La structure de la coque est le squelette et la coque d'un navire, qui déterminent directement la capacité portante, les performances de navigation, la sécurité et la durée de vie du navire. En tant que corps principal d'un navire, la coque doit supporter des combinaisons de charges complexes : pression hydrostatique, impact des vagues, poids de la cargaison, vibrations des machines et équipements et risque potentiel de collision en mer. La conception moderne des navires vise la légèreté tout en garantissant la résistance structurelle, de manière à améliorer l'efficacité énergétique et la capacité de transport de marchandises.
Avantages et fonctionnalités clés
Équilibre précis entre haute résistance et ténacité
Les plaques d'acier marines modernes, telles que l'acier de qualité A/B à résistance ordinaire et les séries AH32/DH36/EH40 à haute résistance, ont réalisé la combinaison optimale de résistance et de ténacité grâce au microalliage et à la technologie de laminage et de refroidissement contrôlés. Une résistance élevée peut réduire l'épaisseur de la tôle d'acier, réduire considérablement le poids du navire vide, augmentant ainsi la capacité de chargement ou réduisant la consommation de carburant ; Une excellente résistance aux basses températures - (en particulier l'acier de qualité E -) garantit que les navires peuvent résister au risque de fracture fragile à basse température lorsqu'ils naviguent dans des régions polaires ou des mers froides.
Excellente plasticité et transformabilité.
La coque a une structure de surface incurvée complexe, de la plaque latérale droite à la plaque extérieure de proue avec hyperbole. L'acier (en particulier l'acier marin) a une bonne ouvrabilité à froid et à chaud, et les lignes de coque complexes peuvent être façonnées avec précision par pliage à froid, cintrage à chaud et à froid ou laminage avec une grande presse. Cette plasticité est la clé permettant aux navires en acier d’obtenir une conception simplifiée et de réduire la résistance à la navigation.
Technologie de soudage mature et efficacité de la construction
La soudabilité de l’acier est la base qui permet aux navires modernes d’adopter une méthode de construction en sections. La coque est divisée en centaines de sections préfabriquées, qui sont efficacement soudées en atelier puis assemblées et pliées sur le quai. Les technologies de soudage automatique matures, telles que le soudage à l'arc submergé et le soudage sous protection gazeuse CO, garantissent une construction à grande échelle-de haute-qualité et haute-efficacité, de sorte que des centaines de milliers de tonnes de navires puissent être construites en peu de temps.
Excellente résistance à la fatigue et sécurité contre la casse
Lorsqu'un navire navigue dans les vagues, la structure de la coque subit des centaines de millions de cycles de contraintes alternés. L'acier marin et ses joints soudés ont une bonne résistance à la fatigue et peuvent inhiber efficacement l'initiation et la propagation des fissures. De plus, la ductilité de l'acier permet à la coque d'absorber de l'énergie par déformation plastique en cas de dommages locaux (tels qu'une collision), afin d'éviter une fracture fragile catastrophique et de gagner du temps pour l'évacuation du personnel et le traitement d'urgence.
Typique Applications
La coque principale des grands porte-conteneurs
Le pont, les côtés et les tôles inférieures sont généralement fabriqués en acier à haute résistance EH36/EH40 pour résister à d'énormes moments de flexion longitudinaux et à des charges concentrées.
Double fond et coque intérieure de VLCC
De l'acier à haute résistance-est utilisé pour réduire le poids structurel, et des plaques d'acier-résistantes à la corrosion sont utilisées dans les pièces clés (telles que la zone de soute) ou des revêtements-résistants à l'usure/à la corrosion-sont pulvérisés dans l'air.
Renforcement de la structure du brise-glace polaire dans la zone des glaces
La coque et la colonne de proue près de la ligne de flottaison sont fabriquées en acier marin spécial avec une résistance et une ténacité plus élevées (telles que la qualité arctique EH36/40) pour résister à l'extrusion et à l'impact de la glace.
Système de clôture à membrane pour transporteur de gaz naturel liquéfié (GNL)
Bien que la citerne à cargaison elle-même soit constituée d'une membrane en acier inoxydable ou en alliage invar, toute la structure principale de la coque (bouclier secondaire et coque) à l'extérieur est en acier marin à haute résistance-pour assurer le support et la protection du noyau.
