PL189127B1 - Konstrukcyjna płyta kompozytowa i sposób wytwarzania konstrukcyjnej płyty kompozytowej - Google Patents

Abstract

1. Konstrukcyjna plyta kompozytowa, za- wierajaca metalowa pierwsza warstwe, po- siadajaca pierwsza powierzchnie wewnetrzna i pierwsza powierzchnie zewnetrzna oraz me- talowa druga warstwe oddalona od pierwszej warstwy i posiadajaca druga powierzchnie wewnetrzna i druga powierzchnie zewnetrzna oraz warstwe srodkowa wypelniajaca wneke pomiedzy warstwami pierwsza i druga, zna- mienna tym, ze warstwe srodkowa stanowi wypelniajacy wneke (56) rdzen (38) zawie- rajacy termoutwardzalne tworzywo sztuczne, o wytrzymalosci na rozciaganie w zakresie od 20 do 55 MPa, przy czym przenoszacy obciaze- nia robocze rdzen (38) trwale przywiera do pier- wszej powierzchni wewnetrznej pierwszej war- stwy (34) i drugiej powierzchni wewnetrznej (66) drugiej warstwy (36). FIG. 2 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest konstrukcyjna płyta kompozytowa i sposób wytwarzania konstrukcyjnej płyty kompozytowej.

Wynalazek dotyczy zwłaszcza podatnej, odpornej na uderzenia i rozerwanie przy ekstremalnym obciążeniu lub w warunkach wypadkowych, warstwowej konstrukcyjnej płyty kompozytowej do budowy okrętów, jak na przykład zbiornikowce, masowce lub statki przeznaczone do przewozu towaru w zbiornikach.

189 127

Wzrost nacisków socjalnych, ekonomicznych i politycznych doprowadził do opracowania technologii zmniejszenia bądź wyeliminowania ryzyka zanieczyszczeń i w konsekwencji niszczenia środowiska morskiego, i również utraty wartościowego ładunku, które mogą wynikać z wycieku ładunku wskutek rozerwania zbiornika w warunkach występowania ekstremalnych lub wypadkowych obciążeń, jak na przykład kolizji, wejścia na mieliznę, pożaru bądź eksplozji. Zwłaszcza statki przewożące niebezpieczne materiały coraz częściej podlegają dodatkowym wymogom nakładanym przez organy ustawodawcze, ubezpieczycieli statków i ładunku, armatorów i finansistów. Wysokie koszt odpowiedzialności za wyciek niebezpiecznej substancji, oraz rosnące wartości ładunków dodatkowo ponagliły opracowanie statków odpornych na wyciek bądź przerwanie.

Jednym ze sposobów utrzymania zawartości statku jest wytwarzanie dwukadłubowych tankowców do transportu ropy. Wewnętrzny kadłub zawierający ładunek ma usztywnioną budowę i jest wykonany z pojedynczych warstw oraz podparty wewnątrz zewnętrznego kadłuba zabezpieczającego, który ma również usztywnioną budowę wykonaną z pojedynczych warstw. Konwencjonalny dwukadłubowiec posiada pomiędzy kadłubem wewnętrznym wręgi wzdłużne i poprzeczne. Bardziej nowoczesny alternatywny dwukadłubowiec posiada jedynie wręgi wzdłużne pomiędzy kadłubem wewnętrznym i zewnętrznym, co umożliwia uproszczenie konstrukcji i dostosowanie jej do wytwarzania na montażowej linii produkcyjnej obsługiwanej przez roboty przemysłowe. W konstrukcjach zarówno tradycyjnych, jak nowoczesnych dwukadłubowcow występują poprzeczne grodzie pomiędzy ładowniami w kadłubie wewnętrznym i mogą występować grodzie pomiędzy komorami balastowymi, które są generalnie umieszczone pomiędzy kadłubem wewnętrznym i zewnętrznym. W odmianach konstrukcji dwukadłubowce mogą mieć kadłuby z podwójnym dnem, lub z podwójnym dnem i podwójnymi bokami. W celu zmniejszenia ciężaru pokład ma zasadniczo budowę wykonaną z pojedynczych warstw. Wypukłe zakrzywione warstwy kadłuba pomiędzy wręgami wzdłużnymi mogą zapewnić pochłanianie znacznej energii w dwukadłubowcu zbudowanym z zagiętych warstw.

Dwukadłubowe konstrukcje odznaczają się znacznymi korzyściami w porównaniu z konstrukcjami jednokadłubowymi. Zapewniają one poprawę efektywności przenoszenia ładunku, poprawę czystości ładunku oraz zmniejszenie zanieczyszczenia wody poprzez oddzielenie zbiorników balastowych od ładowni. Ponadto dwukadłubowce zbudowane zgodnie z międzynarodowymi normami, które wymagają zachowania co najmniej dwumetrowego odstępu pomiędzy kadłubem wewnętrznym i zewnętrznym, zmniejszają również ryzyko przecieku lub przebicia wskutek penetracji zewnętrznego kadłuba podczas kolizji bądź osiadania na mieliźnie. Innowacyjne właściwości nowoczesnych dwukadłubowcow obejmują zwiększenie wytrzymałości, łatwość wytwarzania oraz zmniejszenie powierzchni stalowych i ilości spoin w komorach balastowych, lepszy dostęp do zbiorników balastowych, co umożliwia łatwiejszy przegląd i poprawę w zakresie konserwacji, a także utrzymanie ropy w kadłubie wewnętrznym przy osiadaniu na mieliźnie związanym z dużym wydatkiem energetycznym. Statki dwukadłubowe uczestniczące w słabszych zderzeniach przy małych szybkościach rzadziej są uszkadzane i jest mniejsze prawdopodobieństwo powodowania zanieczyszczenia niz w przypadku statków z pojedynczym kadłubem. Udoskonalone konstrukcje tankowców, jak na przykład podwójne dno, podwójne boki, podwójny kadłub, dodatkowy pokład, i tym podobne, są znane jako zmniejszające, lecz nie eliminujące, ryzyko wycieku ropy bądź kolizji. Choć przeprowadzone badania wykazują ze konstrukcja nowoczesnych stalowych dwukadłubowców rozprasza większą energię niż w przypadku konwencjonalnych, stalowych konstrukcji dwukadłubowych, w obu tych konstrukcjach występuje ryzyko propagacji pęknięć na kadłub wewnętrzny, wynikające z pęknięć zmęczeniowych lub wynikających z rozerwania warstwy podczas wystąpienia ekstremalnego obciążenia.

Na Pos. 1 pokazano przekrój typowego dwukadłubowego tankowca do transportu ropy naftowej opracowanego zgodnie z tradycyjną techniką budowania statków, w którym występuje jednokierunkowy układ wzdłużników i usztywnione stalowe warstwy kadłuba. Na Pos. 2

189 127 przedstawiono w rzucie z góry układ ładowni i innych sekcji, na przykład zbiorników balastowych tego typowego statku dwukadłubowego. Pos. 3 przedstawia dwukadłubowy zbiornikowiec znany z dotychczasowego stanu techniki, w środkowym przekroju poprowadzonym na śródokręciu przez gródź poprzeczną ilustrującym człony konstrukcyjne i układ usztywniający.

Typowa tradycyjna konstrukcja dwukadłubowa przedstawiona na Pos. 2 i 3 przykładowo dla zbiornikowca 40 tys. Konstrukcja dwukadłubowa ma kadłub wewnętrzny 10 i kadłub zewnętrzny 12 z prostopadle usztywnionym dnem 1, wręgami ramowymi 2 i wzdłużnikami 3. Warstwy 4 kadłuba są spawane lub w inny sposób łączone do wzdłużników 3. Pomiędzy wzdłuznikami 3 połączono poprzecznie przebiegające do tych wzdłużników wręgi ramowe 2, dla utrzymania i stabilizacji wzdłużników 3. Rzut z góry według Pos. 2 przedstawia typowy układ zbiornikowca posiadającego kadłub zewnętrzny 12 i kadłub wewnętrzny 10 w zawierającej ładunek części kadłuba zewnętrznego 12. Podzielone na przedziały ładownie 13 w kadłubie wewnętrznym 10 są rozdzielone grodziami 6. Komory 102 leżące na zewnątrz ładowni 13 mogą służyć jako zbiorniki balastowe w dolnej części kadłuba.

Typowo, zdolność przenoszenia obciążeń pochodzących od ładunku, jaką wykazują warstwy kadłuba i poszycie pokładu 4, 5 oraz wręgi ramowe 2 i wręgi denne 11, grodzie 6 i wzdłuzniki 3, jest zwiększona poprzez dodanie usztywniaczy 7, jak pokazano na Pos. 3. Do usztywnienia warstw kadłuba 4 w kadłubie wewnętrznym 10 i zewnętrznym 12 oraz poszyciu pokładu 5 wymagane są liczne usztywniacze 7. Dodatkowe usztywniacze, nie pokazano, występują również na wzdłużnikach 3, grodziach 6 i wręgach ramowych 2. Uznano, że tego typu konstrukcja nie jest odporna na uderzania dla wypadkowych lub ekstremalnych obciążeń, jakie na przykład występują podczas osiadania na mieliźnie lub podczas kolizji.

W nowoczesnym systemie dwukadłubowym ADH (advanced double hull) pomiędzy kadłubem wewnętrznym i zewnętrznym występuje jednokierunkowy układ wiązań. Nowoczesny dwukadłubowiec posiada znacznie mniej członów poprzecznych, natomiast posiada poprzeczne grodzie 6 pomiędzy ładowniami 13 i może posiadać poprzeczne wręgi denne 11 pomiędzy komorami balastowymi 102, które są ukształtowane między kadłubem wewnętrznym i zewnętrznym. Podobnie jak w tradycyjnych dwukadłubowcach zdolność przenoszenia obciążeń pochodzących od ładunku przez blaszane elementy nowoczesnego dwukadłubowca jest zwiększana przez mocowanie licznych usztywniaczy 7 do powierzchni blaszanych elementów stalowych.

