液化气体船独立液舱的疲劳与断裂寿命预测

随着低温、高强度钢和薄板在液化气体船上的广泛应用,使得液舱结构安全性问题愈发严重,传统的强度评估方法已经不能满足产品设计的特殊要求,基于断裂力学的疲劳寿命评估已成为液化气体船结构安全评估的主要手段。本文选取江南造船自主研发的超大型乙烷运输船为研究对象,其独立液舱的舱体采用低温镍钢5Ni材料,可运载温度低至-104℃的乙烯、乙烷和丙烷等货品,需满足IGC CODE,USCG和船级社规范等要求。本文采用BS7910失效评定方法和Pairs裂纹扩展速率计算公式,完成液舱结构初始表面裂纹扩展至贯穿型裂纹,再产生结构断裂失效损坏的寿命预测,为超大型乙烷运输船的自主研发提供一种有效的技术途径。     

采用C型独立液货舱的超大型乙烷运输船(VLEC)研究

美国的页岩气繁荣发展在中短期内将造成乙烷供应的不断增长,将带来对欧洲及亚洲地区大宗出口的机遇;而全球乙烷运输需求的增长和船东对船舶经济性要求的提高,让超大型乙烷运输船(VLEC)应运而生。论文对VLEC的船型方案进行了比较分析,重点研究采用C型独立液货舱围护系统的VLEC的液罐设计方法,通过对采用碟形封头的总舱容为81 500 m3和采用球形封头的总舱容为75 500 m3的VLEC船型进行方案设计和研究,论证了论文提出的采用C型独立液货舱的超大型乙烷运输船这一方案的可行性。     

江南造船建造的全球最大VLEC正式命名

2022年2月10日,江南造船建造的全球最大99000立方米超大型乙烷运输船(VLEC)"PACIFIC INEOS BELSTAFF"号在美国得克萨斯州休斯敦正式命名。该型船是江南造船自主研发设计的船型,属于江南"Panda(熊猫)"系列,设计总长230.0米、型宽36.6米、型深22.5米、配有4个江南造船具有自主知识产权的"BrilliancE"B型液货舱和2个C型甲板罐,最大舱容达99000立方,是世界上首次采用B型舱且舱容最大的VLEC。     

MARK III 型LNG模拟舱结构安全评估及优化设计研究

液化天然气（Liquefied Natural Gas）运输船的建造技术复杂，货物维护系统（Cargo Containment System） 种类繁多，船上 LNG 常采用低温高压的储藏方式，该方式对储舱结构强度以及货物维护系统的 变形要求非常高。本文采用有限元方法， 对根据行业规范设计的 MARK III 型 LNG 模拟舱结构进行结构 强度安全性评估，并在满足 LNG 模拟舱结构承载能力要求的基础上，对 MARK III 型 LNG 模拟舱进行结 构优化设计研究，为今后 MARK III 型 LNG 运输船的船体结构设计和优化提供可靠的技术支撑。     

C型独立液舱支承结构接触载荷计算方法

为准确地考察、分析液化气船C型独立液舱支承结构区域的载荷传递及应力分布,根据最新的《国际散装运输液化气体船舶构造与设备规则》及船级社规范的要求,采用支承区域非线性接触分析方法,选取37500m3乙烷运输船作为研究对象,建立液舱有限元模型,对独立液舱的支承区域进行非线性接触分析,并将该方法与基于杆单元模拟的线性静态分析方法进行对比,获取C型独立液舱结构与层压木的受力特征。计算结果表明,采用非线性接触分析方法所得结果的精度更高。     

重质液货晃荡载荷作用下薄膜型VLEC液货围护系统响应研究

随着美国页岩气中乙烷的大量出口,VLEC(超大型乙烷运输船)将成为新造船市场的热点,而薄膜型液货围护系统(CCS)的超大型乙烷运输船(VLEC)应该是大势所趋。高密度货物和大尺寸液舱造成了液货静压力和晃荡冲击压力的增加,提出了新的问题,VLEC液货围护系统的强度能否抵抗增加的晃荡冲击载荷。本文首先利用非线性有限元法计算分析液货围护系统在不同边界条件下的极限强度。然后运用CFD分析法对液舱晃荡问题进行数值分析,确定危险晃荡区域和晃荡载荷。最后对液货围护系统在液舱晃荡分析确定的危险工况进行响应分析,验证了围护系统的可靠性并归纳了一些重要结论。     

液化天然气运输船关键技术研究综述

本文详细介绍液化天然气运输船的种类,并对不同种类液化天然气运输船的特点进行分析对比。重点分析液化天然气运输船的关键技术,归纳为低温绝热技术、耐低温深冷性能材料、液舱晃荡分析技术、动力推进系统、建造安装平台技术、装卸货管路系统等6个方面。最后给出LNG运输船的未来发展方向,并指出加快攻克关键技术难点、拥有中国自主的大型液化天然气运输船关键技术,将会极大地增强我国高附加值船舶工业的研究和制造能力。     

液化气体船液舱结构的疲劳可靠性分析

本文根据结构可靠性理论的基本原理,并按照 IGC 规则的有关要求,研究了液化气体船液舱结构的疲劳可靠性问题,给出了用一阶二次矩方法计算液舱疲劳寿命可靠度的迭代流程。本文还根据“破坏前渗漏”准则,研究了裂纹穿透液舱壁出现渗漏后液舱可靠度的计算问题。此外,文中对若干影响液舱结构疲劳可靠性的重要不确定因素作了分析和讨论。     

全球首艘85000m^3超大型乙烷乙烯运输船海试凯旋

12月24日,大船集团海工公司为JHW公司建造的全球首艘85000 m^3超大型乙烷乙烯运输船历时5天,圆满完成航海试验任务,凯旋归来。该船的成功试航,标志着大船集团突破了大型乙烷乙烯气体运输船的关键设计和建造技术难关,成功实现转型,赢得了液化气体船建造领域业内的高度认可。     

LNG SPB型独立液货舱设计分析

为实现LNG储存系统的国内自主建造,对现有主要LNG液货舱型进行对比,从市场前景、经济性、技术要点和国内适应性等方面分析,考虑选择SPB型舱为未来国产化的主选。以一艘6 000 m3LNG运输船为目标船型进行SPB型舱设计,依据国际公约和国内规范,采用有限元软件ANSYS和Abaqus对设计方案进行计算分析,以确定设计样舱的应力水平、疲劳寿命和裂纹扩展特性,为样舱制造提供技术参考。     

新修订的IGC规则对37,500方LEG运输船破舱稳性的影响研究

提要：新修订的IGC规则对液化气船压载航行状态的破舱稳性提出了明确的要求,本文针对压载工况纳入破舱稳性计算中初始工况的问题,对江南造船(集团)有限责任公司自主研发的全球最大型液化乙烯气体运输船——37,5000方LEG运输船进行了破舱稳性方面的计算研究,得出了新要求对该船的破舱稳性计算结果的影响,并通过调整压载水装载方案,对不满足新修订的IGC规则的破舱稳性的工况作出了改进,并满足了这一新的基本要求,保持了江南造船在液化气船研发领域的技术领先优势,为公司后续接单做好了技术准备。     

30000 m~3液化天然气运输船结构强度有限元分析

依据美国船级社独立液货舱液化气体运输船入级与建造指南,采用MSC PATRAN/NASTRAN、美国船级社开发的气体运输船结构评估软件LGC V2.0,对30 000 m~3液化天然气运输船进行了货舱结构的整体有限元分析、高应力区域细化网格有限元分析和疲劳敏感区域精细网格有限元分析。相关结果对今后中小型液化天然气船的设计有一定的参考价值。     

37,500方双燃料乙烯船单舱装载可行性研究

37500立方米双燃料乙烯船是江南造船(集团)有限责任公司完全独立自主研发的全球最大型液化乙烯气体运输船。目前首批订单的四艘船已全部成功交付船东。在市场调研过程中,研发人员了解到液化气体运输市场的部分船东有单舱装载的使用需求。为了做好市场响应和后续接单的技术准备,本文对37500立方米双燃料乙烯船在单舱装载工况下的浮态、弯矩剪力和稳性进行了计算分析,给出合理的货物装载和压载调整建议。     

