Նավերի կառուցման համար օգտագործվող տաք գլանված ստալի թիթեղները ներկայացնում են ամենաբարձր պահանջներ ներկայացնող ստալի արտադրանքների կատեգորիաներից մեկը՝ որոշված որակի, սերտիֆիկացման պրոցեդուրաների և կատարման սպասելիքների տեսանկյունից: Նավերի մարմինները, ստորին մասերը, բաժանարար պատերը և վերին կառույցները պետք է դիմանան դինամիկ ալիքների բեռնվածքին, կոռոզիայի առաջացնող ծովային միջավայրին և չափա extremes ջերմաստիճանային տատանումներին՝ պահպանելով կառուցվածքային ամբողջականությունը 25–30 տարվա ծառայության ժամանակահատվածում: Նավերի կառուցման արդյունաբերությունը տարեկան օգտագործում է միլիոնավոր տոննա տաք գլանված ստալի թիթեղ, որի տեսակները սահմանվում են դասակարգման ընկերությունների կանոններով, որոնք կարգավորում են քիմիական կազմից մինչև ստորին զրոյից ցածր ջերմաստիճաններում հարվածային դիմացկունությունը ներառյալ բոլոր ասպեկտները: Նավերի կառուցման համար օգտագործվող ստալի բոլոր տեսակների, դրանց սերտիֆիկացման ճանապարհների և ներգրավված որակի ստուգման գործընթացների լիարժեք հասկացությունը անհրաժեշտ է նավաշինարանների, ծովային ճարտարագիտական ընկերությունների և ծովային սարքավորումների արտադրողների համար մատակարարումների մասնագետների համար:

Նավաշինական պողպատի դասակարգում. Գրադայի նշանակման համակարգի հասկացում

Նավերի կառուցման համար տաք գլանված ստալի թիթեղների նշանակումը հետևում է կառուցված համակարգի՝ որը հաղորդում է ամրության մակարդակը և ցածր ջերմաստիճաններում ճկունության հնարավորությունը: Չինաստանի GB 712 ստանդարտի համաձայն՝ ընդհանուր ամրությամբ նավի մարմնի կառուցվածքային ստալի դասերը նշանակվում են որպես A, B, D և E, որտեղ այբենական կարգը ցույց է տալիս աստիճանաբար բարելավվող ցածր ջերմաստիճաններում հարվածային ճկունությունը: A դասի համար հարվածային փորձարկումը պետք է իրականացվի 20°C-ում (երկայնական նմուշների համար նվազագույն 34 Ջ), B դասի համար՝ 0°C-ում, D դասի համար՝ -20°C-ում, իսկ E դասի համար՝ -40°C-ում, բոլոր դեպքերում նվազագույն կլանված էներգիայի արժեքները երաշխավորում են, որ ստալը չի ենթարագում մասնատման ցածր ջերմաստիճաններով ջրերում: Բարձր ամրությամբ նավի մարմնի կառուցվածքային ստալի դասերը հետևում են AH32, DH32, EH32, FH32 (նվազագույն հոսման ամրությունը՝ 315 ՄՊա) մինչև AH36, DH36, EH36, FH36 (նվազագույն հոսման ամրությունը՝ 355 ՄՊа) և մինչև AH40–FH40 (նվազագույն հոսման ամրությունը՝ 390 ՄՊа) անվանակարգին: Նախածակերը հետևում է նույն ջերմաստիճանային կանոնակարգին, ինչ ընդհանուր ամրությամբ դասերը: Միջազգային մակարդակում ASTM A131 ստանդարտը ընդգրկում է նմանատիպ դասեր, որոնք օգտագործվում են ամերիկյան նավաշինության մեջ, իսկ CCS (Չինաստանի դասակարգման ընկերություն), ABS (Ամերիկյան նավային գրասենյակ), DNV (Det Norske Veritas), LR (Lloyd's Register) և BV (Bureau Veritas) նմանատիպ դասակարգման ընկերությունները յուրաքանչյուրը պահպանում է իր սեփական նյութերի հաստատման կանոնները, որոնք ընդհանուր առմամբ համահունչ են IACS (Միջազգային դասակարգման ընկերությունների միության) միասնական պահանջների հետ:

