Kaip pneumatiniai gumos burbulai užtikrina laivo ir dokų apsaugą?

Pagrindinis veikimo principas: kaip pneumatiniai guminiai burbulai sugeria pristojimo energiją

Suspaudžiamas oro branduolys ir stiprintas elastingasis dangas užtikrina palaipsniui besivystančią, mažo atšoko energijos sugertį

Kai laivai prisišvartuoja prie dokų, pneumatiniai guminių buferių įvorės veikia suspausdamos orą jų viduje, kad sugertų visą smūgio jėgą. Kai yra trenkiamasi, šios įvorės turi oro šerdį, kuri lėtai pasipriešina suspaudimui. Tuo pat metu jų išorinė sluoksnis išlieka stiprus dėl specialių sustiprinimo medžiagų, įmintų visame jos paviršiuje. Ši kombinacija leidžia jiems sugerti apie dviejų trečdalių energijos, kai yra suspaustos pusiau, kas pranašesnė už įprastą vientisą gumą. Tai, kas juos daro tikrai gerais, yra tai, kaip jie po smūgio palaipsniui atleidžia slėgį. Tai reiškia, kad valtys nenukrenta toli (grįžtama mažiau nei 15 % pradinės jėgos), todėl laivai lieka ten, kur turėtų būti, o patys dokai ilgainiui patiria mažiau nusidėvėjimo.

Poslinkio fizika: slėgio-tūrio santykis ir ISO 17357-1 atitiktis numatomiems našumui

Kai medžiagos suspaudžiamos, jos paklūsta tai, ką vadiname Boilio dėsniu, pagal kurį P kartų V lygu P kartų V dar kartą. Matematiškai tai atrodo taip: kai suspaudimo metu erdvė viduje sumažėja, slėgis greitai didėja. Pažvelkite į tai šitaip: jei kažkas yra suspausta apie 30 %, vidinis slėgis paprastai padidėja iki maždaug trijų kartų to, prie ko jis buvo iš pradžių padidintas – tarp 50 ir 80 kilopaskalių. Šis ryšys padeda inžinieriams modeliuoti, kokia jėga bus sukurta skirtingo poslinkio atvejais. Taip pat yra tokia ISO 17357-1 sertifikavimo sistema, kuri užtikrina, kad viskas veiktų patikimai. Ji nustato standartus keliems svarbiems veiksniams, pvz., kaip slėgis keičiasi priklausomai nuo tūrio nuo 10 iki 60 % suspaudimo, reikalauja, kad guminių detalių temptis išlaikytų ne mažiau kaip 18 megapaskalių prieš sulūžtant, ir riboja medžiagos atšokamumą iki ne daugiau kaip 0,20 atšokimo skalėje. Bortų apsauga, atitinkanti šiuos standartus, išlieka pastovi maždaug ±5 % to, ką teigia gamintojai, kas reiškia, kad laivai, prisiartinantys prie uosto, gali tikėtis numatomų jėgų, veikiančių juos, užtikrindami saugumą ir kartu atitinkantys reglamentinius reikalavimus.

Aukštesnis smūgių apsaugos lygis: pneumatinės guminių burbulų našumas palyginti su įprastais analogais

4–6 kartus didesnis energijos sugerties efektyvumas esant 30–50 % suspaudimui, palyginti su kietais gumos burbulais

Kai kalbama apie energijos sugertį, pneumatiniai guminių burbulų fenderiai suspaudžiami tarp trisdešimties ir penkiasdešimties procentų pranašesni už vientisus maždaug keturis ar šešis kartus. Kodėl taip atsitinka? Na, jie veikia kitaip, nes smūgio jėgos iš tikrųjų suspaudžia orą viduje, o ne tiesiog tempią pačią gumines medžiagos masę. Be to, kai pažvelgiame į šių fenderių konstrukciją, su sustiprintomis elastingosiomis sluoksnio struktūromis, kurios suteikia papildomą konstrukcinę atramą, pastebime, kad tie patys gabaritai gali sugerti apie septyniasdešimt procentų daugiau kinetinės energijos palyginti su tradiciniais dizainais. Tyrimai parodė, kad šie fenderiai išlaiko savo našumą net po daugiau nei šimto tūkstančių suspaudimo ciklų, todėl jie yra puikus pasirinkimas intensyviai naudojamoms uostų zonoms, kuriose aptarnaujami nuo vidutinio dydžio Panamax laivų iki milžiniškų VLCC krovinių laivų, vežančių naftą per vandenynus.

