Effects of bottom plate corrosion on structural realiability of ships.

A engenharia é a ciência que transforma os conhecimentos das disciplinas básicas aplicadas a fatos reais. Nosso mundo está rodeado por essas realizações da engenharia, e é necessário que as pessoas se sintam confortáveis e seguras nas mesmas. Assim, a segurança se torna um fator importante que deve ser considerado em qualquer projeto. Na engenharia naval, um apropriado nível de segurança e, em consequência, um correto desenho estrutural é baseado, atualmente, em estudos determinísticos com o objetivo de obter estruturas capazes de suportar o pior cenário possível de solicitações durante um período de tempo determinado. A maior parte das solicitações na estrutura de um navio se deve à ação da natureza (ventos, ondas, correnteza e tempestades), ou, ainda, aos erros cometidos por humanos (explosões internas, explosões externas e colisões). Devido à aleatoriedade destes eventos, a confiabilidade estrutural de um navio deveria ser considerada como um problema estocástico sob condições ambientais bem caracterizadas. A metodologia probabilística, baseada em estatística e incertezas, oferece uma melhor perspectiva dos fenômenos reais que acontecem na estrutura dos navios. Esta pesquisa tem como objetivo apresentar resultados de confiabilidade estrutural em projetos e planejamento da manutenção para a chapa do fundo dos cascos dos navios, as quais são submetidas a esforços variáveis pela ação das ondas do mar e da corrosão. Foram estudados modelos estatísticos para a avaliação da estrutura da viga-navio e para o detalhe estrutural da chapa do fundo. Na avaliação da estrutura da viga-navio, o modelo desenvolvido consiste em determinar as probabilidades de ocorrência das solicitações na estrutura, considerando a deterioração por corrosão, com base numa investigação estatística da variação dos esforços em função das ondas e a deterioração em função de uma taxa de corrosão padrão recomendada pela DET NORSKE VERITAS (DNV). A abordagem para avaliação da confiabilidade dependente do tempo é desenvolvida com base nas curvas de resistências e solicitações (R-S) determinadas pela utilização do método de Monte Carlo. Uma variação estatística de longo prazo das adversidades é determinada pelo estudo estatístico de ondas em longo prazo e ajustada por uma distribuição com base numa vida de projeto conhecida. Constam no trabalho resultados da variação da confiabilidade ao longo do tempo de um navio petroleiro. O caso de estudo foi simplificado para facilitar a obtenção de dados, com o objetivo de corroborar a metodologia desenvolvida.Engineering is the science that transforms the processes of the applied science to real facts. Our world is surrounded by these achievements and it is necessary that people feel comfortable with them. Thus, safety becomes an important factor that must be considered in any design. In the engineering of ships, a satisfactory level of security and consequently a correct structural design is currently based on deterministic approaches aiming to obtain structures able to withstand the loads worst-case scenario over a period of time. The main loads in the structure of a ship is due to the action of nature (wind, waves, currents and storms), or even mistakes made by humans (internal explosions, external explosions and collisions). Due to the randomness of these events, the structural reliability of a ship should be considered as a stochastic environmental problem under specific conditions. The probabilistic approach based on statistical uncertainties provides a better perspective of the real phenomena that occur in the structure of the ships. This research has the objective of presenting results of structural reliability in projects and maintenance planning for the bottom plate of the ship hull, which is subjected to varying efforts by the action of the shock waves of the sea and thickness reduction due to corrosion effects. Statistical evaluations were performed for the hull-girder structure and the structural detail of the bottom plate. In the evaluation of the hull-girder model, the objective of the developed method is to determine the probability of occurrence of loads that support the structure, considering the deterioration due to corrosion. The wave loads occurrence have been defined on measurements of wave heights from buoy at the Perus sea and deterioration of bottom plate due to corrosion rate defined by Det Norske Veritas (DNV) standard. The approach for assessing the time-dependent reliability is developed based on resistance and solicitations curves (R-S), determined using the Monte Carlo method. A statistical variation in long-term adversities is determined by statistical analysis of waves in long term and adjusted by a distribution based on life of known design. The study presents results of the variation of the reliability over time for an oil-tanker ship. The case of study was simplified to facilitate the acquisition of data for the purpose of corroborating the developed methodology