Պատյանի կառուցվածք՝ հիմնական կառուցվածքային կիրառումներ

Կառուցվածքը կազմում է ցանկացած նավի հիմնական կառուցվածքը և նավաշինության համար օգտագործվող տաք գլանված ստալի թիթեղների ամենամեծ մասը: Կառուցվածքի թիթեղապատումը բաղկացած է ստորին թիթեղներից, կողային թիթեղներից և բիլժի շարքերից, որոնք ստեղծում են նավի ջրամերժ պատյանը: Ստորին թիթեղները ենթարկվում են ամենաբարձր հիդրոստատիկ ճնշման և պետք է դիմանան երկայնական ծալվածքից և լայնական ջրի ճնշումից առաջացած համատեղված սեղմման տակ առաջացող բացակայմանը: 300 000 DWT-ից ավելի մեծ միավոր տարողությամբ ՎԼՍՍ (շատ մեծ հում նավթի տարող նավեր) և 20 000 TEU-ից ավելի մեծ տարողությամբ արտադրանքատար նավերի համար ստորին թիթեղների և ուժային սալահարկի տեղամասերում, որտեղ լարվածության կենտրոնացումը ամենաբարձրն է, սովորաբար նշվում են EH36 և EH40 բարձր ամրության աստիճանները՝ 15 մմ-ից 80 մմ հաստությամբ: Երկայնական ուժային անդամները, այդ թվում՝ կենտրոնական մասի թիթեղները, սալահարկի եզրային շարքերը և կողային եզրային շարքերը, ավելի շատ պահանջում են այն աստիճանները, որոնց համար երաշխավորված է հաստության մեջ հատկությունները (Z-ուղղության կատարումը՝ համաձայն GB/T 5313 ստանդարտի), որպեսզի դիմանան այդ կրիտիկական անդամները միացնող կառուցվածքային միացումների վերամշակման ժամանակ առաջացող շերտավոր ճեղքերին: Նավաշինարանները սովորաբար պատվեր են տալիս 12 մետր երկարությամբ և 4 մետր լայնությամբ ստալի թիթեղներ, իսկ անհրաժեշտ ճկունության մակարդակն ապահովելու համար նշվում են կառավարվող գլանման և նորմալացված գլանման գործընթացներ՝ հաստատելու մանր հատիկավոր միկրոկառուցվածքը:

Դեկի սայլակներ. Բեռնվածության բաշխում և կառուցվածքային ամրություն

Բացատային թիթեղները ծառայում են որպես երկայնական ծալման լարումներին դիմադրող կառուցվածքային տարրեր և որպես բեռնատարափոխման բեռնավորման, սարքավորումների քաշի և բաց բացատների վրա ալիքների հարվածի դիմադրող աշխատանքային մակերեսներ: Ուժային բացատը, որը հանդիսանում է երկայնական արմատային կառուցվածքի ուժին նպաստող վերին շարունակական բացատը, սովորաբար պահանջում է նույն պողպատի տեսակը, ինչ նավի միջին մասում մեծագույն ծալման մոմենտների դեպքում մեքենայական մասի ստորին մասի համար: Երբ բացատային թիթեղները ենթակա են մեծ ջրի բեռնավորման՝ երկայնական բացատներում, դրանք պետք է միաժամանակ ապահովեն ուժ և կոռոզիայի դիմադրություն, իսկ սպեցիֆիկացիաները հաճախ ներառում են սուլֆուրի պարունակության վերահսկում և կալցիումով մշակման միջոցով ներառումների ձևի վերահսկում՝ պիտինգային կոռոզիայի դիմադրությունը բարելավելու համար: Մեծ բեռնատար նավերի բեռնատարափոխման բացատները պահանջում են մաշվածության դիմադրության հատկություններ, իսկ ածուխ կամ ծծումբ նման կոռոզիայի ենթակա բեռներ տեղափոխող նավերի համար նավատերերը կարող են նշել բացատային թիթեղներ՝ մի փոքր բարձրացված կոռոզիայի թույլատրելի հաստությամբ կամ ընտրել թերմո-մեխանիկորեն վերահսկվող մշակման (TMCP) միջոցով արտադրված տեսակներ, որոնք ապահովում են բարելավված մակերեսի որակ: Հիմնական բացատների համար բացատային թիթեղների հաստությունը սովորաբար տատանվում է 10 մմ-ից մինչև 40 մմ, իսկ հատուկ բեռնավորված տեղերում՝ բացվածքների անկյուններում և այլ լարվածության կենտրոններում, որտեղ մաշվածության ճաքերի ռիսկը պահանջում է լրացուցիչ նյութի հաստություն, օգտագործվում են մինչև 60 մմ հաստությամբ երկակի և միջադրված թիթեղներ:

