Hogyan védenek a pneumatikus gumidudorok a hajó és a móló között?

Alapvető működési elv: Hogyan nyelik el a pneumatikus gumibumperok a kikötési energiát

A sűríthető légből álló mag és a megerősített elasztomer burkolat fokozatos, alacsony visszapattanású energiaelnyelést tesz lehetővé

Amikor a hajók kikötnek, a pneumatikus gumibumperok úgy működnek, hogy összenyomják bennük lévő levegőt, ezzel felnyelve az ütközés erejét. Az ütközéskor ezek a bumperok olyan légtömör maggal rendelkeznek, amely lassan visszanyomódik az összenyomódás ellen. Ugyanakkor külső rétegük erős marad köszönhetően a bennük átszőtt speciális megerősítő anyagoknak. Ez a kombináció lehetővé teszi, hogy tömörítésük felénél körülbelül a kétharmadát elnyeljék az energiának, ami jobb, mint amit a hagyományos tömör gumiból készültek képesek. Ami igazán jótékonnyá teszi őket, az a nyomás fokozatos engedése az ütközés után. Ez azt jelenti, hogy a hajókat alig löki vissza (az eredeti erő kevesebb mint 15%-a verődik vissza), így a hajók ott maradnak, ahol lenniük kell, és a mólók maguk is kevesebb kopást szenvednek idővel.

A deformáció fizikája: Nyomás-térfogat kapcsolat és az ISO 17357-1 szabványnak való megfelelés a megjósolható teljesítmény érdekében

Amikor az anyagokat összenyomják, akkor azt követik, amit Boyle-törvénynek nevezünk, alapvetően P-szer V egyenlő P-szer V-vel. A matematika akkor működik ki, amikor a tér belső térfogata csökken az összenyomódás során, és a nyomás gyorsan növekszik. Így tekintsük: ha valamit körülbelül 30%-kal összenyomnak, a belső nyomás általában az eredetileg felengedett érték háromszorosára nő, valahová 50 és 80 kilopascal közé. Ez az összefüggés segíti a mérnököket abban, hogy modellezni tudják, mekkora erő keletkezik különböző mértékű deformáció hatására. Létezik egy ISO 17357-1 tanúsítvány, amely biztosítja, hogy minden megbízhatóan működjön. Ez szabványokat állapít meg több fontos tényezőre vonatkozóan, például arra, hogyan változik a nyomás a térfogattal 10%-tól egészen 60%-os összenyomódásig, előírja, hogy a gumiból készült alkatrészek legalább 18 megapascal húzószilárdságot kell elviseljenek szakadásig, és korlátozza az anyag visszapattanását legfeljebb 0,20-ra a visszapattanási skálán. Az ilyen szabványoknak megfelelő lökhárítók körülbelül plusz-mínusz 5%-on belül maradnak annak, amit a gyártók megadnak, ami azt jelenti, hogy a kikötőkbe érkező hajók megjósolható erőkre számíthatnak, így mindenki biztonságban van, miközben teljesülnek a szabályozási követelmények is.

Kiváló ütésállóság: Sűrített levegővel működő gumibárka teljesítménye a hagyományos alternatívákhoz képest

4–6-szor magasabb energiaelnyelési hatékonyság 30–50% összenyomódásnál a szilárd gumibárkákhoz képest

Amikor az energiaelnyelésről van szó, a pneumatikus gumibumperok harom- és hatszorosára jobban teljesítenek, mint a tömör bumperok, amikor harminc és ötven százalékkal vannak összenyomva. Ennek az oka? Nos, más módon működnek, mivel az ütközési erők a benne lévő levegőt nyomják össze, ahelyett hogy csak a gumi anyagot nyújtanák meg. És ha megnézzük, hogyan épülnek fel ezek a bumperok, a merevített elasztomer rétegek szerkezeti támogatást nyújtanak, így ugyanakkora helyen körülbelül hetven százalékkal több kinetikus energiát képesek elnyelni, mint a hagyományos tervek. Tesztek kimutatták, hogy ezek a bumperok teljesítménye megmarad több mint százezer összenyomási ciklus után is, ami ideálissá teszi őket nagy forgalmú kikötők számára, ahol közepes méretű Panamax hajóktól kezdve egészen az óceánon olajat szállító hatalmas VLCC tartályhajókig mindenféle hajót kiszolgálnak.

