Kuinka pneumaattiset kumiparvet varmistavat aluksen ja laiturin suojaamisen?

Perustoimintaperiaate: Miten pneumaattiset kumiturvatyynyt ottavat vastaan laituriin tönähdysenergian

Puristuva ilmaydin ja vahvistettu elastomeerinen kuori mahdollistavat asteittaisen, alhaisen kimmoisuuden omaavan energian absorboinnin

Kun alukset tulevat rantaan satamassa, pneumaattiset kumiturvatyynyt toimivat puristamalla niiden sisällä olevaa ilmaa joutuen siten ottamaan vastaan koko törmäysvoiman. Iskun aikana turvatyynyn ilmaydin työntyy hitaasti vastustavasti takaisin puristusta vastaan. Samanaikaisesti ulompi kerros säilyttää lujuutensa erityisten vahvisteaineiden ansiosta, jotka on suodattu sen läpi. Tämä yhdistelmä mahdollistaa noin kaksi kolmasosaa energiasta otettavan vastaan puolivälissä puristusta, mikä on parempi kuin mitä tavallinen kiinteä kumi pystyy saavuttamaan. Niiden hyvä ominaisuus on se, että ne vapauttavat paineen hitaasti iskun jälkeen. Tämä tarkoittaa, että veneitä ei heijastu pois paljoa (alkuperäisestä voimasta palautuu alle 15 %), joten alukset pysyvät siellä missä niiden pitäisi olla ja itse laituri kärsii vähemmän kulumisesta ajassa.

Poikkeaman fysiikka: Paine-tilavuus-suhde ja ISO 17357-1 -määräysten noudattaminen ennustettavaa suorituskykyä varten

Kun materiaalit puristuvat, ne noudattavat niin sanottua Boylen lakia, jonka mukaan paine kertaa tilavuus on yhtä kuin paine kertaa tilavuus uudelleen. Matematiikka toimii, koska puristuksen aikana sisäinen tila pienenee ja paine nousee nopeasti. Ajattele näin: jos jotakin puristetaan noin 30 prosenttia, sisäinen paine nousee yleensä noin kolminkertaiseksi alkuperäiseen täyttöpaineeseen verrattuna, joka on tyypillisesti 50–80 kilopascalia. Tämä suhde auttaa insinöörejä mallintamaan, kuinka suuren voiman eri määräiset taipumat tuottavat. On olemassa ISO 17357-1 -sertifiointi, joka takaa luotettavan toiminnan. Se asettaa standardit useille tärkeille tekijöille, kuten sille, miten paine muuttuu tilavuuden muuttuessa 10 prosentista aina 60 prosentin puristukseen asti, vaatii kumiosien kestävän vähintään 18 megapascalin vetolujuuden ennen rikkoutumista ja rajoittaa materiaalin kimpoamista enintään 0,20 ponnahdusasteikolla. Näiden standardien mukaiset nokkamallit pysyvät johdonmukaisina noin plus- tai miinus 5 prosentissa valmistajien ilmoittamista arvoista, mikä tarkoittaa, että alukset satamissa voivat luottaa ennustettaviin voimiin, joilla varmistetaan turvallisuus ja samalla noudatetaan säädösten vaatimuksia.

Erinomainen iskunkestävyys: Ilmavaran muovinen keulavaruste -suorituskyky verrattuna perinteisiin vaihtoehtoihin

4–6 kertaa suurempi energian absorptiotehokkuus 30–50 %:n puristuksella verrattuna kiinteisiin kumivarustepalkkeihin

Pneumaattiset kumitörmäykset absorboivat energiaa neljästä kuuteen kertaa tehokkaammin kuin kiinteät, kun niitä puristetaan kolmenkymmenen ja viidenkymmenen prosentin välillä. Miksi näin? Ne toimivat eri tavalla, koska iskun voimat puristavat itse asiassa sisällä olevaa ilmaa sen sijaan, että venyttäisivät vain kumimateriaalia itsessään. Kun tarkastelemme näiden törmäysten rakennetta vahvistettujen elastomeerikerrosten osalta, jotka lisäävät rakenteellista tukea, ne voivat ottaa vastaan noin 70 prosenttia enemmän liike-energiaa samassa tilassa verrattuna perinteisiin malleihin. Testit ovat osoittaneet, että nämä törmäykset säilyttävät suorituskykynsä jopa yli satatuhatta puristussyklin jälkeen, mikä tekee niistä ideaalivalinnan vilkkaille satamille, jotka käsittelevät kaikkea keskikokoisista Panamax-aluksista aina valtaviin merilaivottajiin (VLCC) saakka, jotka kuljettavat öljyä valtamerien yli.