Բաժանարաններ. Բաժանվածություն և վնասվածքի կայունություն

Բաժանարանները բաժանում են նավի մարմինը ջրամերժ բաժանմունքների, որոնք անհրաժեշտ են վնասվածքի դեպքում կայունության համար, ինչպես նաև ծառայում են որպես լայնական ամրության անդամներ, որոնք դիմանում են ճկման ուժերին և աջակցում են տախտակամածի բեռնվածքին: Բեռնատար նավերում լայնական ջրամերժ բաժանարանները սովորաբար պատրաստվում են A կամ AH32 դասի պողպատե թիթեղներից՝ 8 մմ-ից մինչև 20 մմ հաստությամբ, իսկ հաստությունը մեծանում է դեպի ներքև, որտեղ հիդրոստատիկ ճնշումը ավելի մեծ է: Հարվածային բաժանարանները, որոնք առաջին լայնական բաժանարաններն են և նախատեսված են նավի կործանման դեպքում դիմանալու համար, կառուցվում են բարձր ստանդարտներով՝ D կամ DH36 դասի պողպատից և պարտադիր է, որպեսզի գտնվեն նավի երկարության 5–8 %-ի սահմաններում առաջային ուղղահայացից՝ ըստ SOLAS («Կյանքի անվտանգությունը ծովում») կանոնակարգի: Նավթի կամ քիմիական արտադրանքներ տեղափոխող տանկերում ճկված բաժանարանները, որոնք պատրաստված են ճեպված պողպատե թիթեղներից, ապահովում են քաշի արդյունավետություն՝ վերացնելով ամրացման տարրերի անհրաժեշտությունը, որոնք կարող են ստեղծել ճեղքեր, որտեղ կուտակվում են բեռնատար նյութերի մնացորդներ: Ճկված բաժանարանների համար օգտագործվող պողպատը պետք է ունենա առատ ձևավորման հատկություն՝ առանց ճեղքվելու դիմանալու խորը ճեպման գործողությանը, իսկ պողպատի դասերը պետք է ունենան սուֆրի պարունակության վերահսկվող մակարդակ՝ 0,010 %-ից ցածր, իսկ մանր հատիկավոր կառուցվածքը պետք է նշված լինի՝ ապահովելու սառը ձևավորման ընթացքում պլաստիկությունը:

Սուպերկոնստրուկցիա և բնակելի սեկցիաներ

Վերին կառուցվածքը բաղկացած է տախտակամածի վրա կառուցված տախտակամածի շենքերից և տեղավորման բլոկներից: Չնայած այս կառուցվածքները փոքր ներդրում են կատարում նավի մարմնի ընդհանուր ճկուն ուժի մեջ, դրանք պետք է դիմանան քամու բեռնվածությանը, նավի շարժման արագացմանը և շարժավահանի սարքավորումներից առաջացող թարթումներին: Նավաշինության մեջ վերին կառուցվածքի կիրառման համար օգտագործվող տաք գլանված պողպատե թիթեղները սովորաբար ավելի բարակ են՝ 6 մմ-ից մինչև 15 մմ հաստությամբ, իսկ ամենատարածված ստանդարտներն են A և AH32 դասերը: Տեղավորման տախտակամածների և բաժանարար պատերի համար SOLAS-ի II-2 գլուխը սահմանում է հրդեհի դեմ պաշտպանության պահանջներ, որոնք նյութի ստանդարտացման վրա ազդում են՝ նախընտրելով բարձր ջերմաստիճանում մեխանիկական հատկությունների մասին փաստաթղթեր ունեցող դասեր, իսկ A-60 հրդեհային դասակարգման բաժանումների համար օգտագործվում է միներալային բամբակի մեկուսացման համակարգերի հետ միասին պողպատե թիթեղ, այլ որ միայն պողպատե թիթեղի հաստության վրա հիմնվելով: Վերին կառուցվածքի միացման միացման տեղերում թարթումների մաշվածությունը հատկապես մեծ մտահոգություն է ներկայացնում, և դասակարգման ընկերությունները պահանջում են այդ միացման տեղերի մանրամասն վերջավոր տարրերի վերլուծություն՝ հիմնված S-N կորի մեթոդաբանության վրա մաշվածության գնահատման վրա: Այդ անցումային գոտիներում գտնվող պողպատե թիթեղները կարող են պահանջել լրացուցիչ ուլտրաձայնային փորձարկում և ավելի խիստ հարթության թույլատրելի շեղումներ՝ բարդ կարավորված միացումների համատեղելիության որակը ապահովելու համար:

