هيكل الهيكل هو الهيكل العظمي للسفينة وقشرتها، وهو ما يحدد بشكل مباشر قدرة التحمل وأداء الملاحة والسلامة وعمر الخدمة للسفينة. باعتباره الجسم الرئيسي للسفينة، يجب أن يتحمل الهيكل مجموعات أحمال معقدة: الضغط الهيدروستاتيكي وتأثير الأمواج ووزن الحمولة واهتزاز الآلات والمعدات ومخاطر الاصطدام المحتملة في البحر. يسعى تصميم السفن الحديث إلى تحقيق الوزن الخفيف مع ضمان القوة الهيكلية، وذلك لتحسين كفاءة الطاقة والقدرة على حمل البضائع.
المزايا والميزات الرئيسية
توازن دقيق بين القوة العالية والمتانة
حققت ألواح الفولاذ البحرية الحديثة، مثل الفولاذ العادي من الدرجة A/B والسلسلة AH32/DH36/EH40 ذات القوة العالية، المزيج الأمثل من القوة والمتانة من خلال السبائك الدقيقة وتكنولوجيا الدرفلة والتبريد الخاضعة للتحكم. القوة العالية يمكن أن تقلل من سمك اللوحة الفولاذية، وتقلل بشكل كبير من وزن السفينة الفارغة، وبالتالي زيادة سعة الشحن أو تقليل استهلاك الوقود؛ تضمن المتانة الممتازة في درجات الحرارة المنخفضة- (خاصة الفولاذ من الدرجة E-) قدرة السفن على مقاومة خطر الكسر الهش عند درجة حرارة منخفضة عند الإبحار في المناطق القطبية أو البحار الباردة.
اللدونة ممتازة وقابلية المعالجة.
يتمتع الهيكل ببنية سطحية منحنيّة ومعقدة، بدءًا من اللوحة الجانبية المستقيمة وحتى اللوحة الخارجية للقوس ذات القطع الزائد. يتمتع الفولاذ (خاصة الفولاذ البحري) بقابلية تشغيل جيدة على البارد والساخن، ويمكن تشكيل خطوط الهيكل المعقدة بدقة عن طريق الثني البارد، أو الثني الساخن والبارد أو التشكيل باستخدام مكبس كبير. هذه اللدونة هي المفتاح للسفن الفولاذية لتحقيق تصميم مبسط وتقليل مقاومة الملاحة.
تكنولوجيا اللحام الناضجة وكفاءة البناء
إن قابلية اللحام للصلب هي الأساس الذي تعتمد عليه السفن الحديثة طريقة البناء المقطعي. ينقسم الهيكل إلى مئات الأقسام الجاهزة، والتي يتم لحامها بكفاءة في ورشة العمل ومن ثم يتم تجميعها وطيها في الرصيف. تضمن تقنيات اللحام الأوتوماتيكية الناضجة، مثل اللحام القوسي المغمور واللحام المحمي بغاز ثاني أكسيد الكربون، إنشاءًا واسع النطاق-وعالي الجودة-وعالي الكفاءة-، بحيث يمكن بناء مئات الآلاف من الأطنان من السفن في وقت قصير.
مقاومة ممتازة للتعب وسلامة الكسر
عندما تبحر السفينة وسط الأمواج، يتحمل هيكل الهيكل مئات الملايين من دورات الإجهاد المتناوبة. يتمتع الفولاذ البحري ومفاصله الملحومة بمقاومة جيدة للتعب ويمكن أن يمنع بشكل فعال بدء الشقوق وانتشارها. بالإضافة إلى ذلك، فإن ليونة الفولاذ تمكن الهيكل من امتصاص الطاقة من خلال تشوه البلاستيك في حالة حدوث ضرر محلي (مثل الاصطدام)، وذلك لمنع حدوث كسور هشة كارثية وكسب الوقت لإجلاء الأفراد والعلاج في حالات الطوارئ.
عادي التطبيقات
الهيكل الرئيسي لسفن الحاويات الكبيرة
يتم تصنيع السطح والجوانب والطلاء السفلي على نطاق واسع من -الفولاذ EH36/EH40 عالي القوة لتحمل لحظات الانحناء الطولية الهائلة والأحمال المركزة.
قاع مزدوج وقشرة داخلية لـ VLCC
يتم استخدام -فولاذ عالي القوة لتقليل الوزن الهيكلي، كما يتم استخدام ألواح فولاذية مقاومة للتآكل- في الأجزاء الرئيسية (مثل منطقة تخزين البضائع) أو يتم رش طبقات مقاومة للتآكل-/مقاومة للتآكل- في الهواء.
تعزيز هيكل كاسحة الجليد القطبية في منطقة الجليد
تم تصنيع عمود الهيكل والقوس بالقرب من خط الماء من الفولاذ البحري الخاص الذي يتمتع بقوة وصلابة أعلى (مثل درجة القطب الشمالي EH36/40) لمقاومة قذف وتأثير الجليد.
نظام غلاف الغشاء لناقل الغاز الطبيعي المسال (LNG).
على الرغم من أن خزان الشحن نفسه مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ أو غشاء من سبيكة غير قابلة للصدأ، إلا أن هيكل الهيكل الرئيسي بالكامل (الدرع الثانوي والبدن) الموجود خارجه مصنوع من الفولاذ البحري عالي القوة- لتوفير الدعم والحماية الأساسيين.
يشبه نظام أنابيب السفينة "جهاز الدورة الدموية" و"الجهاز العصبي" الخاص بالسفينة، حيث يعمل في جميع أنحاء السفينة بأكملها. وهي مسؤولة عن نقل زيت الوقود، وزيوت التشحيم، ومياه البحر، والمياه العذبة، والبخار، والهواء، بالإضافة إلى الزيوت الهيدروليكية والمواد الكيميائية المختلفة. تغطي وظائفها جميع الجوانب تقريبًا بما في ذلك إمدادات الطاقة، وتوازن السفن، ومكافحة الحرائق، ودعم المعيشة، ومناولة البضائع. يجب أن يعمل نظام الأنابيب بشكل موثوق لعدة عقود في بيئات قاسية تتميز بالظروف تحت الماء والرطوبة العالية والاهتزاز والتغيرات الكبيرة في درجات الحرارة.
المزايا والميزات الرئيسية
مقاومة ممتازة للضغط ودرجة الحرارة.
يعمل كل من خط أنابيب البخار الرئيسي للسفينة وأنابيب حقن الوقود عالي الضغط وأنابيب النظام الهيدروليكي تحت ضغط عالٍ (يصل إلى 30 ميجا باسكال) ودرجة حرارة عالية (تصل إلى 500 درجة للبخار الرئيسي). تعتبر الأنابيب الفولاذية الكربونية غير الملحومة (مثل الفولاذ 20#) وأنابيب الصلب السبائكي (مثل سبائك الفولاذ 1Cr0.5Mo للبخار) اختيارات موثوقة لضمان التشغيل الآمن لهذه الأنظمة الرئيسية بسبب قوتها العالية واستقرارها في نطاق واسع من درجات الحرارة.
مجموعة موثوقة من المواد المقاومة للتآكل-.
هناك مخططات ناضجة لاختيار المواد لوسائط النقل المختلفة:
- نظام مياه البحر: تقليديًا، يتم استخدام أنابيب الفولاذ الكربوني المجلفن، بينما تستخدم السفن الكبيرة الحديثة أنابيب النحاس- المصنوعة من سبائك النيكل (90/10 أو 70/30 CuNi) التي تتمتع بمزيد من المزايا من حيث التكلفة ومقاومة التآكل، أو الأنابيب-الفولاذ المقاوم للصدأ 316L عالية الجودة.
- زيت الوقود/نظام زيت التشحيم: يتم استخدام الأنابيب غير الملحومة المصنوعة من الفولاذ الكربوني بشكل عام، ولكن بالنسبة للتآكل الناتج عن الوقود عالي الكبريت-، يمكن استخدام مواد ذات مقاومة أفضل للتآكل أو يمكن إضافة تدابير مضادة-للتآكل.
- خط أنابيب البضائع لناقلة المواد الكيميائية: وفقًا لخصائص البضائع، يمكن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 316L أو الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج (مثل 2205) أو حتى سبائك النيكل- القائمة (مثل Hastelloy C-276).
مقاومة ممتازة للاهتزاز والتأثير.
يصاحب خط أنابيب السفينة اهتزاز المحرك الرئيسي والمحرك المساعد وتأثير حركة السفينة لفترة طويلة. يتمتع الفولاذ (خاصة خطوط الأنابيب المعدنية) بصلابة وقوة هيكلية عالية. من خلال تصميم الدعم المعقول والدعم المرن، يمكن قمع الرنين بشكل فعال، ويمكن منع ارتخاء المفاصل أو تمزق خط الأنابيب الناجم عن التعب، ويمكن ضمان سلامة النظام على المدى الطويل -في البيئة الديناميكية.
التوحيد الناضج وراحة الصيانة
لقد تم توحيد الأنابيب والتجهيزات والشفاه والصمامات الفولاذية البحرية بدرجة عالية (مثل معايير ISO وJIS وGB/T)، وهو أمر مناسب للشراء والاستبدال على مستوى العالم. خلال دورة حياة السفينة البالغة 20-30 عامًا، لا مفر من صيانة خطوط الأنابيب أو استبدالها. إن خصائص الأنابيب الفولاذية القابلة للقطع واللحام تجعل الصيانة في الموقع والاستبدال المحلي سريعة واقتصادية نسبيًا.
عادي التطبيقات
وقود-أنبوب السكك الحديدية المشتركة عالي الضغط لمحرك الديزل البحري الرئيسي
-يتم استخدام أنابيب فولاذية غير ملحومة مصنوعة من سبائك عالية القوة، ويتطلب الجدار الداخلي نعومة عالية للغاية لتحمل ضغط الحقن الذي يتجاوز 100 ميجا باسكال.
الأنابيب الرئيسية لمياه البحر لنظام التبريد المركزي للسفينة
غالبًا ما يتم استخدام أنابيب النحاس - المصنوعة من سبائك النيكل أو الأنابيب الفولاذية الكربونية المطلية بالإيبوكسي الخاصة المستوردة للسفن الكبيرة لمقاومة التآكل بمياه البحر والتصاق الكائنات البحرية.
خط أنابيب ذو درجة حرارة منخفضة-لناقل الغاز المسال (LNG/LPG)
يجب أن يستخدم خط الأنابيب الذي ينقل الغاز الطبيعي المسال 163 C الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي (مثل 304L) أو فولاذ النيكل (مثل فولاذ 9% Ni) لضمان المتانة عند درجة حرارة منخفضة للغاية.
خط أنابيب المقصورة لنظام مياه الصابورة
عادة ما يتم استخدام أنابيب الصلب الكربوني المجلفن أو أنابيب الصلب الكربوني المطلية بالإيبوكسي لتحقيق التوازن بين التكلفة والطلب على مقاومة التآكل بمياه البحر.