新修订的IGC规则对37500m~3 LEG运输船破舱稳性的影响研究

新修订的IGC规则对液化气船压载航行状态的破舱稳性提出了明确的要求,针对压载工况纳入破舱稳性计算中初始工况的问题,对江南造船(集团)有限责任公司自主研发的全球最大型液化乙烯气体运输船——37500m3 LEG运输船进行了破舱稳性方面的计算研究,得出了新要求对该船的破舱稳性计算结果的影响,并通过调整压载水装载方案,对不满足新修订的IGC规则的破舱稳性的工况作出了改进,并满足了这一新的基本要求,保持了江南造船在液化气船研发领域的技术领先优势,为江南造船的后续接单做好了技术准备。     

《低温管路应力分析指南(2017)》发布

<正>本指南基于相关船舶的操作经验(如3型C型独立液舱LNG运输船、1型C型独立液舱LNG运输船、1型薄膜型液舱LNG运输船),对载荷作出了具体定义和要求,确定了几种基本工况及相应的载荷加载,其中计算方法和评判衡准主要基于美国标准ASME压力管道规范B31.3《工艺管道》。本指南作为《散装运输液化气体船舶构造与设备规范》、《液化天然气燃料加注船舶规范》、《天然气燃料     

LNG船纵骨端部表面裂纹疲劳扩展寿命计算

基于断裂力学的裂纹扩展方法预报液舱纵骨端部的疲劳寿命。采用有限元软件对液舱纵骨端部节点处表面裂纹应力强度因子进行系列计算,并在BS7910经验公式的基础上拟合出趾端的应力强度因子修正系数经验公式。将采用该公式得到的结果与有限元计算结果相对比,结果表明二者能较好地吻合,该公式可应用到类似端部结构裂纹扩展应力强度因子的计算中。按挪威船级社(Det Norske Veritas,DNV)规范的要求组合热点主应力幅值,并按降序对各载荷块构造液舱疲劳热点载荷谱,结合修正公式系数经验计算液舱纵骨端部趾端的裂纹扩展寿命,预报的疲劳寿命满足要求。     

37500m~3乙烯运输船C型罐的层压木受力分析

在设置有Type C双耳型液罐的液化气体运输船的研制中,液货舱支撑系统的设计和建造是一项关键技术。基于37500m3乙烯运输船层压木裂纹的监测数据,通过数值计算分析层压木本体在航行和下水两种状态下产生裂纹的原因及其影响。采用三维势流理论计算舱段模型在等效设计波载荷作用下的鞍座应力和层压木受力,并提出了一种适用于载船浮箱下水计算的混合模型分析方法。计算结果可为该支撑系统的优化设计提供技术支撑。     

气体运输船设计蒸气压力计算

比较了新IGC规则、旧IGC规则和USCG规则在C型独立舱设计蒸气压力计算上的差异,并以小型液化天然气运输船、液化乙烯运输船、全压式LPG船为例进行比较分析。介绍USCG的有关修改通函和ASME压力容器规范,指出以后采用C型独立舱的气体运输船从国际海域航行到美国领海,无需每个舱设置2套压力释放阀。相关结果对今后气体运输船的设计有一定的参考价值。     

37500 m~3双燃料乙烯船单舱装载可行性研究

37 500 m~3双燃料乙烯船是江南造船(集团)有限责任公司完全独立自主研发的全球最大型液化乙烯气体运输船。目前首批订单的四艘船已全部成功交付船东。在市场调研过程中,研发人员了解到液化气体运输市场的部分船东有单舱装载的使用需求。为了做好市场响应和后续接单的技术准备,文章对37 500 m~3双燃料乙烯船在单舱装载工况下的浮态、弯矩剪力和稳性进行了计算分析,给出合理的货物装载和压载调整建议。     

超大型浮体柔性连接器疲劳强度模型试验

为了保证超大型浮体的作业安全,需要精确评估连接器结构疲劳强度。文章针对一种由尼龙柔性夹层和环肋加强圆管轴构成的铰接式连接器,开展了疲劳强度模型试验,测量了热点应力、疲劳寿命和裂纹扩展。考虑接触、柔性层以及开孔的影响,采用三维有限元方法计算了连接器结构应力,分别基于S-N曲线和裂纹扩展,给出了柔性连接器疲劳寿命评估方法。比较分析表明,计算得到的连接器结构应力和疲劳寿命与模型试验结果吻合,文中方法可用于柔性连接器结构疲劳强度设计