Verbunddeck reduziert den Tiefgang von Flussschiffen

SAERTEX arbeitete mit dem Schiffbauer Neptun Werft zusammen, um einen Verbundaufbau zu bauen, um das Gewicht eines Flusskreuzers um 45 % gegenüber Stahl zu reduzieren. QUELLE | SAERTEX

Dieser Blog ist eine Randleiste zu meinem Feature-Artikel vom Dezember 2019 „Beseitigung von Hindernissen beim Leichtbau von Schiffen mit Verbundwerkstoffen“.

Der Verbundwerkstofflieferant SAERTEX (Saerbeck, Deutschland) begann 2014 mit der Neptun Werft (Rostock, Deutschland) zusammenzuarbeiten, um bei einem 110 Meter langen und 11,4 Meter breiten Flusskreuzfahrtschiff Gewicht zu sparen, um die Kreuzfahrtsaison des Schiffes zu verlängern. „Der Fluss hat in bestimmten Monaten eine geringe Tiefe“, erklärt Jörg Bünker, Leiter F&E, Anwendungsservice für SAERTEX LEO Fire Resistant (FR) Produkte. „Um den Tiefgang der Schiffe um 1 Zentimeter zu reduzieren, müssen sie 11 Tonnen Gewicht einsparen. Wir haben mit ihnen zusammengearbeitet, um Stahl in allem oberhalb der Wasserlinie durch Verbundwerkstoffe zu ersetzen. Unser Ziel war es, das Gewicht um 45 Prozent zu reduzieren, und das haben wir erreicht.“

Neben der Lieferung von LEO-Materialien – Gelegeverstärkungen (NCF) plus FR-Schaumkerne und mit Aluminiumtrihydroxid gefüllte oder intumeszierende Beschichtungen (siehe „Feuer ohne Gewicht standhalten“) – hat SAERTEX auch mit der Werft zusammengearbeitet, um das Design zu entwickeln und Demonstrationsteile herzustellen . „Wir haben uns für LEO entschieden, das ein glasfaserverstärktes, quasi-isotropes Laminat für die Deckschichten und eine FR-modifizierte Version von SAERfoam verwendet, die Glasfaserverbundverbindungen zwischen den Deckschichten durch einen Polyisocyanurat-Schaumkern aufweist“, sagt Bünker. „Diese Verbindungen im SAERfoam ermöglichen eine gute Standfestigkeit im Brandfall sowie gute Resteigenschaften. Durch die Verwendung von LEO-Verbundwerkstoffen musste der Bauherr keine zusätzliche Wärme- und Geräuschdämmung wie bei Stahl verwenden. Dies führt zu einer enormen Gewichtseinsparung.“

Es dauerte zwei Jahre, bis die Zentralkommission für die Rheinschifffahrt (ZKR, Straßburg, Frankreich) die Entwurfs- und Baugenehmigung erhielt, die mit Binnenwasserstraßen in ganz Europa arbeitet. „Diese lange Zeit lag auch daran, dass die Behörden nur zweimal im Jahr zusammentreten“, erklärt Bünker. „Nach unserem ersten Vorschlag wurden wir angewiesen, Daten zu sammeln und einige Brandtests durchzuführen, die wir beim nächsten Treffen präsentierten. Auch Verbindungen waren ein Thema. Wir mussten in den Fugen zwischen den Paneelen einige Feuertrennwände hinzufügen und das Brandverhalten von Verbund-Verbund- und Verbundstahl-Verbindungen nachweisen.“

Der Aufbau des Mock-ups stellte weitere Herausforderungen dar. „Ein Verbundwerkstoffwerk zu bauen ist kein Problem. Aber im Werftumfeld zu bauen ist schwieriger. Dies war jedoch entscheidend, um die Behörden zu überzeugen. Sie mussten zusehen, wie es gebaut wurde, und darauf gehen, wenn es fertig war.“ Er weist darauf hin, dass die erhaltene Genehmigung maßgeschneidert war, basierend auf der spezifischen Konstruktion und Prüfung für dieses Schiff. Nach der Genehmigung waren die Verbundwerkstoffe schnell gebaut. Die endgültige Struktur – als Sonnendeck bezeichnet – bestand aus über 1.000 Quadratmetern harzgetränkten Verbundplatten, die durch Kleben und Kleben verbunden wurden.

Bünker sagt, die Werft sei jetzt daran interessiert, mehr zu tun. "Sie haben viel Wissen gewonnen und es öffnete ihnen den Verstand für das, was möglich ist." Die beiden Unternehmen haben verschiedene andere Projekte im Gange. SAERTEX ist auch Lieferant für das deutsche nationale AERONAUT-Projekt, das darauf abzielt, den Windwiderstand zu reduzieren/die Luftströmung um Schiffsaufbauten zu optimieren, um den Kraftstoffverbrauch und die Treibhausgasemissionen zu reduzieren. „Dafür arbeiten wir daran, das Deckshaus eines anderen Binnenschiffs mit einer Windschutzscheibe/Spoiler zu versehen“, erklärt er. „Die Teile sind im Vergleich zum Sonnendeck kleiner, aber die Vorschriften verlangen die gleiche Arbeit, um die Gleichwertigkeit mit Stahl für dieses neue Design zu zeigen. Dies ist einer der Gründe, warum wir auch die Arbeit in FIBRESHIP und RAMSSES unterstützen, die einen verbundwerkstoffspezifischen und beschleunigten Zulassungsprozess schaffen wollen, mit dem eine viel schnellere Qualifizierung erreicht werden kann.“