خانهبدنه کشتی از چیست؟
کشتی‌های اقیانوس‌پیما معمولا شهرهای روی آب هستند. برای همین باید در ساخت آنها از به‌روزترین شیوه‌های ساخت و تولید صنعتی بهره‌برداری کرد. در ساخت کشتی از مواد مختلفی استفاده میشود. برای ساخت سازه‌ی بدنه کشتی چندین متریال در دسترس است، با این حال باید یکی را انتخاب کرد که به بهترین وجه با هدف مورد نظر مطابقت دارد.
هدف این است که محصولی داشته باشیم که برای ساخت و نگهداری مقرون‌به‌صرفه خواهد بود، همچنین باید بادوام و قابل اعتماد باشد. روی هم رفته، فولاد، آلومینیوم، پلاستیک تقویت شده با الیاف (FRP) و پلی‌اتیلن چهار مصالح اصلی کشتی‌سازی در عصر حاضرند که پاسخ سوال چرا کشتی روی آب می‌ماند را باید در ویژگی‌های آنها جستجو کرد.
فولاد در این میان اصلی‌ترین ماده خام ساخت بدنه کشتی است: این یک ماده ساخت کشتی بسیار همه‌کاره است و به طور گسترده در کشتی‌ها برای ساخت قطعات یکپارچه آن استفاده میشود. فولاد بیش از 150 سال است که به دلیل خواص مکانیکی عالی و هزینه کم در صنعت کشتی‌سازی استفاده میشود. در این رابطه، قطعات پیش‌ساخته نقش بسیار مهمی ایفا می‌کنند؛ این قطعات هرگز به شکل دلبخواهی کنار هم قرار نمی‌گیرند و از یک مدل بسیار دقیق پیروی می‌کنند. در این مطلب قصد داریم تا به شکلی جامع و مانع به این موضوعات بپردازیم.
فولاد در کشتی‌سازی
مقاومت در برابر شکنندگی برای فولادهای با استحکام معمولی با مقدار انرژی ضربه واردشونده با استفاده از نمونه‌هایی با بریدگی تیز در دمای معین مشخص میشود. ورق‌های کشتی‌سازی با گریدهای В، D، Е و F باید تاب‌آوری مورد نیاز در برابر فشار ضربه مورد نیاز را در دمای آزمایش 0 درجه سانتیگراد، 20- درجه سانتیگراد، 40- درجه سانتیگراد و 60- درجه سانتیگراد تضمین کنند. نکته اینکه، فولاد نورد گرید A به هیچ وجه برای خمش ضربه‌ای آزمایش نشده است.
در این رابطه برای اطلاع از قیمت ورق st37 می‌توانید به صفحات آیرومارت در شبکه‌های مجازی و کانال تلگرامی مراجعه کنید.
مزیت‌های فولاد در کشتی‌سازی
یکی از علت‌های اصلی استفاده از فولاد در کشتی‌سازی این امر این است که فولاد جوش‌پذیری خوبی دارد و می‌تواند در هر شرایطی عملیات جوشکاری را از سر بگذراند. همین نکته باعث میشود عملیات مونتاژ اجرایی باشد. علاوه‌بر این، به طور خلاصه، فولاد به دلیل داشتن ویژگی‌های زیر انتخاب خوبی در این رابطه بوده است:
هزینه نسبتا کم؛
سهولت ساخت با جوش‌پذیری بالا و
خواص مکانیکی نسبتاً خوب.
فراتر از اینها، استفاده از فولادهای سازهای با مقاومت بالاتر، در سازه‌های دریایی ممکن است منجر به 10-15 درصد کاهش وزن نسبت به فولادهای سازهای معمولی شود. مقدار استحکام بالاتر فولادها ممکن است در مقایسه با فولادهای با مقاومت پایین‌تر در برابر خستگی مقاوم‌تر باشند در حالی که همان سطح از شدت استرس را تجربه می‌کنند.
با اینحال باید در نظر داشت، اینها مسائل ابتدایی کشتی‌سازی هستند؛ نحوه ساخت سازه کشتی در بخش‌هایی که با آب شور دریا در تماس است، به لحاظ متالورژیک، بسیار پیچیده‌تر خواهد شد.
از این جهت است که فولادهای با کشش بالا، فولادهایی که از استحکام بالاتری نسبت به فولادهای نرم برخوردارند در مناطق تحت تنش بیشتر تانکرهای بزرگ، کشتی‌های کانتینری و کشتی‌های باربری بزرگ استفاده می‌شوند. آنها اغلب برای عرشه و مناطق پایین تانکرهای بزرگتر نیز استفاده می‌شوند. از آنجایی که این امر منجر به کاهش ریزش این بخش‌های سازهای میشود، هم برای سازنده و هم برای مالک کشتی سودمند تمام خواهد شد.
