美国海军舰船的耐火分隔技术发展

介绍美国海军舰船的耐火分隔,对其中要求最高的N级耐火分隔作了较全面的介绍,包括N级耐火分隔的定义、试验方法、技术要求等.列举和说明了N级耐火分隔所应用的绝热材料,以及钢质舱壁、铝质舱壁和复合材料舱壁作为N级耐火分隔时的绝热层工艺和结构形式,以此为我国海军舰船的研究者、设计者和建造者提供参考.     

我国首艘纯LNG动力全回转港作拖船开工

5月14日上午,我国第一艘纯LNG燃气动力的全回转港作拖船在江苏省镇江船厂(集团)有限公司正式开工建造,该船船东为中国海洋石油总公司。该船采用单一LNG燃料,是具有国际先进水平的绿色环保型高技术船舶,主机持续功率6500hp,总长40.8m,型宽11.6m,型深5.5m,LNG罐容积60m3,满足中国船级社CSAD、CSMD等入级要求。相比柴油动力全回转LNG 100%SO90%NO20%CO     

宁波环宇公司开发成功LNG船耐高温岩棉

目前，在国内各大船厂建造出口船当中，应用于A-60级耐火分隔区域都是采用以电弧炉熔融、压缩空气喷吹工艺生产的硅酸铝纤维制品作为绝缘耐火材料，但由于其纤维细，特别是存在着1um以下的过细纤维，这种过细纤维易被人吸入肺中，不易被人体降解，影响人体健康。在欧洲国家已停止使用硅酸铝纤维，采用以特制岩棉为隔热材料的A-60结构，这些国家的船东、船级社和设计机构也要求国内船厂使用以岩棉为隔热材料的A-60结构，而目前国内的岩棉无法达到A-60级耐火温度的要求。     

船舶内装板耐火分隔结构设计与性能研究

设计一种以气凝胶和铝蜂窝材料为主的船舶内装板结构。介绍了船舶內装板耐火分隔定义及设计方法。根据耐火分隔标准试验,设计以电加热板模拟加热炉温升的耐火分隔小尺寸样件模拟试验。根据小样模拟试验原理,建立耐火分隔有限元模型,结果表明,仿真和试验结果较为接近,仿真计算方法可以为耐火分隔结构优化提供手段。通过仿真分析计算,得到船舶内装板中气凝胶的最小厚度为5mm,內装板结构整体重量较50mm厚复合岩棉板轻25%。研究方法可以为新型耐火分隔结构的设计提供参考。     

B型独立液货舱LNG船的温度场分布

本文以170000m3B型独立液货舱LNG船为研究对象,基于热力学方法,通过对液货舱传热模型合理简化和对流换热系数的数值迭代计算,针对该B型独立液货舱LNG船进行稳态温度场分析,依据温度场分布进行货舱区船体结构钢级选择,并进一步研究外界环境温度以及装载工况对整个货舱区船体温度场分布的影响,从而为B型独立液货舱以及类似LNG船液货舱结构设计提供指导。     

SIO_2气凝胶毡/陶瓷棉/高强聚乙烯多层复合抗弹结构隔热性能试验

为研究高强聚乙烯在高温条件下使用的适用性,以及SiO_2气凝胶毡和陶瓷棉的隔温性能,提出SiO_2气凝胶毡/陶瓷棉与高强聚乙烯紧密贴合无间隙复合舱壁结构的方案,对结构单元进行模拟标准火源的耐火试验研究,分析耐火材料的失效模式以及不同耐火材料厚度对夹芯结构的影响规律,探讨复合结构舱壁在满足耐火要求的前提下面密度和结构整体厚度的实用性。试验结果表明:适当厚度的SiO_2气凝胶毡和陶瓷棉均具有较好的耐火隔温性能,适当增加隔温层厚度能明显提高复合舱壁结构的热防护效果;达到相同隔温效果所需要的SiO_2气凝胶毡比陶瓷棉薄,就面密度和结构整体厚度而言,SiO_2气凝胶毡更有优势;在带陶瓷的夹芯结构中,陶瓷也能起到一定的隔温作用,综合优化此复合舱壁结构能有效提高舰船舱壁的防护性能。     

