Scheepsbouwkunde

Hydrodynamische belastingEdit

Op dezelfde manier als civiel ingenieurs ontwerpen om windbelasting op gebouwen en bruggen op te vangen, ontwerpen scheepsbouwkundig ingenieurs om een schip op te vangen dat miljoenen keren in zijn leven wordt doorbuigt of een platform dat door golven wordt getroffen.

StabiliteitEdit

Een scheepsbouwkundig ingenieur houdt zich, net als een vliegtuigontwerper, bezig met stabiliteit. De taak van de scheepsarchitect is anders, omdat een schip in twee vloeistoffen tegelijk opereert: water en lucht. Ingenieurs staan ook voor de uitdaging de lading in evenwicht te houden naarmate de massa van het schip toeneemt en het zwaartepunt hoger komt te liggen naarmate meer containers verticaal worden gestapeld. Bovendien vormt het gewicht van de brandstof een probleem, aangezien de helling van het schip het gewicht doet verschuiven met de vloeistof, waardoor een onbalans ontstaat. Deze verschuiving wordt gecompenseerd door water in grotere ballasttanks. Scheepswerktuigkundigen staan voor de taak om de brandstof en het ballastwater van een schip in balans te brengen en te volgen.

CorrosieEdit

De chemische omgeving waarin schepen en offshore-constructies verkeren, is veel ruwer dan bijna overal aan land, chemische fabrieken uitgezonderd. Scheepswerktuigkundigen houden zich bij elk project bezig met oppervlaktebescherming en het voorkomen van galvanische corrosie. Corrosie kan worden tegengegaan door kathodische bescherming met behulp van stukken metaal die opofferingsanoden worden genoemd. Een stuk metaal zoals zink wordt gebruikt als de opofferingsanode omdat het de anode wordt in de chemische reactie. Hierdoor gaat het metaal corroderen en niet de scheepsromp. Een andere manier om corrosie te voorkomen is door een gecontroleerde hoeveelheid lage gelijkstroom naar de scheepshuid te sturen om het proces van elektrochemische corrosie te voorkomen. Hierdoor verandert de elektrische lading van de scheepsromp om elektro-chemische corrosie te voorkomen.

AntifoulingEdit

Antifouling is het proces van het verwijderen van belemmerende organismen van essentiële onderdelen van zeewatersystemen. Zeeorganismen groeien en hechten zich aan de oppervlakken van de aanzuigopeningen van de buitenboordmotor die worden gebruikt om water voor koelsystemen te verkrijgen. Bij elektrochlorering wordt een hoge elektrische stroom door het zeewater geleid. De combinatie van stroom en zeewater wijzigt de chemische samenstelling zodat natriumhypochloriet ontstaat dat alle biomaterie zuivert. Bij een elektrolytische antifoulingmethode wordt elektrische stroom door twee anoden geleid (Scardino, 2009). Deze anoden bestaan meestal uit koper en aluminium (of ijzer). De koperanode geeft zijn ion af aan het water, waardoor een omgeving ontstaat die te giftig is voor biomaterie. Het tweede metaal, aluminium, bekleedt de binnenkant van de buizen om corrosie te helpen voorkomen. Andere vormen van mariene aangroei, zoals mosselen en algen, kunnen zich vasthechten aan de bodem van de scheepsromp. Hierdoor krijgt het schip een minder hydrodynamische vorm omdat het niet uniform en glad rond de romp zou zijn. Dit zorgt voor het probleem van minder brandstofefficiëntie, omdat het schip er langzamer door wordt (IMO, 2018). Dit probleem kan worden verholpen door speciale verf te gebruiken die de groei van dergelijke organismen voorkomt.

Bestrijding van vervuilingEdit

ZwavelemissieEdit

Het verbranden van scheepsbrandstoffen heeft de potentie om schadelijke vervuilende stoffen in de atmosfeer te brengen. Schepen verbranden naast zware stookolie ook scheepsdiesel. Bij zware stookolie, de zwaarste van de geraffineerde oliën, komt bij verbranding zwaveldioxide vrij. Zwaveldioxide-emissies kunnen de zuurgraad van de atmosfeer en de oceanen verhogen en schade toebrengen aan het leven in zee. Vanwege de verontreiniging mag zware stookolie echter alleen in internationale wateren worden verbrand. Het is commercieel voordelig vanwege de kosteneffectiviteit in vergelijking met andere scheepsbrandstoffen. Naar verwachting zal zware stookolie in 2020 niet meer commercieel worden gebruikt (Smith, 2018).

Lozing van olie en waterEdit

Water, olie en andere stoffen verzamelen zich op de bodem van het schip in wat de bilge wordt genoemd. Bilgewater wordt overboord gepompt, maar moet een verontreinigingsdrempeltest van 15 ppm (parts per million) olie doorstaan om te worden geloosd. Het water wordt getest en ofwel geloosd als het schoon is, ofwel teruggevoerd naar een opslagtank om te worden afgescheiden alvorens opnieuw te worden getest. De tank waarnaar het water wordt teruggevoerd, de olie-waterafscheider, maakt gebruik van de zwaartekracht om de vloeistoffen te scheiden op grond van hun viscositeit. Schepen van meer dan 400 brutoton moeten over apparatuur beschikken om olie van lenswater te scheiden. Bovendien moeten alle schepen van meer dan 400 brutoton en alle olietankers van meer dan 150 brutoton volgens MARPOL alle olieoverbrengingen registreren in een oliejournaal (EPA, 2011).

CavitatieEdit

Cavitatie is het proces van de vorming van een luchtbel in een vloeistof door de verdamping van die vloeistof als gevolg van een gebied met lage druk. Dit gebied van lage druk verlaagt het kookpunt van een vloeistof waardoor deze kan verdampen tot een gas. Cavitatie kan optreden in pompen, wat schade kan veroorzaken aan de waaier die de vloeistoffen door het systeem beweegt. Cavitatie komt ook voor bij voortstuwing. Er vormen zich lage drukzakken op het oppervlak van de propellerbladen naarmate het toerental toeneemt (IIMS, 2015). Cavitatie op de propeller veroorzaakt een kleine maar hevige implosie die het propellerblad kan vervormen. Om dit probleem te verhelpen, kan met meer bladen dezelfde hoeveelheid voortstuwingskracht worden geleverd, maar met een lagere omwentelingssnelheid. Dit is van cruciaal belang voor onderzeeërs, aangezien de propeller het vaartuig relatief stil moet houden om verborgen te blijven. Met meer schroefbladen kan het vaartuig dezelfde voortstuwingskracht bereiken bij een lager toerental van de as.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *