التصميم الهيكلي للمصدات الهوائية

يُحدد معيار ISO 17357-1:2014 التصميم الهيكلي للمصدات الهوائية عالية الضغط: وهي عبارة عن كيس هوائي أسطواني برؤوس نصف كروية، مصنوع من مطاط خارجي، ومعزز بخيوط إطارات صناعية، ومطاط داخلي، جميعها مُعالجة حراريًا بالحرارة. يُصنف الجزء الأول من هذا المعيار هذه المصدات عند ضغط داخلي ابتدائي 50 أو 80 كيلو باسكال. أما المصدات منخفضة الضغط فتخضع للجزء الثاني من المعيار، وتستخدم ألواحًا نسيجية مطلية. ضمن الجزء الأول، يكمن الاختلاف بين الموردين فيما يتعلق بعدد الطبقات. يتم دمج جدول الطبقات، وبنية حلقة التثبيت، وشكل النهاية في جسم المصد، وتُغلق هذه الأجزاء قبل عملية المعالجة الحرارية بالحرارة.

تشير أرقام البنود إلى معيار ISO 17357-1:2014. وقد أكدت المنظمة الدولية للمقاييس (ISO) أن كلا جزئي المعيار ساريان في عام 2024.

ما الذي تحدده المواصفة القياسية ISO 17357-1 في التصميم الهيكلي للمصدات الهوائية

ISO 17357-1:2014 يحدد هذا المعيار تصميم هيكل كل مصد مطاطي هوائي عائم عالي الضغط يُباع على أنه متوافق مع المعايير، مع ربط المتطلبات بفئة الضغط. ويغطي المعيار المواد والأداء والأبعاد للمصدات التي تُستخدم لربط السفن ببعضها أو بهياكل الرسو. كما يحدد إجراءات الاختبار والفحص. الجزء 1 و الجزء الثاني تم إلغاء واستبدال معيار ISO 17357:2002 معًا، والذي يحمل الآن حالة السحب.

لكل طبقة في الهيكل وظيفة محددة. يحمي المطاط الخارجي طبقات الأسلاك والمطاط الداخلي من التآكل والقوى الخارجية الأخرى. يجب أن تتوافق تركيبة المطاط مع قيم الشد والتمزق الموضحة في الجزء الأول، والتي تظهر في تقرير اختبار المواد. يعمل المطاط الداخلي على منع تسرب الهواء المضغوط. أما طبقات التقوية، المصنوعة من نسيج أسلاك الإطارات الاصطناعية، فتتحمل الضغط الداخلي وتحدد مدى تحمل الرفرف للضغط.

يُعد اختيار نسيج الحبل عاملاً هيكلياً. فالألياف الرئيسية لحبل الإطارات الصناعي لا تُضفر بنفس طريقة ضفائر القماش أو نسيج الحزام، مما يُغير من خصائص الطبقة من حيث مقاومة الإجهاد وتحمل الضغط. كما يختلف عدد الطبقات ضمن نطاق معين. ففي نفس فئة التصميم المعتمدة، قد يحتوي القطر الأصغر على عدد أقل من الطبقات. لذا، اطلب الاطلاع على جدول عدد الطبقات في الرسم المعتمد لقطرك، واعتبر أي عدد مذكور لحجم آخر غير مؤكد.

تُعدّ واقيات الصدمات منخفضة الضغط من الجزء الثاني منتجًا منفصلاً وليست نسخة مُخفّضة الأداء من هذا الهيكل. وهي تستخدم ألواحًا طولية من نسيج مُغطّى بأطراف نصف كروية، ويضيف الجزء الثاني اثنين آخرين. أنواع المصدات الهوائية, طرف مثبت وطرف مصبوب، يتحمل ضغط 7 كيلو باسكال ما لم يُنص على خلاف ذلك. كل ما يلي يصف تركيب الجزء 1.