Alhaisempi huippuvoima vähentää rungon ja laiturin rakenteellista rasitusta korkean energian työntötapauksissa

Pneumaattiset peräsinet vähentävät yllättäviä iskunvoimia noin 40–60 prosenttia verrattuna tavallisiin kiinteisiin kumiperäsiin suurten alusten satamaan saapumistilanteissa. Tämä on erittäin tärkeää, koska se auttaa suojaamaan sekä betonirakenteita että itse aluksia, kun olosuhteet merialueilla kiristyvät. Nämä peräsinet toimivat myös eri tavalla, sillä ne jakavat voiman ajan kuluessa tasaisemmin sen sijaan, että aiheuttaisivat teräviä huippuarvoja, kuten perinteiset kumiperäsinet tekevät. Näin kaikkiin rakenteisiin kohdistuva rasitus pysyy turvallisella tasolla, eikä vaurioitumisen vaara kasva. Satamaninsinöörien mukaan, jotka ovat siirtyneet käyttämään näitä järjestelmiä, laiturialueiden korjaustarve on vähentynyt noin kolmanneksella. Osittain tämä johtuu siitä, että pneumaattiset järjestelmät hallitsevat voimia tasaisemmin kuin vaihtoehdot ja samalla täyttävät kaikki tarvittavat turvallisuusstandardit, kuten ISO 17357-1. Alukset voivat tulla ja lähteä aiheuttamatta yhtä paljon kulumista, mikä tarkoittaa säästöjä huoltokustannuksissa ja vähemmän käyttökatkoksia toiminnassa yleisesti.

Toiminnallinen luotettavuus: Pneumaattisten kumiturvallisten asennus, kestävyys ja sopeutuvuus

Kevyt käsittely, korroosionkesto ja saumaton integraatio kaikille aluksen koille (Panamaxista VLCC:hen)

Pneumaattiset kumiturvatyynyt tarjoavat sekä nopeat reaktioajat että pitkän kestävyyden. Koska ne on rakennettu ontolla rakenteella ilman kiinteää täyttöä, nämä turvatyynyt painavat noin 40–60 prosenttia vähemmän kuin perinteiset vaihtoehdot. Tämä tekee niiden asentamisesta paljon helpompaa ilman raskaiden koneiden tarvetta. Erityisesti niiden kestävyys satamien kovissa olosuhteissa kuitenkin erottuu. Ulkokerros kestää suolavesivahinkoja, ei hajoa auringon säteilyssä ja estää merielinten tarttumisen pintaan. Kaikki nämä ominaisuudet tarkoittavat, että niitä voidaan käyttää eri kokoisilla aluksilla. Näemme pienempiä versioita noin 50 tonnista keskikokoisille aluksille, joita kutsutaan Panamax-aluksiksi, kun taas suuremmat, jopa 200 tonnin mallit, on erityisesti suunniteltu valtaviin öljytankkereihin, joita kutsutaan VLCC:ksi. Huolimatta kokosuhteista, kaikki mallit absorboivat törmäyksen aiheuttaman iskun tehokkaasti silloin, kun sitä eniten tarvitaan.

Reaaliaikainen paineenvalvonta ja huoltotoimenpiteiden parhaat käytännöt ylikompressiovaurioiden ehkäisemiseksi

Säännöllinen huolto voi venyttää laitteiston käyttöiän helposti yli 15 vuoden. Reaaliaikaisten paineantureiden asennus mahdollistaa ilmaytimien jatkuvan valvonnan niiden ollessa käytössä. Tämä auttaa estämään vakavia vaurioita, jotka aiheutuvat liiallisesta puristumisesta kun taipuma ylittää 60 %. Huollon yhteydessä tulee tarkistaa kulumisen merkit, kuten hiertymät tai otsonirikkoja, kolmen kuukauden välein. Painetta on myös kalibroitava uudelleen juuri ennen vilkkaita lähetysjaksoja. Aina kun paine laskee alle 20 % määritetystä arvosta, järjestelmä on tyhjennettävä välittömästi. Monet satamatoiminnot ovat omaksuneet nämä menetelmät ja nähneet odottamattoman toimintakatkon vähenemisen noin 70 %:iin omien huoltolokiemme ja eri paikkakuntien havaintojen perusteella.

Todettu vaikutus satamainfrastruktuuriin: Tapausnäyttö parannetusta alus-laituri -suojasta

Rotterdamin sataman LNG-terminaalin uudelleenvarustus: 37 % vähemmän vyöhykkeiden vaihtamista ja nolla hyllyn vaurioitumistapausta

Pneumaattisten kumitöiden asentamisen jälkeen Rotterdamin LNG-terminaalissa havaittiin todellisia suorituskyky paranemisia. Ennen uusien töiden asentamista vanhaa järjestelmää jouduttiin vaihtamaan noin puolentoista vuoden välein, koska alusten toistuvat törmäykset aiheuttivat halkeamia ja muodonmuutoksia. Tilanne muuttui kuitenkin uusintahankkeen jälkeen. Kahden vuoden aikana asennuksen jälkeen töiden vaihtoa tarvittiin noin 37 % vähemmän kuin aiemmin. Syy tähän oli se, että nämä uudet kumitöitä jakavat voiman tasaisesti koko pinnalleen eivätkä salli paineen kertymistä yhteen kohtaan. Eräs muu huomionarvoinen seikka: vuosittain yli 150 LNG-aluksen saapuessa terminaaliin, tämän ajanjakson aikana ei esiintynyt yhtään runkovauriota. ISO-standardien mukaiset testit osoittivat, että edes puolivasten puristettuna nämä töitä absorboivat energiaa hyvin samalla kun ne vähensivät voimakkaasti voimahuippuja. Kaikki tämä tarkoittaa pienempiä korjauskustannuksia ja ei-toivottuja seisokeja vältetään sellaisessa toiminnassa, joka on niin keskeinen operaatiossa.