معایب فولاد در کشتی‌سازی
یکی از اشکالات مهم استفاده از فولاد در ساخت کشتی، وزن فولاد است. برای ساخت بدنه کشتی از فولاد نرم حاوی 0.15% تا 0.23% کربن و منگنز نسبتاً بالا استفاده میشود. محتوای گوگرد و فسفر در فولاد نرم به حداقل (کمتر از 0.05٪) می‌رسد زیرا محتوای بیشتر هرکدام از قابلیت جوشکاری فولاد کم می‌کاهد.
فولادهای کربن منگنزی با حداکثر 0.7 درصد کربن ممکن است در برابر عوامل ایجادکننده سایش استفاده شوند؛ درواقع، در مواضعی کاربرد دارند که تنش نسبتاً کم است. سختی‌پذیری فولاد کم‌آلیاژ هم به محتوای کربن و هم به محتوای آلیاژ آن بستگی دارد. اینها همگی استفاده از فولاد را در کشتی‌سازی با موانع حرفه‌ای روبه‌رو خواهند کرد.
علاوه‌بر‌این، اگر محتوای گوگرد زیاد باشد، ترکها و مانند آن می‌توانند به راحتی در طول فرآیند نورد ایجاد شوند. این مصالح در توسعه خود باید روی استحکام مولکولی بیشتر و تاب‌آوری بلند‌مدت‌تر ضمن حفظ خاصیت جوش‌پذیری بهتر شوند تا انتخاب مناسبی برای آینده صنعت کشتی‌سازی باشند. اما برای اینکه بدانیم سایر مصالح بدنه کشتی از چیست تا انتهای مطلب را از نظر بگذرانید.
پوسته‌ی بدنه کشتی از چیست؟
آبکاری پوسته هم فارغ از جنس زیرین آن معمولاً از فولاد انجام میشود. در طول ساخت بدنه کشتی فولادی، آبکاری پوسته مانعی در برابر آب در کف و طرفین کشتی ایجاد می‌کند. قطعات خارجی بدنه کشتی معمولاً از چندین صفحه فولادی منحنی و مسطح تشکیل شده است که به هم جوش داده شده‌اند.
فولاد گالوانیزه در کشتی‌سازی
فولاد گالوانیزه، به ویژه، اغلب چیزی است که در ساخت عرشه کشتی استفاده میشود. فولاد گالوانیزه همچنین برای ایجاد سازه‌هایی مانند برجک، راه پله، نردبان، راهرو در کشتی‌سازی کاربرد دارد. چون این ماده در فضای مرطوب عملکرد ایده‌آلی دارد. برای اطلاع از قیمت روز ورق گالوانیزه به وبسایت آیرومارت مراجعه کنید.
فولاد زنگ نزن
تفاوت بین فولادهای زنگ نزن و فولادهای کم آلیاژ با منگنز و کربن عمدتاً به دلیل استفاده از کروم به عنوان یک عنصر آلیاژی قابل توجه به‌شمار می‌روند. فولادهای زنگ نزن عمدتاً آلیاژهای آهنند و عناصر اصلی آلیاژی‌شان کروم و نیکل است. دراین رابطه، در محیط اقیانوس برای کاربرد بالای سطح آب، سری 300 فولاد زنگ نزن با 18٪ کروم بهترین گزینه محسوب میشود. برای بخش‌هایی از بدنه کشتی که زیر آب قرار می‌گیرد، این درصد تا 20% باید ارتقا پیدا کند.
بنابراین، ساخت بدنه کشتی از فولاد زنگ نزن در عمل غیرممکن است. با این حال، فولادهای ویژه مختلفی در کشتی سازی به عنوان جایگزین فلزات غیرآهنی استفاده میشود از جمله در مواضع زیر:
برای ساخت پوشش برای محورهای پیشرانه،
تیغه‌های توربین.
فولاد آبکاری‌شده
فولاد زنگ نزن به عنوان فولاد آبکاری هم در بدنه کشتی موجود است. این یک ماده دو لایه است که در آن فولاد زنگ نزن (یا آلیاژ دیگر) به عنوان یک پوشش نازک روی فولاد ساختاری یا کم آلیاژ با استفاده از یک تکنیک خاص اعمال میشود. این امر محافظت در برابر خوردگی را تضمین می‌کند و از تحمیل شدن هزینه‌های بعدی جلوگیری می‌کند.
آلومینیوم در کشتی‌سازی
بسیاری از تولیدکنندگان کشتی با توجه به وزن سبک آلومینیوم، به ویژه هنگامی که کسری در فولاد جدی باشد، از آلومینیوم استفاده می‌کنند. کابین‌های آلومینیومی به طور فزاینده‌ای ثابت و مطمئن طراحی و ساخته می‌شوند و به دلیل کاهش وزن می‌توانند با سرعت بیشتری روی آب حرکت کنند. این بدان معناست که شما مسافت پیموده شده بیشتری را از یک کشتی با درصد بالایی از قطعات آلومینیومی با اندازه مشابهی از محموله‌ی نفتی طی خواهید کرد.
عملکرد ساده و ویژگی‌های آن، به عنوان مثال، انسداد مواد و مصرف، نفوذناپذیری در برابر جاذبه، و تمایل به پیچش پلاستیک، آلومینیوم را به یک انتخاب شگفت‌انگیز ساختمان کابین‌های کشتی تبدیل کرده است.
علاوه‌بر این، آلومینیوم به دلیل خواص ضد‌خوردگی آن به ماده انتخابی برای کشتی‌سازان تبدیل شده است؛ آلومینیوم حقیقتا ثابت کرده است به کشتی‌ها ارزش افزوده می‌دهد، زیرا سازه را سبک‌تر می‌کند، که به این دلیل کشتی‌ها می‌توانند چالاک‌تر سفر کنند، بارهای سنگین‌تری را حمل کنند و بردهای طولانی‌تری را طی کنند، در حالی که از پایداری بیشتری برخوردارند و راندمان سوخت بهتری ارائه می‌دهند.
آلومینیوم نقاط ضعفی هم دارد. بر این اساس آلومینیوم یک فلز سبک است و در امتداد این خطوط به تدریج در برابر ناحیه‌های خراشیده شده بد عمل می‌کند. آلومینیوم از نظر استفاده مجدد قابل بازیافت است و این یکی از فاکتورهای مزیتی آن است. استفاده از رنگ‌هایی که از نظر زیست محیطی نمره خوبی گرفته‌اند در مقابل رنگ‌های سمی ممکن است قابلیت مفیدی برای قوی‌تر کردنِ چراییِ استفاده از بدنه آلومینیومی باشد.
سوای همه اینها، باید دقت کرد، آلومینیوم نه تنها در ساخت تانکرها و کشتی‌های بزرگ بلکه در قایق‌های تفریحی، قایق‌های موتوری، کاترها و همچنین زیردریایی نیز استفاده میشود. بیشتر قایق‌های ورزشی از قاب تا دکل بادبانشان از آلومینیوم ساخته شده‌اند که به آنها مزیت سرعت می‌بخشد، در حالی که کشتی‌های با ظرفیت بالا از فولاد ساخته می‌شوند.
آلیاژهای آلومینیومی مناسب
بیشترین استفاده از آلیاژهای آلی مورد استفاده در کشتی سازی، نوع 5083 برای صفحات و 6082 برای اکستروژن است. این آلیاژها در قطعات زیرآب و همچنین در طول بدنه قابل اعتماد هستند. تخمین زده شده است که انتخاب آلیاژهای Al-Mg (آلومینیوم – منیزیم) پتانسیلی برای کم‌کردن حداقل 10٪ از هزینه‌ها در رابطه با عملیات حرارتی دارد و پس از یک برآورد کلی برای کاربرد در کشتی سازی مطلوب گزارش میشود. در این رابطه آلیاژهای آلومینیوم به دو دسته تقسیم می‌شوند:
آلیاژ قابل عملیات حرارتی و
غیر حرارتی.
آهن در کشتی‌سازی
برای ایجاد استحکام بیشتر و ایجاد فضای داخلی بیشتر در کشتی، عناصر ساختاری اصلی مانند براکت های مورد استفاده برای محکم کردن قاب بدنه، از آهن تولید می‌گردند. قیمت ورق آهن از این جهت همیشه تعیین‌کننده بوده است.
چون استفاده از آهن تاریخی طولانی در کشتی‌سازی دارد. در دهه 1860، فن‌آوری در فرآوری فلز بیشتر شد و کارگران فلزی قادر به نورد کردن آن به ورق، برش و سوراخ کردن آن بودند. این امر به کشتی‌سازان اجازه داد تا بدنه‌هایی را طراحی کنند که کاملاً از آهن ساخته شده بود و از دهه 1860 در سراسر جهان این امر گسترش یافت.