Le système de tuyauterie du navire est comme le « système circulatoire » et le « système nerveux » du navire, qui parcourent tout le navire. Il est responsable du transport du fioul, de l’huile lubrifiante, de l’eau de mer, de l’eau douce, de la vapeur, de l’air, ainsi que de diverses huiles hydrauliques et produits chimiques. Ses fonctions couvrent presque tous les aspects, notamment l'alimentation électrique, l'équilibre du navire, la lutte contre les incendies, le maintien en vie et la manutention des marchandises. Le système de tuyauterie doit fonctionner de manière fiable pendant plusieurs décennies dans des environnements difficiles caractérisés par des conditions sous-marines, une humidité élevée, des vibrations et de grandes variations de température.
Avantages et fonctionnalités clés
Excellente résistance à la pression et à la température.
La conduite de vapeur principale du navire, la conduite d'injection de carburant à haute-pression et la conduite du système hydraulique fonctionnent tous sous haute pression (jusqu'à 30 MPa) et haute température (jusqu'à 500 degrés pour la vapeur principale). Les tuyaux en acier au carbone sans soudure (tels que l'acier 20#) et les tuyaux en acier allié (tels que l'acier allié 1Cr0,5Mo pour la vapeur) sont des choix fiables pour garantir le fonctionnement sûr de ces systèmes clés en raison de leur haute résistance et stabilité dans une large plage de températures.
Assortiment fiable de matériaux-résistants à la corrosion
Il existe des schémas de sélection de matériaux matures pour différents supports de transport :
- Système d'eau de mer : traditionnellement, des tuyaux en acier au carbone galvanisé sont utilisés, tandis que les grands navires modernes utilisent des tuyaux en alliage de cuivre-nickel (90/10 ou 70/30 CuNi) offrant plus d'avantages en termes de coût et de résistance à la corrosion, ou des tuyaux en acier inoxydable 316L de haute qualité-.
- Système de fioul/huile de lubrification : des tuyaux sans soudure en acier au carbone sont généralement utilisés, mais pour la corrosion des carburants à haute teneur en soufre-, des matériaux offrant une meilleure résistance à la corrosion peuvent être utilisés ou des mesures anti-corrosion peuvent être ajoutées.
- Pipeline de cargaison d'un chimiquier : selon les caractéristiques de la cargaison, de l'acier inoxydable 316L, de l'acier inoxydable duplex (tel que le 2205) ou même un alliage à base de nickel- (tel que l'Hastelloy C-276) peut être utilisé.
Excellente résistance aux vibrations et aux chocs.
Le pipeline du navire s'accompagne de vibrations du moteur principal et du moteur auxiliaire et de l'impact du mouvement du navire pendant une longue période. L'acier (en particulier les pipelines métalliques) présente une rigidité et une résistance structurelles élevées. Grâce à une conception de support raisonnable et à un support élastique, la résonance peut être efficacement supprimée, le relâchement des joints ou la rupture du pipeline provoqué par la fatigue peut être évité et l'intégrité à long terme du système dans un environnement dynamique peut être garantie.
Standardisation mature et commodité de maintenance
Les tuyaux, raccords, brides et vannes en acier marin ont été hautement standardisés (telles que les normes ISO, JIS, GB/T), ce qui est pratique pour l'approvisionnement et le remplacement à l'échelle mondiale. Au cours du cycle de vie du navire de 20-30 ans, il est inévitable que les pipelines doivent être entretenus ou remplacés. Les caractéristiques découpables et soudables des tubes en acier rendent la maintenance sur site et le remplacement local relativement rapides et économiques.
Typique Applications
Tuyau de carburant à rampe commune-haute pression du moteur diesel de propulsion principale marine
Des tuyaux en acier sans soudure en alliage à haute résistance sont utilisés, et la paroi intérieure nécessite une douceur extrêmement élevée pour résister à une pression d'injection supérieure à 100 MPa.
Tuyau principal d'eau de mer du système de refroidissement central du navire
Des tuyaux en alliage de cuivre-nickel 90/10 ou des tuyaux en acier au carbone spéciaux à revêtement époxy importés sont souvent utilisés pour les grands navires afin de résister à la corrosion de l'eau de mer et à la fixation des organismes marins.
Pipeline à basse-température d'un transporteur de gaz liquéfié (GNL/GPL)
Le pipeline transportant du GNL 163 C doit utiliser de l'acier inoxydable austénitique (tel que 304L) ou de l'acier au nickel (tel que de l'acier à 9 % Ni) pour garantir la ténacité à des températures extrêmement basses.
Pipeline de cabine du système d'eau de ballast
Les tuyaux en acier au carbone galvanisé ou les tuyaux en acier au carbone à revêtement époxy sont généralement utilisés pour équilibrer le coût et la demande de résistance à la corrosion par l'eau de mer.
