海洋および船舶工学

船体構造物
船舶用配管システム

船体構造物

導入

船体構造は船の骨格と外殻であり、船の支持力、航行性能、安全性、耐用年数を直接決定します。船体は船の本体として、静水圧、波の衝撃、貨物重量、機械や設備の振動、海上での潜在的な衝突リスクなど、複雑な荷重の組み合わせに耐える必要があります。現代の船舶設計は、エネルギー効率と貨物積載量を向上させるために、構造強度を確保しながら軽量化を追求しています。

利点と主な機能

高強度と靭性の正確なバランス

普通強度A/B級鋼や高強度AH32/DH36/EH40シリーズなどの現代の船舶用鋼板は、マイクロアロイングと制御された圧延および冷却技術により、強度と靱性の最適な組み合わせを実現しています。強度が高いと鋼板の厚さが薄くなり、空の船の重量が大幅に軽減され、それによって貨物容量が増加したり、燃料消費量が削減されます。優れた低温靱性（特に E- 級鋼）により、船舶は極地や寒海を航行する際の低温での脆性破壊のリスクに耐えることができます。

可塑性、加工性に優れています。

船体は直線的な側板から双曲線を描く船首外板まで複雑な曲面構造となっています。鋼材（特に海洋鋼材）は冷間・熱間加工性に優れており、複雑な船体ラインも冷間曲げや熱間曲げ、大型プレスによる転造成形などにより正確に成形することができます。この可塑性は、鋼船が合理化された設計を実現し、航行抵抗を軽減するための鍵となります。

成熟した溶接技術と施工効率

鋼の溶接性は現代の船舶が断面構造法を採用する基礎となっています。船体は何百ものプレハブのセクションに分割されており、作業場で効率的に溶接され、ドックで組み立てられて折りたたまれます。サブマージアーク溶接や CO ガスシールド溶接などの成熟した自動溶接技術により、大規模、高品質、高効率の建造が保証され、数十万トンの船舶を短時間で建造できます。-

優れた耐疲労性と破損安全性

船が波に乗って航行するとき、船体の構造は何億もの交互の応力サイクルに耐えます。海洋鋼とその溶接継手は優れた耐疲労性を備えており、亀裂の発生と伝播を効果的に抑制できます。さらに、鋼鉄の延性により、局所的な損傷（衝突など）が発生した場合に船体が塑性変形を通じてエネルギーを吸収できるため、致命的な脆性破壊を防ぎ、人員の避難や緊急治療の時間を確保できます。

典型的なアプリケーション

大型コンテナ船の主船体

デッキ、側面、底面のメッキは高張力鋼 EH36/EH40 で広く作られており、巨大な縦方向の曲げモーメントと集中荷重に耐えます。{0}

VLCCの二重底とインナーシェル

構造重量を軽減するために高張力鋼-が使用され、主要部品（貨物倉エリアなど）には耐食性鋼板が使用されているか、-耐摩耗性/耐食性-コーティングが空気中にスプレーされています。

Strengthening Structure Of Polar Icebreaker In Ice Area

氷域における極地砕氷船の構造強化

喫水線付近の船体と船首柱は、氷の押し出しや衝撃に耐えられるよう、より高い強度と靭性を備えた特殊な船舶用鋼（北極グレードの EH36/40 など）で作られています。

液化天然ガス（LNG）運搬船用膜密閉システム

貨物タンク自体はステンレス鋼またはインバー合金膜で作られていますが、その外側の主船体構造全体（二次シールドと船体）は高強度船舶鋼で作られており、コアのサポートと保護を提供しています。{0}

Membrane Enclosure System For Liquefied Natural Gas (LNG) Carrier

船舶用配管システム

導入

船舶の配管システムは、船の「循環系」と「神経系」のようなもので、船全体に張り巡らされています。燃料油、潤滑油、海水、淡水、蒸気、空気のほか、さまざまな作動油や化学薬品の輸送を担当します。その機能は、電力供給、船舶のバランス、消火、生活支援、荷役などほぼすべての側面をカバーしています。配管システムは、水中条件、高湿度、振動、大きな温度変化を特徴とする過酷な環境で数十年間にわたって確実に動作する必要があります。

利点と主な機能

耐圧性、耐温度性に優れています。

船の主蒸気パイプライン、高圧燃料噴射パイプ、油圧システムパイプラインはすべて、高圧（最大 30MPa）および高温（主蒸気の場合は最大 500 度）で動作します。{0}シームレス炭素鋼パイプ (20# 鋼など) および合金鋼パイプ (蒸気用 1Cr0.5Mo 合金鋼など) は、幅広い温度範囲で高い強度と安定性を備えているため、これらの主要システムの安全な動作を確保するための信頼できる選択肢です。

信頼性の高い耐食性材料の系統-

さまざまな伝達媒体に対して、成熟した材料選択スキームがあります。

海水システム: 伝統的に亜鉛メッキ炭素鋼パイプが使用されていますが、現代の大型船舶では、よりコスト面での利点と耐食性を備えた銅-ニッケル合金（90/10 または 70/30 CuNi）パイプ、または高品質の 316L ステンレス鋼パイプが使用されています。-
燃料油/潤滑油システム: 一般的には炭素鋼継目無管が使用されますが、高硫黄燃料の腐食に対しては、より耐食性の高い材料が使用されたり、腐食対策が追加される場合があります。-
ケミカルタンカーの貨物パイプライン: 貨物の特性に応じて、316L ステンレス鋼、二相ステンレス鋼 (2205 など)、さらにはニッケル- ベースの合金 (ハステロイ C-276 など) が使用される場合があります。

耐振動性、耐衝撃性に優れています。

船舶のパイプラインは、主機や補機の振動や船舶の移動による衝撃を長時間伴います。鋼（特に金属パイプライン）は、高い構造剛性と強度を備えています。合理的な支持設計と弾性支持により、共振を効果的に抑制し、疲労による接合部の緩みやパイプラインの破断を防止し、動的環境におけるシステムの長期的な完全性を確保できます。-

成熟した標準化とメンテナンスの利便性

船舶用鋼管、継手、フランジ、バルブは高度に標準化されており（ISO、JIS、GB/T規格など）、グローバルな調達や交換に便利です。船舶のライフサイクル 20{3}30 年の間に、パイプラインの保守または交換が必要になるのは避けられません。鋼管は切断可能で溶接可能な特性により、現場でのメンテナンスや現地での交換が比較的迅速かつ経済的になります。