فلزات غیر آهنی در کشتی‌سازی
فلزات غیرآهنی، به عنوان یک قاعده، در تجهیزات و سخت افزارهای مختلف کشتی‌ها، به طور ویژه در بدنه کشتی، استفاده میشود. هرچند آنها در مقادیر بسیار کمتر از فولاد کاربرد دارند. به عنوان مثال، در سال 2016، نیروی دریایی اسپانیا یک ناو هواپیمابر سبک Principe de Asturias را به عنوان اوراق فروخت. وزن کشتی 8.6 هزار تن و حاوی بیش از 1.1 هزار تن مس (شامل حدود 640 تن مس جدا شده، یعنی کابل) و حدود 300 تن آلومینیوم بود. مقداری برنز و سرب نیز در بدنه وجود داشت. مواد دیگر (حدود 7.2 هزار تن) فلزات آهنی بودند: فولاد و چدن و همچنین مقدار ناچیزی فولاد زنگ نزن.
آلیاژهای نورد گرمِ فوق‌پیشرفته
برای ساخت قطعات بدنه کشتی، علاوه‌بر آنچه مرسوم است، صفحات نورد گرم از فولادهای آلیاژی یا کم آلیاژی نیز استفاده میشود. چنین صفحات نورد‌گرم شباهت زیادی با فولادهای سنتی مورد استفاده در ساخت و ساز دارند اما ویژگی‌های خاص خود را در رابطه با شرایط عملیاتی حفظ می‌کنند.
چدن در کشتی‌سازی
تولیدکنندگان فلزات آهنی علاوه‌بر فولاد، یک نوع دیگر از محصولات مورد استفاده در کشتی سازی را نیز تولید می‌کنند: چدن. چون به عنوان مثال چدن خاکستری ارزان‌تر از فولاد است. این ماده چکش‌خوار انعطاف پذیرتر و در برابر ضربه مقاوم است. برای ساخت مکانیزم‌های فرمان، بدنه گیربکس و سایر قطعات استفاده میشود.
پلاستیک فشرده در کشتی‌سازی
در دهه گذشته، استفاده از پلیمرهای فشرده در مهندسی دریایی و کشتی‌سازی به شدت افزایش یافته است به طوری که امروزه از آنها برای قایق‌ها، پوشش‌های دریچه، گنبدهای سونار کشتی، مجاری تاسیساتی در بدنه، سپرهای هوا و حتی پره‌های موتور استفاده میشود. به این کاربردها می‌توان چرخ دنده پلاستیکی، طناب، ورق‌های پوششی ضد خوردگی و بسیاری دیگر را هم اضافه کرد.
به بیان ساده‌تر، پلیمرها علاوه بر تشکیل یک جزء ضروری از ساختار بدنه اولیه در بسیاری از مواضع سازهای کوچکتر، در زیرساخت هیکل‌های بزرگتر بدنه نیز یافت می‌شوند. پلاستیک‌های طبیعی و مصنوعی به طور قابل توجهی در آسایش خدمه کشتی و تسهیل زندگی انسان روی دریا نقش دارند و باعث ایمنی، بهداشت و آسودگی زندگی در یک کشتی اقیانوس پیما می‌شوند.
با این حال، در بسیاری از موارد، مقادیر مورد استفاده در هر کشتی از نظر صنعت تولید پلیمر نسبتاً کم است، بنابراین کارخانه‌های کشتی‌سازی به جای توسعه محصولات برای مصارف خاص، تمایل دارند از فناوری و محصولات موجود در شرکت‌های تخصصی استفاده کنند.
چوب در کشتی‌سازی
چوب و الوار همیشه در کشتی‌سازی استفاده داشته است. چوب ساج یکی از پرکاربرد‌ترین‌ها بوده و امروزه نیز گاهی در ساخت قایق‌های متوسط مقیاس کاربرد دارد. جالب‌اینکه بزرگترین کشتی‌های جنگی به دلیل استحکام بی نظیر آن از چوب بلوط ساخته می شدند.
امروزه در لنج‌سازی چوب اهمیت ویژه‌اش را حفظ کرده و تصور صنعت لنج‌سازی بدون الوار غیرممکن به نظر می‌رسد. در آب‌های شور، الوارهای مورد استفاده برای ساخت و سازهای دریایی شامل کاج، جره، ساح، سنجد، صنوبر، بلوط و مانند آن است.
