알루미늄 선체의 피로 및 변형을 줄일 수 있는 조립 순서

소개

알루미늄 선체 제작에 있어 가장 큰 문제점인 피로 파괴를 예방할 수 있는 원인과 예방방법 및 아크 용접 열에 의한 선체 변형을 최소화 할 수 있는 조립 방법 및 순서에 대하여 기술한다.

목차

1 소형 선박 선체 구조
1.1 보강(Stiffening)
1.2 선체 거더 강도
1.3 하중 전달
1.4 LOA 15m 이하알루미늄 구조 표준

2 알루미늄 선체 용접 기준
2.1 일반
2.2 알루미늄 용접
2.3 알루미늄 단품 표면의 청결도
2.4 맞대기 용접
2.4 맞대기 용접
2.5 필렛 용접
2.6 알루미늄 제품의 설계 고려 사항
2.7 용접에 미치는 알루미늄 특성
2.8 열 영향 구역
2.9 아크 용접 권장 사항

3 잔류 응력 및 변형
3.1 변형의 본질
3.2 패널 제작시 변형
3.3 용접한 알루미늄 구조물의 공차
3.4 요약

4.1 알루미늄의 제작 및 피로 파괴
4.2 알루미늄 제작 기본
4.3 프레임 디자인
4.4 용접 결함(Weld Flaws)
4.5 요약
4.6 국제용접학회 권고-피로강도 향상을 위한 용접 후처리기술

5 선체 조립 순서
5.1 개요
5.2 잔류 응력
5.3 프레임(Frames) 제작 및 설치
5.4. 종통재(Longitudinal) 설치(프레임에 가접)
5.5. 외판(Plating)을 특설 늑골에 가접 및 본 용접
5.6. 횡 프레임을 외판에 용접
5.7 모든 종통재 및 거더(girders)를 외판에 용접
5.8 수밀 격벽(Watertight Bulkheads)
5.9 선체 조립 요약

본문내용

1소형 선박 선체 구조
1.1보강(Stiffening)
1)일반 사항
선체,갑판 및 데크하우스의 외판은 종 및 횡 보강재의 조합,구조 격벽,침대 및 선반과 같은 내부 가구,내부 트레이 몰딩 등 "하중 지지(loadbearing)“구조물에 의해 보강되어야 한다.배열은 일반적으로 직각으로 교차하는 깊고 강한 보강재로 지지되는 보강재(stiffeners)로 구성된다.
주 :소형 보트의 경우,자연 보강재(natural stiffeners)*(갑판 가장자리,라운드 빌지,단단한 차인,용골)은 더 이상 보강이 필요 없는
패널로 정의 할 수 있다.

<중 략>

2 알루미늄 선체 용접 기준
2.1일반
•알루미늄 재료는관련 규정(ISO12215-3또는ISO12215-5:2008,AnnexF등)를 준수해야 한다.
•용접 이음 부는 충분한 용입(soundwelding)을 보장하고 쉽게 검사할 수 있도록 설계되어야 한다.관련 세부 사항이 용접 일정에 표시된 것이 시공이 시작되기 전에 완료되고 이용할 수 있어야 한다.
•용접 판의 맞대기 용접부 및 구조 단품의 필렛 용접부의 순서는 구조의 잔류 응력 및 변형을 최소화할 수 있어야 한다.용접 순서는 공사가 시작되기 전에 완료되어 있어야 한다.
•외판 및 구조 부재들의 설비들은 용접 일정과 정확하게 일치해야 한다.부착되는 플레이트와 부재 사이의 틈새는 충분한 용입(soundweld)이 되도록 세부 사항을 설계해야 한다.
•용접 이음부는 섹션의 급격한 변화없이,또는 두께와 구조 노치가 없이 가능한 한 원활하게 응력이 흐르도록 설계되어야 한다.
•맞대기 판의 두께의 차이가3mm를 초과하는 경우,두꺼운 판은1/3을 넘지 않는 경사로 테이퍼져야 한다.
•겹판(Doublers)은 일반적으로 피해야하지만,사용되는 경우,부착되어야 하는 판 두께의1.5배보다 두껍지 않아야 한다.

참고자료

· [1] ISO 12215-6 : Small craft - Hull construction and scantlings - Part 6: Structural arrangements and details, 2008
· [2] SSC-452, Aluminum Structure Design Fabrication Guide, USCG SHIP STRUCTURE COMMITTEE , 2007
· [3] SSC-331, Design Guide for Ship Structural details, USCG SHIP STRUCTURE COMMITTEE ,1990
· [4] John Kecsmar, Fabrication and Fatigue Failure in Aluminum, Professional Boatbuilder, June/July 2012
· [5] John Kecsmar, Order of Assembly, Professional Boatbuilder, October/November 2014
· [6] john G. kingdon, Marine Aluminum Design and Construction, Westlawn Institute of Marine Technology, 1985
· [7] SeaFish, CONSTRUCTION STANDARDS for New fishing vessels less than 15 meters length overall , Part 4 -Steel and Aluminum Construction, Sea Fish Industry Authority, 2012