innovatie

Werken aan sterkere en grotere staalconstructies op zee

9 januari 2017 • 3 min leestijd

Aantoonbaar veilige schepen en platforms. Dat is wat de Nederlandse offshore-industrie wil. Tegelijkertijd is er de ambitie om steeds sterkere en grotere constructies te maken. Maar om die veilig te laten zijn, moet er meer bekend zijn over de werking van staal en hoe deze zich gedraagt. De expertisegroep Structural Dynamics van TNO werkt aan betrouwbare onderzoeks- en meetmethoden om materiaalfalen in kaart te brengen en tegen te gaan. Ook wordt gewerkt aan een softwaretool die de taaiheid van staal kan voorspellen.

Inzicht geven in het materiaalfalen van offshore-staal door aanvaringen en breuken. Dat is waar het onderzoeksteam van TNO zich mee bezighoudt. Breuken kunnen bijvoorbeeld ontstaan door broosheid. “Wanneer staal koud wordt, dan hebben we het over blootstelling aan lucht met een temperatuur van -10 tot -40 graden Celsius, kan het plotsklaps breken”, vertelt Carey Walters die sinds 2009 in het team werkt. “De huidige ontwerpstandaarden moeten dit voorkomen, maar helemaal opgelost is het probleem daarmee niet. De regels aangaande broosheid van offshore-staal zijn een sta-in-de-weg voor de innovatieve ontwerpen die de Nederlandse offshore-industrie voor ogen heeft. Die vragen namelijk om het gebruik van dikker en sterker staal.”

Proefregels moderniseren

De ambities liegen er niet om: de beoogde nieuwe schepen en platforms zijn groter dan ooit. En dat vraagt om meer materiaalkennis. Enerzijds om aantoonbaar veilige constructies te kunnen bouwen, anderzijds om bewijs te leveren dat een aantal regels die classificatiebureaus hanteren, toe zijn aan modernisering. "Met dit onderzoek willen we testmethoden ontwikkelen die het mogelijk maken om op een veilige manier dikkere en sterkere staalsoorten te kunnen toepassen”, legt Carey uit. En dat opent wegen voor de Nederlandse offshore-industrie.

“De regels over broosheid van offshore-staal zijn een sta-in-de-weg voor de innovatieve ontwerpen die de Nederlandse offshore-industrie voor ogen heeft”

Kostenefficiënter

De regelgeving met betrekking tot bepaalde diktes en sterktes van offshore-staal is momenteel volop in ontwikkeling. Carey: “De regels die tot nu toe gelden, zijn gebaseerd op een test die stamt uit de vorige eeuw. Alleen door ervaring zijn we in staat om die test te interpreteren.” Er is een wetenschappelijk onderbouwd alternatief dat geschikt is voor het nieuwe staal, maar het is veel te duur voor routinematig gebruik. Carey werkt nu aan een kostenefficiëntere methode, zodat deze systematisch kan worden ingezet in plaats van de oudere, op ervaring gestoelde methode.

Wetenschappelijk onderbouwde tabel

Een andere expertise waar TNO zich op richt, is nabehandeling van staal na het lassen, zodat de veiligheid van de lasverbinding aantoonbaar voldoet aan de regels van classificatiebureaus. “Na het lassen is er veel spanning in het materiaal, waardoor falen eerder kunnen optreden”, zegt Carey. “Verhitting als nabehandeling zorgt ervoor dat de atomen herschikken, waardoor de krachten vanuit het materiaal afnemen en de lasverbinding sterk is en blijft.” Ook hier is de praktische toepasbaarheid cruciaal. Carey: “Als alles volgens plan verloopt, kunnen we over één tot twee jaar de offshore-industrie een wetenschappelijk onderbouwde tabel bieden die is gebaseerd op door classificatiebureaus erkende concepten. Met deze tabel zien ontwerpers en scheepsbouwers in één oogopslag of het materiaal dat zij gebruiken, verhit dient te worden.”