Դասակարգման ընկերության սերտիֆիկացիա. Կարգավորող համակարգը

Նավերի կառուցման համար նախատեսված բոլոր տաք գլանված ստալի թիթեղները պետք է ստանան ճանաչված դասակարգման ընկերության սերտիֆիկացիա՝ նավաշինարանների կողմից ընդունվելուց առաջ: Սերտիֆիկացման գործընթացը սկսվում է ստալի գործարանի կողմից դասակարգման ընկերության կողմից արտադրության գործընթացի հաստատմամբ, որը ներառում է ամբողջ արտադրական շղթայի գնահատումը՝ ստալի արտադրությունից (ներառյալ երկրորդային մաքրումը և շարունակական ձուլումը) մինչև գլանումը, ջերմային մշակումը և փորձարկման ընթացակարգերը: Դեպի գործարանի հաստատումը տրվելուց հետո յուրաքանչյուր արտադրական շարքի նավերի կառուցման համար նախատեսված ստալը ենթարագայվում է դասակարգման ընկերության վերահսկողի կողմից կատարվող վկայակոչված փորձարկման, որի ընթացքում ստուգվում են քիմիական կազմը, ձգման հատկությունները, հարվածային ճկունությունը, իսկ որոշ տարբերակների դեպքում՝ նաև հաստության մեջ ձգման փորձարկումը և ուլտրաձայնային հետազոտությունը: Վերահսկողը յուրաքանչյուր թիթեղի վրա դնում է ընկերության նշանը և տարբերակի նշանակումը, ինչը հնարավորություն է տալիս հետևել վերջնական թիթեղից մինչև սկզբնական հալման համարը և սլաբի նույնականացման տվյալները: Չինաստանից արտահանվող ստալի դեպքում տարածված է կրկնակի սերտիֆիկացիայի պրակտիկան, երբ թիթեղները միաժամանակ սերտիֆիկացվում են CCS-ի և մեկ կամ ավելի միջազգային ընկերությունների՝ ABS, DNV կամ LR կողմից, ինչը հնարավորություն է տալիս նույն նյութը օգտագործել տարբեր դրոշի պետության պահանջների տակ գործող նավաշինարաններում: IACS-ի Միասնական պահանջներ W11-ը նորմալ և բարձր ամրության նավային կառուցվածքային ստալի համար սահմանում է բազային տեխնիկական չափանիշները, որոնք առա individual դասակարգման ընկերությունները ներառում են իրենց կանոններում՝ ապահովելով նավերի կառուցման համար նախատեսված ստալի որակի բարձր աստիճանի գլոբալ համատեղելիություն:

