Dugoročno predviđanje globalnih istrošenja trupa tankera

Opisan je postupak analize korozijskih istrošenja tri tankera s jednostrukom oplatom izgrađenih osamdesetih godina. Obrada podataka temelji se na postojećim izmjerama debljina elemenata trupa iz baze Hrvatskog Registra Brodova (HRB) s periodičnih suhih dokovanja i pregleda brodova u službi nakon 10, 15 i 20 godina. S obzirom da su u model unesene vrijednosti korozijskih istrošenja u različitim fazama vijeka trajanja broda određen je gubitak momenta otpora poprečnog presjeka kao funkcija vremena, uzimajući u obzir vijek trajanja zaštitnog premaza. Za predviđanje napredovanja korzijskog istrošenja odnosno općenitog trenda smanjenja momenta otpora glavnog rebra na temelju rezultata dobivenih navedenom analizom, korišten je dostupni teorijski nelinearni korozijski model. Rezultati ove studije mogu se koristiti kod planiranja inspekcijskih pregleda brodskog trupa tankera u službi

Granična čvrstoća trupa korodiranih naftnih tankera

Korozijska istrošenja i zamorne pukotine su jedan od glavnih razloga kolapsa konstrukcije trupa kod ostarjelih brodova. Pod djelovanjem opće korozije dolazi do smanjenja debljina elemenata trupa, a samim tim i smanjenja momenta otpora glavnog rebra, koja uzrokuju pad nosivosti brodske konstrukcije. U ovom radu analiziran je utjecaj opće korozije na graničnu čvrstoću tri naftna tankera na temelju izvještaja o mjerenju debljina nakon 10, 15 i 20 godina. Nejednolika korozija i zamorne pukotine su približno simulirane smanjenjem geometrijskih karakteristika poprečnog presjeka trupa u svrhu procijene njihovog utjecaja na graničnu čvrstoću. Granična uzdužna čvrstoća je provjerena na temelju metode progresivnog kolapsa (PCA) upotrebom programa MARS klasifikacijskog zavoda Bureau Veritas i završno rezultati proračuna su uspoređeni s važečim IMO zahtjevima

STRUCTURAL ASPECTS DURING CONVERSION FROM GENERAL CARGO SHIPS TO CEMENT CARRIERS

An approach to converting general cargo ship to cement carrier is analysed in the present study, emphasising the structural aspects of the conversion. A comprehensive re-appraisal of the conditions of the ship hull, considering her history and present condition of the structure, is provided. Two case studies are presented where the strength assessment has been performed using 2D sectional and 3D finite element models, generated according to the available hull drawings and thickness measurement reports. The results of the two studies are interpreted with respect to the structural modifications carried out during the conversion process, and some general conclusions are drawn

Utjecaj starenja na graničnu čvrstoću brodskog trupa

U radu je provedena analiza korozijskih istrošenja tankera s jednostrukom oplatom na temelju izmjera debljina elemenata trupa iz baze Hrvatskoga registra brodova s periodičnih pregleda brodova u službi nakon 10, 15 i 20 godina. Matematički model koji opisuje vremensku propagaciju korozije kalibriran je na temelju mjerenja nakon 10 i 15 godina. Predviđanje korozijskih istrošenja na osnovi tako kalibriranoga matematičkoga modela vrlo se dobro slaže s izmjerenim korozijskim istrošenjima nakon 20 godina. Istraživanje je provedeno kako za globalni gubitak momenta otpora glavnog rebra, tako i za lokalna istrošenja palubne konstrukcije tankera. Definiran je model jednoosno opterećene ploče i ukrepljenog panela primjenom nelinearne analize metodom konačnih elemenata (NMKE). Model NMKE provjeren je usporedbom s dvije verificirane metode za proračun kolapsa ploča i panela: metodom iz Usuglašenih pravila za tankera te programom PULS od DNV-a. Na temelju provedene komparativne analize zaključeno je da model NMKE daje vjerodostojne rezultate pa se primjena modela mogla uzeti u obzir prilikom daljnjih analiza čvrstoće panela palubne konstrukcije oslabljene djelovanjem nejednolikih korozijskih istrošenja i zamornih pukotina. Analizirane su dvije metode proračuna granične čvrstoće: metoda jednog koraka pomoću programa PULS i metoda progresivnog kolapsa korištenjem programa MARS, od BV-a. Pokazano je da metoda jednog koraka daje do 2 % niže rezultate proračuna granične čvrstoće u odnosu na metodu progresivnog kolapsa. U završnom poglavlju rada predložen je niz praktičnih postupaka kao pomoć u proceduri inspekcije i održavanja brodova u službi. Doprinos ostvaren u radu ogleda se u primjeni modela za predviđanje propagacije korozije na individualne brodske konstrukcije, za razliku od dosadašnjeg pristupa u kojem se razmatrala čitava flota brodova. Opravdanost individualnog pristupa posebno je zanimljiva brodovlasnicima, koji na taj način mogu planirati troškove održavanja konstrukcije trupa odnosno predvidjeti istrošenja do idućeg inspekcijskog pregleda

Comparative Analysis Based on Two Nonlinear Corrosion Models Commonly Used for the Prediction of Structural Degradation of Oil Tankers

The aim of the paper is a comparison between two widely used non-linear models for the prediction of corrosion wastage on deck plates and stiffeners of oil tankers. Analysis of data is based on real corrosion thickness measurements of ship hull structural elements performed by the Croatian Register of Shipping (CRS), gauged on periodic dry-docking and close-up surveys of three oil tankers in service after 10, 15 and 20 years. The two non-linear corrosion models are fitted to the real corrosion thickness measurements of deck plates and longitudinals in ballast and cargo tanks after 10 and 15 years in order to predict the corrosion loss in the 20th year. The uncertainty of corrosion propagation is then determined by the statistical analysis of the differences between the predicted and the measured corrosion thickness in the 20th year