لماذا تُعتبر قيمتا 50 كيلو باسكال و80 كيلو باسكال درجات، وليستا حدودًا قصوى؟

يُشير الضغط الداخلي الابتدائي المُصنّف إلى درجة الضغط التي يعمل عندها الرفرف غير المضغوط، وليس الضغط الذي يتحمله جسمه. يُدرج المعيار القيمتين كقيمتين منفصلتين، وتتغير كلتاهما باختلاف الحجم وفئة الضغط. أما الضغط المُتحمّل، فله تعريف خاص به: وهو الضغط الداخلي الذي ينفجر عنده الرفرف. توجد أربع قيم للضغط في الجدول نفسه لكل حجم، ويمكن ذكر أي منها في عرض السعر.

يزداد الضغط داخل الهيكل مع انحراف الرفرف، ولذلك تُذكر كل قيمة من هذه القيم مقابل درجة أو انحراف محدد. ويشير الرقم الموجود على اللوحة إلى بداية منحنى الأداء.

لذا، فإنّ درجة الانحدار تُعتبر نقطة ضبط تشغيلية يجب الحفاظ عليها، وليست متغيرًا لضبط الأداء. يتم تحديد امتصاص الطاقة المضمون وقوة رد الفعل وضغط الهيكل بناءً على درجة انحدار مُحددة. إذا تم استخدام واقي طين خارج نطاق هذه الدرجة، فسيخرج عن نطاق بيانات الأداء التي تم بيعه بناءً عليها.

اقرأ قيمة الضغط على اللوحة كحد أقصى للأمان، وسيتفاقم الخطأ تدريجيًا. فعندما يُملأ خزان الوقود حتى هذا الحد في ظهيرة يوم حار، دون مراعاة الظروف الجوية، يُعاد تشغيله فوق نقطة التشغيل المُخصصة له. سجّل درجة الحرارة المحيطة مع كل قراءة للضغط، حتى تتم المقارنة في الفحص التالي بين القيم المتشابهة.

حلقات الخرز، وفتحات الشفة، وعتبة الصمام 2500 مم

تُحدد أبعاد الأجزاء المعدنية في نهايات الرفرف الهوائي بناءً على حالة الضغط الزائد وليس على الحمل المقنن، ويتناسب مقدار سماكة الفولاذ مع القطر. يشترط الجزء 1 أن تدخل نهايات طبقات سلك التقوية في حلقة التثبيت وتتجه للخارج. ويحدد هذا الجزء قطر حلقة التثبيت، وأي فولاذ آخر حول فتحة الشفة، بأقل من 0.20 D. ويحمي هذا الحد الأجزاء المعدنية من التشوه الدائم عند اقتراب الضغط من 80%.

قارن ذلك بشرط الأداء، حيث يُضمن امتصاص الطاقة عند انحراف (60 ± 5)%. شرطان، سؤالان مختلفان. تحمي قاعدة الهندسة 0.20 D الأجزاء المعدنية ذات الحواف من ضغط زائد شديد، أي ما يقارب 20 نقطة مئوية بعد الانحراف المُصنّف. يُجيب رقم GEA في ورقة البيانات على سؤال آخر. ضع قطرك الخاص في نفس المعادلة: 0.20 × D يُعطي القيمة التي يجب ألا يتجاوزها الفولاذ، لذا يجب ألا يتجاوز سمك واقي الطين بطول 3300 مم 660 مم.

يعالج النوع الأول أحادي الطرف مشكلة الضغط الزائد نفسها من خلال تصميم الطرف. يحتوي هذا النوع على فتحة شفة في أحد طرفيه فقط، بينما يخلو الطرف الآخر من أي أجزاء معدنية، مما يمنع الطرف الخالي من المعدن من التشوه الدائم تحت الضغط الشديد. ويترتب على ذلك ضرورة عملية للتركيب: توجيه هذا الطرف نحو الموضع الذي يكون فيه الضغط الزائد على الطرف الآخر محتملاً. ويتم اتخاذ هذا القرار قبل بناء الهيكل.