1000m~3 LNG燃料加注船总体布置设计

探讨江海直达型1 000 m3LNG加注船的总体设计思路,根据具体航区要求和LNG加注的作业性能确定加注船的LNG液舱舱容和航速及吃水,初步得到船长、船宽等各主尺度成分。根据加注船型的总布置特点,围绕加注船的加注功能进行总布置设计,得到小型加注船总体的设计方案。     

我国液化气运输市场前景广阔

现在世界液化气海上运输以LPG(液化石油气)和LNG(液化天然气)为主,约占海上运量的80%,其中LPG货就占了60%.1970年世界LNG船仅有8艘、26.8万m3,而到了1997年就拥有了98艘、588.2万dwt.目前亚洲是LNG的主要消费地区,日本、韩国和台湾3地的LNG进口量长期保持在全球总进口量的3/4以上,其中日本占全球进口量的一半以上.欧美以及亚洲其他国家也不同程度增加了LNG的进口量.     

复合抗弹结构设计及隔热性能验证

超高分子量聚乙烯纤维增强塑料(UFRP)层合板具有良好的抗侵彻性能,但受温度影响明显,其热损伤的临界温度仅为147℃。为了避免火灾产生的高温使UFRP层合板失去抗弹性能,设计了以船用钢为前/后面板,SiO_2气凝胶毡为隔热层,UFRP层合板为抗弹层的复合抗弹结构。在A60耐火等级标准条件下,对复合抗弹结构的有限元模型进行瞬态热分析,探索了复合抗弹结构内部的温度分布与SiO_2气凝胶毡隔温层厚度的关系。根据有限元仿真结果,近一步对SiO_2气凝胶毡隔热层厚度为20 mm的复合抗弹结构单元开展耐火试验。结果表明:SiO_2气凝胶毡具有良好的隔热性能,在A60耐火等级标准条件下,保持复合抗弹结构中UFRP层合板抗弹性能完好所需的SiO_2气凝胶毡隔热层厚度至少为20 mm。     

基于ANSYS薄膜型LNG船封闭舱室温度场的有限元分析

通过对LNG船液货舱隔热封闭舱室的分析,提供了传热数学模型、边界条件以及隔热舱室合理简化处理,并用ANSYS软件建立了125000m3LNG船1/4封闭舱室的三维有限元模型,用APDL语言进行迭代计算,得出各种工况下LNG船封闭舱室的温度场分布情况,以及总换热量和蒸发率,其计算结果与实船数据相近,说明建模和仿真计算方法是可行的.     

新型耐火绝缘体高温耐火舰船电缆的研制

为了实现舰船对电缆更高的耐火要求和更广的适用范围,研制了新型耐火绝缘体高温耐火舰船电缆.该电缆结构简单、耐火时间更长、耐火温度更高、不延燃性(阻燃)更好,有效提高了舰船的生命力,保障了舰船的正常运行及人员生命安全.     

船舶结构耐火分隔的典型缺陷及应对建议

文中通过对现有国际公约和我国施行的船舶检验法规的解读，以及船舶舱室火灾危险性经验分析，例举了在船舶结构耐火分隔方面的典型缺陷，并提出了解决此类缺陷的一些建议.     

LNG燃料舱晃荡载荷数值分析

以某冷藏集装箱船的薄膜型液化天然气(LNG)燃料舱为例，考虑船舶运动与燃料舱内LNG晃荡的耦合作用，根据势流理论在时域内求解燃料舱内LNG的晃荡压力，将作用在舱壁的晃荡载荷分解为脉冲压力和非脉冲压力。将随时间变化的LNG脉冲压力作为虚拟的附加质量耦合船舶的运动，采用数值模拟的方法分析LNG燃料舱的晃荡压力。结果表明，当燃料舱距离船中较远、重心较高时晃荡压力大幅增加。研究成果对其他类型的LNG燃料舱晃荡压力的计算具有一定的参考意义。     