Ostanie badania wpływu bardzo silnych uderzeń przy osiadaniu na mieliźnie na tradycyjne i nowoczesne systemy stalowych konstrukcji dwukadłubowców wykazują że kadłub zewnętrzny 12 pęka wzdłuż w wyniku przekroczenia maksymalnego naprężenia przy oddziaływaniu membranowym warstwy stalowej 9 pomiędzy wzdłużnikami 3 oraz że przerwanie kadłuba wewnętrznego 10 jest inicjowane poprzez pionową propagację pęknięcia od wręgów poprzecznych 2 i grodzi 6. To z kolei jest inicjowane przez pęknięcie kadłuba zewnętrznego 12 na lub w pobliżu poprzecznych członów, jak na przykład grodzi 6, wręgów dennych 11 lub wręgów ramowych 2. Przy wprowadzeniu obcego obiektu w kadłub statku część kadłuba wewnętrznego 10 jest wpychana do środka („unoszona”) poprzez bezpośredni kontakt z wprowadzanym obiektem, lub pośrednio za pomocą członów podpierających, jak na przykład wzdłużnik 3 kadłuba lub wręg denny 11, który jest wpychany do wnętrza przez wprowadzany obiekt. Warstwy kadłuba zewnętrznego 14 w miejscu uderzenia mogą odkształcać się jak membrana, aż wręgi denne 11 ograniczą dalsze przemieszczanie kadłuba wewnętrznego 10, tzn. „uniesienie” warstwy kadłuba wewnętrznego zostanie powstrzymane, wywołując ekstremalne naprężenia membranowe w miejscu wprowadzenia tego obiektu, lub w pobliżu. Ekstremalne naprężenia membranowe wyzwalają zapoczątkowanie pęknięcia w członach poprzecznych utrzymujących warstwy kadłuba wewnętrznego 14 lub bezpośrednio w powstrzymywanych warstwach kadłuba wewnętrznego 14, prowadząc do przerwania kadłuba wewnętrznego 10. Generalnie wymaga się, aby zabezpieczona przed wyciekiem konstrukcja dna tankowca umożliwiała „uniesienie” i niespręzyste odkształcenie membranowe wewnętrznego kadłuba 10 bez przerwania.

189 127

Znane są patenty dotyczące poprawy zdolności pochłaniania energii dla dwukadłubowej konstrukcji w wyniku wystąpienia kolizji lub ekstremalnych obciążeń, które obejmują patent U.S. Nr 5,218,919 (m. in. Królikowski) i 5,477,797 (Stuart). Oba patenty dotyczą modernizacji istniejących tankowców jednokadłubowych poprzez wykonanie kadłuba dodatkowego, w celu wytworzenia tankowca dwukadłubowego. Królikowski opisuje zastosowanie pochłaniających energię członów teleskopowych rozmieszczonych w układzie kratowym w celu podparcia dodatkowego kadłuba z laminowanej stali wewnątrz istniejącego kadłuba tankowca do przewozu ropy. Opisano również szczegóły konstrukcyjne zamocowań poprzecznych grodzi oraz urządzeń kontrolujących ugięcie. Pusta przestrzeń między kadłubami jest wypełniona pianką poliuretanową i kulkami w celu rozproszenia sił uderzenia, podparcia dodatkowego kadłuba w warunkach obciążeń hydrostatycznych i zapewnienia dodatkowej pływalności w przypadku przerwania dodatkowego kadłuba. Stuart opisuje konstrukcję dodatkowego kadłuba zamocowanego do kadłuba zewnętrznego istniejącego tankowca. Składa się on z szeregu wzdłużnie kratowanych płyt stalowych, które tworzą konfigurację plastra miodu między kadłubami. Kombinacja połączeń odciążających naprężenia, decydująca o nieciągłości wewnętrznego kadłuba, oraz struktura wewnętrznego kadłuba w postaci plastra miodu dają odporność na uszkodzenia kadłuba.

Konstrukcja ta umożliwia również zalanie wewnętrznej przestrzeni kadłuba do żądanego poziomu dla zapewnienia odpowiedniego balastu, z wykorzystaniem sprężonego gazu obojętnego oraz układu próżniowo-ciśnieniowego. Powyższe modernizowane konstrukcje zewnętrznego kadłuba nie dają możliwości powstrzymania propagacji pęknięć na kadłub wewnętrzny w przypadku przerwania kadłuba zewnętrznego, a także pociągają nieadekwatne do tego koszty i są niepraktyczne przy wytwarzaniu oraz konserwacji pomocniczej konstrukcji kadłuba. W obecnych modernizowanych konstrukcjach dostęp pomiędzy kadłubami dla celów przeglądu i konserwacji antykorozyjnej jest utrudniony, jeśli nie niemożliwy. Zewnętrzny kadłub w modernizowanej konstrukcji zasadniczo nie uczestniczy w przenoszeniu wszystkich obciążeń roboczych i powoduje znaczny wzrost ciężaru własnego tankowca, przy ograniczonej funkcjonalności konstrukcyjnej.

W opisach patentowych US 4,083,318 (Verolme) i 4,672,906 (Asai) przedstawiono tankowce przeznaczone do płynnego gazu (LNG) oraz tankowce do transportu cieczy kriogenicznych lub ładunków o wysokich temperaturach, w których ładownie są oddzielne od tankowca i nie stanowią części ładunku przenoszonego przez system wzdłużników kadłuba.

Obecne konstrukcje stalowych dwukadłubowców posiadają wiele wad, które nie zapewniają konstrukcjom tego typu spełnienia kryteriów wymagań zerowego wycieku ropy po wystąpieniu wypadkowych lub ekstremalnych obciążeń, jak na przykład podczas kolizji, osiadania na mieliźnie, eksplozji lub pożaru oraz nie są konkurencyjne w zakresie kosztów budowy, konserwacji i trwałości eksploatacyjnej. Jedną z wad jest to, że obecna konstrukcja dwukadłubowca jest oparta na tradycyjnych koncepcjach projektowania w dziedzinie budowy statków, w połączeniu z międzynarodowymi umowami i normami państwowymi zakładającymi stosowanie dwukadłubowej konstrukcji mającej zachowany minimalny odstęp między kadłubami, odniesiony do danych statystycznych pomiarów penetracji skał dla zarejestrowanych wypadków tankowców. Kadłuby budowane zgodnie z tradycyjnymi normami dla techniki budowy statków stanowią złożony układ stalowych blaszanych członów konstrukcyjnych jak na przykład wręgi, grodzie i wzdłużniki. Nośność stalowych warstw i członów podtrzymujących jest zwiększana poprzez wzmacnianie tych warstw i członów licznymi usztywniaczami dobrze znanymi w tej dziedzinie, jak na przykład płaskowniki, kątowniki, ceowniki mocowane do powierzchni warstw. Złożona budowa kadłuba i układu usztywnienia warstw jest źródłem uszkodzeń zmęczeniowych i źródłem rozdzierania (pękania) warstwy kadłuba podczas występowania wypadkowych lub ekstremalnych obciążeń. Taki typ kadłuba jest kosztowny w wytwarzaniu, co wynika z dużej ilości części wymagających cięcia, przenoszenia i spawania oraz z powodu znacznego wzrostu powierzchni, na którą musi być nałożona powłoka ochronna. Złozone układy konstrukcyjne tego typu są również bardzo przeładowane, co utrudnia

189 127 dostęp, przegląd, oraz zwiększa koszt konserwacji przy obniżonej trwałości użytkowej z powodu korozji. Ostanie szeroko zakresowe badania dwukadłubowych konstrukcji wykazują również że mimo przewagi statków dwukadłubowych nad statkami jednokadłubowymi przerwanie wewnętrznego kadłuba w wykonywanych obecnie stalowych konstrukcjach dwukadłubowych może występować w wyniku propagacji pęknięć zapoczątkowanych od pęknięcia zewnętrznego kadłuba głównie na lub w pobliżu poprzecznych członów konstrukcyjnych. Pęknięcie powstałe w kadłubie zewnętrznym przenoszą się na człony konstrukcyjne usytuowane pomiędzy kadłubem wewnętrznym i zewnętrznym i przenoszą się na kadłub wewnętrzny.

Oczywistą konsekwencją przerwania kadłuba wewnętrznego jest wyciek ropy z przerwanej ładowni. Zastosowanie warstwy zapobiegającej propagacji pęknięć lub innej konstrukcji tego rodzaju poprzez stalową konstrukcję do ładowni nie jest ujawnione w bieżących konstrukcjach alternatywnych. Tak więc występujące obecnie alternatywne konstrukcje nie zapewniają zapobiegania bądź zmniejszenia wycieku ropy w przypadku wystąpienia wypadkowych lub ekstremalnych obciążeń.

Przeprowadzono szeroko zakresowe badania kompozytowych płyt stalowo poliuretanowo piankowych w zakresie możliwości zapobieżenia wyciekom przy pęknięciu kadłuba. Badania te wykazują że pianka poliuretanowa nie przywiera dostatecznie do stalowych warstw i wykazuje małą wytrzymałość na ścinanie. Mała wytrzymałość na ścinanie zmniejsza zdolność uginania kompozytu, a brak adhezji wyklucza możliwość zastosowania pianki poliuretanowej i stali w kompozycie dla zmniejszenia wyboczeń w płaszczyźnie zapewniającej wyeliminowanie usztywniaczy warstw; Pianka o małej gęstości zastosowana w badanym kompozycie wykazywała niewielką wytrzymałość na rozciąganie i zbyt małą wytrzymałość na ściskanie, aby mogła być korzystna pod względem konstrukcyjnym. Testowana pianka pracowała jako warstwa zapobiegająca propagacji pęknięć, lecz nie przenosiła obciążeń w konstrukcji. W związku z tym nie uzyskano pożądanej konfiguracji konstrukcyjnego kompozytu powstrzymującego propagację pęknięć. Testowana pianka wykazywała pewną zdolność pochłaniania energii, jednakże była ona zbyt mała w porównaniu z membranowym oddziaływaniem stali. Pianka zmniejszała miejscowe naprężenia miejscowe w warstwach w pobliżu miejsca obciążenia, co opóźniało uszkodzenia ścinające stalowych warstw kadłuba, lecz im nie zapobiegała.

