1A Super- & PC6-jääluokkien vastaavuus : Tarvittavat muutokset 1A Super -jääluokitetun saattohinaajan rungon jäävahvistukseen PC6-jääluokituksen mahdollistamiseksi

Abstract

International Association of Classification Societies julkaisi vuonna 2007 Polar Class -jääluokkasäännöt, joiden on tarkoitus korvata luokituslaitosten omat arktiset jääluokkasäännöt. Finnish-Swedish Ice Class Rules:n 1A Super -luokka rinnastetaan PC6-luokkaan. Sääntöjen lähtökohdat ovat kuitenkin hyvin erilaiset, joten vastaavuutta ei voida taata. Tämän työn tavoitteena on selvittää työn tilaajan suunnitteleman 1A Super -jääluokitetun saattohinaajan konseptiin tarvittavat rakenteelliset ja mitoitukselliset muutokset rungon jäävahvistuksen osalta sen luokittamiseksi PC6-jääluokkaan.

Sääntöjen suurimmat periaatteelliset erot ovat PC-sääntöjen huomioima monivuotinen paksu jää ja rakenteiden mitoituksen lähtökohta. FSICR käyttää elastista mitoitustapaa, kun PC-säännöt hyödyntävät plastista mitoitustapaa. Paikallislaskenta FSICR:n osalta suoritetaan DNV Nauticus Hull -ohjelmistolla ja PC-sääntöjen mukaiseen paikallislaskentaan kehitettiin sääntölaskentaohjelma.

Selvityksen perusteella mallilaivan konseptiin tarvittavat muutokset PC6-luokitusta varten ovat verrattain pieniä. Molempien sääntöjen mukaiset aluejaot vastaavat hyvin toisiaan, PC-säännöt muodostavat selkeämmän keskilaiva-alueen. PC-luokituksen vaatima jäävahvistus mallilaivan jäävyön ulkopuolelle on vähäinen. Selvin ero syntyy kaarituksessa PC-sääntöjen vaatiessa suurempia kaaria kaikilla alueilla. Vaikka mallilaivan kaaritus on toteutettu FSICR:n vaatimukseen nähden ylimitoitetuilla kaarilla, niin joudutaan niitä tästä huolimatta kasvattamaan suurimmassa osassa runkoa. Myös laidoituksen ainevahvuutta joudutaan kasvattamaan perän, keulan muutosalueen ja keulan alueilla.

Lopputuloksena mallilaivan konsepti voitaisiin toteuttaa PC6-luokitettuna. PC6-luokituksen tuoma painonlisäys mallilaivaan verrattuna on noin 11,5 tonnia, mikä on noin 1,4 % laivan kuivapainosta. Lisääntynyt paino tarkoittaa suurempia materiaali- ja rakennuskustannuksia. Suurempi paino kasvattaa myös laivan kulkuvastusta, mikä kasvattaa polttoaineen kulutusta. Mikäli PC6-luokitus ei ole ehdoton vaatimus, ei sitä kannata tavoitella.

In 2007, the International Association of Classification Societies published the Polar Class ice rules. These rules are meant to replace classification societies’ own arctic ice class rules. The ice class 1A Super from the Finnish-Swedish Ice Class Rules, is thought to be comparable with the PC6 class. Fundamentals of these rules are very different, so correspondence cannot be guaranteed. The objective of this thesis was to examine structural changes in ice strengthened hull areas that are needed for the 1A Super certified ASD tug concept, to enable PC6 classification. Tug has been designed by ILS OY, which has ordered this thesis.

The main differences between the FSICR and the PC rules are thick multiyear ice that PC accounts for, and the design point of structural strength calculations. The FSICR use elastic dimensioning and the PC use plastic dimensioning. The DNV Nauticus Hull rule calculation program was used to calculate structures according to the FSICR. A specific calculation program was created for the PC rules.

As a result, the needed changes in the model ship’s concept are minor. The hull region division is fairly similar between the rules, the PC rules forms a more clear midship region. Required ice strengthening outside the model ship’s ice belt is minor. The main difference comes in framing. In comparison with the FSICR, the PC rules require significantly greater frames throughout the ship. Even though the model ship’s framing is mostly over dimensioned according to the FSICR, greater frames are needed almost throughout the ship. Shell plating scantlings need also to be increased at the areas of stern, bow intermediate and bow.

In conclusion, the concept of the model ship could be built to the PC6 ice class. In comparison with the model ship, the PC6 classification increases the ship’s weight with about 11,5 tons, which is 1,4 % of the ship’s dry weight. Added weight means greater building and material expenses. Added weight also adds the ship’s fuel consumption. If PC6 classification is not specifically required, it should not be pursued.