国内3万m~3LNG运输船开发研究

提出一种新型LNG运输船——3万m3LNG运输船,并介绍该船的设计特点及优势。分析目前国内3万m3LNG运输船的现状及在建该类船舶的特点,以及未来的发展趋势。     

基于O3/H2O2处理船舶压载水过程中形成溴酸盐的研究

LNG加注船作为一种为LNG燃料动力船提供加注的新型加注基础设施船舶,在国内尚处于初步研究阶段。基于已有事故案例的危险性,并结合《液化天然气燃料加注作业指南(2017)》的相关要求,开展加注船加注过程的泄漏火灾事故定量风险分析。通过简化加注过程泄漏火灾事故树,求取顶上事件的概率和个人风险值,并以失效概率为判断标准,选取加注软管为泄漏对象,通过10 mm(易发生状况)和50 mm(最危险状况)两种孔径工况的泄漏,针对5 000 m~3加注船运用PHAST软件进行泄漏扩散和火灾后果模拟分析,最后提出相关的控制措施建议,这对LNG加注船加注过程泄漏火灾事故发生可能性的降低具有积极意义。     

弹塑性固有应变法在厚壁球面舱壁结构焊接中的应用

针对热弹塑性有限元法仅适用小规模焊接的弊端,采用弹塑性固有应变法对厚壁球面舱壁结构的焊接工艺进行模拟,并对球面舱壁结构的焊接工艺进行优化,最终给出球面舱壁结构合理的焊接工艺.在大型有限元软件ANSYS的基础上,通过开发的热弹塑性焊接计算程序得到单道焊缝焊接时的残余应变;通过残余应变等效,对球面舱壁的各焊缝处施加温度载荷;通过一次弹塑性有限元法得到厚壁球面舱壁结构的整体变形.通过开展不同焊接工艺下球面舱壁结构的焊接变形分析,给出厚壁球面舱壁结构合理的焊接工艺.     

板厚对14MnNbq钢焊接件疲劳裂纹扩展速率的影响

为研究厚板的原始焊接板厚及取样位置对疲劳裂纹扩展速率的影响规律,完成了14MnNbq钢5种原始焊接板厚(40 mm、50 mm、60 mm、80 mm和100 mm),共计30个疲劳试件的裂纹扩展试验。运用数理统计方法回归处理试验数据,得到了在给定置信水平下的5组da/dN-ΔK曲线以及Paris公式的拟合值参量,同时还得到了100 mm厚板不同取样部位的da/dN-ΔK曲线。结果表明:随着原始焊接板厚的增加,疲劳裂纹扩展速率也在加大;受取样位置的影响,表面试件比中部试件的疲劳裂纹扩展速率快。     

斜顶板桩承台接岸结构优化设计

针对斜顶板桩承台接岸结构造价较高的问题,结合洋山港区实际应用情况进行优化设计研究。采用与已建结构相同的计算方法进行使用条件和结构受力特点的对比分析,得出类似结构在软土地基的大型集装箱码头中应用可以显著优化结构。采取分级实施墙后棱体、取消后排支撑桩、利用组合钢板桩优化密排钢管板桩、将承台简化为导梁等优化措施,形成一种新的半直立式接岸结构形式,即斜顶板桩结构。结果表明：斜顶板桩与下级棱体组成的独立稳定结构体系较好地适应了前期软土地基高填土的变形特点和后期上部结构的使用要求。新结构更合理地利用桩基结构承载能力,明显提高了经济性,有利于在软基地区的类似工程中推广。     

薄膜型液化天然气船结构规范计算的比较和研究

基于某22万m3薄膜型液化天然气船,比较了ABS、DNV和LR船级社对薄膜型液化天然气船的结构规范异同点,着重讨论了液货舱周界的腐蚀厚度、规范计算等技术问题,并探讨了薄膜型液化天然气船在局部支撑构件尺寸统一要求方面的可行性。     

潜艇横向刚性构架区域应力计算解析方法

本文对框架肋骨及平面舱壁船体结点区域的应力进行理论求解,考虑了内、外框架肋骨和结点区域嵌入厚板,以及厚、薄板连接处由于中曲面不一致引起的附加力矩和邻近普通肋骨对框架肋骨及平面舱壁纵向弯曲的影响.应用本文的计算方法、现行计算方法和有限元方法进行实际结构结点应力的比较计算,结果表明本文的计算方法比现行的计算方法更合理、更全面.