Kaip pasirinkti Yokohama amortizatorius, atitinkančius skirtingų prieplaukų prisišvartavimo poreikius?

Suprasti Yokohama priekabonus ir jų vaidmenį jūrų saugumo srityje

Yokohama priekabonai yra aukštos kokybės pneumatinės sistemos, sukurtos sugerti kinetinę energiją prisišvartuojant laivams, apsaugant tiek laivus, tiek uosto infrastruktūrą. Pirmieji modeliai buvo sukurti iš ankstybuosiuose jūrų atsimušimo priemonėse, o šiuolaikiniai variantai naudoja armuotą gumą su sintetiniais sluoksniais, kad būtų užtikrinta didesnė stiprumo ir atkūrimo galimybė.

Kas yra Yokohama priekabonai ir kaip jie padeda užtikrinti jūrų saugumą?

Jokohamos priekaba veikia kaip svarbūs smūgio sugeriamieji, kai laivai prisišvartuoja prie uostų, sumažindami avarijas švartavimosi metu. Pagamintos iš elastingų medžiagų, jos suspaudžia, kai yra smūgis, todėl padeda paskleisti jėgą, kad būtų išvengta valčių korpusų sugadinimo ar pačios pristatymo vietos pažeidimo. Uostams, kuriuose yra daug laivų eismo, ypač naudinga tokia situacija, nes mažiau susidūrimų reiškia mažiau išlaidų remontui ir saugesnes darbo sąlygas visiems dalyviams. Šie guminiai amortizatoriai tapo standartine įmone daugelyje komercinių uostų visame pasaulyje, nes jie nuosekliai veikia užtikrindami sklandžią veiklą kasdien.

Pneumatinės priekabos jūrinės veiklos evoliucija

1970 m. pradėjo naudoti pneumatinius buferius, kurie pakeitė senusius standžius putas ir medines alternatyvas, nes jie leido reguliuoti slėgio nustatymus ir geriau veikė keičiantis potvyniams. Šiuo metu uostai iš tiesų naudoja šiuos buferius visų tipų laivams, nuo mažų 500 GT burlaivių iki milžiniškų 200 000 DWT tanklaivių, kuriuos gana sudėtinga tinkamai valdyti. Medžiagos taip pat žymiai pažengė į priekį. Dėka tokių dalykų kaip UV stabilizuotos gumos mišiniai, kurie šiuo metu naudojami, šie buferiai gali tarnauti nuo 15 iki 25 metų net labai sunkiomis druskos vandens sąlygomis. Tokio ilgaamžiškumo dėka jie tampa beveik privaloma įranga daugelyje moderniųjų uostų, kur patikimumas yra visiškai būtinas.

Yokohama buferių pagrindinės paskirtys įvairiose prisišvartavimo aplinkose

Šie buferiai ypač veiksmingi trijose pagrindinėse situacijose:

• Potvynių uostai , kuriuose plūdumo jėga kompensuoja kintančius vandens lygius
• Aukštos energijos prisišvartavimo zonos , sugerdami iki 3 000 kJ energijos susijusios su LNG laivo prisišvartavimu
• Apriboti laivų statyklų plotai , užtikrinant kompaktišką apsaugą statant ar remontuojant

Jų modulinis dizainas leidžia modernizuoti plieninius polius ir betoninius krantines, palaikant senėjančios uosto infrastruktūros modernizavimą be reikšmingų konstrukcinių pakeitimų.

Atitinkami Yokohama amortizatorių tipai pagal laivo dydį, tipą ir prisišvartavimo energiją

Kaip laivo dydis, paskyrimas ir paskystis daro įtaką Yokohama amortizatorių pasirinkimui

Kai į uostą įplaukia didesnės jūrų transporto priemonės, jos atneša daugiau kinetinės energijos, o tai reiškia, kad amortizatoriai turi atlaikyti daugiau slėgio. Laivo svoris (vadinamas poslinkiu) esu esame, kiek energijos reikia sugerti per jūrų transporto priemonės pristatymą. Taip pat yra laivo paskandintas, kuris daro įtaką borto apsauginių amortizatorių išdėstymui. Paimkime Panamax klasės laivą, kurio vidutinis svoris yra apie 65 tūkstančius neleistinų bortų tonų. Tokiems milžiniškiems laivams uosto valdžia paprastai montuoja amortizatorius, kurių skersmuo yra tarp 1,5 ir 2,5 metro. Toks dydžių diapazonas gerai veikia, kontroliuojant didelių laivų prisišliejimo prie krantinės greitį, paprastai laikant prisišliejimo greitį žemiau 0,15 metrų per sekundę.