يُعدّ شرط صمام الأمان بالغ الأهمية، ويستحقّ التدقيق فيه مرتين. فالمقاسات غير المدرجة في جداول الضغط يجب أن تستوفي متطلبات القطر الأكبر التالي، لذا فإنّ واقي الصدمات بطول 2200 مم يرث متطلبات الضغط الخاصة بواقي الصدمات بطول 2500 مم. ويرتبط شرط صمام الأمان بالقطر الفعلي، بغض النظر عن فئة الضغط التي ينتمي إليها المقاس. وبالتالي، فإنّ وحدة بطول 2200 مم تخضع لمتطلبات ضغط 2500 مم، على الرغم من أنّ قطرها أقل من القطر الذي يجعل تركيب الصمام إلزاميًا. لا ينصّ أيٌّ من الشرطين على هذه النتيجة بشكل مباشر، بل تُستنتج من قراءة الشرطين معًا، ولهذا السبب يتضمن شرط الطلب بندًا لطلب صمام أمان على واقيات الصدمات التي يقلّ طولها عن 2500 مم.

الصمام نفسه عبارة عن مكون مُصمم خصيصًا لفتحة الشفة، وليس طبقة داخل الرقائق. ما يُغلق قبل عملية الفلكنة هو ترتيب الشفة والتجهيزات المُخصصة للصمام. يعتمد إمكانية إضافة صمام لاحقًا على هذا الترتيب، ويجب على الشركة المصنعة تأكيد ذلك.

الصيانة والصيانة

الصيانة الدورية والفحوصات ضرورية لضمان استقرار حواجز الهواء المضغوط على المدى الطويل. فيما يلي دليل صيانة شامل يغطي تكرار الفحص، وعناصر الفحص، وإدارة ضغط النفخ.

• تكرار الاستخدام العالي: إذا كانت تستخدم بانتظام. فينبغي فحص ضغط الرفرف كل ثلاثة أشهر ونفخه حسب الحاجة.
• تكرار الاستخدام المنخفض: للاستخدام الأقل انتظامًا، يمكن إجراء فحوصات الضغط والصيانة كل ستة أشهر.
• فحص السطح: افحص سطح الحاجز بشكل دوري للتأكد من عدم وجود جروح أو خدوش أو ثقوب. يتحقق ذلك من أن المطاط الخارجي سليم.
• فحص التركيبات المعدنية: افحص التركيبات المعدنية مثل السلاسل والأغلال بحثاً عن الصدأ أو التلف. يمكن أن تؤدي التركيبات المعدنية الصدئة إلى تقصير عمر الحاجز وتعريض سلامته للخطر.
• كشف الضغط: افحص الضغط مرة واحدة في الشهر على الأقل للتأكد من أنه ضمن الحد الآمن المحدد على الحاجز (50 كيلو باسكال/80 كيلو باسكال).
• فحص صمامات النفخ: افحص صمام النفخ للتأكد من عدم وجود تلف أو تسرب. ثم قم بإصلاح أو استبدال أي منها يسبب مشاكل.
• فحص صامولة الشفة: تأكد من أن الصواميل الموجودة على الشفاه على طرفي الحاجز آمنة وخالية من الصدأ، مما يضمن سلامة الوصلات.
• فحص الغمد: افحص المصدات ذات الأغلفة بحثاً عن أي تلف. سلامة الغلاف أمر بالغ الأهمية لحماية الطبقات المطاطية الداخلية.
• التضخم المنتظم: لضمان وجود ضغط داخلي مناسب، قم بنفخ المصدات بشكل منتظم، وفقاً للاستخدام.
• مراقبة الضغط: استخدم مقياس الضغط للتحقق الروتيني الحاجز الهوائي الضغط لضمان بقائه ضمن النطاق الموصى به. يمكن أن يؤثر كل من الضغط المفرط وغير الكافي على أداء الرفرف وطول عمره.