Միջազգային ստանդարտային համապատասխանություն և գրեյդի ընտրություն

Նավաշինության համար օգտագործվող տաք գլոցված ստալե թիթեղների տարբեր ազգային և միջազգային ստանդարտների մեջ նավարկելու համար անհրաժեշտ է հասկանալ տարբեր սպեցիֆիկացիայի համակարգերի համարժեքությունը և դրանց միջև եղած բարձրացված տարբերությունները: Ստորև բերված աղյուսակը տրամադրում է ԳԲ 712, ASTM A131 և IACS UR W11 նշանակումներով ամենահաճախ ձեռք բերվող նավաշինական ստալե առատությունների գործնական համապատասխանության աղյուսակ: Առատությունների ընտրության ժամանակ մատակարարման մասնագետները պետք է հաշվի առնեն նավի շահագործման միջավայրը, մասնավորապես՝ նավի նախագծման նվազագույն ջերմաստիճանը, որը որոշում է, թե որ առատությունն է անհրաժեշտ՝ Ա առատություն (միայն մեղմ ջրերի համար), D/E առատություն (հյուսիսային Ատլանտյան օվկիանոսում ձմեռային շահագործման համար) կամ FH-առատություն (արկտիկական և սառցային դասի նավերի համար): Լրացուցիչ հաշվի առնվող գործոններից են թիթեղի հաստությունը, որը ազդում է հարվածային փորձարկման պահանջների վրա. հաստ թիթեղների դեպքում փորձարկումները պետք է կատարվեն ավելի ցածր ջերմաստիճաններում, քանի որ ճեղքի ծայրերում պլաստիկ դեֆորմացիայի դեմ սահմանափակումն ավելի մեծ է: Հյուսիսային բևեռային ջրերում շահագործվող սառցային ամրացված նավերի համար IACS-ի բևեռային դասի կանոնները (PC1–PC7) սահմանում են սառցային գոտիների և նավի կուրսորդի մասերի համար ստալե առատություններ, որոնք ունեն ստանդարտ FH36 և FH40 առատություններից բարձր ցածր ջերմաստիճանում ճկունություն, հաճախ պահանջելով առատություններ, որոնց Չարպի V-ձև առատության էներգիայի կլանման արժեքը երաշխավորված է 60 Ջ կամ ավելի բարձր է -60°C-ում:

Որակի վերահսկման և ստուգման պահանջներ

Նավաշինության համար նախատեսված ստալի թիթեղների որակի ստուգումը հետևում է խիստ բազմաստիճան պրոտոկոլի, որը գերազանցում է ստանդարտ գործարանային սերտիֆիկացիան: Կրիտիկական կառուցվածքային տեղամասերի համար նախատեսված թիթեղները ենթարագում են 100 %-անոց ուլտրաձայնային ստուգման՝ համաձայն դասակարգման ընկերությունների կանոնների, սովորաբար օգտագործելով ցանցային սկանավորման նմուշ, որը ստուգում է թիթեղի ամբողջ մակերեսը շերտավորման և ներքին անընդհատությունների համար: Մակերեսի որակի ստուգումը նույնացնում է և վերացնում մակերեսային թերությունները, այդ թվում՝ մակերեսային արատներ, ճեղքեր, ծալեր և չափից շատ մաքրում, որոնք կարող են խոչընդոտել եռակցման կամ ծածկույթի կպչունության գործընթացը: Չափսերի ստուգումը հաստատում է հաստությունը մինուս 0,3 մմ-ի թույլատրելի շեղման սահմաններում, որը սահմանված է մեծամասնության դասակարգման ընկերությունների կանոններով, ինչպես նաև հարթության պահանջները, որոնք սովորաբար 3 մմ/մետր են 25 մմ-ից ոչ ավելի հաստ թիթեղների համար և 2 մմ/մետր՝ ավելի հաստ թիթեղների համար: Եռակցվող միացումների համար նախատեսված թիթեղների եզրերի մշակումը, այդ թվում՝ եզրերի թեքումը և մշակումը, պետք է համապատասխանի սահմանված արմատային եզրի և թեքման անկյան թույլատրելի շեղման սահմաններին: Նավի վերջին տարրային վերլուծությամբ նույնացված կրիտիկական կառուցվածքային մանրամասների համար նախատեսված թիթեղների համար լրացուցիչ փորձարկումները կարող են ներառել հաստության ուղղությամբ ձգման փորձարկում՝ Z35 որակը ստուգելու համար (հաստության ուղղությամբ նվազագույն 35 %-անոց մակերեսի նվազում) և CTOD (ճեղքի ծայրի բացման տեղաշարժ) փորձարկում՝ եռակցված միացումների տաքացման գոտու ճեղքի դիմացկունությունը հաստատելու համար: Երրորդ կողմի ստուգման գործակալություններ, ինչպես օրինակ՝ SGS, Bureau Veritas Inspection կամ Intertek, հաճախ լ дополняют դասակարգման ընկերությունների վերահսկողությունը, հատկապես արտահանման ուղարկումների դեպքում, երբ գնորդի երկրը կարող է պահանջել անկախ ստուգում: