半薄膜货物围护系统绝热支撑薄膜部件及其应用方式的制作方法

本发明涉及一种半薄膜货物围护系统，更具体地说，涉及半薄膜液货舱系中的一个薄膜部件，以及该薄膜部件实现的整体薄膜舱设置方式。

背景技术：

1、目前，常用的船用货物围护系统舱型主要为薄膜型和独立型，薄膜型货物围护系统通过焊接和粘连完全依附于船体内壳上，不具备自持力，绝缘系统将来自货舱内含物产生的静压力和动压力传递至船体内壳，船体内壳保持液货舱的完成性。并且主屏壁通常由厚度不超过10mm的不锈钢或者殷瓦钢波纹板构成，重量较轻，并在货物围护系统应力集中部位采用带有肋的波纹板及安装加强楔块，如专利cn1307384，cn102588732，cn107850265专利所述。独立型货物围护系统通过基座安装于船体内壳上，具有自持力。主屏壁通常采用9％镍钢或铝合金制成，厚度通常在30-60mm，能够承受静压和动压负载以及热应力变化。

2、但由于薄膜型货物围护系统紧密贴附于船体结构，货物围护系统与船体同期建造，整体建造周期长。并且由于波纹板构柔性较强刚性较弱，考虑到船舶航行过程中储舱自由液面晃荡产生的抨击问题，波纹板会塌陷而失效，目前运输舱充装率通常被限定在小于10％h或高于70％h，并且需根据流体运动分析结果分区调整加强形式和锲型块布置，不但约束了船东的运载方式还增加了设计复杂程度。对于独立型货物围护系统其具有检修空间，并且与船体分开建造，但因主屏壁需具有足够强度，大大增加了系统重量及费用。

3、根据igc code《国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则》，半薄膜液货舱系指装载工况下非自身支持的液货舱，由一层薄膜组成，该薄膜的大部分是由相邻船体结构通过绝热层所支持，设计蒸汽压力通常应不超过0.025mpa。但目前国内外对于半薄膜舱型的设计技术并不完善，实船应用有限，仍具有广阔的开发前景。

技术实现思路

1、本发明提供了一种一体式半薄膜货物围护系统绝热支撑的薄膜部件，用于实现半薄膜液货舱系，该薄膜部件采用增厚的不锈钢或者殷瓦钢制成，整体呈矩形，特殊过渡区域采用与船体结构和围护系统相匹配的不规则形状，其具有回型波纹结构，通过铆钉或粘接锚固于一体式绝热支撑基座，并在四周重叠区域通过搭接焊与周边波纹板密封连接，形成以绝热支撑薄膜部件为中心的应力变形。本薄膜部件具有较强的刚性和相对的柔性，不但能够吸收因温度变化引起的膨胀和收缩，而且增强主屏壁抵抗静压及动压负载的能力。同时，回型结构设计可有效避免technigaz型波纹板扭结点应力集中问题，提高绝热支撑结构部件的支撑能力。该薄膜部件横向与纵向波纹波高相同、结构对称，受力分布均匀减小应力集中，抗疲劳破坏能力增加且容易制造。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种半薄膜货物围护系统绝热支撑薄膜部件，为一设置中心孔、环绕中心设置对称结构的回字形波纹皱褶、板厚3-5mm的薄膜部件；边缘为连接所述回字形波纹皱褶外层边缘的平面；所述回字形波纹皱褶为内外两层；每一所述回字形波纹褶皱在转折处设置过渡圆角。

3、优选方式下，所述连接外层回字形波纹皱褶边缘的平面板厚小于中心所述3-5mm的板厚，从而构成台阶。

4、优选方式下，内外两层所述回字形波纹皱褶具有相同截面形状。具体说，所述回字形波纹皱褶的横截面为半圆形或横向直径小于纵向直径的椭圆形，且左右表面曲线相同。

5、优选方式下，内外两层所述回字形波纹皱褶的过渡圆角完全一致。

6、本发明还提供了上述半薄膜货物围护系统绝热支撑薄膜部件的应用，包括以点阵方式通过螺栓或者粘连固定在货舱内壳结构表面上的强结构节点；将所述回型薄膜部件通过中心孔穿设螺栓固定于所述强结构节点上；所述回型薄膜部件与technigaz型波纹薄膜部件通过搭接焊或粘连形成半薄膜货物围护系统的主屏壁，所述强结构节点由玻璃钢、碳纤维构成，实现绝热支撑；所述货舱内壳与所述主屏壁之间设置有绝热层。

