日本加速造船用鋼新材料及加工技術研發(fā)

眾所周知的日本在特種鋼材方面的研究是全球出名的,比如耐磨鋼板,高強度鋼板,船用鋼板等,近日日本海上、港灣、航空技術研究所(海上技術安全研究所)強化以造船為首的海事產業(yè)的國際競爭力,加速開展新材料及加工技術的開發(fā)。該研究所從事造船工序高效化和新材料、加工技術高度化的結構基礎技術部門在船舶建造技術高度化、材料利用與加工技術高度化和維護管理技術高度化三個方面推進研究開發(fā)。其中,在維護管理技術的高度化方面,考量從超大型集裝箱船的開發(fā)到使用厚鋼板出現的相應狀況,同時考慮北極海航線路的航行等因素,以低溫環(huán)境下厚板材料的脆性破壞等為焦點,致力于對焊接部位二次加工前的疲勞強度評價方法、脆性破壞預測的合理方法的開發(fā)以及兩軸負載條件下的疲勞裂紋傳播等方向展開研究。

該研究所提出以1)船舶安全、2)防止海洋環(huán)境污染、3)海上、海洋能源、資源等海洋開發(fā)、4)海事產業(yè)的高度化等4個領域為中心推進研究開發(fā)。推進體制中包括海洋開發(fā)系統(tǒng)、海上再生能源開發(fā)系統(tǒng)、船舶構造的流體設計等共計9個研究系統(tǒng),開展具有持續(xù)性的研究以及新技術、新材料的挖掘等。

日本國內造船企業(yè)有著建造更多超大型集裝箱船的趨勢,隨著所用鋼材厚度增加,材料層面的維修保養(yǎng)管理等的重要性凸顯出來。同時,隨著對北極航線的逐步利用,低溫環(huán)境下厚板材料的脆性破壞等在維護管理中的問題也成為新的課題呈現出來。根據這些情況,在結構基礎技術系統(tǒng)不僅需要在包括焊接部位二次加工在內的疲勞強度評價方法、脆性破壞預測的合理方法等開發(fā)方面做出努力,同時還正在對二軸負載條件下的疲勞裂紋傳播進行研究。

與造船廠的研究并行,利用研究所擁有的試驗設備,進行疲勞試驗等,并將研究成果反映在標準制訂等方面。
為了提高船舶涂裝效率,還將確立噴霧液滴大小的最佳化方法,通過對涂膜的電化學特性進行測量,對目前需要目測檢查的涂膜劣化情況進行量化評價等。

此外,圍繞材料利用和加工技術方面,該研究所還進行了新材料、粘接劑等的應用研究。由于在船舶的建造中,通常為軟鋼間的焊接,因此需要進行消除焊接后應變的作業(yè)。為此,將進行此作業(yè)代替技術的開發(fā)。

在船舶建造技術中,在對造船用鋼板進行彎曲加工的作業(yè)中,對沖壓作業(yè)、熱加工作業(yè)等進行量化,開發(fā)ICT(信息通信技術)支持下的造船作業(yè)支援技術(AR),并力爭在現場普及應用。不僅將拍攝的圖像反應在平板電腦終端,目前還在探索利用投影映射(projection mapping)的系統(tǒng)。

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