Występuje zatem potrzeba zapewnienia systemu budowy kadłuba, który uprości złożoność konstrukcji kadłuba, zmniejszy koszty wytwarzania i utrzymania oraz zwiększy zdolność pochłaniania energii i plastycznego zachowania się przy wystąpieniu wypadkowych lub ekstremalnych obciążeń dla zmniejszenia bądź wyeliminowania utraty ładunku wskutek rozerwania kadłuba i propagacji pęknięcia.

Zapewniono konstrukcyjną płytę kompozytową według wynalazku, która zawiera metalową pierwszą warstwę, posiadającą pierwszą powierzchnię wewnętrzną i pierwszą powierzchnię zewnętrzną oraz metalową drugą warstwę oddaloną od pierwszej warstwy i posiadającą drugą powierzchnię wewnętrzną i drugą powierzchnię zewnętrzną oraz warstwę środkową wypełniającą wnękę pomiędzy warstwami pierwszą i drugą.

Konstrukcyjna płyta kompozytowa według wynalazku charakteryzuje się tym, ze warstwę środkową stanowi wypełniający wnękę rdzeń zawierający termoutwardzalne tworzywo sztuczne, o wytrzymałości na rozciąganie w zakresie od 20 do 55 MPa, przy czym przenoszący obciążenia robocze rdzeń trwale przywiera do pierwszej powierzchni wewnętrznej pierwszej warstwy i drugiej powierzchni wewnętrznej drugiej warstwy.

Korzystnie, tworzywo sztuczne rdzenia jest elastomerem, a zwłaszcza poliuretanem. Każda z warstw pierwszej i drugiej konstrukcyjnej płyty kompozytowej ma grubość w zakresie od 6 do 25 mm. Tworzywo sztuczne rdzenia ma twardość Shore’a w zakresie od 70A do 80D i korzystnie ma wydłużenie w zakresie od 100 do 800%, a także korzystnie ma moduł sprężystości w zakresie od 2 do 104 MPa.

Warstwy pierwsza i druga konstrukcyjnej płyty kompozytowej są ze stali. W co najmniej jednej z metalowych warstw pierwszej i drugiej jest ukształtowany przelotowy otwór zamknięty metalowym korkiem, który korzystnie jest zamocowany w otworze za pomocą

189 127 gwintu. We wnęce pomiędzy metalowymi warstwami pierwszą i drugą jest umieszczony co najmniej jeden element dystansowy.

Element dystansowy jest zamocowany do co najmniej jednej z warstw pierwszej i drugiej, przy czym korzystnie element dystansowy jest zamocowany do co najmniej jednej warstw pierwszej i drugiej za pomocą spoin lub za pomocą warstwy kleju. Element dystansowy jest z metalu lub z tworzywa sztucznego.

Według wynalazku, sposób wytwarzania konstrukcyjnej płyty kompozytowej polega na tym, ze umieszcza się metalową pierwszą warstwę i w oddaleniu od niej metalową drugą warstwę tworząc wnękę na rdzeń pomiędzy skierowanymi do siebie pierwszą powierzchnią wewnętrzną pierwszej warstwy i drugą powierzchnią wewnętrzną drugiej warstwy i napełnia się wnękę termoutwardzalnym tworzywem sztucznym.

Sposób wytwarzania konstrukcyjnej płyty kompozytowej według wynalazku, charakteryzuje się tym, że utwardza się tworzywo sztuczne do uzyskania przywierania tworzywa sztucznego do skierowanych do siebie powierzchni wewnętrznych pierwszej i drugiej odpowiednio pierwszej warstwy i drugiej warstwy i przenoszenia obciążeń roboczych, i wytwarza się we wnęce rdzeń z tworzywa sztucznego o wytrzymałości na rozciąganie w zakresie od 20 do 55 MPa.

Korzystnie, w metalowych warstwach pierwszej i drugiej kształtuje się część z marginesem spawalniczym w części wnęki na rdzeń w sąsiedztwie części przeznaczonej do spawania, a nieutwardzone tworzywo sztuczne wprowadza się do wnęki na rdzeń z pominięciem marginesu spawalniczego. Część przeznaczoną do spawania kształtuje się w postaci obwodowej krawędzi.

Wykonuje się przelotowy otwór w co najmniej jednej z warstw metalowych wewnętrznej i zewnętrznej, i przez ten otwór wprowadza się nieutwardzony materiał plastyczny do wnęki na rdzeń. Otwór zamyka się, korzystnie metalowym korkiem, po napełnieniu wnęki materiałem elastomerowym. Do zamknięcia otworu stosuje się korek z gwintem.

Wnękę kształtuje się umieszczając co najmniej jeden element dystansowy pomiędzy warstwami metalowymi wewnętrzną i zewnętrzną. Element dystansowy mocuje się do co najmniej jednej z warstw pierwszej i drugiej. Element dystansowy mocuje się poprzez spawanie lub poprzez klejenie. Stosuje się element dystansowy wykonany z metalu lub z tworzywa sztucznego.

Nieutwardzone tworzywo sztuczne wprowadza się do wnęki na rdzeń przez jej otwarty koniec. Elastomerowy rdzeń przykleja się do zwróconych do siebie powierzchni warstw pierwszej i drugiej, przy czym warstwy pierwszą i drugą kształtuje się o grubości w zakresie od 6 do 25 mm.

Opisane powyżej wady związane z wykonywaniem dwukadłubowych tankowców zostały korzystnie wyeliminowanie zgodnie z wynalazkiem poprzez związanie elastomeru poliuretanowego pomiędzy warstwami i utworzenie stalowo-elastomerowo-stalowej konstrukcyjnej płyty kompozytowej do kształtowania kadłuba, wręgów i członów podpierających. Korzystnie elastomer jest hydrofobowy zapobiegający wchłanianiu wody, co mogłoby prowadzić do rdzewienia warstw i powinien posiadać wystarczającą ciągliwość w celu zwiększenia plastyczności stalowych warstw bez ich przerwania. Konstrukcyjne płyty kompozytowe są stosowane do budowy przynajmniej wewnętrznego kadłuba dwukadłubowca. Korzystnie stalowo-elastomerowo-stalowe płyty kompozytowe są stosowane do budowy wewnętrznego kadłuba, zewnętrznego kadłuba, grodzi, podłóg, pokładów oraz zgniatanych członów ramowych bądź podpierających i mogą być formowane do postaci każdego potrzebnego kształtu. Warstwa elastomerowa wewnątrz konstrukcyjnych płyt kompozytowych tworzących wewnętrzny kadłub zapewnia warstwę skutecznego powstrzymywania propagacji pęknięć pomiędzy stalową pierwszą warstwą wewnętrznego kadłuba i stalową drugą warstwą zewnętrznego kadłuba, co skutecznie izoluje stalową pierwszą warstwę wewnętrznego kadłuba od pęknięć przechodzących z zewnętrznego kadłuba, członów poprzecznych, jak na przykład wręgi denne i grodzie oraz innych elementów podpierających, jak na przykład wręgi ramowe i wręgi poziome, które są projektowane dla obciążeń roboczych oraz dla obciążeń wypadkowych bądź ekstremalnych. Ponadto ponieważ konstrukcyjne płyty kompozytowe są mocniejsze i bardziej sztywne niz konwencjonalne warstwy stalowe możliwe jest wydatne zmniejszenie liczby elementów podtrzymujących, przy jednoczesnym spełnieniu istniejących wymogów konstrukcyjnych w zakresie wytrzymałości, kosztu trwałości eksploatacyjnej, kosztu konserwacji i zdolności przetrwania.

Konstrukcyjna płyta kompozytowa z elastomerem poliuretanowym, jest szczególnie przydatna do zastosowania w zbiornikowcach, jak na przykład tankowcach, dla wyeliminowania wad związanych ze znanymi statkami stalowymi. Szczegóły dotyczące konstrukcji okrętów podano w opracowaniu „American Bureau of Shipping and Afiliated Companies, 1996 Part 3, Hull Constructon and Eąuipment; Part 5, Specialized Vessels and Services”, co przytoczono tu dla informacji.

Konstrukcja podwójnego kadłuba z jednokierunkowym układem płyt wielowarstwowych znacznie zwiększa zdolność przetrwania kadłuba wewnętrznego zawierającego ładunek w przypadku kolizji lub osadzenia na mieliźnie, i znacznie zmniejsza, a nawet eliminuje, wypływ ropy podczas takiego zdarzenia, zwłaszcza w porównaniu z odpowiadającymi elementami tradycyjnego dwukadłubowca. Konstrukcja podwójnego kadłuba z jednokierunkowym układem płyt wielowarstwowych przy wypadkowych lub ekstremalnych obciążeniach zachowuje się w podatny sposób, pochłaniając energię w wyniku niesprężystego oddziaływania membranowego kadłuba z płyt kompozytowych i odkształcenia plastycznego elementów podpierających tradycyjnie wykonanych ze stalowej warstwy lub stalowo-elastomerowo-stalowych płyt kompozytowych. Zmniejszenie lub wyeliminowanie wypływu ropy jest osiągnięte dzięki wyeliminowaniu pękania ładowni lub propagacji pęknięć. W celu zapobiegania rozrywaniu lub pękaniu podczas uszkodzenia przy wystąpieniu ekstremalnych obciążeń maksymalnie zwiększono absorbcję i rozpraszanie energii uderzenia poprzez zaangażowanie możliwie największej części statku w kolizję lub przy osiadaniu na mieliźnie. W następstwie tego zmniejszono wypływ ropy, bądź wyeliminowano go całkowicie.

W odniesieniu do zbiornikowców przewożących ropę można zastosować podwójny kadłub z konstrukcyjnych płyt kompozytowych dla uzyskania równoważnej lub większej wytrzymałości w zakresie obciążeń roboczych niż dla istniejących tradycyjnych lub nowoczesnych stalowych statków dwukadłubowych zaprojektowanych zgodnie z aktualnymi normami.

W wyniku wprowadzenia uproszczonego układu konstrukcyjnego występuje mniejsze pole powierzchni przeznaczonej do malowania i zabezpieczenia przed korozją powierzchnia jest przy tym płaska i nie zawiera miejsc trudno dostępnych. Ułatwiono w ten sposób nakładanie, przegląd i konserwację powłok ochronnych. Wszystkie te czynniki przyczyniają się do zmniejszenia kosztów początkowych konstrukcji, kosztów konserwacji w trakcie eksploatacji i zwiększają potencjalną trwałość eksploatacyjną statku.

