A estrutura do casco é o esqueleto e a carcaça de um navio, que determina diretamente a capacidade de carga, o desempenho de navegação, a segurança e a vida útil do navio. Sendo o corpo principal de um navio, o casco deve suportar combinações de carga complexas: pressão hidrostática, impacto das ondas, peso da carga, vibração de máquinas e equipamentos e potencial risco de colisão no mar. O design moderno dos navios busca a leveza e ao mesmo tempo garante a resistência estrutural, de modo a melhorar a eficiência energética e a capacidade de transporte de carga.
Vantagens e principais recursos
Equilíbrio preciso entre alta resistência e tenacidade
As placas de aço naval modernas, como o aço de grau A/B de resistência comum e as séries AH32/DH36/EH40 de alta resistência, alcançaram a combinação ideal de resistência e tenacidade por meio de microligas e tecnologia de laminação e resfriamento controlada. A alta resistência pode reduzir a espessura da chapa de aço, reduzir significativamente o peso do navio vazio, aumentando assim a capacidade de carga ou reduzindo o consumo de combustível; A excelente resistência-a baixas temperaturas (especialmente aço de grau E-) garante que os navios possam resistir ao risco de fratura frágil em baixas temperaturas ao navegar em regiões polares ou mares frios.
Excelente plasticidade e processabilidade.
O casco possui uma estrutura de superfície curva complexa, desde a placa lateral reta até a placa externa da proa com hipérbole. O aço (especialmente o aço marítimo) tem boa trabalhabilidade a frio e a quente, e linhas de casco complexas podem ser moldadas com precisão por dobra a frio, dobra a quente e a frio ou laminação com uma grande prensa. Essa plasticidade é a chave para que os navios de aço obtenham um design simplificado e reduzam a resistência à navegação.
Tecnologia de soldagem madura e eficiência de construção
A soldabilidade do aço é a base para que os navios modernos adotem o método de construção seccional. O casco é dividido em centenas de seções pré-fabricadas, que são soldadas com eficiência na oficina e depois montadas e dobradas no cais. Tecnologias maduras de soldagem automática, como soldagem por arco submerso e soldagem protegida com gás CO, garantem construção em grande-escala, alta{3}}qualidade e alta{4}}eficiência, para que centenas de milhares de toneladas de navios possam ser construídos em um curto espaço de tempo.
Excelente resistência à fadiga e segurança contra quebra
Quando um navio navega em ondas, a estrutura do casco suporta centenas de milhões de ciclos de tensão alternados. O aço marítimo e suas juntas soldadas têm boa resistência à fadiga e podem inibir efetivamente o início e a propagação de trincas. Além disso, a ductilidade do aço permite que o casco absorva energia através da deformação plástica em caso de danos locais (como colisão), de modo a evitar fraturas frágeis catastróficas e ganhar tempo para evacuação de pessoal e tratamento de emergência.
Típico Aplicativos
O casco principal de grandes navios porta-contêineres
O convés, as laterais e o revestimento inferior são amplamente feitos de aço de alta-resistência EH36/EH40 para suportar enormes momentos de flexão longitudinal e cargas concentradas.
Fundo duplo e revestimento interno do VLCC
Aço de alta-resistência é usado para reduzir o peso estrutural, e placas de aço-resistentes à corrosão são usadas em peças importantes (como área de porão de carga) ou revestimentos-resistentes ao desgaste/corrosão-são pulverizados no ar.
Fortalecimento da estrutura do quebra-gelo polar na área de gelo
O casco e a coluna da proa perto da linha de água são feitos de aço marinho especial com maior resistência e tenacidade (como o grau Ártico EH36/40) para resistir à extrusão e ao impacto do gelo.
Sistema de fechamento de membrana para transportador de gás natural liquefeito (GNL)
Embora o tanque de carga em si seja feito de aço inoxidável ou membrana de liga invar, toda a estrutura principal do casco (blindagem secundária e casco) externamente é feita de aço marítimo de alta-resistência para fornecer suporte e proteção ao núcleo.