Sumažinta maksimalinė reakcijos jėga mažina korpuso ir prieplaukos konstrukcinių elementų apkrovą aukštos energijos pristojimo metu

Pneumatinių burbulų padangos sumažina netikėtus smūgius apie 40–60 procentų, palyginti su įprastomis kietomis guminių, didelėms laivų pristojimo operacijoms. Tai yra labai svarbu, nes padeda apsaugoti tiek betonines konstrukcijas, tiek pačius laivus, kai jūroje susiduriama su sudėtingomis sąlygomis. Šios padangos veikia kitaip – jos paskirsto apkrovą laike, o ne sukuria aštrių pikų, kaip tradicinės gumines padangos. Taip išlaikoma įtampa visuose elementuose žemiau pavojingų lygių, kai gali atsirasti pažeidimai. Pagal uostų inžinierių, kurie jau pereitų prie šių sistemų, remontų skaičius dokavimo zonose sumažėjo maždaug trečdaliu. Dalis šio efekto siejama su tuo, kad pneuminės sistemos sklandžiau valdo apkrovas nei alternatyvos, kartu atitinkančios visas būtinas saugos normas, tokias kaip ISO 17357-1. Laivai gali atplaukti ir išplaukti su mažesniu dėvėjimu, kas reiškia taupymą techninės priežiūros išlaidose bei mažesnį prastovų kiekį visoje veikloje.

Veikimo patikimumas: Pneumatinių guminių burbulų diegimas, ilgaamžiškumas ir pritaikomumas

Lengvas valdymas, atsparumas korozijai ir vientisa integracija tarp visų laivų dydžių (nuo Panamax iki VLCC)

Pneumatiniai gumos burbulai siūlo tiek greitą reakciją, tiek ilgą tarnavimą. Kadangi jie pagaminti su tuščiaviduriais konstrukcijomis, o ne vientisos struktūros, šie burbulai sveria apie 40–60 procentų mažiau nei tradiciniai variantai. Tai juos daro žymiai lengviau įrengti be sunkiosios įrangos. Tačiau išskirtinis dalykas yra tai, kaip gerai jie atlaiko kietas sąlygas jūrų uostuose. Išorinė sluoksnis atsparus druskiniams vandenims, nesusidėvi saulės spindulių poveikyje ir neleidžia jūrų organizmams prie jo prilipti. Visos šios savybės leidžia jiems veikti skirtingais dydžiais. Mažesni modeliai apie 50 tonų naudojami vidutinio dydžio laivams, vadinamiems Panamax tipu, tuo tarpu didesni, sveriantys iki 200 tonų, specialiai sukurti milžiniškiems naftos tankerių laivams, žinomiems kaip VLCC. Nepaisant dydžio skirtumų, kiekvienas modelis tada, kai labiausiai reikia, efektyviai sugeria smūgio energiją.

Realaus laiko slėgio stebėjimas ir techninės priežiūros geriausios praktikos, siekiant išvengti pernau­dojimo gedimo

Reguliari priežiūra gali padidinti įrangos tarnavimo laiką gerokai ilgiau nei 15 metų. Realiojo laiko slėgio jutiklių montavimas leidžia nuolat stebėti oro branduolius, kai jie veikia. Tai padeda sustabdyti rimtą žalą, kurią sukelia pernelyg didelis suspaudimas, kai lenkimas viršija 60 %. Priežiūros metu kas tris mėnesius reikėtų tikrinti dėvėjimosi požymius, tokius kaip abrazija ar ozono įtrūkimai. Slėgis taip pat turi būti perkoreguojamas tiesiog prieš intensyvaus vežimo laikotarpį. O kai tik slėgis nukrenta žemiau 20 % nuo nustatyto dydžio, sistema turi būti nedelsiant išleidžiama. Daugelis uosto įrenginių įsivertė šias priemones ir pastebėjo apie 70 % sumažėjusį netikėtą prastovų lygį, remiantis mūsų priežiūros žurnalais bei stebėjimais skirtingose vietose.

Patikrintas uosto infrastruktūros poveikis: atvejo įrodymai apie pagerintą laivo-prieplaukos apsaugą

Roterdamo uosto LNG terminalo modernizavimas: 37 % mažesnis atraminių elementų keitimo dažnis ir nulinis korpuso pažeidimų atvejų skaičius

Įrengus pneumatinį guminius burbulus, Roterdamo LNG terminalas pastebimai pagerino savo veikimą. Iki naujųjų burbulų įrengimo senoji sistema turėdavo būti keičiama maždaug kas pusantro metų, nes laivai dėl dažnų susidūrimų sukeldavo įtrūkimus ir deformacijas. Tačiau po modernizavimo situacija pasikeitė. Dvejiems metams po įrengimo jie turėjo keisti burbulus apie 37 % rečiau nei anksčiau. Kodėl? Šie naujieji gumos burbulai paskirsto apkrovą tolygiai per visą paviršių, o ne leidžia slėgiui kaupytis viename taške. Dar vienas svarbus dalykas: nepaisant daugiau nei 150 kasmet atvykstančių LNG laivų, šiuo laikotarpiu nebuvo nė vieno korpuso pažeidimo atvejo. Pagal ISO standartus atlikti bandymai parodė, kad net esant pusiau suspaustai būklei šie burbulai vis dar gerai sugerja energiją, tuo pačiu sumažindami staigius jėgos pikus. Visa tai reiškia žemesnius remonto kaštus ir nebuvimą netikėtų sustojimų tokioje operacijų srityje, kuri yra gyvybiškai svarbi.