Właściwości termiczne elastomeru poliuretanowego zapewniają izolację pierwszej warstwy kadłuba zewnętrznego oraz płyt i wzdłużników kadłuba wewnętrznego, chroniąc je przed temperaturą otoczenia, co jest korzystne na przykład w tankowcach eksploatowanych w regionach o niskich temperaturach, zmniejszając wymagania dla stali w zakresie udamości i zmniejszając możliwość kruchego przełomu pod wpływem obciążeń udarowych. W przypadku kadłuba wewnętrznego taka izolacja termiczna zmniejsza koszty związane z ogrzewaniem przewożonej ropy.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia dwukadłubowe śródokręcie w przekroju poprowadzonym przez grodź poprzeczną, wykonane z płyt kompozytowych według niniejszego wynalazku; fig. 2 - fragment ładowni dwukadłubowego statku wykonanego z płyt kompozytowych według niniejszego wynalazku, w przekroju; fig. 3 - konstrukcję grodzi poprzecznej dwukadłubowego statku wykonaną z płyt kompozytowych według niniejszego wynalazku, w przekroju z wyrwaniem; fig. 4 - fragment warstwy powstrzymującej propagację pęknięcia w grodzi poprzecznej według niniejszego wynalazku, w przekroju z wyrwaniem; fig. 5 - płytę kompozytową zbudowaną według niniejszego wynalazku, w przekroju wzdłuż linii 7 - 7 z fig. 4; fig. 6 - kadłub wewnętrzny i gródź zbudowane z płyt kompozytowych według niniejszego wynalazku w przekroju; fig. 7 - kadłub wewnętrzny i zewnętrzny oraz człony podpierające wykonane z płyt kompozytowych według niniejszego wynalazku; fig. 8 - przekrój poprowadzony wzdłuż linii 8 - 8 z fig. 7 ukazujący szczegóły elastomerowego korka uszczelniającego wycięcie powstrzymujące propagację pęknięć, w przekroju; fig. 9 - wykonywanie płyty kompozytowej według niniejszego wynalazku zgodnie w obecnym wynalazkiem, w przekroju; fig. 10 - kadłub wewnętrzny, gródź i kompozytową rozpórkę wykonane z płyt kompozytowych według niniejszego wynalazku, w przekroju poprzecznym.

Konstrukcyjna płyta kompozytowa według wynalazku może być przeznaczona do budowy dowolnego statku, zbiornikowca, masowca lub okrętu, w którym pożądane jest utrzymanie jego zawartości w przypadku wystąpienia ekstremalnego lub wypadkowego obciążenia. W celach wyłącznie ilustracyjnych obecny wynalazek zostanie opisany w kontekście zbiornikowców z podwójnym kadłubem, przeznaczonych do transportu ropy naftowej. Dla specjalistów będzie oczywiste zastosowanie tego wynalazku do innych statków, masowców itd. a także pojazdów drogowych, wagonów kolejowych i zbiorników zasobnikowych.

Wynalazek odnosi się do zabezpieczenia przed wyciekiem konstrukcji dna tankowca poprzez umożliwienie „uniesienia” i niesprężystego odkształcenia membranowego wewnętrznego kadłuba 20 bez jego przerwania.

W tym celu, jak pokazano na fig. 1 według niniejszego wynalazku w konstrukcji kadłuba jest zastosowana warstwa powstrzymującą propagację pęknięcia 15, usytuowana przynajmniej na lub w pobliżu członów poprzecznych, takich jak na przykład wręgi denne 24 i grodzie 26, a korzystnie na całej konstrukcji kadłuba, tam gdzie jest to potrzebne.

W niniejszym opisie, w odniesieniu do budowy statków określenie „wewnętrzne” dotyczy elementów bliższych ładowani tego statku. Określenie „wewnętrzne” w odniesieniu do powierzchni będzie generalnie dotyczyło powierzchni skierowanej do ładowni. Określenie „zewnętrzna” jest używane w odniesieniu do elementów relatywnie dalszych względem ładowni.

Na fig. 1 przedstawiono konstrukcję z płyt kompozytowych według wynalazku do budowania, na przykład tankowca mającego podwójny kadłub z jednokierunkowym układem płyt wielowarstwowych. Kadłub 16 jest odporny na uderzenia i jest wykonany ze stalowo-elastomerowo-stalowych wielowarstwowych płyt kompozytowych 18 podpartych przez podatną konstrukcję zawierającą częściowo lub w całości również wielowarstwowe płyty kompozytowe. Według fig. 2 konstrukcyjne płyty kompozytowe 18 zawierają metalową pierwszą warstwę 34 oddzieloną od i zwróconą do metalowej drugiej warstwy 36, przy czym warstwy pierwsza 34 i druga 36 są połączone ze środkowym elastomerowym rdzeniem 38. Kadłub wewnętrzny posiada dwa przeciwne boki 74 i 78 oraz dno 76, co tworzy ładownię 68. Pomiędzy górnymi częściami boków 74 i 78 przebiega pokład 40 zasadniczo całkowicie zamykający ładownię 68. W każdym końcu ładowni 68 do boków 74, 78 połączone są grodzie 26, dochodzące do dna 76 i pokładu 40, zasadniczo całkowicie otaczając ładownię 68. Kadłub zewnętrzny 28 posiada dwa boki 80 i 82 oraz dno 84 i jest oddalony od, i otacza oba boki 74 i 78 oraz dno 76 kadłuba wewnętrznego 20. Kadłub zewnętrzny 28 jest połączony z kadłubem wewnętrznym 20 za pomocą członów podpierających obejmujących wzdłużniki 22 i poprzeczne wręgi denne 24. Przynajmniej kadłub wewnętrzny 20 jest wykonany z konstrukcyjnych płyt kompozytowych 18. Korzystnie z konstrukcyjnych płyt kompozytowych 18 wykonany jest kadłub wewnętrzny 20, kadłub zewnętrzny 18 wzdłużniki 22, wręgi denne 24 i grodzie 26. Poszczególne elementy wykonane z konstrukcyjnych płyt kompozytowych 18 lub tradycyjnie z pojedynczej warstwy stalowej są łączone ze sobą poprzez spawanie lub innymi tradycyjnymi środkami, z pewnymi luzami opisanymi poniżej, niezbędnymi dla elastomerowego rdzenia 38 konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18.

Jak pokazano w przekroju na fig 2 wzdłużnik 22 kadłuba ze stalcwc-elastomercwc-stalowej konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18 według wynalazku zawiera pierwszą warstwę 34 i drugą warstwę 36 połączoną z elastomerowym rdzeniem 38, w celu uzyskania wystarczającej wytrzymałości na zginanie, ścinanie i skręcanie jego konstrukcji wydrążonej cienkościennej belki skrzynkowej zdolnej do przeniesienia typowych lub ekstremalnych obciążeń statycznych i dynamicznych, jakie wiążą się z eksploatacją statku towarowego. Obciążenia tego rodzaju przykładowo obejmują: napór hydrostatyczny, obciążenia przy dokowaniu w suchych dokach, obciążenia termiczne, falowo indukowane dynamiczne rozkłady nacisków na kadłub, uderzanie płynnych ładunków, fale zalewające pokład, uderzenia fal, obciążenia inercyjne, obciążenia podczas wodowania i cumowania, obciążenia pochodzące od naporu łamanego lodu, uderzanie dziobem statku o fale, wymuszone drgania, kolizje i osiadanie na mieliźnie.

Na fig. 1 i 3 pokazano sekcję śródokręcia 42 dwukadłubowca oraz poprzeczną gródź 26 dwukadłubowego tankowca wykonanego ze stalowo-elastomerowo-stalowych konstrukcyjnych płyt kompozytowych 18. Kadłub wewnętrzny 20 i zewnętrzny 28 wykonany ze stalow^:o-cksston^t^r^owO-stalow^^;ch konstrukcyjnych płyt kompozytowych 18 jest stosownie zaprojektowany i zwymiarowany dla statku o konkretnej wielkości i przeznaczeniu. Grodzie 26 pokazane na fig. 3, 4 i 6 są również wykonane ze stalowo-elastomerowo-stalowych konstrukcyjnych płyt kompozytowych 18 podpartych na poziomych i pionowych płytach wręgowych 30, 32, które również mogą być wykonane z konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18.

Konstrukcyjne płyty kompozytowe 18 mogą być wykonywane jako indywidualne części składowe, jak na przykład płyty 17 kadłuba, wręgi denne 24, wzdłużniki 22, grodzie 26 i tym podobnie, które mogą być złożone i dostarczone bądź zmontowane w podzespoły gotowego statku wieloma różnymi sposobami. Warstwa pierwsza 34 i druga 36 (fig. 5) konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18 są ustawiane w odpowiednim odstępie tworząc wnękę 56 (fig. 9) przeznaczoną na elastomerowy rdzeń 38. W korzystnym przykładzie wykonania warstwy pierwsza 34 i zewnętrzna 36 są warstwami stalowymi. Mogą być zastosowane inne metale, jak na przykład stal nierdzewna przy wymaganej dużej odporności na korozję, lub aluminium dla zmniejszania ciężaru. Ponieważ płyty kompozytowe 18 są znacznie mocniejsze niz pojedyncze warstwy, do wykonania płyt kompozytowych mogą być zastosowane inne rodzaje miękkiego metalu.

