Çalkalama ve Çarpma Testi (Sloshing and Slamming Testing)

Hareket eden sıvılar, gemilerin içindeki ve dışındaki yapılara ve petrol ve gaz platformları veya rüzgar türbinleri gibi açık deniz tesislerine muazzam bir basınç uygulayabilir. Çalkalanma (LNG hareketleri ve kavitasyon) ve çarpma (dalga etkileri) fenomenlerinin güvenilir ölçümleri, uygulamaya özgü basınç sensörleri ve dinamometreler gerektirir.

Sloshing test, LNG tankerleri için test ve değerlendirme çözümlerinin bir parçasıdır. Doğal gaz alternatif bir enerji kaynağı olarak hizmet eder ve dünyanın dört bir yanına özel LNG (sıvılaştırılmış doğal gaz) tankerleri ile taşınır. Tank yapıları, yoğun dalgalarda bile LNG’nin hareketlerine (sloshing) dayanmalıdır. Gelişmiş laboratuvarlar, sloshing testi ve değerlendirmesi için çok kompakt çözümler dahil olmak üzere uygulamaya özel basınç sensörleri sağlar.

Doğal gaz sadece sıvılaştırılmış formda verimli bir şekilde taşınabilir. Gazın 162 dereceye soğutulması, hacmini 600 kat küçültür, böylece LNG tankerleri tarafından taşınabilir. Rüzgar ve dalgalar, kısmen dolu gemi tanklarında LNG’nin hareket etmesine neden olabilir. Sloshing olarak bilinen bu hareketler, geminin dengesini etkileyebilir ve iç tank membranlarını ağır yüklere maruz bırakabilir.

Dünya çapındaki birçok araştırma laboratuvarı, LNG tankerlerinin tank yapılarında sloshing kaynaklı dinamik yükleri inceler. Çalkalama testi ve değerlendirme prosedürleri genellikle bir LNG tankının altıgen bir ayak üzerinde dikdörtgen 2B modelini içerir (küçük ölçekli 3B modeller de kullanılır). Basınç sensörleri genellikle tank modeli duvarında küme yapılandırmalarında, şiddetli darbelerin en olası olduğu çeşitli konumlarda yerleştirilir.

Deniz çarpması testi, dalgaların neden olduğu hareketlerin ve yüklerin hassas test yöntemidir. Okyanus mühendisliği tankları, sadece bir geminin performansını ve güvenliğini doğrulamak için değil, aynı zamanda petrol ve gaz platformları veya rüzgar türbinleri gibi açık deniz yapıları için de bir deniz tutma ve manevra havzası olarak kullanılır. Gelişmiş laboratuvarların sunduğu özel çözümler, aerodinamik ve hidrodinamiklerin birleşmesini incelemek için farklı basınç sensörlerinden dinamometrelere kadar uzanır.

Burada açıklanan dalga havzaları için uygulamalar, dalgalar ve rüzgarın neden olduğu hareketleri ve yükleri belirlemek için demirli veya sabit nesnelerin (petrol ve gaz platformları veya açık deniz rüzgar türbinleri gibi) test edilmesini içerir. Açık deniz rüzgar türbini testi için, türbin üzerinde aynı anda etki eden rüzgar ve dalgalar, ankraj ile test edilen ünite arasındaki direğin tabanına yerleştirilen bir dizi üç bileşenli dinamometre ile ölçülebilir. Bu deniz çarpması testi, aerodinamik ve hidrodinamik davranışlar arasındaki birleşmeyi simüle etme yöntemlerini doğrulamak için yüksek kaliteli kıyaslama verileri sağlar. Petrol ve gaz platformları veya gemiler için yapılan test ölçümleri, basınç sensörlerinin genellikle yapının duvarına veya geminin gövdesine gömülü olarak monte edilmesini gerektirir.

Çalkalanma (sloshing), bir kapta şiddetli rezonanslı serbest yüzey akışıdır. Tank harmonik bir hareketle uyarılabilir veya dalgalar halinde bir gemiyle birlikte hareket edebilir. Sloshing hesaplamalarında doğrusal olmayan analitik tabanlı bir çalkalanma modeli kullanılır. Sloshing hareketinin sönümlenmesi, birleşik gemi hareketi ve çalkalanma sistemi için rezonans etrafında önemli bir parametredir.

Sloshing laboratuvarında bir geminin hareketleri simüle edilir. Hareket cihazının üstüne monte edilmiş plastik bir tank, geminin bir kargo tankını temsil eder. Teknik nedenlerden dolayı, sıvı kargo tankları asla tamamen doldurulmaz. Tank hareketleri nedeniyle sıvı kargo da hareket etmeye zorlanırsa, sloshing meydana gelir. Uyarım derecesi tank hareketlerine ve frekans spektrumuna bağlıdır. Tipik olarak, doğal deniz yollarındakilere karşılık gelen spektrumlar kullanılır.

Çalışma sırasında, orta dereceli deniz yollarında bile, tanklar yüksek sloshing kaynaklı yüklere maruz kalabilir. Laboratuvarda, tank üzerindeki yükler ölçülür ve analiz edilir ve sıvılaştırılmış doğal gaz taşıyıcılarında (LNG) kullanılan kargo muhafaza sistemlerine odaklanılır.

Sloshing laboratuvarı ile, diğerlerinin yanı sıra, gemilerdeki LNG tanklarındaki sloshing kaynaklı yükler de incelenir. Bunlar, yaklaşık eksi 162 derece sıcaklıkta doğal gazın taşınması için tasarlanmıştır. Diğer tank türleri, yolcu gemilerindeki yüzme havuzları veya araç tankları da laboratuvar incelemelerinin konusu olabilir.

Son yıllarda deniz hidrodinamiğinde sayısal simülasyonların önemi hızla artarken, belirli geometriler için gemi hareketlerini ve yüklerini ve belirli yükler için yapısal problemleri belirleme araçları ayrı ayrı gelişmiştir (slamming test). Günümüzde, gemi hareketlerinin ve yüklerinin ve sonlu hacim ve sonlu eleman yöntemleriyle (akışkan yapı etkileşimi) ilgili yapısal problemlerin birleşik hesabı çeşitli sayısal kodlarda uygulanmaktadır.

Bir slammimg tesisinde, sayısal simülasyonları doğrulamak için nesneler üzerinde deneysel testler gerçekleştirilir. Çarpma tesisinde su darbesi sırasında, tanımlanmış konumlardaki basınçlar ve gerilimler ile kuvvet ve ivmenin farklı darbe hızları için ölçülmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda gerçekleştirilen standart testler, basınçların piezorezistif ölçümü, gerinim göstergeleri ve ivme ve kuvvetin piezoelektrik ölçümüdür.

Dalga çarpması (slamming) sonucu oluşan darbe basınçları, kazıklı bir iskelenin üst yapısı, açık deniz petrol platformu ve açık iskele güvertesi gibi yapıların güvenliği açısından ciddi sonuçlar doğurur.

Kuruluşumuz, çeşitli sektörlerdeki işletmeler için verdiği sayısız test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları arasında, eğitimli ve uzman bir kadro ve gelişmiş teknolojik donanımı ile, “Çalkalama ve çarpma testi (Sloshing and slamming testing)” hizmetleri de vermektedir.