به طور کلی چوب‌های سخت نسبت به چوب‌های نرم‌تر مانند کاج، انعطاف‌پذیری بهتری در برابر آب دارند، زیرا الیاف به‌طور محکم در کنار هم قرار می‌گیرند و در نتیجه جذب کمتری دارند، که به این معنی نیست که همه چوب‌های سخت ضد آب هستند. کفپوش‌های افرا، بلوط و توس به دلیل رطوبت موجود در هوا منبسط و منقبض می‌شوند و از این جهت چندان خوب نیستند.
مونتاژ در کشتی‌سازی
کشتی سازی اساساً یک صنعت مونتاژ است. قطعات فولادی از طریق ایستگاه‌های کاری مختلف، که به تدریج در بعد اندازه قطعه بزرگ میشود، روی هم سوار می‌شوند و به این ترتیب، اجزای ساختاری از طریق این مراحل مونتاژ با هم مرتبط می‌گردند.
در ارتباط با بدنه، و اینکه بدانیم بدنه کشتی از چیست، باید گفت برای تولیدش از صفحات و از آرماتور‌های فولادی آجدار و ساده برای ساخت قاب‌های کمری استفاده میشود. این نوع قاب همیشه از قطعات پیش‌ساخته‌ای تولید میشود که در محل به اسکلت کشتی مونتاژ می‌گردند.
کشورهای صاحب صنعت کشتی‌سازی
اکثر کشتی‌های تجاری جهان در حال حاضر توسط ژاپن و کره ساخته می‌شوند که مجموعاً 77 درصد از تناژ ناخالص تحویل‌شده در قرن حاضر را تشکیل می‌دهند.
بااینحال، در سال 2019، صنعت کشتی‌سازی در چین بیش از 37.2 درصد از بازار کشتی‌سازی جهانی را به خود اختصاص داد و این کشور را به بزرگترین کشتی‌ساز در جهان تبدیل کرد.
داده‌‌ها نشان می‌دهد بازار جهانی کشتی‌سازی بین سال‌های 2019 تا 2020 بیش از هفت درصد کاهش یافته است و در سال 2020 به حدود 150 میلیارد دلار سقوط کرده است. با این حال، پیش‌بینی میشود که بازار از سال 2021 به بعد رشد کند و ارزش آن از 160 میلیارد دلار فراتر رود. در این رابطه، ژاپن با وجود کاهش 9 میلیارد دلاری از ارزش ناوگان خود در سال 2019، با کمی بیش از 108 میلیارد دلار، بزرگترین کشور مالک کشتی باقی مانده است.
با این وجود، رقبا کم نیستند. گزارش سال 2018 در مورد "کشورهای پیشرو دریایی جهان" چین را به عنوان کشور پیشرو دریانوردی در جهان رتبه بندی می‌کند و در بین چهار ستون برتر در همه ستون‌های دریایی در این رتبه‌بندی قرار می‌دهد. موقعیت چین به ویژه در کشتیرانی و بنادر و تدارکات، قوی است و موقعیت آن را به عنوان یک مرکز تولید جهانی نشان می‌دهد.
در ایالات متحده این صنعت از 393390 شغل، 28.1 میلیارد دلار درآمد نیروی کار و 42.4 میلیارد دلار در تولید ناخالص داخلی حمایت می‌کند.
سخن پایانی
در این مطلب تلاش کردیم به این سوال پاسخ دهیم که بدنه کشتی از چیست. آیرومارت، با داشتن یک سابقه‌ی قابل دفاع در حوزه فولاد، امروزه یکی از برترین‌ها در حوزه فروش آهن و شاید برترین در حوزه فروشگاه‌های اینترنتی مصالح ساختمانی فولادی به‌شمار رود؛ نگاهی به عملکرد این مجموعه در سال‌های اخیر گواهی بر این مدعا است. اگر قصد دارید تا با یک مجموعه حرفه‌ای جهت پشتیبانی از زنجیره تامین مصالح فولادی و آهن‌آلات خود کار کنید، آیرومارت یک انتخاب منحصر و آینده‌نگرانه ارزیابی شده است. همین حالا اقدام کنید و فرصت را از دست ندهید. می‌توانید از طریق وبسایت یا شماره تلفن 02145306 تماس با کارشناسان این مجموعه حرفه‌ای تماس بگیرید تا در اسرع وقت شما را به زنجیره‌ی اعتماد و خدمات آیرومارت متصل کنند. Iromart.com آدرس وبسایت آیرومارت است.