Energijos sugerties reikalavimai tanklaiviams, konteinerininkams ir specializuotoms jūrų transporto priemonėms

Dėl didelio jų paskirstymo (100 000–250 000 DWT), cisternų laivams ir LNG laivams reikia didelės energijos sugerties – nuo 500 iki 2 500 kNm. Konteinerių laivams dėl greitesnio prisišvartavimo greičio (0,2–0,3 m/s) reikia greito energijos sklaidymo, o RO-RO laivams naudinga maža atsakomoji jėga, kuri sugeba išlaikyti 30–40% suspaudimą ir 200–400 kNm sugerties, kad būtų išvengta korpuso pažeidimų.

Apytikslės energijos ir reakcijos jėgos skaičiavimas pagal ISO ir PIANC gaires

Apytiksle energija apskaičiuojama pagal ISO 17357 formulę:

Energijos sugerties skaičiavimas atrodo maždaug taip: E lygu pusei padaugintai iš greičio kvadratu, padaugintai iš poslinkio, tada dar kartą padaugintai iš virtualios masės koeficiento (paprastai tarp 1,5 ir 2,0) ir ekscentriciteto faktoriaus. Pagal PIANC Darbo grupės 33 gaires, paprastai yra protinga laikyti šias reakcijos jėgas mažesnes nei apie 80–100 kilonjutonų kvadratiniame metre, kai kalba eina apie betonines krantines, kitaip ateityje gali kilti rimtų konstrukcinių problemų. Daugelis inžinierių šias rekomendacijas laikosi kruopščiai renkantis Jokohamos priekabos sistemas. Jiems reikia rasti tokius modelius, kurie atitiktų reikiamus našumo parametrus, pavyzdžiui, 2 metrų skersmens modelius, kurie gali sugerti apie 800 kilonjutonų metrų energijos esant maždaug 55 procentų suspaudimo lygmenims. Žinoma, galutinis pasirinkimas taip pat priklauso nuo konkrečių vietos sąlygų.

Įvertinant prisišlaipymo sąlygas ir krantinės konfigūraciją optimaliam našumui

Takos į krantinės išplanavimą, potvynių kitimą ir bangų poveikį įtampos efektyvumui

Jokohamos įtampos turi gerai veikti visose situacijose, pradedant nuo krantinių formų, kintančių potvynių ir bangų poveikio. Atvirose krantinėse, kur vanduo juda daugiau, dažnai reikia, kad įtampos sugertų apie 15–20 % daugiau energijos, lyginant su saugiomis terminalų vietomis. Kodėl? Todėl, kad veikia daugiau šoninės jėgos. Kai potvyniai kyla ir krinta daugiau nei tris metrus, tai keičia būdą, kuriuo įtampos liečiasi, todėl reikia konstrukcijų, kurios galėtų išlaikyti platų judėjimo ribų diapazoną. Įvertinus pneumatinį variantą, pastebima, kad jie išlieka gana patikimi, išlaikydami apie 92 % pradinės jėgos net po 100 tūkstančių suspaudimo ciklų. Toks ilgaamžiškumas suteikia jiems pranašumą prieš standžias sistemas, kuomet tenka susidurti su nuolat kintančiomis jūros sąlygomis.

Fiksuotų ir plūduriuojančių krantų bortų palyginimas: suderinamumas ir našumas naudojant Yokohama amortizatorius

Kai susiduriame su fiksuotomis betoninėmis atramomis, reikia tokių amortizatorių, kurie galėtų išlaikyti vertikalų judėjimą dėl potvynių, kurie svyruoja nuo pusės metro iki daugiau nei metro, nesugadindami jėgų pasiskirstymo per visą konstrukciją. Plūduriuojantys krantai yra kitokie, nes jie pakyla ir nusileidžia kartu su vandens lygiu, tačiau tai sukuria įvairių neprognozuojamų suspaudimo problemų, kurios reikalauja specialių amortizatorių, gebančių reaguoti į kintančius spaudimus. Pagal kai kurias hidrodinamines studijas, apvalūs ore pripildyti cilindrai iš tikrųjų sumažina maksimalią lynų įtampą maždaug viena trečia dalimi lyginant su tradiciniais archiniais amortizatoriais, naudojamais plūduriuojančiose platformose. Tai daro juos ypač naudingus mažesnės paskandos ruliuojamųjų laivų operavimui sekliuose vandenyse, kur kiekviena stabilumo dalis yra svarbi.