Csökkentett csúcsreakcióerő minimálisra csökkenti a hajótest és a móló szerkezeti feszültségét nagy energiájú kikötési események során

Sűrített levegővel működő gumik sérüléseket okozó hirtelen erőhatásokat körülbelül 40–60 százalékkal csökkentik nagyobb hajók kikötése során, ha összehasonlítjuk őket a hagyományos tömör gumiból készült társaikkal. Ez nagy jelentőséggel bír, mivel mind a betonszerkezeteket, mind magukat a hajókat védi, amikor durva tengeri körülmények között kell manőverezni. Ezek a gumik másképp működnek, mivel az erőhatást időben elosztva fejtik ki, ellentétben a hagyományos gumigumik által okozott éles erőcsúcsokkal. Így megakadályozzák, hogy a terhelés olyan veszélyes szintet érjen el, ahol károk keletkezhetnek. A kikötői mérnökök szerint, akik már áttértek erre a rendszerre, a dokkolóterületeken körülbelül harmadával kevesebb javításra volt szükség. Ennek egyik oka, hogy ezek a sűrített levegővel működő rendszerek simábban kezelik az erőhatásokat, mint más megoldások, miközben továbbra is teljesítik az összes szükséges biztonsági szabványt, például az ISO 17357-1-et. A hajók jöhetnek és mehetnek anélkül, hogy túlzott kopást okoznának, ami karbantartási költségek csökkenését és az üzemeltetési leállások csökkenését eredményezi.

Üzemeltetési megbízhatóság: Nehezékek telepítése, tartóssága és alkalmazkodóképessége

Könnyű kezelhetőség, korrózióállóság és zökkenőmentes integráció minden hajótípusba (Panamax-tól VLCC-ig)

A pneumatikus gumibárkák gyors reakcióidőt és hosszú élettartamot kínálnak. Mivel üreges szerkezettel készülnek, nem pedig tömör anyagból, ezek a bárkák kb. 40–60 százalékkal könnyebbek a hagyományos megoldásoknál. Ez lényegesen egyszerűbbé teszi a felszerelésüket, nehézgépek igénybevétele nélkül. Ami igazán kiemeli őket, az az ellenálló képességük a tengeri kikötők durva körülményeivel szemben. A külső réteg ellenáll a tengervíz okozta károsodásnak, nem bomlik le UV-sugárzás hatására, és megakadályozza a tengeri szervezetek tapadását. Mindezek a tulajdonságok azt is jelentik, hogy különböző méretekben is jól működnek. Kisebb változatokat, kb. 50 tonnás méretet használnak közepes méretű, úgynevezett Panamax hajóknál, míg a nagyobb, akár 200 tonnás példányokat a hatalmas VLCC olajszállító tankhajókhoz tervezték. Méretkülönbségek ellenére minden modell hatékonyan nyeli el az ütközési energiát, amikor erre a legnagyobb szükség van.

Valós idejű nyomásfigyelés és karbantartási legjobb gyakorlatok a túlkompresszió okozta meghibásodások megelőzéséhez

A rendszeres karbantartással az eszközök élettartama könnyedén meghaladhatja a 15 évet. A nyomásérzékelők valós idejű telepítésével folyamatosan figyelemmel kísérhetők a légbetétek működés közben, így megelőzhető a komoly sérülés, amelyet a tömörítés okoz, ha a deformáció meghaladja a 60%-ot. A karbantartás során három havonta ellenőrizni kell a kopás jeleit, például a horzsolásokat vagy az ózonszakadásokat. A nyomást újra kell kalibrálni közvetlenül a forgalmas szállítási időszakok előtt is. Amikor pedig a nyomás az előírt érték 20%-a alá csökken, a rendszert azonnal le kell ereszteni. Számos kikötő létesítmény alkalmazza már ezeket a módszereket, és saját karbantartási naplóink és különböző helyszíneken végzett megfigyeléseink alapján az elkerülhetetlen leállások körülbelül 70%-kal csökkentek.

Igazolt hatás a kikötői infrastruktúrára: esettanulmányok a hajó-dokk védelem javításáról

Rotterdami LNG-terminál átalakítása: 37%-os csökkenés a gumisütközők cseréinek gyakoriságában és nulla darabszámú hajótest-sérülés

A pneumatikus gumibárkák felszerelése után a Rotterdami kikötő LNG-terminálja valódi teljesítménynövekedést észlelt. Mielőtt ezt az új bárkarendszert bevezették volna, a régi rendszert kb. másfél évente cserélni kellett, mivel a hajók ismétlődő ütközései miatt repedések és deformációk keletkeztek. Az átalakítás után azonban a helyzet megváltozott. A felszerelést követő két év alatt a bárkák cseréjére mintegy 37%-kal kevesebb gyakorisággal volt szükség, mint korábban. Ennek oka? Az új gumibárkák a felületükön egyenletesen osztják el az erőt, így nem engedik, hogy a nyomás egyetlen ponton koncentrálódjon. Egyébként is megemlítendő, hogy évente több mint 150 LNG-szállító hajó fogadása ellenére ebben az időszakban egyetlen esetben sem történt a hajótest sérülése. Az ISO-szabványok szerint végzett tesztek azt mutatták, hogy félig összenyomva is jól elnyelték az energiát, miközben csökkentették a hirtelen erőcsúcsokat. Mindez alacsonyabb javítási költségeket és a működés szempontjából oly fontos létesítmény váratlan leállásainak elkerülését jelenti.