O sistema de tubulação do navio é como o “sistema circulatório” e o “sistema nervoso” do navio, percorrendo toda a embarcação. É responsável pelo transporte de óleo combustível, óleo lubrificante, água do mar, água doce, vapor, ar, bem como diversos óleos hidráulicos e produtos químicos. Suas funções cobrem quase todos os aspectos, incluindo fornecimento de energia, equilíbrio do navio, combate a incêndio, suporte de vida e manuseio de carga. O sistema de tubulação deve operar de forma confiável por várias décadas em ambientes agressivos caracterizados por condições subaquáticas, alta umidade, vibração e grandes variações de temperatura.
Vantagens e principais recursos
Excelente resistência à pressão e temperatura.
A tubulação principal de vapor do navio, a tubulação de injeção de combustível de alta-pressão e a tubulação do sistema hidráulico funcionam sob alta pressão (até 30 MPa) e alta temperatura (até 500 graus para o vapor principal). Tubos de aço carbono sem costura (como aço 20#) e tubos de liga de aço (como liga de aço 1Cr0,5Mo para vapor) são escolhas confiáveis para garantir a operação segura desses sistemas principais devido à sua alta resistência e estabilidade em uma ampla faixa de temperatura.
Linhagem confiável de materiais-resistentes à corrosão
Existem esquemas maduros de seleção de materiais para diferentes meios de transporte:
- Sistema de água do mar: tradicionalmente, são usados tubos de aço carbono galvanizado, enquanto os grandes navios modernos usam tubos de liga de cobre-níquel (90/10 ou 70/30 CuNi) com mais vantagens de custo e resistência à corrosão, ou tubos de aço inoxidável 316L de alta{5}}qualidade.
- Sistema de óleo combustível/óleo lubrificante: geralmente são usados tubos sem costura de aço carbono, mas para a corrosão de combustível com alto-enxofre, materiais com melhor resistência à corrosão podem ser usados ou medidas anti-corrosão podem ser adicionadas.
- Pipeline de carga de navio-tanque químico: De acordo com as características da carga, pode ser usado aço inoxidável 316L, aço inoxidável duplex (como 2205) ou mesmo liga à base de níquel (como Hastelloy C-276).
Excelente resistência a vibrações e impactos.
O gasoduto do navio é acompanhado pela vibração do motor principal e do motor auxiliar e pelo impacto do movimento do navio por um longo tempo. O aço (especialmente o duto metálico) possui alta rigidez e resistência estrutural. Através de um projeto de suporte razoável e suporte elástico, a ressonância pode ser efetivamente suprimida, a frouxidão das juntas ou a ruptura da tubulação causada pela fadiga podem ser evitadas e a integridade-de longo prazo do sistema em ambiente dinâmico pode ser garantida.
Padronização madura e conveniência de manutenção
Tubos, conexões, flanges e válvulas de aço marítimo foram altamente padronizados (como padrões ISO, JIS, GB/T), o que é conveniente para aquisição e substituição global. Durante o ciclo de vida do navio de 20-30 anos, é inevitável que as tubulações precisem de manutenção ou substituição. As características cortáveis e soldáveis dos tubos de aço tornam a manutenção no local e a substituição local relativamente rápidas e econômicas.
Típico Aplicativos
Tubo common rail de alta-pressão de combustível do motor diesel de propulsão principal marítima
É usado tubo de liga de aço sem costura de alta-resistência, e a parede interna requer suavidade extremamente alta para suportar a pressão de injeção superior a 100MPa.
Tubo principal de água do mar do sistema de resfriamento central do navio
Tubo de liga de cobre-níquel 90/10 ou tubo de aço carbono revestido com epóxi especial importado é frequentemente usado em navios de grande porte para resistir à corrosão da água do mar e à fixação de organismos marinhos.
Gasoduto-de baixa temperatura para transporte de gás liquefeito (GNL/GLP)
O gasoduto que transporta GNL-163 C deve usar aço inoxidável austenítico (como 304L) ou aço níquel (como aço 9%Ni) para garantir a tenacidade em temperaturas extremamente baixas.
Tubulação de cabine do sistema de água de lastro
Tubo de aço carbono galvanizado ou tubo de aço carbono revestido com epóxi é geralmente usado para equilibrar o custo e a demanda de resistência à corrosão da água do mar.
