Fertigungs- und sicherheitstechnisch alternative Doppelhüllen-Konstruktionen im Tankerschiffbau (AVIF-Nr. A 234)

Durchführende Stelle: Universität Rostock (Prof. Röhr)

Bearbeitungszeitraum: 01.01.2006 - 30.08.2008

Schlussbericht: CMT 13/2008


Projektzusammenfassung:

 

Doppelhüllen-Konstruktionen im Boden- und Seitenbereich von frachttragenden Seeschiffen zählen zu den kostenintensiven Baugruppen des Stahlschiffskörpers und gewährleisten insbesondere bei Tankschiffen einen hohen sicherheitstechnischen Standard. Das Ziel des Projektes bestand in der Entwicklung und Erprobung fertigungsgünstiger und gegen Kollision, Grundberührung und Eispressung sicherheitstechnisch verbesserter Doppelhüllen für Tankschiffe.

Vorgeschlagen werden konstruktive Lösungen, welche die fertigungstechnischen und damit wirtschaftlichen Vorteile des Montageprinzips einer „Geteilten Bauweise“ (GBW) für Doppelhüllen mit neuartigen, nach sicherheitstechnischen Gesichtspunkten ausgelegten Aussteifungsstrukturen der Doppelhülle vereinen.

Die Grundidee dieses Montageprinzips beruht auf einer Teilung der konventionellen Doppelhülle mittels einer zweckmäßig positionierten „Montageebene” (Trennebene). Die anschließende Montage beider offener Teilsektionen erfolgt an der Montagebene. Dieser Montageablauf gestattet es, eine Reihe fertigungstechnischer Arbeitsoperationen aus geschlossenen, räumlich stark beengten Fächern der Doppelhülle in offene Strukturen (ausgesteifte Paneele) zu verlegen.

Mit dem Bau einer prototypischen Doppelbodensektion in GBW und in konventioneller Bauweise für einen Produktentanker der Lindenau Safety Class 2010 gelang die Verifikation der theoretisch abgeschätzten fertigungstechnischen Aufwendungen für die GBW und der praxistaugliche Nachweis ihrer fertigungstechnischen Vorteile gegenüber der konventionellen Bauweise.

Die Untersuchungen zu sicherheitstechnisch weiterentwickelten Aussteifungssystemen von Tankschiffen lieferten alternative konstruktive Lösungen, so genannte „Plattenverstärkte Profilsteifen“ (PVPS), die einerseits den Widerstand des Seitenverbandes des Stahlschiffskörpers gegen Kollision und Eispressung signifikant anheben und andererseits sich fertigungstechnisch kompatibel in das Montagekonzept der GBW einbinden lassen.

Das Hauptmerkmal der vorgeschlagenen Aussteifungsstrukturen von Doppelhüllen liegt in einer Verstärkung konventioneller sekundärer Aussteifungen in Form von Quer- bzw. Längsspanten durch Abdeckungen mit ebenen oder alternativ mit zylindrisch gekrümmten Beplattungen. Sie wurden konzipiert unter Beachtung der Forderungen nach einem geringen Eingriff in die konstruktive Grundstruktur einer konventionellen Doppelhülle bei gleichzeitiger Gewährleistung von Inspektion und Wartung der Aussteifungsstruktur.

Strukturmechanische Parameterstudien belegen die effiziente Tragwirkung der PVPS. Sie weisen sowohl unter Kollisionsbedingungen und mehr noch unter den Extrembedingungen einer Eispressung ein beträchtlich verbessertes Grenztragverhalten auf, verglichen mit derzeit praktizierten Aussteifungssystemen. Gemessen an dem Gewinn verbesserter Grenztrageigenschaften ist der auf die Gesamtmasse des Stahlschiffskörpers bezogene zusätzliche Materialeinsatz von untergeordneter Größenordnung.

Dieses für Tankschiffe entwickelte Aussteifungsprinzip ist auf See- und Binnenschiffe somit  auch auf solche frachttragende Seeschiffe, wie Container- und Massengutschiffe, Schiffe für eisführende Einsatzgebiete, aber auch auf Schiffe für Offshore-Anwendungen, beispielsweise Versorgungs- und Bohrschiffe.

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