø от 16 мм с 3 м при 200 кПа.

Испытание методом штампа по ГОСТ Р ИСО 614-2007: пуансон Ø 12,5 мм, нагрузка растёт со скоростью 1000 Н/с, выдержка 5 с. Справа знаки маркировки; число в центре показывает номинальную толщину.

Одобрение Регистром: почему иллюминатор и стекло проходят разные процедуры

В Номенклатуре объектов технического наблюдения РС (изд. 2020) иллюминаторы бортовые и палубные и рубочные окна стоят под кодом 03060100 в группе 3, а стёкла к ним имеют код 03060101 и группу 1. По группе 3 Регистр одобряет документацию, проводит типовые испытания головного образца и выдаёт СТО; серийные изделия освидетельствуют по схемам подгрупп 3.1-3.3.

Нужен ли на стекло отдельный сертификат Регистра? Для группы 1 ни типового одобрения, ни освидетельствования нет: стекло сопровождает документ изготовителя по стандартам предприятия с достаточными для РС сведениями.

Правила о грузовой марке (3.2.12.1) требуют, чтобы судовые иллюминаторы вместе со стёклами и штормовыми крышками были прочной конструкции, одобренной Регистром, а изделия на суда с классом РС допускают при документах о соответствии (Правила технического наблюдения, 5.1). Поэтому стекло обычно подбирают под одобренную документацию иллюминатора: тип, d₁ и толщину. Огнестойкие окна и иллюминаторы по СОЛАС-74 учтены кодом 06010006МК в группе 2.

Группу уточняют по действующему изданию Номенклатуры, а перечень документов РС приведён в глоссарии: какие документы выдаёт Регистр: СТО, свидетельство о признании изготовителя, сертификат.

Изготовление и замена стёкол: что указать в заявке

Прямоугольное закалённое стекло со скруглёнными углами и притуплённой кромкой: слева прозрачная часть, справа матированная (иллюстрация).

Кварц-Пром, работающий с 2004 года, изготавливает по чертежам и ТЗ закалённые иллюминаторные стёкла СИЗ прямоугольной формы: размер в свету от 300×450 до 1120×800 мм, толщина 8-15 мм, прозрачные или матированные, срок 2-3 недели.

Закалённое стекло для иллюминаторов мы раскраиваем из полированной заготовки, скругляем углы радиусом 10 или 58-108 мм, шлифуем торцы, матируем и закаливаем. Контролируем разнотолщинность не более 0,2 мм, напряжения в полярископе и пропускание не ниже 0,86 для прозрачных стёкол.

В заявке на стёкла для судовых иллюминаторов указывают:

• стандарт, по которому выпущен иллюминатор (ГОСТ 19261-98, 21672-99 или ГОСТ Р ИСО 1751-2017), либо чертёж;
• размер иллюминатора в свету и габариты стекла с допусками;
• тип иллюминатора и толщину стекла;
• исполнение и радиусы скругления углов;
• пропускание и пороки, которые ГОСТ ISO 21005-2016 не нормирует.

Для морских и речных судов делаем также электрообогреваемые смотровые стёкла. Это стёкла для указателей уровня и аппаратов, а не для иллюминаторов. Закалённое боросиликатное стекло стоит в корпусе из нержавеющей стали или судовой латуни: IP не ниже 65, 220 В, от −40…−50 до +50 °C, влажность до 98 %, солевой туман. Прозрачное токопроводящее покрытие греет саму зону обзора, поэтому против запотевания эффективнее кабеля по периметру или наружного кольца.

Смотровые стёкла аппаратов и указателей уровня выбирают по другим нормам: их типы собраны в обзоре смотровых стёкол для промышленного оборудования, а закалённое боросиликатное стекло разобрано в материале о боросиликатном стекле по DIN 7081.

Сводная таблица требований к судовым иллюминаторам

Правила РС (часть III, 7.2.2.1) и ГОСТ Р ИСО 1751-2017 задают тяжёлым, нормальным и облегчённым иллюминаторам разную толщину стекла, диаметр в свету и испытательное давление.

Цифры Правил РС даны по изданию 2020 года.

Частые вопросы

Какой толщины должно быть стекло судового иллюминатора?

Толщина стекла иллюминатора по Правилам РС (часть III, 7.2.2.1, издание 2020 г.) зависит от типа и диаметра в свету: у тяжёлого 10-19 мм, у нормального 8-12 мм, у облегчённого 6-10 мм. ГОСТ ISO 21005-2016 задаёт стандартный ряд 8, 10, 12, 15, 19 и 25 мм.

Где на судне нельзя устанавливать иллюминаторы?

Правила РС запрещают иллюминаторы в ледовом поясе ледоколов и судов ледовых классов и в помещениях исключительно для груза. Нижняя кромка бортового иллюминатора должна быть не ниже 0,025 ширины судна или 500 мм над летней грузовой ватерлинией, смотря что больше.

Когда на иллюминаторе обязательна штормовая крышка?

Постоянно навешенная штормовая крышка обязательна ниже палубы надводного борта и в закрытых надстройках и рубках первого яруса. По Правилам о грузовой марке РС ниже этой палубы крышка водонепроницаема, выше непроницаема при воздействии моря.

Чем заменён ГОСТ 9424-79 и можно ли заказывать стёкла СИЗ по нему?

С 1 марта 2018 года закалённые стёкла для судовых иллюминаторов выпускают по ГОСТ ISO 21005-2016 вместо ГОСТ 9424-79, поэтому ссылаться в заказе на заменённый стандарт не следует. В заказе указывают действующий стандарт, а пропускание и пороки оговаривают отдельно: прежнюю норму пропускания не менее 0,86 новый ГОСТ не содержит.

Нужно ли одобрение Регистра на стекло иллюминатора?

По Номенклатуре РС (издание 2020 г.) стекло относится к группе 1 и поставляется с документом изготовителя, без типового одобрения. Иллюминатор в сборе входит в группу 3 и получает свидетельство о типовом одобрении (СТО). Требования РМРС к иллюминаторам и группу объекта сверяют с действующим изданием Номенклатуры.

Чем иллюминатор отличается от окна по Правилам РС?

По Правилам о грузовой марке РС (3.2.12.1) иллюминатором считается круглое или овальное отверстие площадью не более 0,16 м². Отверстие большей площади считается окном; окна обычно прямоугольные со скруглёнными углами.

Как проверяют прочность закалённого стекла для иллюминаторов?

Стекло нагружают стальным пуансоном Ø 12,5 мм по ГОСТ Р ИСО 614-2007 со скоростью 1000 Н/с и выдерживают 5 с. Сила зависит от толщины: от 3400 Н для 6 мм до 33 400 Н для 19 мм. После испытания стекло должно остаться целым.

Изготовим закалённые иллюминаторные стёкла СИЗ прямоугольной формы по чертежу или ТЗ за 2-3 недели. Чтобы запросить расчёт, пришлите тип иллюминатора, размер в свету, толщину и исполнение: прозрачное или матированное с одной стороны.