Jak pokazano na fig. 5 odstęp pomiędzy warstwami pierwszą 34 i drugą 36 jest utrzymywany przez elementy dystansowe 44 umieszczone pomiędzy warstwami pierwszą 34 i drugą 36. Element dystansowy 44 może być ciągłym członem w postaci listwy, bądź też może być utworzony przez liczne oddzielne człony dystansowe rozmieszczone w sposób nieregularny lub regularny. Element dystansowy 44 może być wykonany z metalu lub każdego innego odpowiedniego materiału umieszczonego pomiędzy warstwami pierwszą 34 i drugą 36. Elementy dystansowe 44 mogą być spajane lub łączone do warstw pierwszej 34 bądź drugiej 36. Korzystnie, elementy dystansowe 44 są ciągłymi członami w postaci listew posiadającymi przeciwległe wzdłuzne krawędzie zewnętrzną 46 i wewnętrzną 50. Elementy dystansowe 44 są spawane na zewnętrznej wzdłuznej krawędzi 46 spoinami pachwinowymi 48 do drugiej warstwy 36 oraz punktowo na linii środkowej do pierwszej warstwy 36 i ogólnie są usytuowane w środku pomiędzy wzdłużnikami 22. Korzystnie, elementy dystansowe przebiegają tylko w kierunku wzdłużnym konstrukcji kadłuba, lecz mogą również przebiegać w kierunku poprzecznym, zależnie od wymagań. Warstwy pierwsze 34 mające tę samą długość i szerokość jak warstwy zewnętrzne 36 są poprzecznie przesunięte, w wyniku czego krawędzie 52 i 54 opartych segmentów 18a i 18b pierwszej warstwy zachodzą na wewnętrzną wzdłużną krawędź 50 elementu dystansowego 44. Wzdłużna krawędź 50 elementu dystansowego 44 może służyć jako wspornik dla sąsiednich krawędzi 52 i 54 opierających się segmentów 18a i 18b. Wzdłużna krawędź 50 elementu dystansowego 44 pracuje jako podkładka dla spoiny doczołowej 55 i podtrzymuje krawędzie 52, 54 segmentów 18a i 18b warstw wewnętrznych do czasu wykonania spoiny doczołowej 55. Element dystansowy 44 pracujący również jako podpórka spoiny pomaga ustalić właściwy odstęp spoiny i zmniejsza przygotowywanie spoiny. Spoina doczołowa 55 pewnie mocuje krawędzie 52 i 54

189 127 sąsiednich segmentów 18a i 18b warstw wewnętrznych na wzdłużnej krawędzi 50 elementu dystansowego 44. Po zespawaniu segmentów 18a i 18b pierwszej warstwy 34 poprzez otwory 70 w warstwach pierwszej 34 lub drugiej 36 może być wprowadzony rdzeń elastomerowy 38.

Elementy dystansowe 44 mogą być wstępnie wykonane lub odlane w postaci listew lub bloków elastomerowych, związane lub termicznie utwardzone w swym położeniu pomiędzy warstwami, warstwami pierwszą 34 i drugą 36. Odstęp może być utrzymany poprzez na przykład wykonanie przyrządu utrzymującego warstwę pierwszą 34 i drugą 36 w odpowiedniej odległości dla utworzenia wnęki 56 do czasu wprowadzenia rdzenia elastomerowego i jego utwardzenia.

Korzystnie poszczególne elementy, jak na przykład wzdłużniki 22, wręgi denne 24, grodzie 26, kadłub wewnętrzny 20 i zewnętrzny 28, i kompozytowe płyty kadłuba 18 są wytwarzane na budowanym statku poprzez co najmniej częściowe zamocowanie warstw pierwszych 34 i drugich 36 do konkretnego elementu składowego w żądanym położeniu dla tego elementu, przy równoczesnym zachowaniu odpowiedniej wnęki 56 rdzenia między warstwami tego elementu. Następnie, wnęka 56 pomiędzy warstwami pierwszą 34 i drugą 36 jest wypełniana elastomerem poprzez wlewanie lub wtryskiwanie w stanie płynnym lub lepkim i pozostawienie, z ewentualnym wspomaganiem, do stężenia we wnęce. Alternatywnie elastomer może być wprowadzony do wnęki poprzez rurę lub rury o dobranym przekroju poprzecznym do umieszczania w pustej wnęce w miejscu otwartej lub nie zamocowanej krawędzi tego elementu, przy czym długość rur jest dostosowana do wymiarów elementu. Poprzez wprowadzone do wnęki rury wypełnia się elastomerem pustą przestrzeń między warstwami, po czym rury wyjmuje się. Elastomer przybiera kształt wnęki, w którą jest wlewany, w tym przypadku wnęki 56 rdzenia. Elastomer może być umieszczony we wnęce poprzez wtrysk bądź wlanie poprzez otwory 70 w warstwach pierwszej 34 lub drugiej 36 (fig. 4).

Korzystne otwory 70 są ukształtowane w warstwie pierwszej 34 kadłuba zewnętrznego 28 i w warstwie drugiej 36 kadłuba wewnętrznego 20, z dala od zewnętrznego otoczenia i z dala od ładunku. Otwory 70 są następnie zamykane gwintowanymi korkami metalowymi 72. Elastomer może być umieszczony we wnęce 56 poszczególnych elementów konstrukcyjnych przy wykonywaniu kadłuba, bądź też duże sekcje albo cały kadłub mogą być zbudowane z zachowaniem pustej wnęki 56 pomiędzy warstwami pierwszą 34 i drugą 36, która jest następnie wypełniana elastomerem. Po napełnieniu wnęki 56 elastomer 38 zostaje utwardzony na przykład poprzez doprowadzenie ciepła.

Korzystna grubość stalowych warstw pierwszej 34 i drugiej 36 leży w zakresie na przykład od 6 do 25 mm, przy czym najbardziej korzystna jest grubośćl0 mm. Wymiary te będą się zmieniać wraz ze zmianą wymagań roboczych dla poszczególnych elementów oraz zmianą rodzaju i jakości zastosowanych materiałów. Dla specjalistów będzie oczywistym, ze warstwy pierwsza 34 i druga 36 nie muszą mieć identycznej grubości i nie muszą być wykonywane z materiału tej samej jakości. Możliwe są różne kombinacje i odmiany bez odstępstwa od ducha i zakresu tego wynalazku.

Grubość kompozytowej płyty może być ustalona podczas montażu takiego laminatu, dla uzyskania żądanej wytrzymałości dla różnych elementów i zastosowań. Grubość warstw pierwszej 34 i drugiej 36 oraz rdzenia elastomerowego 38 mogą się zmieniać stosownie do konkretnego wymagania.

Ponadto konstrukcyjne płyty kompozytowe 18 mogą zawierać pogrubione części w celu miejscowego zwiększenia ich wytrzymałości. Pogrubiona część płyty kompozytowej może wynikać ze zwiększenia grubości rdzenia elastomerowego 38 w następstwie zastosowania innych wymiarów elementów dystansowych, jak na przykład poprzez zmianę wysokości elementu dystansowego na części jego długości prowadzącą do wytworzenia konstrukcyjnych płyt kompozytowych 18 o zmiennej grubości. Pogrubienie konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18 może również wynikać ze zwiększenia grubości jednej lub obu warstw pierwszej 34 i drugiej 36 konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18.

Korzystnie elastomer jest termoutwardzalnym tworzywem sztucznym twardniejącym po ogrzaniu w końcowej fazie procesu. Korzystnie stosuje się elastomery poliuretanowe twardniejące w temperaturze około 20-60°C. Ciepło szczątkowe w procesie spawania elementów kadłuba powoduje częściowe utwardzanie rdzenia szczególnie w pobliżu połączeń. Natomiast części wnęki 56 na rdzeń 38 odległe od miejsc łączenia wymagają doprowadzenia dodatkowego ciepła w celu utwardzenia. Ciepło to może być dostarczone do warstw pierwszych 34 i drugich 36 konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18. Warstwy pierwsza 34 i druga 36 łatwo przewodzą ciepło do elastomerowego rdzenia 38 we wnęce 56, powodując całkowite utwardzenie elastomeru. Alternatywnie można dobrać elastomer płynny w obniżonych lub podwyższonych temperaturach i twardniejący w temperaturze otoczenia.

Po napełnieniu wnęki 56 elastomerem 38 otwory 70 w warstwach pierwszej 34 lub drugiej 36 zamykane gwintowanymi korkami metalowymi 72. Otwory 70 są korzystnie wykonywane w pierwszej warstwie 34 kadłuba zewnętrznego 28 z dala od otoczenia, i w drugiej warstwie 36 dla kadłuba wewnętrznego 20 z dala od ładunku. Tak więc otwory 70 i korki 72 są zwrócone do pustej przestrzeni pomiędzy kadłubem wewnętrznym 20 i zewnętrznym 28, co zapewnia łatwość wykonywania kontroli i konserwacji.

Proces montażu elementów składowych jest powtarzany do zakończenia instalacji sąsiednich elementów budowanego statku. Opisane tu sposoby montażu mają charakter jedynie ilustracyjny. Znane są inne sposoby montażu statków, które uznano jako część obecnego wynalazku.

Ponieważ właściwości konstrukcyjne bądź adhezyjne dobranego elastomeru mogą ulec pogorszeniu w wyniku oddziaływania ciepła spawania w miejscu mocowania sąsiednich segmentów 18a i 18b pierwszej warstwy 34 przy spawaniu po wypełnieniu elastomerem 38 przestrzeni pomiędzy warstwami pierwszą 34 i drugą 36, należy przewidzieć margines spawalniczy 58. Margines spawalniczy 58 jest usytuowany w pobliżu miejsca spawania dobraną wymiarowo częścią wnęki 56 na rdzeń 38, która jest przynajmniej częściowo pozbawiona na początku elastomeru. Margines spawalniczy 58 wynoszący około 75 mm od miejsca spawania, wystarcza dla zapobieżenia uszkodzeniu rdzenia elastomerowego 38. Temperatura stali w odległości 75 mm od miejsca spawania wynosi około 150°C, natomiast temperatura stali w pobliżu miejsca spawania jest znacznie wyższa. Po zakończeniu spawania i wystarczającym ostygnięciu spoiny na przykład do temperatury 150°C pusta przestrzeń odstępu spawalniczego może być wypełniona poprzez otwory 70 wykonane w tym celu w warstwach pierwszych 34 i drugich 36. Alternatywnie, margines spawalniczy 58 może być wypełniany poprzez pustą wnękę 56 na rdzeń 38 w sąsiednim elemencie.

Przy doborze elastomeru uwzględnia się jego zdolność do wiązania z warstwą pierwszą 34 i drugą 36. Alternatywnie mogą być zastosowane środki sprzyjające adhezji, bądź też może być zastosowany klej łączący elastomer z warstwami. Metalowe warstwy 34, 36 konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18 mogą być również łączone chemicznie lub mechanicznie znanymi sposobami z wstępnie ogrzanym elastomerowym rdzemem 38. Pomiędzy warstwami mogą być umieszczone elementy dystansowe o stosownej wielkości dla utrzymania właściwego odstępu podczas operacji wiązania.

