Slishing och Slamming Testing

Rörliga vätskor kan utöva ett enormt tryck på strukturer inuti och utanför fartyg och offshoreanläggningar som olje- och gasplattformar eller vindturbiner. Tillförlitliga mätningar av svallningsfenomen (LNG-rörelser och kavitation) och påverkan (vågeffekter) kräver applikationsspecifika trycksensorer och dynamometrar.

Sloshing-testning är en del av test- och utvärderingslösningar för LNG-tankfartyg. Naturgas fungerar som en alternativ energikälla och transporteras runt om i världen med speciella LNG-tankfartyg (flytande naturgas). Tankkonstruktioner måste motstå slaskande av LNG, även i kraftiga vågor. Avancerade laboratorier tillhandahåller applikationsspecifika trycksensorer, inklusive mycket kompakta lösningar för smutstestning och utvärdering.

Naturgas kan endast transporteras effektivt i flytande form. Kylning av gasen till 162 grader minskar dess volym med 600 gånger så att den kan transporteras med LNG-tankfartyg. Vind och vågor kan orsaka rörelse av LNG i delvis fyllda fartygstankar. Dessa rörelser, så kallade slasning, kan påverka fartygets stabilitet och utsätta interna tankmembran för tunga belastningar.

Många forskningslaboratorier runt om i världen studerar slasning-inducerade dynamiska belastningar på tankkonstruktioner av LNG-tankfartyg. Skaktestning och utvärderingsprocedurer involverar i allmänhet en rektangulär 2D-modell av en LNG-tank på ett sexkantigt stativ (småskaliga 3D-modeller används också). Trycksensorer placeras ofta i klusterkonfigurationer på tankmodellväggen på olika platser där våldsamma stötar är mest sannolika.

Marin slagprovning är en precisionstestmetod för rörelser och belastningar orsakade av vågor. Havstekniska tankar används inte bara för att verifiera ett fartygs prestanda och säkerhet, utan också som sjövårds- och manövreringsbassäng för offshore-strukturer som olje- och gasplattformar eller vindturbiner. Skräddarsydda lösningar som erbjuds av avancerade laboratorier sträcker sig från olika trycksensorer till dynamometrar för att studera kopplingen av aerodynamik och hydrodynamik.

Tillämpningar för vågbassänger som beskrivs här inkluderar testning av förtöjda eller stationära föremål (som olje- och gasplattformar eller havsbaserade vindkraftverk) för att fastställa rörelser och belastningar orsakade av vågor och vind. För testning av vindkraftverk till havs kan vind och vågor som verkar samtidigt på turbinen mätas med en serie trekomponentsdynamometrar placerade vid mastens bas mellan ankaret och enheten som testas. Detta marina stöttest ger högkvalitativa benchmarkdata för att validera metoder för att simulera kopplingen mellan aerodynamiska och hydrodynamiska beteenden. Testmätningar för olje- och gasplattformar eller fartyg kräver ofta att trycksensorer monteras i konstruktionens vägg eller bäddas in i fartygets skrov.

Sloshing är ett våldsamt resonansfritt ytflöde i ett kärl. Tanken kan exciteras av en harmonisk rörelse eller röra sig med ett skepp i vågor. En icke-linjär analysbaserad skvalpmodell används i skvalpberäkningar. Dämpning av slaskande rörelse är en viktig parameter kring resonans för det kombinerade fartygsrörelse- och sloshing-systemet.

I det slaskande laboratoriet simuleras ett fartygs rörelser. En plasttank monterad ovanpå den rörliga anordningen representerar en lasttank på fartyget. Av tekniska skäl är tankar för flytande last aldrig helt fyllda. Om även flytande last tvingas röra sig på grund av tankrörelser uppstår skvalp. Graden av stimulering beror på tankens rörelser och frekvensspektrum. Typiskt används spektra motsvarande de i naturliga sjövägar.

Under drift, även i måttliga sjövägar, kan tankar utsättas för höga belastningar orsakade av slasning. I laboratoriet mäts och analyseras laster på tank, med fokus på lastinneslutningssystem som används på flytande naturgasbärare (LNG).

Med slaskningslaboratoriet undersöks även laster till följd av slaskande i LNG-tankar på fartyg, bland annat. Dessa är designade för att transportera naturgas vid temperaturer på cirka minus 162 grader. Även andra typer av tankar, simbassänger på kryssningsfartyg eller fordonstankar, kan bli föremål för laboratorieundersökningar.

Medan betydelsen av numeriska simuleringar inom marin hydrodynamik har ökat snabbt de senaste åren, har verktyg för att bestämma fartygsrörelser och laster för vissa geometrier och strukturella problem för vissa laster utvecklats separat (slamming testing). Nuförtiden implementeras den kombinerade beräkningen av fartygets rörelser och laster och strukturella problem relaterade till finita volym och finita elementmetoder (vätskestrukturinteraktion) i olika numeriska koder.

I en slammimg-anläggning utförs experimentella tester på objekt för att validera numeriska simuleringar. Syftet är att mäta trycken och spänningarna på definierade platser, samt kraften och accelerationen, för olika slaghastigheter under vattenslag i slaganläggningen. Standardtester som utförs i detta sammanhang är piezoresistiv mätning av tryck, töjningsmätare och piezoelektrisk mätning av acceleration och kraft.

Stöttryck till följd av vågslam har allvarliga konsekvenser för säkerheten hos strukturer som överbyggnaden av en pålad pir, offshore oljeplattform och öppet pirdäck.

Bland de många test-, mätnings-, analys- och utvärderingsstudier som den tillhandahåller för företag inom olika sektorer, tillhandahåller vår organisation också tjänster för "sloshing and slamming testing" med sin utbildade och expert personal och avancerad teknisk utrustning.