Framtidens eldrivna bilfärjor måste byggas med så lätta, men ändå brandsäkra material som möjligt. Enligt ett innovationsprojekt som genomförts inom ramen för Trafikverkets branschprogram Hållbar sjöfart som drivs av Lighthouse lämpar sig extra hållfasta stål bra för det.

– Om man ska bygga elfartyg som ska gå längre distanser än idag så är vikten en helt avgörande faktor, säger Ramin Moshfegh, senior affärsutvecklare på RISE som lett innovationsprojektet Elättra.

Projektet är en uppföljning på Lätta elfartyg/ Electric Light, där en konceptuell design för en eldriven RoPax-färja (roll-on/roll-off passenger vessel) togs fram. Redan i det projektet slogs det fast att extra höghållfasta stål är mer lämpade än aluminium och kompositmaterial för att skapa en lätt och brandsäker fartygsstruktur – en nödvändighet för den här typen av fartyg.

Enligt nuvarande klassregler rekommenderas dock extra höghållfasta stål enbart för särskilt specialiserade applikationer ombord på fartyg. Inom Elättra-projektet har man därför utforskat möjligheterna att omdesigna andra fartygsstrukturer och delstrukturer med hjälp av extra höghållfasta stål. Målet är att utveckla en praktisk metod för att optimera den strukturella designen och som testfall använde man bildäck och akterramp på en Stena RoPax-färja.

– Vad händer om vi byter vanligt stål mot höghållfasta stål? Vi testade på tre olika detaljer. Det vi upptäckte var att designen måste anpassas till det nya materialet. Problemet är det ofta finns regler och standarder som sätter stop för det. Med höghållfasta stål behöver man till exempel inte bygga lika tjockt som standarden säger att man ska göra med det billigare vanliga stålet.

Med andra ord behöver man inte använda lika mycket material om bygger med höghållfasta stål.

– Ur ett recyclingsperspektiv är det förstås positivt. Det förbrukas mindre energi både vid tillverkning av fartyget och vid driften av det. Varje komponent som kan ersättas med höghållfasta stål blir 20 procent lättare. För att få ner viktminskningen rejält måste man arbeta med stora areor motsvarande bildäck och akterramp.

Resultaten av studien, som analyserat höghållfasthet, bucklingskapacitet och utmattningsegenskaper, visar i stort att design med extra höghållfasta stål lämpar sig väl för framtidens lätta och energieffektiva fartyg. Det finns dock utmaningar.

 – Ett problem är att det är svårt att svetsa höghållfasta material. Därför måste tillverkningsmetodiken förändras. Idag är pressning med hög presskraft ett gångbart alternativ som minskar behovet av svetsning.

Ett annat stort hinder är förstås klassningssällskapens standarder som behöver moderniseras för att bättre spegla moderna material och designmetoder.

– Det här är framtiden, nu måste vi göra det här. Nu gäller det att arbeta för både ändrade standarder och tillverkningsprocesser, säger Ramin Moshfegh.

Rapporten ELÄTTRA – Utilization of high-strength steel for weight reduction of large electric ships har författats av:
Ramin Moshfegh & Andreas Bach, RISE Research Institutes of Sweden
Zhiyuan Li & Jonas W Ringsberg, Chalmers University of Technology
David Gotvall, MacGregor AB
I samarbete med:
Stena Rederi AB and SSAB