Pomimo różnorodności materiałów przydatnych dla wytworzenia rdzenia w stalowo-elastomerowo-stalowej konstrukcyjnej płycie kompozytowej 18 korzystne jest zastosowanie termoutwardzalnego elastomeru poliuretanowego o odpowiednich właściwościach chemicznych i fizycznych. Szczegółowe informacje dotyczące elastomerów podano w podręczniku Engineered Materials Handbook, Volume 2, Engineering Plastics (1988 ASM International), co przytoczono tu poprzez odniesienie. Korzystnie stosuje się termoutwardzalny elastomer poliuretanowy, który jest technologicznie przetworzonym materiałem przykładowo o następujących właściwościach fizycznych: wytrzymałość na rozciąganie 20 do 55 MPa, twardość Shore’a 70A do 80D, wydłużenie 100 do 800%, moduł sprężystości 2 do 104 MPa, temperatura zeszklenia -70 do 15°C, i odznacza się dobrą odpornością na ścieranie, elastycznością w niskich temperaturach, udamością w niskich temperaturach, elastycznością długookresową odpornością na rozdarcie i przecięcie, odpornością na oddziaływanie paliw i olejów, dobrą elastycznością i odbojnością odpornością na oddziaływanie ozonu, odpornością na wpływ warunków atmosferycznych i temperatury. Właściwości te są określone i mogą być opisane zgodnie z obowiązującymi normami ASTM. Tego typu elastomery poliuretanowe są często stosowane na pracujące pod obciążeniem rolki przemysłowe, samonastawne kółka wózków·', malowane z zewnątrz części karoserii samochodowych, uszczelki hydrauliczne, pasy napędowe, osłony pyłowe w postaci wytłoczek wtryskowych i dmuchanych, wtryskowe formowane osłony smarowe i dmuchane oraz płasko wyciskane folie a także na wyroby arkuszowe (o grubości od 0,03 mm do 3 mm grubości), rury, powłoki węży, obuwie sportowe, powłoki ochronne przewodów i kabli. Właściwości i charakterystyki komercyjnie dostępnych elastomerów poliuretanowych mogą być dostosowane do konkretnego zastosowania poprzez zmianę składu chemicznego. Elastomery poliuretanowe nie były dotychczas stosowane w kompozytowych strukturach warstwowych z powłokami metalowymi dla statków towarowych, jak na przykład dwukadłubowe tankowce.

Jest oczywistym, że elastomerowy materiał rdzenia 38 konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18 musi ściśle przylegać do obu warstw 34, 36 w celu przeniesienia obciążeń roboczych. Ponadto utwardzony materiał elastomerowy rdzenia 38 musi mieć wystarczającą gęstość, wytrzymałość na rozciąganie, ciągliwość, wytrzymałość na ścinanie i wytrzymałość na ściskanie, aby zapewnić właściwości pożądane w zastosowaniu do budowy statków, jak na przykład dużą wytrzymałość i odporność na uderzenia w wypadkowych lub ekstremalnych obciążeniach, jakie występują przy osiadaniu na mieliźnie lub kolizjach. Właściwie wytworzony elastomer poliuretanowy posiada również inne odpowiednie właściwości, jak na przykład odporność na oddziaływanie wody i oleju oraz opór cieplny wymagany dla izolacji.

Rdzeń elastomerowy 38 konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18 wspomaga przenoszenie obciążenia roboczego w różny sposób. Po pierwsze, adhezja uzyskana pomiędzy stalowymi warstwami pierwszą 34 i drugą 36 oraz elastomerem 38 zapobiega miejscowemu wypaczaniu stosunkowo cienkich warstw 34 i 36, które występuje przy momentach zginających i skręcających, oraz eliminuje potrzebę ciasnego rozmieszczenia wzdłuznych usztywniaczy pomiędzy wzdłużnikami 22 lub też konieczność gęstego rozmieszczenia wzdłużników 22. Po drugie, rdzeń elastomerowy 38 posiada właściwości fizyczne i wymiary odpowiednie do przenoszenia naprężeń ścinających pomiędzy warstwą pierwszą 34 i drugą 36, zwiększając wytrzymałość na zginanie warstwy pierwszej 34 i drugiej 36. Warstwy pierwsza 34 i druga 36 konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18 ze względu na ich rozsunięcie pozwalają uzyskać około kilkudziesięciokrotnie wyższą wytrzymałość na zginanie niż w przypadku tradycyjnych pojedynczych warstw o tej samej grubości. W rezultacie znacznie większej wytrzymałości porównywalnych elementów w stosunku do odpowiadającego pojedynczego elementu warstwowego części składowe konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18, jak na przykład wzdłużniki 22, wręgi 24 lub grodzie 26, mogą być szerzej rozstawione względem siebie, co zmniejsza ich ilość. Ponadto w płycie kompozytowej może być stosowana mniejsza liczba usztywniaczy, lub w ogóle nie wymaga się stosowania usztywniaczy, znanych ze stanu techniki. Tak więc bez zwiększania całkowitego ciężaru stali potrzebnej do zbudowania statku stal normalnie stosowana na dodatkowe wzdłużniki, wręgi oraz usztywniacze potrzebna w tradycyjnych stalowych dwukadłubowcach może być przeznaczona na konstrukcyjne płyty kompozytowe 18 kadłuba oraz człony konstrukcyjne, jak na przykład wzdłużniki 22, wręgi denne 24, grodzie 26 i płyty wręgowe 32 dla uzyskania mocniejszych poszczególnych elementów o lepszych właściwościach, bez zwiększania kosztu stali. Elastomerowy rdzeń 38 zapewnia wystarczające przenoszenie podłużnych naprężeń ściskających pomiędzy warstwami pierwszą 34 i drugą 36 konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18, w wyniku czego obie warstwy 34 i 36 wspólnie tworzą moduł sprężystości przekroju i tym samym wskaźnik wytrzymałości przekroju zbiornikowca jako całości. Elastomer zwiększa zdolność przenoszenia naprężeń ścinających przy wyboczeniu dla całej konstrukcji kadłuba. Dzięki zastąpieniu konstrukcyjną płytą kompozytową 18, zbudowaną z cieńszych stalowych warstw 34 i 36 rozdzielonych i związanych

189 127 z konstrukcyjnym elastomerowym rdzeniem 38, wcześniej stosowanej pojedynczej grubszej warstwy stalowej uzyskano kadłub odporny na rozdarcie bądź pęknięcie, przy równoważnych lub niższych kosztach niż w konstrukcji tradycyjnej, ponieważ wyeliminowano konieczność stosowania droższej stali o dużej wytrzymałości udamościowej. Rozkład grubości dwóch warstw 34, 36 w płycie kompozytowej 38 nie jest narzucony i może być zoptymalizowany pod względem osiągów i trwałości uwzględniając takie współczynniki jak na przykład zdolność przenoszenia obciążeń oraz odporność na korozję i ścieranie.

Zastąpienie konstrukcyjną płytą kompozytową 18 tradycyjnej blachy stalowej w budowie elementów kadłuba, jak na przykład płyty 17 kadłuba, wręgów dennych 24 i grodziach 26, wydatnie zwiększa wytrzymałość poszczególnych części kadłuba oraz kadłuba jako całości, i umożliwia zmniejszenie grubości wewnętrznych i zewnętrznych stalowych warstw 34 i 36 w konstrukcyjnych płytach kompozytowych 18 kadłuba oraz pozwala na wydatne zmniejszenie liczby takich części składowych występujących w kadłubie o tradycyjnej konstrukcji, jak na przykład usztywniacze, wręgi i człony podpierające, które są wymagane do przenoszenia obciążeń roboczych w płaszczyźnie, na przykład obciążeń powodujących przegięcia kadłuba statku na grzbiecie fali i w dobnie fali.

Zastosowanie mocniejszej konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18 zamiast tradycyjnych blach stalowych oraz tradycyjnych członów ramowych i członów nośnych również upraszcza konstrukcję nośną. Mocniejsze konstrukcyjne płyty kompozytowe 18 umożliwiają wykonywanie konstrukcji o znacznie zmniejszonej liczbie członów konstrukcyjnych, które z kolei znacznie zmniejszają liczbę węzłów konstrukcyjnych, jak na przykład wzdłużnych elementów przechodzących poprzez wręgi denne 24, grodzie 26, skrajne wsporniki ramowe (nie pokazano), podwisy (nie pokazano), i tym podobne. Zmniejszenie ilości węzłów konstrukcyjnych zmniejsza z kolei liczbę elementów pracujących zmęczeniowo oraz odpowiadającą im ilość uszkodzeń, jakie mogą wystąpić. Mniejsza ilość elementów konstrukcyjnych zmniejsza również ewentualność propagacji pęknięcia do kadłuba wewnętrznego 20 w sytuacji wypadowej.