Assessment of Aframax Tanker Hull-Girder Fatigue Strength According to New Common Structural Ruled

The paper describes the fatigue strength assessment of ship hull girder according to Common Structural Rules for Oil Tankers (CSR). Additional criteria for hull girder fatigue calculation have recently been introduced into CSR because of frequent crack appearances on the main deck structure of large tankers. Hull girder fatigue check in CSR is performed in two steps: preliminary “fatigue section modulus” verification and detail fatigue calculation of deck longitudinals. The analysis is performed for an Aframax oil tanker fully complying with “old” rules of classification societies. Since the results of fatigue calculation for initial structure have not been found acceptable, a significantly increased hull section modulus is necessary as the only practical way for the deck longitudinal fatigue life improvement. In practice, the vertical wave bending moment at midship, as the primary cause of hull girder fatigue damage, is calculated according to a simplified CSR formula. In order to improve the knowledge of its influence on the calculated fatigue life, the wave bending moment is also determined directly by a hydrodynamic and statistical analysis. In that analysis, the North Atlantic navigation is assumed as design wave environment for three predominant loading conditions. It is obvious that such an approach enables a more detailed and rational fatigue analysis than the one carried out according to the CSR rules

Ultimate hull girder strength of an aging ship

U radu je provedena analiza korozijskih istrošenja tankera s jednostrukom oplatom na temelju izmjera debljina elemenata trupa iz baze Hrvatskoga registra brodova s periodičnih pregleda brodova u službi nakon 10, 15 i 20 godina. Matematički model koji opisuje vremensku propagaciju korozije kalibriran je na temelju mjerenja nakon 10 i 15 godina. Predviđanje korozijskih istrošenja na osnovi tako kalibriranoga matematičkoga modela vrlo se dobro slaže s izmjerenim korozijskim istrošenjima nakon 20 godina. Istraživanje je provedeno kako za globalni gubitak momenta otpora glavnog rebra, tako i za lokalna istrošenja palubne konstrukcije tankera. Definiran je model jednoosno opterećene ploče i ukrepljenog panela primjenom nelinearne analize metodom konačnih elemenata (NMKE). Model NMKE provjeren je usporedbom s dvije verificirane metode za proračun kolapsa ploča i panela: metodom iz Usuglašenih pravila za tankera te programom PULS od DNV-a. Na temelju provedene komparativne analize zaključeno je da model NMKE daje vjerodostojne rezultate pa se primjena modela mogla uzeti u obzir prilikom daljnjih analiza čvrstoće panela palubne konstrukcije oslabljene djelovanjem nejednolikih korozijskih istrošenja i zamornih pukotina. Analizirane su dvije metode proračuna granične čvrstoće: metoda jednog koraka pomoću programa PULS i metoda progresivnog kolapsa korištenjem programa MARS, od BV-a. Pokazano je da metoda jednog koraka daje do 2 % niže rezultate proračuna granične čvrstoće u odnosu na metodu progresivnog kolapsa. U završnom poglavlju rada predložen je niz praktičnih postupaka kao pomoć u proceduri inspekcije i održavanja brodova u službi. Doprinos ostvaren u radu ogleda se u primjeni modela za predviđanje propagacije korozije na individualne brodske konstrukcije, za razliku od dosadašnjeg pristupa u kojem se razmatrala čitava flota brodova. Opravdanost individualnog pristupa posebno je zanimljiva brodovlasnicima, koji na taj način mogu planirati troškove održavanja konstrukcije trupa odnosno predvidjeti istrošenja do idućeg inspekcijskog pregleda.The corrosion makes ships prone to structural degradation and the possibility of accidents increases with the aging of ships. Hull girder section modulus (HGSM) is a fundamental descriptor of the ship longitudinal strength and can be used to measure how the ship hull deteriorates over time because of corrosion. Traditional strength analysis uses simplified deterministic approaches to account for this time dependent deterioration process. Common practice is that nominal corrosion additions are to be predefined. Thus, the Classification Societies Rules, including the newly developed Common Structural Rules for Double-hull Oil Tankers, assume constant loss of HGSM during the whole service lifetime of a ship. Ship structural assessment, in the design phase, is performed assuming such \"net\" HGSM. Although \"the Rules\" approach is practical, it is obviously conservative one, as HGSM loss is actually a time-dependent non-linear function. Nowadays, there is a clear trend of adopting non-linear models in order to predict the long-term corrosion wastage degradation and the associated HGSM reduction as a function of time. Developing a direct approach accounting for the real corrosion degradation will be a very important and useful tool for the Classification Societies (CS) and ship owners in order to predict the long-term hull degradation and to decide whether the renewal of hull structures are necessary and when would be the optimal time for repairs. The time for repair of aged ships is empirically determined by CS, based on existing criteria of damage allowance. One of the most important criteria is the so-called \"10% rule\", which represents tolerated 10% loss from initial as-built HGSM. Recently, based on numerous studies and public pressure as well, the approach for longitudinal strength assessment through HGSM of new-built ships started to be complemented based on the hull girder ultimate strength (HGUS) assessment, as a physically justified criterion for entire capacity of the ship hull. The logical continuation of this approach in further research is that for the old ships HGUS is used as a criterion of structural adequacy. The results of such approach were used in this thesis. Although the longitudinal strength of the hull structure is in focus as the most important component of the ship strength, the results and findings presented in this thesis can be used in the calculations of other components of strength, primarily in the analyses of the primary transversal structure using the finite elements method (FEM)