“Nederland is sterk in offshore, we hebben toegepaste kennis nodig om die marktpositie hoog te houden”

De mate van taaiheid beoordelen

Als het aan Carey ligt, kunnen ervaren materiaalkundige ingenieurs over een aantal jaar ook beoordelen of de taaiheid van het staal voldoet aan de eisen, gebaseerd op hoe het staal is gemaakt. “Het ene type staal is taaier dan het andere. Dat hangt samen met de geometrie van het materiaal op microniveau”, vertelt Carey. “Samen met TU Delft werken we momenteel aan een softwaretool waarmee engineers de mate van taaiheid kunnen beoordelen aan de hand van de kleinschalige geometrie van het staal. Dit hangt af van vele verschillende parameters, waarvan de nieuwe softwaretool een groot aantal tegelijkertijd voor zijn rekening kan nemen. Uiteindelijk willen we ook lasverbindingen in deze softwaretool opnemen.”

Reputatie hoog houden

TNO werkt onder meer samen met Allseas, wereldwijd een van de grootste bedrijven in de aanleg van offshore-pijpleidingen en onderwaterconstructies. Bin Hu, senior R&D engineer bij Allseas, onderstreept het belang van een Nederlands kennisinstituut op dit gebied. “Hoe beter wij voorspellingen kunnen doen, hoe hoger de kwaliteit en hoe meer kosten wij kunnen besparen. De testmethoden die TNO ontwikkelt, passen heel goed bij wat wij zoeken. Hierdoor kunnen we nog beter anticiperen en praktisch te werk gaan. Nederland is sterk in offshore, we hebben toegepaste kennis nodig om die reputatie hoog te houden.”

 

innovatie

Werken aan sterkere en grotere staalconstructies op zee

9 jan '17 - 3 min
Aantoonbaar veilige schepen en platforms. Dat is wat de Nederlandse offshore-industrie wil. Tegelijkertijd is er de ambitie om steeds sterkere en grotere constructies... Lees meer
verhaal van de klant

Hoe Nederland zijn internationale koppositie in de tuinbouw kan behouden

2 okt '18 - 4 min
Negentig procent van de glazen kassen in de wereld is gebouwd en ingericht door Nederlandse bedrijven. Innovatie is echter een must om deze koppositie te behouden,... Lees meer
blik op de toekomst

Hoe helpen onderwaterdrones de maritieme en offshore-industrie?

26 jun '18 - 2 min
Samenwerkende onderwater ‘drones’ bieden goede mogelijkheden voor de inspectie van windturbineparken en andere objecten op zee. Daarvoor moeten ze onderwater kunnen... Lees meer
blik op de toekomst

Warmtepomp essentieel voor toekomst zonder aardgas?

2 mei '18 - 3 min
Na het besluit over het stoppen met gas uit Groningen is de discussie over nut en noodzaak van warmtepompen in alle hevigheid losgebarsten. Uiteindelijk gaan we... Lees meer
feiten & cijfers

Nieuw verkeersbelastingmodel voor bruggen levert miljardenbesparing op

5 apr '18 - 4 min
Dat stadsbruggen veel minder (zwaar) verkeer te verduren krijgen dan de drukke Van Brienenoordbrug is duidelijk. Toch gelden voor alle bruggen sinds enkele jaren... Lees meer
blik op de toekomst

De energietransitie, verstedelijking, digitalisering: kansen voor de installatiebranche

3 apr '18 - 4 min
Hoe ziet ons land er in 2025 uit? Hoe wekken we energie op? Hoe verwarmen we onze woningen, kantoren en fabrieken? Hoeveel apparaten zijn er op dat moment verbonden... Lees meer

VOLG TNO OP SOCIAL MEDIA

blijf op de hoogte van ons laatste nieuws, vacatures en activiteiten

Wij gebruiken anonieme cookies om het gebruik van onze site te verbeteren. Ons privacystatement is aangepast aan de nieuwe privacywetgeving in de EU.