Impacttests op RAMSSES-scheepsrompdemonstrator tonen veerkracht van composieten

Partners in het project Realisatie en demonstratie van geavanceerde materiaaloplossingen voor duurzame en efficiënte schepen (RAMSSES) werken aan het demonstreren van een composiet schip dat 40% minder weegt dan een stalen equivalent, wat een aanzienlijke vermindering van brandstofverbruik en emissies oplevert.

Onder leiding van Damen Schelde Naval Shipbuilding (DSNS, Gorinche, Nederland) en Damen Gorinchem (DSGo), in samenwerking met InfraCore Co. (Rotterdam, Nederland), Evonik (Essen, Duitsland), Airborne UK en TNO (Nederlandse Organisatie voor toegepaste wetenschappelijke onderzoek), werd in juli 2020, na drie jaar ontwikkeling, een zes meter hoog, composiet rompgedeelte onthuld. Met de titel "Custom Made Hull for Offshore Vessel", is dit een van de 13 demonstranten die worden gebouwd in het RAMSSES-project.

Uniek in dit demonstratieproject is dat de hele cyclus van productontwerp, nieuwe harsontwikkeling, alternatieve vezelarchitecturen, nieuwe verbindingsoplossingen, opschaling van infusietechnologie, validatie van grote composietstructuren en risicogebaseerd ontwerp wordt ontwikkeld en getest onder auspiciën van het mariene classificatiebureau Bureau Veritas (BV). Bovendien waren de partners pioniers in de mogelijkheid om dikke laminaten tot zes meter hoog te infuseren die de scheepsrompstructuren op ware grootte vertegenwoordigen.

Zoals beschreven in CW ’s december 2019-functie “Het verwijderen van belemmeringen voor het lichtgewicht maken van schepen met composieten”, en in DSNS-persberichten is er momenteel geen goedgekeurde richtlijnen voor composietschepen. Regelgeving voor composiet scheepsbouw geldt alleen voor schepen tot 500 ton — ongeveer 25 meter lang. RAMSSES wil dit aanpakken door de composiettechnologie en -capaciteit op te schalen om composietschepen tot 85 meter lang te ontwerpen, produceren en op de markt te brengen in volledige overeenstemming met Safety of Life at Sea (SOLAS) en klassevoorschriften.

Het zal dit doen door het productieproces van grote composietconstructies te valideren met economische verbetering en belangrijke prestatie-indicatoren voor brandwerendheid, slagvastheid en structurele robuustheid. Bovendien heeft het uitvoeren van de assemblage bij DSNS de haalbaarheid aangetoond om composietschepen te bouwen in scheepswerven die traditioneel zijn toegewijd aan staal.

Nu bewijzen impacttests op de RAMSSES-demonstrator bij DSNS in Vlissingen, Nederland, de veerkracht van composieten tegen ruwe mariene omgevingen. Op de RAMSSES-romp en het composiet helikopterdek werden meerdere impacttests gedemonstreerd die de noodlandingslasten van helikopters overtroffen.

Dit werkgedeelte van het RAMSSES-project wordt geleid door DSNS en Damen Shipyards Gorinchem, die het baseline-ontwerp heeft ontwikkeld. Engineering is uitgevoerd door Airborne UK en InfraCore Co., die de expertise van het bedrijf op het gebied van composieten naar het project hebben gebracht. Evonik heeft de hars ontwikkeld om de composieten te infuseren. Na de montage voert TNO full-scale tests uit voor validatie van ontwerp, kwaliteitsmanagement en structurele prestaties. Bureau Veritas heeft consultancy en advies gegeven die een slimme weg naar goedkeuring zullen bieden.

Het goedkeuringsproces is ontwikkeld in nauwe samenwerking met Research Institutes of Sweden (RISE), Netherlands Maritime Technology Foundation en Bureau Veritas. Er is al een Hazld-test (hazard-identificatie) uitgevoerd door RISE en Bureau Veritas om alle brandrisico's aan te pakken.

“Het werk dat we hier doen is belangrijk voor de toekomst van de scheepvaart. Duurzaamheid is momenteel een belangrijk aandachtspunt in de industrie en de scheepsbouw is daarop geen uitzondering”, zegt Marcel Elenbaas, senior engineer bij Research &Technology Support DSNS. “Het gebruik van composieten voor grotere schepen heeft grote gevolgen voor het gehele ontwerp van het schip. Als het lichter is, verbruikt een schip minder brandstof en produceert het minder uitstoot. Het schip heeft ook kleinere motoren nodig, wat meer ruimte betekent voor extra systemen, wat zorgt voor een veelzijdiger platform. En natuurlijk hebben composieten aanzienlijk minder onderhoud nodig dan een stalen vat. Met RAMSSES hebben we de mogelijkheid om de effectiviteit en levensvatbaarheid van grootschalige composiet scheepsbouw aan te tonen.”

Het RAMSSES-project heeft financiering ontvangen van het Horizon 2020-onderzoeks- en innovatieprogramma van de Europese Unie onder subsidieovereenkomst nr. 723246. Andere demonstrators in het RAMSSES-project zijn onder meer innovatieve componenten en modulaire lichtgewichtsystemen, maritieme uitrusting, de toepassing van hoogwaardig staal in rompconstructies, de integratie van composietmaterialen in verschillende constructies voor wereldwijde reparatie.