空気式ゴムフェンダーは国際海事基準にどのように適合していますか？

ISO 17357適合：空気式ゴムフェンダーの設計および材料要件

高圧用ISO 17357-1:2014および低圧用ISO 17357-2:2014

ISO 17357規格は、空気式ゴムフェンダーに対して世界的な安全ガイドラインを定めており、圧力レベルに応じて主に2つのカテゴリに分類しています。第1部は高圧システムを、第2部は低圧システムを取り扱っています。ISO 17357-1:2014に準拠した高圧用フェンダーは、タンカーやコンテナ船などの大型船舶が港湾に接岸する際の大きな衝撃力を吸収するために特別に設計されています。そのため、少なくとも400%以上の伸びに対応できる非常に強靭な内層構造と特殊なゴム素材が必要です。一方、ISO 17357-2:2014に従う低圧用フェンダーは、力の小さい比較的静かな港湾区域で使用されることが多く、硬度が50～60 IRHD程度の範囲内でゴムがどれだけ柔軟性を保つかが重要になります。また、高圧タイプよりも長期間にわたり空気を保持できるようにしなければなりません。圧力クラスに関係なく、すべてのモデルはサイズ公差が非常に厳しく、長さおよび幅の測定値に対して±2%以内の誤差に収めなければならず、既存の港湾施設や接岸設備との適合性を確保する必要があります。

適合を保証するための重要な設計、製造および材料特性

適合性のある空気式ゴムフェンダーは、以下の4つの主要な材料保護対策を採用しています：

1. 外層に摩耗抵抗性のある層、中間層に引張強度を高めた補強層、内層に気密性ライナーを備えた3層構造
2. 海水による劣化に耐えるASTM D412認定の合成ゴムブレンド
3. 最大作動圧力の1.5倍まで耐えることが確認された鋼製フランジアセンブリ
4. 加硫後の検査で、表面欠陥が0.5 mmを超えないことを確認

製造業者は、港湾での10年分の運用を模擬して、10 kNでの圧縮試験を3,000サイクル実施しなければなりません。永久変形は最大3％以内に制限されます。これにより、たわみ後5分以内に97％の形状回復が可能となり、国際的な耐久性基準に合致します。

空気式ゴムフェンダーの性能および耐久性に関する試験手順

圧縮、貫通、反発およびエネルギー吸収試験

フェンダーのテストでは、船が岸壁に接触した際の耐久性を確認するために、フェンダーを60〜70％の範囲で圧縮します。エネルギー吸収効率については、大型船舶が実際に岸壁に接岸する状況を模倣した繰り返し荷重サイクル中のキロニュートンメートル（kN・m）の値を評価します。圧縮された後、フェンダーはどのくらいの速さで元の形状に戻るのでしょうか？私たちは、圧縮試験後に2分以内にどれだけ元の形へ戻るかを測定しています。これは、一日中頻繁に船の入出港がある忙しい港湾において特に重要です。フェンダーが十分に素早く復元しない場合、作業に遅延が生じます。貫通抵抗に関しては、メーカーが試料に対して鋼製コーン衝撃試験を実施します。認証基準に合格する製品は、約500ジュールの衝撃力を受けても完全に破断しない耐性を持たなければなりません。

気密性、圧力保持性および長期信頼性試験

フェンダーが本当に気密であるかを確認するには、通常の負荷の1.5倍の圧力をかけて（P80評価と呼ばれる）水中に丸一日浸けて漏れがないか検査します。長期間の性能試験として、メーカーはマイナス30度からプラス60度という極端な条件下で、この圧力試験を10,000回以上繰り返します。これは実際の使用で数年から数十年にわたってフェンダーが置かれる状況を模擬したものです。世界中の港湾での実測データによると、高品質な空気式フェンダーは水中で15年経過しても、依然として初期の空気圧の約95％を保持できます。一方、安価な製品は同じ期間でそれより約34ポイント多く圧力を失う傾向があり、これに対して非常に優れた性能と言えます。

環境耐性：紫外線・気象・老化安定性試験

フェンダーは、紫外線と塩霧条件が組み合わされた環境下で約3,000時間の加速老化試験にさらされます。これは、海岸近くで約10年間過ごした場合に相当する状態を概ね再現しています。ISO 188で定められた基準によると、これらのすべての試験後でも、材料は破損が生じる前に元の引張強度の少なくとも85％を維持している必要があります。その他の検査も行われます。例えば、材料はオゾン濃度が1億分の50程度の環境に耐えられる必要があります。また、長期間にわたる熱への耐性についても評価されます。具体的には、試料を約70℃に加熱された環境中に連続して3日間放置します。この試験の目的は明確です。高温状態に長時間さらされても、ひび割れや脆化が生じないことを確認することです。

海洋用途における圧力性能指標（P50およびP80）と安全規制

空気式ゴムフェンダーにおけるP50およびP80圧力定格の理解

標準圧力定格は、船舶と岸壁の間で安全な相互作用を確保するために空気式フェンダーが依存するものです。P50定格とは、フェンダーが約半分圧縮された状態での内部圧力を指し、これは通常の運用の大部分をカバーしています。一方、P80定格は、フェンダーが約80％圧縮された状態での圧力を測定したもので、この時点でフェンダーは衝突時に最も多くのエネルギーを吸収します。たとえば、あるフェンダーのP50が1.5 bar、P80が3.0 barである場合、そのフェンダーはOCIMFおよびPIANCの安全基準に適合するために、3.0 barの条件下でも耐えられる必要があります。2023年の『Marine Safety Review』による研究も重要な点を指摘しています。同研究では、フェンダーのP80容量が不十分な場合、衝突のリスクが約17％増加することが明らかになっています。そのため、船が岸壁に接岸する際に発生する実際のエネルギー力に適切に対応できるよう、正しいサイズを選定することが非常に重要です。

安全弁、過圧保護装置、および圧力管理システム

圧力がP80レベルを超えると、安全弁が作動して過度の膨張を防ぎ、完全な故障のリスクを回避します。最近のほとんどのシステムでは、これらの安全機能にリアルタイム監視技術が組み合わされており、負荷が急激に変化しても圧力を±0.2バール程度の範囲で安定させることが可能になっています。実際の港湾運用をみると、ポンモン研究所の調査によると、2013年から2023年にかけて二重保護構造を導入した施設ではフェンダー関連の問題がほぼ40%減少しました。認証基準も厳しくなっています。ABSなどの規格機関は、BSI PAS 2070に定める漏れや設備の応力耐久寿命に関する規定への適合を確認するため、すべての圧力制御装置について年次点検を義務付けています。

OCIMF、PIANC、およびBSI PAS 2070:2021産業ガイドラインとの整合性

係留およびターミナル運用のためのOCIMF推奨事項

石油会社国際海洋フォーラム（OCIMF）は、世界中の海洋ターミナルにおける空気式ゴムフェンダーシステムの基準を定めてきました。同フォーラムの推奨事項では、これらのシステムがどれだけのエネルギーを吸収でき、破損する前にどれだけ変形（たわみ）できるかについて具体的な要件を示しており、船舶衝突による損傷を最小限に抑えることを目的としています。こうした施設を運営する関係者にとって、自らのフェンダーがOCIMFの2022年版Safe Berthing基準に適合しているかを確認することは極めて重要です。これらの基準は、接岸してくる船舶の重量や接岸速度、さらには一日を通じて潮汐によって変動する水位の変化など、いくつかの要因を考慮に入れたものです。

接岸構造物およびフェンダーシステム設計のPIANC 2002基準

PIANC 2002年のガイドラインは、世界中の係留構造物に空気式フェンダーを統合するための規則を定めています。これらの基準によると、岸壁の杭に過度の圧力がかからないように、荷重が少なくとも15種類の異なる幾何学的配置にわたってどのように分散するかをエンジニアが分析する必要があります。このようなシステムを設計する際には、環境要因も考慮に入れる必要があります。特に外洋港では、構造物に波が衝突する力や船舶の接岸時のドリフトの仕方が非常に重要となり、70～80％のエネルギー効率を達成できることで、性能と安全性に大きな差が生じます。

