• 05/04/2013

Veiligere offshore staalconstructies door nieuwe innovatieve methode

Om de brosheid van schepen en offshore constructies te beoordelen, gebruikt de industrie vijftig jaar oude methodes. Deze methodes zijn weinig accuraat, maar alternatieven zijn te duur.

Trefwoorden: #broosheid, #offshore, #staalconstructie, #TNO

Lees verder

research

( Foto: Wikipedia )

ENGINEERINGNET -- Het nederlandse TNO ontwikkelt nieuwe inzichten over bros staal en werkt aan een oplossing die veel accurater is dan de oude techniek, en ook nog eens goedkoper is dan het dure alternatief.

Broze scheeps- en offshore constructies brengen veel kosten met zich mee. Denk aan de veiligheid van de bemanning, verlies van waardevolle lading, hoge milieukosten, mogelijke imagoproblemen en juridische problemen.

Daarom doen ingenieurs, ontwerpers en klassenbureaus er alles aan om bros staal te voorkomen. In het verleden waren deze testmethodes gebaseerd op ervaring en een hoge veiligheidsmarge. Bedrijven maken echter steeds grotere structuren met nieuwe staalsoorten die ze op andere plekken willen inzetten, zoals in het Arctisch gebied.

Voor hen is een grote veiligheidsmarge niet langer acceptabel. Ook het nut van ervaring gaat bij nieuwe materialen en nieuwe gebieden niet op. TNO speelt hierop in met de ontwikkeling van een goedkopere methode om brosheid in te schatten, en met het wetenschappelijk modelleren van broze staalconstructies.

TNO heeft hiervoor een Joint Industry Project in het leven geroepen genaamd AFSUM, met de partners Huisman, Allseas, SBM, MTI, SSAB, Arcelor Mittal, Nippon Steel, Lloyds Register, ABS, Nieuwstraten, Element en TUD-3ME.

De hele waardeketen, van staalproducenten tot scheepseigenaren, is hierin samengebracht. Het doel is om een goedkope maar accurate testmethode voor breuken te ontwikkelen. Een standaard testmethode gebruikt stukken staal ter grootte van 200mm x400mm x2m.

Een testmachine die groot genoeg is voor de grootste en sterkste staalsoorten is moeilijk te vinden in Nederland. TNO heeft nu een testopstelling gemaakt waarin het mogelijk is kleinere stukken staal te testen, van slechts 100x10x20 mm, met een standaard laboratoriumuitrusting.

De taaiheid en brosheid van het staal wordt bepaald door kracht, snelheid en hoge en lage temperaturen. De nieuwe test kan dus worden uitgevoerd met een kleinere machine, met minder voorbereidingstijd, op hogere snelheid, met minder instrumenten en met kleinere proefmaterialen. Met deze methode is het testen van de brosheid van staal vele malen goedkoper dan de dure testmethodes.

Daarnaast ontwikkelt TNO een innovatieve methode waarmee ontwerpers nieuwe kennis opdoen over de brosheid van materialen. Deze methode is samen met het Finse onderzoeksinstituut VTT ontwikkeld. Er is nog steeds veel onbekend over de gedragingen van staal. Op hoge temperaturen vervormt staal, maar op lage temperaturen wordt het bros, en dat is veel gevaarlijker.

Vooral het gebied tussen vervorming en brosheid is interessant: op welke temperatuur vindt die omslag plaats? Hoe kunnen we dat meten? En hoe taai of bros is het materiaal dan? Om die vragen te beantwoorden ontwikkelt TNO technieken en kennis over de microscopische structuur van staal.

De komende jaren wordt deze kennis gebruikt om betere modellen te ontwikkelen die het gedrag van het materiaal analyseren, maar ook om nieuwe methoden te maken voor het ontwerp van nieuwe materialen. TNO wil daarvoor nieuwe projecten starten en de waardeketen bijeen brengen.


(GL)