Tấm chắn Yokohama có những lợi thế gì trong việc bảo vệ bến?

Khả năng hấp thụ năng lượng và giảm chấn vượt trội đáp ứng nhu cầu cập bến hiện đại

Cách cản hơi pneumatic Yokohama tiêu tán các va chạm năng lượng cao thông qua nén khí được kiểm soát

Hệ thống fender Yokohama hoạt động bằng cách giữ không khí bên trong các vỏ cao su chắc chắn, giúp chuyển lực từ tàu va vào cầu cảng thành nhiệt thay vì gây hư hại. Khi tàu ép vào các fender này trong quá trình cập bến, không khí bên trong bị nén lại, tạo ra áp suất tăng dần cho đến khi đóng vai trò như một bộ giảm chấn cho toàn bộ quá trình. Điều làm nên sự khác biệt của những fender này so với các loại fender cao su đặc thông thường là khả năng phân bổ lực đều trên toàn bộ diện tích tiếp xúc. Điều này có nghĩa là tàu thuyền và cầu cảng chịu ít điểm ứng suất đột ngột hơn nhiều. Một số thử nghiệm tại các cảng thực tế cho thấy thiết kế này có thể giảm mức ứng suất tối đa khoảng 35 đến 40 phần trăm, mặc dù kết quả có thể thay đổi tùy theo điều kiện.

Xác nhận thực tế: Lực phản ứng thấp hơn 38% so với fender dạng vòm tại Cảng Euromax Rotterdam

Tại Cảng Rotterdam Euromax, các con dấu Yokohama ghi nhận lực phản ứng tối đa thấp hơn 38% so với các con dấu vòm gia cố bằng thép trong quá trình cập bến của các tàu có sức chứa 24.000 TEU. Sự giảm thiểu này làm giảm mài mòn kết cấu trên cơ sở hạ tầng cảng, kéo dài tuổi thọ sử dụng và loại bỏ nguy cơ ăn mòn điện hóa liên quan đến các hệ thống gia cố kim loại.

Tại sao kích thước và tốc độ tàu ngày càng tăng khiến năng lực hấp thụ năng lượng của con dấu Yokohama (E = ½mv²) trở nên then chốt

Nhìn vào công thức năng lượng động học E bằng một nửa mv bình phương sẽ giúp giải thích tại sao những con tàu lớn ngày nay lại là vấn đề nghiêm trọng đến vậy. Lấy một con tàu container khổng lồ chở 24.000 TEU chỉ di chuyển với tốc độ 0,2 mét mỗi giây, nó mang theo hơn 1.500 kilojoule năng lượng va chạm, thực tế gấp ba lần so với các tàu Panamax cũ từ trước đây. Kích thước tàu cũng đã tăng đều đặn khoảng 12 phần trăm mỗi năm kể từ năm 2020, do đó các thiết bị giảm chấn thông thường chỉ có thể chịu đựng đến mức độ nhất định trước khi bắt đầu hư hỏng khi bị nén quá 60 phần trăm. Đó là lúc các thiết bị giảm chấn Yokohama phát huy tác dụng. Các mẫu mới hơn này tiếp tục hấp thụ năng lượng ngay cả khi bị nén quá 70 phần trăm, khiến chúng gần như trở thành thiết yếu nếu các cảng muốn vận hành những con tàu khổng lồ này mà không làm đội chi phí hay gây hư hại.

Độ Bền Được Tính Toán: Khả Năng Chống Lại Tia UV, Độ Mặn, Ozone và Ứng Suất Nhiệt

Hợp chất EPDM/NR được cấp bằng sáng chế với chất ổn định tia UV và hóa chất lưu hóa chống mặn

Các tấm chắn bùn Yokohama kết hợp một hỗn hợp đặc biệt từ cao su EPDM và cao su tự nhiên, đồng thời được bổ sung các chất ổn định chống tia cực tím và phụ gia chống ăn mòn do nước biển. Điều này mang lại điều gì? Về cơ bản, nó ngăn chặn sự phân hủy các phân tử khi tiếp xúc với ánh nắng mặt trời, chống lại sự ăn mòn do nước biển gây ra, và giữ cho vật liệu không bị nứt vỡ do tiếp xúc với ozone. Ngoài ra, những tấm chắn bùn này vẫn duy trì độ linh hoạt ngay cả khi nhiệt độ dao động từ âm 30 độ C đến dương 70 độ C. Các thử nghiệm lão hóa tăng tốc trong phòng thí nghiệm cũng cho thấy kết quả ấn tượng – cải thiện khoảng 58 phần trăm về khả năng bảo vệ khỏi tia UV và tăng khoảng 40 phần trăm khả năng chống hư hại do nước biển so với các sản phẩm neoprene thông thường. Vì vậy, đối với bất kỳ ai phải làm việc trong điều kiện khắc nghiệt trên biển, điều này đồng nghĩa với hiệu suất sử dụng lâu dài hơn mà không làm giảm chất lượng.

Tuổi thọ đã được kiểm chứng thực tế: Thời gian phục vụ 12 năm mà không cần thay thế lõi tại cảng Jebel Ali

Cảng Jebel Ali đã vận hành các thiết bị giảm chấn Yokohama hơn 12 năm mà không cần thay thế lõi, mặc dù đã tiếp nhận hơn 18.000 lần cập bến của tàu. Các kỹ sư báo cáo tỷ lệ xuống cấp giảm 73% so với các thiết bị trước đó, khẳng định rằng các hợp chất cao su tiên tiến giúp giảm đáng kể nhu cầu bảo trì và đảm bảo hoạt động ổn định trong điều kiện ven biển khắc nghiệt.

Chi phí sở hữu tổng thể thấp: Bảo trì tối thiểu và không có rủi ro ăn mòn

Cấu tạo hoàn toàn bằng cao su loại bỏ hiện tượng ăn mòn điện hóa, mỏi bu-lông và các chu kỳ kiểm tra kim loại

Với thiết kế không có các bộ phận kim loại bên trong, thiết bị giảm chấn Yokohama loại bỏ hiện tượng ăn mòn điện hóa và hiện tượng đứt bu-lông do tải trọng chu kỳ. Thiết kế liền mạch hoàn toàn bằng cao su chịu được hiện tượng phun muối và bám bẩn sinh học biển, loại bỏ nhu cầu kiểm tra định kỳ, theo dõi gỉ sét hoặc kiểm tra mô-men xiết — tiết kiệm hơn 40 giờ lao động mỗi năm cho mỗi thiết bị.

Phân tích chi phí vòng đời: Chi phí bảo trì trong 10 năm thấp hơn 62% so với các thiết bị giảm chấn có gia cố thép

Theo một nghiên cứu gần đây về cơ sở hạ tầng cảng năm 2024, các thiết bị giảm chấn Yokohama nổi bật vì không cần sơn lại, không cần bảo vệ điện hóa hay xử lý các vấn đề gỉ sét theo thời gian. Điều này có nghĩa là chi phí bảo trì giảm đáng kể trong vòng mười năm, tiết kiệm khoảng 14.800 USD mỗi mét dài. Tuy nhiên, các lựa chọn thay thế làm bằng thép gia cố lại có câu chuyện khác. Những thiết bị này cần được kiểm tra bằng phương pháp siêu âm hai lần mỗi năm, đồng thời thay thế các cực hy sinh, với chi phí thường khoảng 4.200 USD mỗi năm. Hầu hết chúng cũng sẽ cần sửa chữa cấu trúc lớn vào khoảng năm thứ bảy. Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu giữa các lựa chọn này là tương đương nhau, nhưng bức tranh dài hạn cho thấy hệ thống Yokohama có tổng chi phí thấp hơn khoảng 62 phần trăm khi xem xét tất cả các khoản chi phí trong suốt vòng đời của chúng.

Ứng dụng linh hoạt của thiết bị giảm chấn Yokohama trong các loại cơ sở hạ tầng cảng

Khả năng thích ứng theo mô-đun: Điều chỉnh các dòng YK, YM và YP cho các bến container, bến cảng LNG và các dốc xe Ro-Ro

Khi xem xét các lựa chọn, các nhà khai thác cảng thường tìm đến dòng giải pháp mô-đun của Yokohama bao gồm các series YK, YM và YP, mỗi loại được thiết kế cho nhu cầu cập bến khác nhau. Series YK với thiết kế hình trụ nổi bật rõ rệt tại các cảng container đông đúc nơi việc hấp thụ va chạm là yếu tố then chốt. Đối với các hoạt động khí thiên nhiên hóa lỏng, mẫu YM được sử dụng vì tạo ra lực phản ứng thấp hơn, nghĩa là ít tia lửa hơn và độ an toàn cao hơn trong quá trình chuyển giao. Ngoài ra còn có series YP được đặt thấp sát mặt đất, tạo nên sự khác biệt lớn khi duy trì chiều cao thông thủy phù hợp trên các dốc Ro-Ro. Các cảng chuyển sang các hệ thống linh hoạt này thường tiết kiệm khoảng 15% chi phí cải tạo so với việc sử dụng các hệ thống cũ chỉ có một cấu hình duy nhất, theo báo cáo ngành gần đây.

Tích hợp tùy chỉnh: Cải tạo phao tựa Yokohama lên mặt cầu cảng đã cũ mà không cần gia cố kết cấu

Các tấm chắn Yokohama hoạt động rất tốt cho các bến cũ vì chúng không cần hàn hay bắt bulông, điều này có nghĩa là không gây thêm tải trọng lên các kết cấu đã bị suy yếu. Thiết kế chứa đầy không khí cho phép chúng được gắn trực tiếp lên các bề mặt bê tông nứt mà không cần nâng cấp đắt tiền. Theo Tạp chí Kỹ thuật Hàng hải năm ngoái, cách tiếp cận này thường tiết kiệm khoảng 220 nghìn USD cho mỗi công trình. Hầu hết những người đã thử nghiệm các cải tiến này nhận thấy rằng khoảng 78 trên 100 trường hợp không cần thay đổi gì đối với kết cấu hiện có, nhưng vẫn hoạt động hiệu quả như các hệ thống lắp đặt hoàn toàn mới.