7、优选方式下，technigaz型波纹薄膜部件通过封板通过搭接焊或粘连于所述回型薄膜部件的台阶处。

8、优选方式下，所述回型薄膜部件实现的主屏壁采用l型铺装，或者采用一字型铺装。

9、优选方式下，所述回型薄膜部件的中心点位于拼接波纹板纵向波纹中心线与横向波纹中心线的交叉处。

10、本发明有益效果在于：

11、1、回型薄膜部件结构对称，具有更好的结构稳定性，纵向与横向皱褶具有相同截面形状，可通过冲压一次成型，降低制造工艺复杂程度，更易制造，改善加工过程中过多残余应力的现象。

12、2、回型薄膜部件可改善technigaz型波纹板扭结点应力集中问题，在受到相同压力和温度变化负荷时，与technigaz型波纹板相比，薄膜部件皱褶处应力分布均匀，且相较technigaz型波纹薄膜部件最大处应力减小89％及最大处位移减小82.57％。回型皱褶设计增强了半薄膜货物围护系统绝热支撑结构主屏壁层的刚性，能够承受更为严苛的静压和动压负载以及热应力变化，提高绝热支撑结构部件的支撑能力及使用寿命。

13、3、回型薄膜部件定位于拼接波纹板大波纹中心线m与小波纹中心线n的交叉处，该定位使回型波纹截断中心线m和n的数目最少，有利于保持半薄膜货物围护系统主屏壁层整体的柔韧性。

14、4、利用本发明薄膜部件实现的半薄膜液货舱系，通过局部受力支撑整体受力，能够有效解决船舶航行过程中储舱自由液面晃荡产生的抨击问题，避免波纹板塌陷，扩大运输舱充装的适用范围，实现自由装载。

技术特征：

1.一种半薄膜货物围护系统绝热支撑薄膜部件，其特征在于，为一设置中心孔(1)、环绕中心设置对称结构的回字形波纹皱褶(3)、板厚3-5mm的薄膜部件；边缘为连接所述回字形波纹皱褶外层边缘的平面；

2.根据权利要求1所述半薄膜货物围护系统绝热支撑薄膜部件，其特征在于，所述连接外层回字形波纹皱褶边缘的平面板厚小于中心所述3-5mm的板厚，从而构成台阶(2)。

3.根据权利要求1所述半薄膜货物围护系统绝热支撑薄膜部件，其特征在于，内外两层所述回字形波纹皱褶具有相同截面形状。

4.根据权利要求3所述半薄膜货物围护系统绝热支撑薄膜部件，其特征在于，所述回字形波纹皱褶(3)的横截面为半圆形或横向直径小于纵向直径的椭圆形，且左右表面曲线相同。

5.根据权利要求1所述半薄膜货物围护系统绝热支撑薄膜部件，其特征在于，内外两层所述回字形波纹皱褶的过渡圆角完全一致。

6.一种以上所述半薄膜货物围护系统绝热支撑薄膜部件的应用，其特征在于，包括以点阵方式通过螺栓或者粘连固定在货舱内壳结构表面上的强结构节点；权利要求1～5任一所述回型薄膜部件通过中心孔(1)穿设螺栓固定于所述强结构节点上；

7.根据权利要求6所述半薄膜货物围护系统绝热支撑薄膜部件的应用，其特征在于，technigaz型波纹薄膜部件(4)通过封板(6)通过搭接焊或粘连于所述回型薄膜部件的台阶(2)处。

8.根据权利要求6所述半薄膜货物围护系统绝热支撑薄膜部件的应用，其特征在于，所述回型薄膜部件实现的主屏壁采用l型铺装。

9.根据权利要求6所述半薄膜货物围护系统绝热支撑薄膜部件的应用，其特征在于，所述回型薄膜部件实现的主屏壁采用一字型铺装。

10.根据权利要求6所述半薄膜货物围护系统绝热支撑薄膜部件的应用，其特征在于，所述回型薄膜部件的中心点位于拼接波纹板纵向波纹中心线与横向波纹中心线的交叉处。

技术总结
本发明公开了一种半薄膜货物围护系统绝热支撑薄膜部件，为一设置中心孔(1)、环绕中心设置对称结构的回字形波纹皱褶(3)、板厚3‑5mm的薄膜部件；边缘为连接所述回字形波纹皱褶外层边缘的平面；所述回字形波纹皱褶(3)为内外两层；每一所述回字形波纹褶皱(3)在转折处设置过渡圆角。本发明还提供了所述半薄膜货物围护系统绝热支撑薄膜部件的应用。本发明回型薄膜单元以阵列的方式定位于两个绝缘单元的交线处，使货舱主屏壁平面区域在具有柔性伸缩的基础上，具有多个刚性较大的支撑点，增强主屏壁抗动静载荷能力。该系统波纹板组件少，铺设方法多，施工便捷性强，有利于降低半薄膜货物围护系统建造成本。

技术研发人员：吴楠,张义明,熊炳旭,汪东超,张林涛,杨敏
受保护的技术使用者：大连船舶重工集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8