Specjalne stale i materiały kompozytowe do budowy lżejszych, bardziej ekologicznych statków handlowych
Rozchodzenie się spękań może być katastrofalne w skutkach dla dużych statków pasażerskich i towarowych. W tym celu powstał finansowany przez UE projekt MOSAIC (Materials onboard: Steel advancements and integrated composites), w którego ramach badano dwa rozwiązania oparte na stali i materiałach kompozytowych. Partnerzy projektu zastosowali wysokowytrzymałe stale niskostopowe (HSLA) i materiały kompozytowe w celu zastąpienia wybranych części konstrukcyjnych statków. Stal HSLA o lepszych właściwościach mechanicznych i odporności na korozję ma zostać zastosowana w komponentach konstrukcyjnych w miejscach, w których występują duże naprężenia. Natomiast lekkie, odporne na korozję kompozyty mają znaleźć się w rurach lub innych częściach niemających krytycznego znaczenia. Aby zastąpić konwencjonalną stal, zespół MOSAIC wybrał, zamówił i scharakteryzował pięć odpowiednich stali HSLA. Przeanalizował też możliwości wykorzystania materiałów kompozytowych w konstrukcjach statków. W tym celu zbadano szereg różnych czynników, od projektu przez poprawę wydajności po koszty. Naukowcy dokładnie przetestowali i scharakteryzowali materiały kompozytowe, porównali metody spawania różnych rodzajów stali oraz zbadali innowacyjną technikę spawania stali HSLA ze stalą konwencjonalną. Przeprowadzono też testy wzrostu spękań zmęczeniowych, odporności na pękanie i korozji, używając różnych spawanych stali i trzech metod spawania. Zastąpienie materiałów w miejscach podatnych na spękania ma przynieść istotne korzyści w wielu aspektach. Dzięki mniejszej ilości spękań uda się obniżyć koszty konserwacji i naprawy, a także skrócić czas przestojów. Poprawie ulegnie także bezpieczeństwo. Lżejsze konstrukcje statków pozwolą obniżyć zużycie paliwa, co będzie korzystne dla środowiska dzięki mniejszym emisjom. Podsumowując, rozwiązania opracowane w projekcie MOSAIC umożliwią obniżenie kosztów związanych z produkcją, eksploatacją i konserwacją dużych statków pasażerskich i towarowych.
Słowa kluczowe
Statki, spękania, MOSAIC, wysokowytrzymałe stale niskostopowe, materiały kompozytowe