BSI PAS 2070:2021 海上用フェンダーの性能、安全性および品質保証

BSI PAS 2070:2021規格は、マリンフェンダーのライフサイクル全体に基づいた性能要件を定めています。製品が約20年間使用できることを証明するため、メーカーは5,000回以上の圧縮試験を実施し、微小な亀裂が時間とともにどのように広がるかを評価しなければなりません。第三者の検査機関は、使用される材料の出所や生産中にロット間の一貫性が保たれているかを確認します。また、異なる生産ロット間での密度の差は2％以内に収めなければならないなど、厳しい制限も設けられています。これらの品質チェックは、2021年の港湾安全レビューで、ドッキング事故の7件に1件近くが低品質なフェンダーマテリアルが原因であることが判明したことを受けて導入されたものです。つまり、この規格は世界中の港湾や船舶埠頭で同様の問題を防ぐために存在しているのです。

空気入りゴムフェンダー製造における第三者認証と品質保証

認証における分類協会の役割：ABS、LR、BV、CCS、SGS

ABS、ロイド・レジスターのLR、Bureau VeritasのBV、中国のCCS、SGSなど、主要な分類協会は、ISO 17357、PIANCガイドライン、および新しいBSI PAS 2070:2021規格などの基準が船舶に適合しているかを確認しています。これらの機関は、設計が応力に対してどの程度耐えられるかから使用される材料、製造プロセスの方法、衝突時にどれだけのエネルギーを吸収できるか、圧力保持性能がどの程度優れているかといった実際の性能要因に至るまで、あらゆるものを検査します。これらの機関による認証を得るには、ISO 9001品質マネジメントシステムの試験にも合格する必要があります。世界中のほとんどの港湾では、フェンダーを運用開始する前にこのような第三者機関の承認印が必要とされています。これにより、毎日多数の異なる船隻が出入りする港湾においても、安全レベルがほぼ均一に保たれるようになります。

品質管理のためのトレーサビリティ、ロット追跡、およびコンプライアンス表示

現代の製造業では、三段階の品質保証システムを採用しています：

• 材料トレーサビリティ rFIDタグ付けにより、生ゴムから最終製品に至るまでのゴム化合物を原材料サプライヤーから追跡します
• 製造ロットの追跡 デジタル記録により加硫条件、試験結果および検査結果を記録します
• 適合表示 レーザー彫刻された識別マークは、CEおよびCCS認証基準への適合を確認します

2022年の海事安全に関する調査によると、ブロックチェーンを活用したトレーサビリティの導入により監査時の欠陥率が34%低下しました。標準化された表示は現場での点検も効率化し、フェンダーに認証データが明確に表示されている場合、PIANCは事故調査件数が50%減少したと報告しています。

よくある質問セクション

• ISO 17357規格とは何ですか？

ISO 17357規格は空気式ゴムフェンダーに関するガイドラインを定めており、第1部（高圧システム用）と第2部（低圧システム用）に分かれています。

• 高圧フェンダーと低圧フェンダーの違いは何ですか？

高圧用フェンダーはタンカーまたはコンテナ船からのような強い衝撃力に耐えるように設計されており、強靭な内層と伸縮性のあるゴムを備えています。低圧用フェンダーは比較的静かな港湾区域向けで、50～60 IRHDの硬度範囲内で柔軟性を必要とします。

• P80レーティングが重要な理由はなぜですか？

P80レーティングは約80％の圧縮状態での圧力を測定し、この状態でフェンダーは衝突時に最も多くのエネルギーを吸収するため、安全性を確保し、衝突リスクを低減します。

• 分類協会はどのように品質基準を保証しているのですか？

ABS、BV、CCSなどの分類協会は、規格への適合性、設計の耐久性、材料の品質を検査し、試験の管理を行うことで、製品が所定の安全および性能基準を満たすことを確認しています。

• フェンダー製造におけるトレーサビリティの役割は何ですか？

RFIDタグ付けや適合表示を含むトレーサビリティにより、サプライヤーから最終製品までの材料の追跡が可能になり、高品質な生産基準の維持と欠陥率の低減が実現されます。