Как пневматические резиновые фендеры обеспечивают защиту судна и причала?

Основной принцип работы: как пневматические резиновые фендеры поглощают энергию при швартовке

Сжимаемое воздушное ядро и армированная эластомерная оболочка обеспечивают постепенное поглощение энергии с низким отскоком

Когда суда подходят к причалам, пневматические резиновые буферы работают за счёт сжатия воздуха внутри них, чтобы поглотить всю силу удара. При ударе у этих буферов имеется воздушное ядро, которое медленно сопротивляется сжатию. В то же время их внешний слой остаётся прочным благодаря специальным армирующим материалам, вплетённым по всей структуре. Такое сочетание позволяет им поглощать около двух третей энергии при сжатии наполовину, что превосходит возможности обычной сплошной резины. Их главное преимущество — постепенное снижение давления после удара. Это означает, что суда почти не отталкиваются обратно (возвращается менее 15 % исходной силы), поэтому корабли остаются на месте, где должны быть, а сами причалы со временем испытывают меньший износ.

Физика деформации: соотношение давления и объёма и соответствие стандарту ISO 17357-1 для предсказуемости работы

Когда материалы сжимаются, они подчиняются так называемому закону Бойля, согласно которому P умножить на V равно P умножить на V снова. Математически это объясняется тем, что при уменьшении внутреннего объёма во время сжатия давление быстро возрастает. Рассмотрим следующее: если материал сжат примерно на 30%, давление внутри обычно возрастает до трёхкратного по сравнению с первоначальным давлением надувания — где-то между 50 и 80 килопаскалями. Эта зависимость помогает инженерам моделировать величину силы, возникающей при различных степенях деформации. Существует также сертификация ISO 17357-1, гарантирующая надёжную работу изделий. Она устанавливает стандарты для нескольких важных параметров: например, как изменяется давление в зависимости от объёма при сжатии от 10% до 60%, требует, чтобы резиновые детали выдерживали натяжение не менее 18 мегапаскалей перед разрушением, и ограничивает упругость материала значением не более 0,20 по шкале отскока. Бортовые упоры (фендеры), соответствующие этим стандартам, сохраняют стабильность в пределах ±5% от заявленных производителем характеристик, что позволяет судам, подходящим к причалам, рассчитывать на предсказуемые усилия, обеспечивая безопасность и соответствие нормативным требованиям.

Превосходная защита от ударов: эффективность пневматического резинового бампера по сравнению с традиционными альтернативами

в 4–6 раз выше эффективность поглощения энергии при сжатии 30–50% по сравнению со сплошными резиновыми бамперами

При поглощении энергии пневматические резиновые фендеры превосходят сплошные примерно в четыре-шесть раз при сжатии на тридцать-пятьдесят процентов. Причина в том, что они работают иначе: ударные нагрузки сжимают воздух внутри, а не просто растягивают сам резиновый материал. Если посмотреть на конструкцию этих фендеров, армированные эластомерные слои обеспечивают структурную поддержку, позволяя поглощать на семьдесят процентов больше кинетической энергии в том же объеме по сравнению с традиционными конструкциями. Испытания показали, что эти фендеры сохраняют свои характеристики даже после более чем ста тысяч циклов сжатия, что делает их идеальными для загруженных портов, принимающих суда от средних по размеру Panamax до огромных танкеров VLCC, перевозящих нефть через океаны.

Снижение пиковой реактивной силы уменьшает напряжение в корпусе судна и конструкции причала во время швартовки с высокой энергией

Пневматические фендеры уменьшают внезапные ударные нагрузки примерно на 40–60 процентов по сравнению с обычными сплошными резиновыми при швартовке крупных судов. Это имеет большое значение, поскольку помогает защитить как бетонные сооружения, так и сами суда в сложных морских условиях. Эти фендера также работают иначе — они распределяют усилие во времени, вместо того чтобы создавать резкие пики, характерные для традиционных резиновых фендеров. Это предотвращает достижение напряжением опасных уровней, при которых может возникнуть повреждение. По словам инженеров портов, перешедших на пневматические фендера, количество ремонтных работ в зонах швартовки сократилось примерно на треть. Часть этого эффекта объясняется тем, что пневматические системы более плавно гасят нагрузки по сравнению с альтернативами, при этом полностью соответствуют всем необходимым стандартам безопасности, таким как ISO 17357-1. Суда могут заходить и выходить из порта, не вызывая значительного износа, что позволяет сэкономить на расходах на техническое обслуживание и сократить простои в работе.

Эксплуатационная надежность: применение, долговечность и адаптивность пневматических резиновых фальшбортов

Легкость в обращении, устойчивость к коррозии и бесшовная интеграция на судах различных размеров (от Панамакс до ВЛСС)

Пневматические резиновые фендеры обеспечивают как быструю реакцию, так и длительную прочность. Поскольку они выполнены с полой структурой вместо сплошной, их вес на 40–60 процентов меньше по сравнению с традиционными аналогами. Это значительно упрощает монтаж без необходимости использования тяжелой техники. Однако наиболее важным является их высокая устойчивость к суровым условиям в морских портах. Внешний слой защищает от повреждений из-за соленой воды, не разрушается под воздействием солнечных лучей и предотвращает прилипание морских организмов. Все эти особенности позволяют использовать фендеры различных размеров: меньшие модели около 50 тонн применяются для судов среднего размера типа Панамакс, а более крупные, весом до 200 тонн, специально изготавливаются для огромных нефтяных танкеров класса VLCC. Несмотря на различия в размерах, каждая модель эффективно поглощает энергию удара в критический момент.

Мониторинг давления в реальном времени и рекомендации по техническому обслуживанию для предотвращения разрушения от чрезмерного сжатия

Регулярное техническое обслуживание может значительно продлить срок службы оборудования, выйдя за рамки 15 лет. Установка датчиков давления в реальном времени позволяет непрерывно контролировать воздушные ядра во время их работы. Это помогает предотвратить серьезные повреждения, вызванные чрезмерным сжатием, когда прогиб превышает 60 %. Техническое обслуживание должно включать проверку признаков износа, таких как абразивные повреждения или озонные трещины, каждые три месяца. Давление необходимо повторно калибровать непосредственно перед периодами интенсивной отгрузки. А при любом падении давления ниже 20 % от указанного значения систему следует немедленно обесточить. Многие портовые объекты внедрили эти методы и добились снижения незапланированного простоев примерно на 70 %, что подтверждается нашими журналами технического обслуживания и наблюдениями на различных объектах.

Подтвержденное влияние на портовую инфраструктуру: примеры эффективной защиты судов и причалов

Модернизация терминала СПГ в порту Роттердама: сокращение частоты замены фендеров на 37 % и полное отсутствие инцидентов с повреждением корпуса

После установки пневматических резиновых фендеров на терминале СПГ в порту Роттердама были отмечены реальные улучшения в работе. До внедрения новых фендеров старую систему приходилось заменять примерно каждые полтора года, поскольку постоянные удары судов вызывали трещины и деформации. Однако ситуация изменилась после модернизации. В течение двух лет после установки фендеры пришлось заменять примерно на 37% реже по сравнению с предыдущим периодом. Причина в том, что новые резиновые фендеры равномерно распределяют нагрузку по всей своей поверхности, а не допускают концентрации давления в одной точке. Также стоит отметить, что, несмотря на более чем 150 заходов танкеров СПГ в год, в этот период не было ни одного случая повреждения корпуса судна. Испытания по стандартам ISO показали, что даже при сжатии наполовину эти фендеры эффективно поглощают энергию и снижают резкие пики нагрузки. Всё это означает меньшие расходы на ремонт и отсутствие непредвиденных простоев для объекта, столь важного для эксплуатации.