On implementation and analysis of stability calculations of the new Polar Code
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2017-08-28
Department
Major/Subject
Meritekniikka
Mcode
K3005
Degree programme
Konetekniikan koulutusohjelma
Language
en
Pages
81+23
Series
Abstract
The Polar Code developed by IMO became in to force at the beginning of 2017. It brings more requirements for ships navigating in the polar waters where coldness, floating ice and remoteness to infrastructure poses special risks compared to open waters. The new requirements are focusing to accident prevention and survivability after accident with the means of proper ship design, crew skills and survival equipment. Polar Code requires also methods for the protection of polar environment. Polar Code requires all ships that are intended to navigate at the polar waters to have Polar Water Certificate, which proves that the ship and its crew fulfils the relevant requirements. This study focuses on the chapter four of the Polar Code, concerning ship stability and subdivision. The topic covers two requirements: intact stability due to icing and damage stability due to ice-related damage. The aim of this thesis is to (1) assess the background of these requirements to enlighten where these requirements come from, (2) develop calculation tools for studying these stability scenarios and (3) analyse the effect of the stability requirements with example cases. The interpretation of Polar Code is still somewhat unclear due to ambiguous phrasing and lack of precedent cases. The thesis offers a way for interpreting the damage stability requirement. This selection of interpretation is needed for the calculation tool. In addition, this thesis provides overall view on Polar Code requirements, but focusing mainly on the stability requirements. The risk of accident at polar waters is naturally higher with existing ships that are not in accordance with all Polar Code’s requirements. The damage stability requirement is not mandatory for existing ships, whereas the icing rule is. Thus analysing a pre-Polar Code ship contributes interesting results since the Polar Code’s damage stability case is not taken into account when existing ships are designed and built. However it is possible for existing passenger ship to acquire polar ship certificate and start cruising in the polar areas, and in the worst case experience ice-related damage. As a result of the work the rules and their effect on studied ships is revealed. Ice accretion vales are originated from fishing vessel rules, but are adequate for larger ships. The background of extents used in ice damage remained unsolved. However the extents revealed to reasonable. The developed tool worked as intended and enabled case studies. The case studies indicated that icing is not big risk for existing ships. However, the studied SOLAS 2009 design passenger was revealed to be vulnerable for ice related damages in 13 of 1589 damage scenarios that fulfil the damage extents as defined in Polar Code.IMO:n kehittämä Polarkoodi on tullut voimaan vuoden 2017 alussa. Se tuo mukanaan lisää vaatimuksia, jotka koskevat polaari alueiden aluksia. Arktisilla ja Antarktisilla vesillä liikuttaessa kylmyys, jää ja infrastruktuurin puute lisäävät riskejä. Uudet vaatimukset on tarkoitettu ennaltaehkäisemään riskejä, sekä parantamaan onnettomuudesta selviytymistä lisäämällä vaatimuksia laivan suunnitteluun ja varusteluun. Polarkoodi asettaa myös lisävaatimuksia ympäristön suojeluun. Polarkoodi velvoittaa kaikkia aluksia, joilla operoidaan Arktisilla tai Antarktisilla alueilla, hank-kimaan ’Polar Water Certificate’ -todistuksen joka todistaa laivan ja sen miehistön täyttävän Polarkoodin vaatimukset. Tämä tutkimus keskittyy Polarkoodin neljänteen lukuun, joka koskee laivan vakavuutta ja osastointia. Tutkimuksen aihe kattaa kaksi sääntöä: ehjän laivan vakavuus jään kertymisen seurauksena, sekä vaurioituneen laivan vakavuus jään aiheuttaman vaurion vuoksi. Tutkimuksen tarkoitus on (1) käsitellä molempien sääntöjen taustoja ja historiaa, (2) kehittää laskentatyökalu sääntöjen mukaisten tilanteiden luomiseen ja laskentaan ja (3) analysoida vakavuus sääntöjen vaikutusta tapaustutkimuksen avulla. Jotkin Polarkoodin säännöt ovat monitulkintaisia ja ennakkotapauksia tulkinnoista ei ole julkisesti saatavilla. Tästä syystä tutkimus tarjoaa tulkin-tatavan vauriovakavuus -säännölle, jotta laskentatyökalun kehitys on mahdollista. Työ antaa myös laajemman kuvan Polarkoodin muista vaatimuksista, keskittyen kuitenkin pääasiassa vakavuussääntöihin. Onnettomuuden seuraukset ovat luonnollisesti vakavampia niille laivoille jotka ei ole täysin Polarkoodin mukaisia, kuin niille jotka on suunniteltu täysin sen mukaisesti. Vauriovakavuutta koskeva sääntö ei ole pakollinen olemassa oleville laivoille. Tämän vuoksi vauriovakavuuden tapaustutkimus onkin mielenkiintoinen olemassa oleville laivoille, paljastaen miten tällainen laiva selviäisi Polarkoodin mukaisesta jäävauriosta. Työn tuloksena säännöt ja niiden vaikutus esimerkkilaivoihin selviää. Jään kertymisen arvot ovat alun perin tarkoitettu kalastusaluksille, mutta ovat kohtuullisia myös isommille aluksille. Vauriovakavuuden suhteen selkeää selitystä jäävaurion mitoille ei löytynyt, mutta käytetyt mitat ovat tutkimuksen mukaan riittävät. Tässä työssä kehitetyt menetelmät jään kertymisen ja relevanttien jäävaurioiden luomiseen mahdollistivat tapaustutkimukset, joiden perusteella jään kertyminen ei ole riski tutkituille aluksille. Jäävauriot puolestaan osoittautuivat kriittisiksi tutkitulle, SOLAS 2009 mukaisesti suunnitellulle risteilijälle jonka 1589 relevantista vauriosta 13 ei toteuttanut Polarkoodin vaatimusta vauriovakavuudelle.Description
Supervisor
Kujala, PenttiThesis advisor
Ruponen, PekkaKeywords
Polar Code, damage stability, intact stability, ice damage, icing