住友金屬工業(yè)開(kāi)發(fā)出了焊接部位的疲勞強(qiáng)度更高的“FCA-W鋼”。是對(duì)抗疲勞特性出色的高張力厚鋼板“FCA鋼”進(jìn)一步改進(jìn)而成。目前已決定在川崎造船建造的LNG船上采用。
疲勞的發(fā)生過(guò)程是：首先產(chǎn)生細(xì)小的疲勞龜裂，然后這些龜裂逐漸擴(kuò)大。因此，在鋼結(jié)構(gòu)物的疲勞設(shè)計(jì)中，通常將重點(diǎn)放在防止疲勞龜裂的發(fā)生上。與此不同，該公司2001年開(kāi)發(fā)的FCA鋼的特點(diǎn)是通過(guò)抑制已發(fā)生的疲勞龜裂的擴(kuò)大，來(lái)達(dá)到抗疲勞破壞的效果。新開(kāi)發(fā)的FCA-W鋼能夠進(jìn)一步抑制焊接部位發(fā)生的疲勞龜裂。
具體來(lái)說(shuō)，川崎造船將使用FCA-W鋼作為L(zhǎng)NG船艙蓋及上甲板的焊接部位、艙蓋殼板，液艙蓋上甲板內(nèi)側(cè)的加強(qiáng)構(gòu)件（圖）。這些部位位于船體中央位置，最大程度地承擔(dān)著船體縱向彎曲的負(fù)荷。以前，為了確保一定的疲勞強(qiáng)度而采用的做法是：增加板厚、加裝加強(qiáng)構(gòu)件、或者為了避免應(yīng)力集中而采用磨削加工。
而采用FCA-W鋼時(shí)，無(wú)需增加厚度或者進(jìn)行加強(qiáng)，即可獲得一定的疲勞強(qiáng)度。據(jù)日本海事協(xié)會(huì)的評(píng)測(cè)，采用FCA-W鋼部位的疲勞壽命達(dá)到以往鋼材的約2倍以上。這樣，在延長(zhǎng)采用FCA-W鋼部位的壽命的基礎(chǔ)上，還可通過(guò)船體的輕型化來(lái)提高燃效。另外，由于可省略磨削加工等工序，因此還可降低成本。
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| 圖：“FCA-W鋼”的采用部位（日本海事協(xié)會(huì)用于計(jì)算的數(shù)據(jù)）。艙蓋抗拒波浪造成的船體縱向彎曲變形，結(jié)果使得艙蓋及上甲板的焊接部位承受強(qiáng)大的應(yīng)力。這一應(yīng)力隨著波浪反復(fù)出現(xiàn)巨大變動(dòng)，從而影響疲勞壽命。 |