Atrakinimo dinamika ir aplinkos apkrovos sudėtingose uosto sąlygose

Kai tenkinami milžiniški konteinerių laivai, vežantys daugiau nei 18 000 TEU, Jokohamos uosto amortizatoriai susiduria su rimtais iššūkiais iš kelių pusių. Jie turi atlaikyti vėjus, pučiančius 25 metrų per sekundę, šonines sroves, judančias 3 mazgų greičiu, taip pat galingą laivo sraigtų stumą. Tačiau naujausios guminės kompozitinės medžiagos sukėlė bangą pramonėje, nes jos gali tarnauti apie keturiasdešimt metų net šiurpiame Arkties šaltyje, kai temperatūra nukrenta iki minus 30 laipsnių pagal Celsijų. Šaltis anksčiau buvo tikra problema šioms medžiagoms, dėl kurios jos greitai nusidėvėdavo. Skysto gamtinio dujų (LNG) terminalams, esantiems žemės drebėjimų pavojingose vietose, yra dar viena sudėtingumo pakopa. Ten esančios specializuotos amortizatorių sistemos sugeba sugerti apie 85 proc. smūgio energijos jau pačioje pradžioje, paspaudus tik pusę jų maksimaliai galimos suspaudimo ribos. Šis našumo standartas buvo patvirtintas atlikus kruopščius realaus pasaulio bandymus pagal ISO 17357 smūginio bandymo protokolą.

Yokohama pneumatinės amortizacinės priemonės: medžiagos ilgaamžiškumas ir ilgalaikė naša

Yokohama šiuolaikinės amortizacinės priemonės atitinka svarbias pramonės standartus, įskaitant ISO 17357-1 ir PIANC WG33. Naudojami guminiai mišiniai išlaiko apie 92 % jų pradinės elastingumo savybių net po 10 000 valandų veikimo UV šviesoje. Šios medžiagos taip pat suteikia 3 klasės apsaugą nuo ozono pažeidimų, kas yra labai svarbu įrenginiams, veikiantiems netoli druskos vandens zonų. Tyrimai parodė, kad per šias medžiagas įtrūkimai sklinda ne lengvai, todėl jos ilgiau tarnauja esant kietiems sąlygoms. Tai ypač svarbu vietose, tokiose kaip Singapūras, kur konteinerių laivai nuolat atsitrenkia į krantines konstrukcijas, todėl jų infrastruktūra nuolat dėvima.

Tarnavimo laikas ir priežiūra: faktinė naša skirtingose uosto rūšyse
Duomenys iš 142 pasaulio uosto operatorių parodė nuoseklų ilgaamžiškumą ir priimtiną priežiūros reikalavimą:

Keičiant apsauginius grandininius tinklus kas 3–4 metus sumažėja paviršiaus nubrozdinimas 40 %, kuris žymiai pailgina visos sistemos tarnavimo laiką.

Keičiant senas pristatymo konstrukcijas, daugelis uostų renkasi ilgaamžius Jokohamos amortizatorių sistemas savo modernizavimo projektams. Šios modulinės sistemos gana gerai suderinamos su daugeliu jau esamų betoninių polių prieplaukų – faktiškai su maždaug 93 procentais jų – dėl standartinės montavimo įrangos, kuri palengvina diegimą. Paimkime senesnius Roterdamo naftos terminus. Įdiegus Jokohamos amortizatorius, jie pažymėjo, kad smūgio jėgos sumažėjo maždaug 30 procentų, nesikeičiant originaliai konstrukcijai. Tačiau tai, kas tikrai išsiskiria, yra šių sistemų elgesys esant skirtingiems potvyniams. Pritaikomos slėgio kamerų konstrukcijos toliau veikia efektyviai net tada, kai vandens lygis pakinta maždaug dviejų metrų ribose. Tai reiškia, kad laivai nuolat apsaugomi nepriklausomai nuo potvynio ar atoslūgio, o tai ilguoju laikotartpi žymiai padeda užtikrinti saugą ir sumažinti priežiūros išlaidas.