Budowa konstrukcyjnych płyt kompozytowych 18 w połączeniu z innowacyjnymi detalami architektury okrętowej tworzą mocną konstrukcję odporną na uderzenia. Stalowa druga warstwa 36 konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18 pracuje jako twarda powierzchnia chroniąca przed zużyciem. Elastomerowy rdzeń 38 pochłania energię, rozprasza obciążenia poprzeczne w stalowej pierwszej warstwie 34 i tworzy ciągłą membranę o dużej odporności na wydłużenie cieplne. Stalowa pierwsza warstwa 34 służy również jako twarda powierzchnia chroniąca przed zużyciem i przenosi większą część obciążenia udarowego w niesprężystym oddziaływaniu membranowym. Koncepcja warstwowa umożliwia optymalny rozkład grubości warstwy stalowej pomiędzy stalowymi warstwami pierwszą 34 i drugą 36 konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18 i tworzy najbardziej efektywny układ konstrukcyjny. Właściwości elastomerowego rdzenia 38 w zakresie izolacyjności termicznej stwarzają cieplejsze środowisko dla pierwszej warstwy 34 i stalowych elementów konstrukcji nośnej, jak na przykład wzdłużniki 22 i wręgi denne 24, co umożliwia zastosowanie tańszych stali o mniejszej odporności udamościowej. W stanie wypadkowym lub w stanie ekstremalnego obciążenia ciągliwy elastomerowy rdzeń 38 konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18 zwiększa odporność na przebicie warstw pierwszych 34 i drugich 36, wytwarza bardziej jednorodne pola naprężeń w warstwach pierwszych 34 i drugich 36, ponieważ odkształcenie występuje jedynie na elementach podpierających, jak na przykład wzdłużniki 22 i wręgi denne 24, zmniejsza miejscowe odkształcenia ścinające i w przypadku obciążeń udarowych wydatnie zwiększa odporność warstw pierwszych 34 i drugich 36 w zakresie niszczenia nad poprzecznymi elementami podpierającymi. Elastomerowy rdzeń 38 wewnątrz konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18 wewnętrznego kadłuba 20 stanowi warstwę skutecznie zapobiegającą propagacji pęknięć pomiędzy kadłubem zewnętrznym 22, konstrukcją denną lub boczną co daje duże zabezpieczenie przed uszkodzeniem podczas kolizji lub osiadania na mieliźnie, i pierwszymi warstwami 34 wewnętrznego kadłuba 20, lezącymi obok zbiorników ładunku. Warstwa zapobiegająca propagacji pęknięć w połączeniu z innymi elementami wydatnie zmniejsza bądź nawet eliminuje

189 127 prawdopodobieństwo wycieku oleju, który mógłby wystąpić w wyniku propagacji pęknięć do zbiornika ładunku z rozerwania zewnętrznego kadłuba.

Konstrukcja z płyt kompozytowych jest mniej przeciążona, a dzięki jej płaskim powierzchniom jest łatwiejsza do nakładania, kontroli i utrzymania na nim powłok ochronnych. Pękanie powłoki występuje najczęściej w miejscach trudno dostępnych, jak na przykład na spodnich stronach kołnierzy lub na przecięciach kołnierzowych wstęg (nie pokazano), gdzie nałożenie pierwszej powłoki może być nieodpowiednie, a ponowne nakładanie powłok jest utrudnione, ponieważ w konstrukcji z płyt kompozytowych występuje mniejsze pole powierzchni przeznaczonej do zabezpieczenia. Jest więc mniej prawdopodobne występowanie problemów korozyjnych oraz wzrasta trwałość eksploatacyjna.

Początkowy koszt wytworzenia dwukadłubowej konstrukcji z stalowo-elastomerowostalowych płyt kompozytowych 18 jest mniejszy niż z tradycyjnych odpowiedników stalowych. Koszt materiału rdzenia elastomerowego 38, montażu i dodatkowego spajania związanego z konstrukcyjnymi płytami kompozytowymi 18 jest skompensowany przez wyeliminowanie znacznej ilości konwencjonalnych usztywniaczy z warstwy stalowej, wyeliminowanie członów podpierających, jak na przykład płyt kołnierzowych lub elementów kompensacyjnych usytuowanych wzdłużnie na przecięciach wręgów poprzecznych, dennych lub grodziowych, oraz wyeliminowanie zasadniczych powierzchni, które muszą być malowane i konserwowane w przypadku tradycyjnych kadłubów Dalsze korzyści w zakresie kosztów wynikają z dłuzszej trwałości eksploatacyjnej i mniejszych kosztów ubezpieczenia w zakresie odpowiedzialności i ładunku przy niższych kosztach bieżących, które wynikają ze zmniejszenia ciężaru statku oraz niższych kosztów ogrzewania ropy podczas transportu.

Podstawowym uzasadnieniem wykonywania dwukadłubowych zbiornikowców ropy jest zmniejszenie prawdopodobieństwa wycieku ropy w razie wystąpienia wypadkowych lub ekstremalnych obciążeń, na przykład podczas osiadania na mieliźnie bądź przy kolizji. Pod tym względem konstrukcyjna płyta kompozytowa 18 według wynalazku jest bardziej skuteczna w porównaniu z tradycyjnymi konstrukcjami.

Przeprowadzone na wielką skalę testy dla tradycyjnych kadłubów wykazały, że przerwanie zewnętrznego kadłuba w dwukadłubowej konstrukcji stalowej aktualnie wykonywanej następuje w wyniku propagacji pęknięcia od początkowego przerwania zewnętrznego kadłuba, nawet jeśli głębokość penetracji w kadłub przez skałę lub inny obiekt będzie mniejsza od odstępu pomiędzy kadłubem wewnętrznym i zewnętrznym. Nieodzowne staje się izolowanie zbiornika ładunku za warstwą powstrzymującą propagację pęknięcia 15. Na fig. 4 - 7 przedstawiono połączenie konstrukcyjnych płyt kompozytowych 18 kadłuba wewnętrznego 20 z grodziami 26, wręgami dennymi 24 i wzdłużnikami 22 z płyty kompozytowej 18. Wzdłuznik 22 wystaje w przód i łączy się z wręgiem dennych 24 poniżej poprzecznej grodzi 26. Wzdłużne krawędzie wzdłużnika 22 są połączone bezpośrednio tylko do pierwszej warstwy 34 zewnętrznego kadłuba 28 i drugiej warstwy 36 kadłuba wewnętrznego 20. Wewnątrz konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18 kadłuba wewnętrznego 20 umieszczone są elementy dystansowe 44 w taki sposób, że występują w połowie odległości pomiędzy wzdłużnikami 22. Jak pokazano na fig. 5 prosta spoina pachwinowa 48 mocuje wzdłużną krawędź 46 elementu dystansowego 44 do drugiej wewnętrznej powierzchni 66 drugiej warstwy 36 kadłuba wewnętrznego 20, a prosta spoina doczołowa 55 mocuje krawędzie 52 i 54 segmentów 18a i 18b pierwszej warstwy 34 kadłuba wewnętrznego 20 do krawędzi 50 elementu dystansowego 44 łącząc, odpowiednie elementy płyty kompozytowej 18. Takie proste spoiny mają na celu ułatwienie wytwarzania i automatyzacji operacji spawalniczych. Rozmieszczenie elementów dystansowych 44 w środku odległości pomiędzy wzdłużnikami 22, w połączeniu z półokrągłym wycięciem 60 we wręgu dennym 24 przy poprzecznej grodzi 26 i w pobliżu elementu dystansowego 44 konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18 kadłuba wewnętrznego 20, tworzy skuteczną barierę zapobiegającą propagacji pęknięć. Na fig. 8-10 wyraźnie pokazano, że jedyny kontakt powierzchni metalowych pomiędzy pierwszą warstwą 34 i drugą warstwą 36 konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18 kadłuba wewnętrznego 20 występuje

189 127 na elemencie dystansowym 44. Kadłub wewnętrzny 20 jest skutecznie odizolowany od wpływów propagacji pęknięć poprzez umieszczenie elementu dystansowego 44 w znacznej odległości od wzdłużników 22 i poprzez pozostawienie wycięcia 60 we wręgu dennym 24 w pobliżu elementu dystansowego 44 w płycie kompozytowej 18 wewnętrznego kadłuba 20. Propagacja pęknięć od kadłuba zewnętrznego 28 poprzez wzdłużniki 22 jest powstrzymywana przez elastomerowy rdzeń 38 w kadłubie wewnętrznym 20. Rozprzestrzenianie się pęknięć, przebiegających od kadłuba zewnętrznego 28 poprzez wręg denny 24 lub inne podobne poprzeczne człony konstrukcyjne, kończy się na wycięciu 60, co skutecznie zapobiega propagacji pęknięć poprzez element dystansowy 44 do pierwszej warstwy 34 konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18 kadłuba wewnętrznego 20.

Półokrągłe wycięcie 60 jest typową nieciągłością konstrukcyjną stosowaną do przerywania pęknięć w konstrukcjach narażonych na propagację pęknięć wskutek występowania naprężeń zmęczeniowych. Półokrągłe wycięcie 60 zamykane jest korkiem 62. Korek 62 posiada obwodowe kołnierze 64 po każdej stronie wręgu dennego 24, co tworzy na każdej stronie hermetyczne komory. Korek 62 może być przykładowo odlewanym na miejscu elastomerem, choć mogą być także zastosowane inne rodzaje korków. Na fig. 5, 6 i 7 pokazano sposób izolowania ładowni 68 za pomocą poliuretanowego elastomerowego rdzenia 38 od zewnętrznej konstrukcji okrętu, z jedynym bezpośrednim połączeniem metalu z metalem występującym pomiędzy pierwszą warstwą 34 konstrukcyjnej płyty kompozytowej 18 kadłuba zewnętrznego 20 z pozostałą częścią konstrukcji statku poprzez element dystansowy 34 usytuowany pomiędzy warstwą pierwszą 34 i drugą 36, jak pokazano na fig. 5.

Jak pokazano na fig. 6 gródź 26 jest mocowana do drugiej warstwy 36 kadłuba wewnętrznego 20 w drodze spawania, lub innymi środkami. Elastomerowy rdzeń 38 tworzy warstwę powstrzymującą propagację pęknięć 15 pomiędzy wręgami dennymi 24 i grodzią 26. Aby uniknąć bezpośredniego stykania się metalu z metalem pomiędzy pierwszą warstwą 34 i drugą warstwą 36 kadłuba wewnętrznego 20 w obszarze kadłuba wewnętrznego 20 pomiędzy wręgami dennymi 24 i grodzią 26 może być wykonana szczelina 67 (fig. 10) w elemencie dystansowym 44 (pokazanym w rzucie bocznym na fig. 10) w miejscu, w którym element dystansowy 44 przechodzi pomiędzy wręgiem dennym 24 i grodzią 26. Szczelina 67 przebiega na niewielkiej odległości w obie strony od poprzecznych elementów, jak wspomniano powyżej. Dodatkowe elementy dystansowe mogą być umieszczone poprzecznie do elementów dystansowych usytuowanych wzdłużnie, tworząc margines spawalniczy wokół wręgu dennego 24 i grodzi 26. Po spawaniu szczelina 67 zostaje wypełniona elastomerem. Izoluje to skutecznie ładownię 68 od wpływu na konstrukcję boczną kadłuba propagacji pęknięć wynikających z kolizji z innym statkiem poprzez elementy stalowe.

