Takaisin

Laskentakaavoja jääkuormille ja murtolujuudelle sekä vaihtoehtoja jäävallien kairaamiselle – talvimerenkulun tutkimuksista apua moneen

Laskentakaavoja jääkuormille ja murtolujuudelle sekä vaihtoehtoja jäävallien kairaamiselle – talvimerenkulun tutkimuksista apua moneen

Julkaistu 28.10.2016

Talvimerenkulun tutkimussarjassa on juuri valmistunut neljä uutta tutkimusta. Nyt julkaistuissa tutkimuksissa tarkasteltiin laivojen kuljetuskoneistojen osissa käytettävän pallografiittivaluraudan murtolujuuden testaamista, kehitettiin laskentatapa ruoripotkurilaitteiden kohtaamille jääkuormille, mitattiin laivan kulkuvastusta jäärännissä ja etsittiin vaihtoehtoja kairaamiselle jäävallien ja -rännien vedenalaisen osan mittaamisessa.

Trafin, Liikenneviraston ja Ruotsin merenkulkuviranomaisten yhteinen tutkimussarja on ollut käynnissä jo 1970-luvulta asti.

”Talvimerenkulkuun liittyvällä, jatkuvalla tutkimuksella pyritään takaamaan, että Suomenlahdella ja Pohjanlahdella liikkuvilla aluksilla on riittävät ominaisuudet jäissä liikkumiseen ja siten liikenne on mahdollisimman turvallista ja sujuvaa”, kertoo tutkimussarjasta Trafin puolesta vastaava johtava asiantuntija Jorma Kämäräinen.

”Tutkimustuloksista saadaan usein suoraa hyötyä talvimerenkulun parantamiseen. Esimerkiksi nyt julkaistavien raporttien tuloksia käytetään suoraan suomalais-ruotsalaisten jääluokkasääntöjen kehittämisessä”, jatkaa Kämäräinen.

”Erityisesti Pohjanlahti on jäänmurron kannalta Suomen ja Ruotsin yhteinen pelikenttä ja tutkimustoiminta on jatkoa muulle hyvälle yhteistyölle. Tutkimuksesta saadaan syötteitä myös kauppalaivojen avustamisen ja jäänmurron käytännön toiminnan ohjeistukseen”, sanoo Liikenneviraston talvimerenkulun asiantuntija Helena Niemelä.

Ohessa esitellään uudet tutkimusraportit lyhyesti. Talvimerenkulun tutkimussarjan julkaisut ovat englanninkielisiä.

Raportti nro 90: Relevance of Charpy-V impact criteria for nodular cast iron

Charpy-V testiä käytetään teräksen murtolujuuden määrittämiseen suomalais-ruotsalaisissa jääluokkasäännöissä. Se on suoria murtolujuuden määrittämistapoja nopeampi ja edullisempi suorittaa.

Tutkimuksessa on kehitetty vaihtoehtoinen kriteeri Charpy-V testin käyttämiseksi määritettäessä terästä sitkeämmän pallografiittivaluraudan murtolujuutta. Pallografiittivalurautaa käytetään laivojen kuljetuskoneistojen osissa.

Tutkimuksen tuloksia käytetään suunnitteilla olevassa suomalais-ruotsalaisten jääluokkasääntöjen täydentämisessä.

Raportti no 91: Azimuthing thruster ice load calculation and simplified ice contact load formulation

Tutkimuksessa kehitettiin yksinkertaistettu laskentatapa ruoripotkurilaitteiden kohtaamille jääkuormille sekä määritettiin jääluokkasääntöjen kannalta oleellisimmat kuormitustapaukset. Voimassaolevissa suomalais-ruotsalaisissa jääluokkasäännöissä ei vielä ole määräyksiä ruoripotkurilaitteiden mitoituksesta, vaikka näitä järjestelmiä on käytössä jäissä kulkevissa aluksissa.

Tutkimuksen tuloksia käytetään suunnitteilla olevassa suomalais-ruotsalaisten jääluokkasääntöjen täydentämisessä.

Raportti no 92: New methods for measuring ice ridges and ice channels in full scale

Valliintunut jää on vaikeimpia olosuhteita, jossa laivat operoivat Itämerellä. Jäävallien mittaaminen kenttäoloissa on tarpeellista tutkittaessa jäävallien esiintymistä ja niiden vaikutusta laivojen suorituskykyyn jäissä.

Jäävallien ja -rännien vedenalaista osaa mitataan nykyään kairaamalla, mikä on hidasta ja sisältää merkittäviä virhelähteitä. Tutkimuksessa esitetään sonarin käyttöä jäävallien jäänalaisten osien mittaamiseen. Ehdotettu menetelmä on huomattavasti kairaamista nopeampi mutta vaatii vielä lisätutkimusta, ennen kun se voidaan ottaa käyttöön.

Raportti no 93: Ship-ice interaction in a channel

Tutkimuksessa selvitettiin diskreetti-elementtimenetelmän (DEM) käyttöä laivan rännivastuksen määrittämisessä. DEM on numeerinen laskentamenetelmä, jolla voidaan simuloida mekaanisia järjestelmiä, joissa on suuri määrä toisiinsa vaikuttavia kappaleita, kuten esimerkiksi rännissä jääpaloja.

Tulokset olivat lupaavia mutta lisätutkimusta tarvitaan ennen kun menetelmää voidaan käyttää laivan kulkuvastuksen ennustamiseen jäärännissä.

Kulkuvastusta jäärännissä käytetään suomalais-ruotsalaisissa jääluokkasäännöissä aluksen vaadittavan konetehon määrittämiseen.

Lisätietoja:

Talvimerenkulun tutkimusraportit

Trafi:
johtava asiantuntija Jorma Kämäräinen, p. 029 5346 440, jorma.kamarainen(at)trafi.fi
erityisasiantuntija Lauri Kuuliala, p. 029 5347 078, lauri.kuuliala(at)trafi.fi

Liikennevirasto:
talvimerenkulun asiantuntija Helena Niemelä, p. 029 534 3321 helena.niemela(at)liikennevirasto.fi