Jokohamos amortizatorių technologijų ir „Smart Berthing“ integravimo įžvalgos

Išmaniųjų jutiklių ir realaus laiko slėgio stebėjimas naujos kartos amortizatoriuose

Naujausiame Yokohama amortizatoriuose yra IoT jutiklių, kurie nuolat stebi slėgio lygmenis, kaip apkrova paskirstoma per konstrukciją ir bet kokius deformavimus, vykstančius realiu laiku. Šie jutiklių sistemos suteikia uosto valdytojams faktinį duomenis, su kuriais galima dirbti, todėl galima pastebėti, kai krovinys yra kraunamas netolygiai, ir planuoti priežiūrą iš anksto, prieš atsirandant problemoms. Praėjusiais metais atlikti bandymai parodė, kad uostai, naudojantys šiuos išmaniuosius amortizatorius, sumažino netikėtus sustojimus apie 35–40 %, nes problemos buvo aptiktos anksti. Ypač patogu, kad įmontuoti jutikliai automatiškai sureguliuos prisiurbimo lynus, kai ateina didelės potvynių bangos arba jei laivai pradeda netikėtai judėti, kas padeda išvengti brangių susidūrimų.

Dirbtinio intelekto pagrįsta simuliacija ir prognozuojantis modeliavimas optimaliam amortizatorių pasirinkimui

Šiuolaikinės mašininio mokymosi sistemos, siūlydamos geriausias amortizatorių konfigūracijas, atsižvelgia į ankstesnių prisišvartavimų duomenis, laivų charakteristikas ir aplinkos veiksnius. Derinant standartus, tokius kaip ISO 17357 ir PIANC WG33, su realiomis darbo sąlygoms, dirbtinis intelektas sumažina nereikalingus dizaino elementus maždaug 25 %, pagal 2023 metų Japonijos amortizatorių asociacijos tyrimus. Skaitmeninio dvynio technologija imituoja, kaip gali klostytis įvairios situacijos – įsivaizduokite, kaip dideli konteinerių laivai manevruoja užtvenktuose uostuose, lyginant su skystos gamtinės dujų tanklaiviais, kurie prasiveržia į siaurus krantinių plotus. Tai padeda sukurti technines specifikacijas, kurios gerai veikia praktikoje, o ne tik teoriškai idealiose sąlygose.

Atsinaujinantys medžiagos ir apskritiminis dizainas šiuolaikiniuose pūsleliniuose jūrų amortizatoriuose

Pagrindiniai pramonės dalyviai jau pradėjo naudoti biologinio kilmės guminės mišinius kartu su uždaro ciklo perdirbimo metodais kaip dalį savo veiklos darnumo pastangų. Naujausi tyrimai rodo, kad medžiagos be chloropreno vis dar sugeria apie 97 proc. to, ką tradicinės priekabos, tačiau gamybos metu išmetamų teršalų kiekį sumažina maždaug 42 procentais, pagal praeitų metų MarineLog duomenis. Kalbant apie modulinius dizainus, tik nubrozdintų dalių pakeitimas vietoj visų sistemų reiškia, kad šios konstrukcijos gali tarnauti papildomai nuo 15 iki 20 metų. Toks požiūris tikrai palaiko vis dažniau girdimų apie apskritiminę ekonomiką idėjas, ypač vertinant krantines ir uostus, kur įrenginiai laikui bėgant patiria didelę dėvėjimo apkrovą.

Dažniausiai paskyrančių klausimų skyrius

Kas yra Yokohama priekabos?

Yokohama priekabos – tai aukštos kokybės pneumatinės sistemos, sukurtos sugerti kinetinę energiją ir apsaugoti laivus ir uosto infrastruktūrą prisišvartavimo metu.

Kodėl Yokohama priekabos yra svarbios jūrų saugumo aspektais?

Jos veikia kaip smūgio sugeriančios priemonės prisiartinus prie kranto, mažindamos avarijas perleisdamos susidūrimo jėgas tolygiai, kad būtų apsaugėta nuo korpuso ir krantinės pažeidimų.

Kiek laiko paprastai tarnauja Yokohama priekaba?

Priklausomai nuo sąlygų, jos gali tarnauti nuo 8 iki 25 metų dėl jų ilgaamžiškų medžiagų ir modulinio dizaino.

Kokie pokyčiai vyksta Yokohama priekabų technologijose?

Naujausios naujovės apima protingus jutiklius realaus laiko stebėsenai, dirbtinio intelekto naudojimą sprendžiant našumo modelius ir atsinaujinančias medžiagas, kurios padidina ilgaamžiškumą ir mažina poveikį aplinkai.