Oprócz powstrzymywania propagacji pęknięć obecny wynalazek oferuje również większą zdolność pochłaniania energii w porównaniu z tradycyjnymi konstrukcjami dwukadłubowymi. Większa koncentracja materiału warstwy stalowej w płytach kadłuba, w połączeniu z właściwościami fizycznymi warstwowych płyt stalowo-elastomerowo-stalowej, jak na przykład zwiększonego wskaźnika przekroju oraz sprężystej podatności elastomeru, przyczyniają się do zwiększenia miejscowej plastyczności, na przykład zmniejszają miejscowe naprężenia zginające i ścinające wokół ostro zarysowanych lub małych punktów obciążenia i wraz ze wzdłuznikami zaprojektowanymi do plastycznego odkształcenia (wyginania) pod wpływem obciążeń wypadkowych lub ekstremalnych powoduje wzrost odkształceń materiału w plastycznym oddziaływaniu membranowym, wzrost ilości materiału stykającego się z uderzonym lub uderzającym obiektem, opóźnienie inicjacji rozerwania i zwiększenie zdolności pochłaniania energii. W rezultacie uzyskuje się kadłub o zwartej powłoce odpowiedni na zbiornikowiec do transportu ropy naftowej o zwiększonej odporności na obciążenia udarowe. Dla zapewnienia zdolności przetrwania zbiornikowiec zaprojektowano dla utrzymywania integralności wzdłużnika po wystąpieniu dowolnych prawdopodobnych wypadkowych lub ekstremalnych obciążeń. Uproszczenie układu konstrukcyjnego zmniejsza ilość przecięć wręgów poprzecznych oraz ilość miejsc narażonych na naprężenia zmęczeniowe. Elastomer powinien być

189 127 dobrany pod względem odporności na oddziaływanie paliw i ropy oraz nieprzenikalny dla wody. Powinien także wykazywać dobrą przyczepność do warstw stalowych, pomiędzy które jest wylewany. Poprawnie dobrany elastomer zapobiega migracji wody, paliwa lub ropy pomiędzy warstwą wewnętrzną i zewnętrzną w każdym z kadłubów, w przypadku gdy korozja bądź przetarcie spowodują przedziurawienie jednej z warstw kadłuba.

Konstrukcyjna płyta kompozytowa 18 według wynalazku została opracowana jako rozwiązanie konkurencyjne w zakresie ekonomicznym i technologicznym przy wytwarzaniu i konserwacji.

Choć przedstawiono tu jeden przykład wykonania obejmujący zasady obecnego wynalazku, dla specjalistów będzie oczywiste wprowadzenie wielu odmiennych przykładów obejmujących te zasady, z których wszystkie pozostają w zakresie obecnego wynalazku.

POS. 1 <Ba

6&tjUUH4Bl no

POS. 2

I02

I3

189 127

POS. 3

FIG. 1

189 127

FIG. 3

189 127

189 127

FIG. 9

Departament Wydawnictw UPRP. Nakład 50 egz Cena 4,00 zł

Claims (31)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Konstrukcyjna płyta kompozytowa, zawierająca metalową pierwszą warstwę, posiadającą pierwszą powierzchnię wewnętrzną i pierwszą powierzchnię zewnętrzną oraz metalową drugą warstwę oddaloną od pierwszej warstwy i posiadającą drugą powierzchnię wewnętrzną i drugą powierzchnię zewnętrzną oraz warstwę środkową wypełniającą wnękę pomiędzy warstwami pierwszą i drugą, znamienna tym, ze warstwę środkową stanowi wypełniający wnękę (56) rdzeń (38) zawierający termoutwardzalne tworzywo sztuczne, o wytrzymałości na rozciąganie w zakresie od 20 do 55 MPa, przy czym przenoszący obciążenia robocze rdzeń (38) trwale przywiera do pierwszej powierzchni wewnętrznej pierwszej warstwy (34) i drugiej powierzchni wewnętrznej (66) drugiej warstwy (36).
2. 2. Konstrukcyjna płyta kompozytowa według zastrz. 1, znamienna tym, że tworzywo sztuczne rdzenia (38) jest elastomerem.
3. 3. Konstrukcyjna płyta kompozytowa według zastrz. 2, znamienna tym, ze elastomer rdzenia (38) jest poliuretanem.
4. 4. Konstrukcyjna płyta kompozytowa według zastrz. 1, znamienna tym, że każda z warstw pierwszej (34) i drugiej (36) ma grubość w zakresie od 6 do 25 mm.
5. 5. Konstrukcyjna płyta kompozytowa według zastrz. 1, znamienna tym, że tworzywo sztuczne rdzenia (38) ma twardość Shore’a w zakresie od 70A do 80D.
6. 6. Konstrukcyjna płyta kompozytowa według zastrz. 1, znamienna tym, ze tworzywo sztuczne rdzenia (38) ma wydłużenie w zakresie od 100 do 800%.
7. 7. Konstrukcyjna płyta kompozytowa według zastrz. 1, znamienna tym, że tworzywo sztuczne rdzenia (38) ma moduł sprężystości w zakresie od 2 dol04MPa.
8. 8. Konstrukcyjna płyta kompozytowa według zastrz. 1, znamienna tym, że warstwy pierwsza (34) i druga (36) są ze stali.
9. 9. Konstrukcyjna płyta kompozytowa zastrz. 1, znamienna tym, ze w co najmniej jednej z metalowych warstw pierwszej (34) i drugiej (36) jest ukształtowany przelotowy otwór (70) zamknięty metalowym korkiem (62).
10. 10. Konstrukcyjna płyta kompozytowa według zastrz. 9, znamienna tym, ze korek (62) jest zamocowany w otworze (70) za pomocą gwintu.
11. 11. Konstrukcyjna płyta kompozytowa według zastrz. 1, znamienna tym, że we wnęce (56) pomiędzy metalowymi warstwami pierwszą (34) i drugą (36) jest umieszczony co najmniej jeden element dystansowy (44).
12. 12. Konstrukcyjna płyta kompozytowa według zastrz. 11, znamienna tym, że element dystansowy (44) jest zamocowany do co najmniej jednej z warstw pierwszej (34) i drugiej (36).
13. 13. Konstrukcyjna płyta kompozytowa według zastrz. 12, znamienna tym, że element dystansowy (44) jest zamocowany do co najmniej jednej warstw pierwszej (34) i drugiej (36) za pomocą spoin (48, 55).
14. 14. Konstrukcyjna płyta kompozytowa według zastrz. 12, znamienna tym, ze element dystansowy (44) jest zamocowany do co najmniej jednej warstw pierwszej (34) i drugiej (36) za pomocą warstwy kleju.
15. 15. Konstrukcyjna płyta kompozytowa według zastrz. 11, znamienna tym, że element dystansowy (44) jest z metalu.
16. 16. Konstrukcyjna płyta kompozytowa według zastrz. 11, znamienna tym, ze element dystansowy (44) jest z tworzywa sztucznego.
17. 17. Sposób wytwarzania konstrukcyjnej płyty kompozytowej, w którym umieszcza się metalową pierwszą warstwę i w oddaleniu od niej metalową drugą warstwę tworząc wnękę na

    189 127 rdzeń pomiędzy skierowanymi do siebie pierwszą powierzchnią wewnętrzną pierwszej warstwy i drugą powierzchnią wewnętrzną drugiej warstwy i napełnia się wnękę termoutwardzalnym tworzywem sztucznym, znamienny tym, ze utwardza się tworzywo sztuczne do uzyskania przywierania tworzywa sztucznego do skierowanych do siebie powierzchni wewnętrznych pierwszej i drugiej (66) odpowiednio pierwszej warstwy (34) i drugiej warstwy (36) i przenoszenia obciążeń roboczych, i wytwarza się we wnęce (56) rdzeń (38) z tworzywa sztucznego o wytrzymałości na rozciąganie w zakresie od 20 do 55 MPa.
18. 18. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że w metalowych warstwach pierwszej (34) i drugiej (36) kształtuje się część z marginesem spawalniczym (58) w części wnęki (56) na rdzeń (38) w sąsiedztwie części przeznaczonej do spawania, a nieutwardzone tworzywo sztuczne wprowadza się do wnęki (56) na rdzeń (38) z pominięciem marginesu spawalniczego (58).
19. 19. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że kształtuje się część przeznaczoną do spawania w postaci obwodowej krawędzi.
20. 20. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że wykonuje się przelotowy otwór (70) w co najmniej jednej z warstw metalowych wewnętrznej (34) i zewnętrznej (36) i przez ten otwór (70) wprowadza się nieutwardzony materiał plastyczny do wnęki (56) na rdzeń (38).
21. 21. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że po napełnieniu wnęki (56) materiałem elastomerowym zamyka się otwór (70).
22. 22. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że otwór (70) zamyka się metalowym korkiem (62).
23. 23. Sposób według zastrz. 21, znamienny tym, że do zamknięcia otworu (70) stosuje się korek (62) z gwintem.
24. 24. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że wnękę (56) kształtuje się umieszczając co najmniej jeden element dystansowy (44) pomiędzy warstwami metalowymi wewnętrzną (34) i zewnętrzną (36).
25. 25. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że mocuje się element dystansowy (44) do co najmniej jednej z warstw pierwszej (34) i drugiej (36).
26. 26. Sposób według zastrz. 25, znamienny tym , e element dystansowy (44) mocuje się popozez spawίmis.
27. 27. Sposób według zz-iste. 25, znamnenny tym , że el^r^e^nt dystansowy 044 modije się poprzez klejenie.
28. 28. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, ze stosuje się element dystansowy (44) wykonany z metalu.
29. 29. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że stosuje się element dystansowy (44) wykonany z tworzywa sztucznego.
30. 30. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że nieutwardzone tworzywo sztuczne wprowadza się do wnęki (56) na rdzeń (38) przez jej otwarty koniec.
31. 31. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, ze przykleja się elastomerowy rdzeń (38) do zwróconych do siebie powierzchni warstw pierwszej (34) i drugiej (36), przy czym warstwy pierwszą (34) i drugą (36) kształtuje się o grubości w zakresie od 6 do 25 mm.