ما هي القرارات الهيكلية التي تُتخذ قبل إصدار الرسم؟

تنقسم القرارات الهيكلية إلى تلك المدمجة في الجسم المُفلكن وتلك التي تبقى مكونات قابلة للاستخدام أو نقاط ضبط. المجموعة الثانية فقط هي التي تبقى مفتوحة بعد التسليم.

تتقارب المتغيرات معًا، لكن القطر وفئة الضغط المقنن هما العاملان الأساسيان. ويعتمد جدول الطبقات، وهندسة حلقة الخرزة، ومسألة الصمام الإلزامي على هذين العاملين كمدخلات. ولا يمكن تغيير الرقائق الناتجة اقتصاديًا بعد عملية الفلكنة.

على أرصفة الموانئ الخشنة أو المتدرجة، تعمل شبكة الإطارات والسلاسل وإطاراتها كطبقة حماية إضافية. فهي تتحمل الاحتكاك وأحمال التلامس الموضعية التي كانت ستسقط مباشرة على المطاط الخارجي، وهي الجزء من واقيات الموانئ الشبكية الذي يجب إعادة فحصه أولاً.

لا تبرر كل مهمة هذا التصميم. فعندما يرسو قارب عمل صغير على سطح عائم أملس، ولا يحتاج الحاجز إلى الطفو أو تحمل مسافة كبيرة أو تفريغه من الهواء للنقل، فإن وحدة مملوءة بالرغوة أو مصنوعة من المطاط الصلب تحل المشكلة نفسها دون الحاجة إلى إجراءات إدارة الضغط.

قراءة الأدلة المقدمة قبل صدور الأمر ضد التفتيش المحدد بالأمر

تأتي أدلة اختبار واقيات الصدمات الهوائية على مستويين، والشهادات التي يراجعها المشتري قبل الطلب ليست هي السجلات المُنشأة لواقيات الصدمات المُورَّدة فعليًا. وبموجب بند الطلب، يمكن للمشتري أن يطلب... اختبار نموذج أولي للرفرف شهادة تغطي اختبارات البند 8. أ جمعية التصنيف الرئيسية يقوم بتقييمها، ويجب ألا يتجاوز تاريخها عشر سنوات قبل الاستفسار.

يشمل البند نفسه الأدلة التجارية التاريخية ويحدد نطاق الأدلة التي تُعتدّ بها. يجب أن تكون شهادة الفحص والاختبار التجاري صادرة عن مصدٍّ قطره مساوٍ أو أكبر من قطر المصدّ المطلوب الاستفسار عنه، وبنفس الضغط الداخلي أو أعلى منه، وأن تكون صادرة خلال عشر سنوات. وبالتالي، يسري هذا النطاق في اتجاه واحد: تُعتبر الوحدة الأكبر ذات الضغط الأعلى دليلاً على صحة الاستفسار عن الوحدة الأصغر ذات الضغط الأقل، لذا فإن شهادة مصدٍّ قطره 2500 مم عند ضغط 50 كيلو باسكال لا تُعتدّ بها لشهادة مصدٍّ قطره 3300 مم عند ضغط 80 كيلو باسكال. يستند هذا التفسير إلى النطاق الذي يحدده البند، وليس إلى قاعدة منفصلة بشأن الحالة المعاكسة.

يُطبَّق استثناء النموذج الأولي على أساس مختلف. إذ يتطلب كل رفرف اختبار نموذج أولي باستخدام أساليب بناء أو تصميم أساسية مختلفة. وينطبق الاستثناء للأقطار الأصغر فقط في حال تطابق التصميم الأساسي وأساليب البناء والتصنيع، واختلاف عدد الطبقات تبعًا للقطر. ويشترط للتأهل أن يكون التصميم متطابقًا مع تصميم المجموعة.

يُفصل البند 9 عن كل ما سبق. فهو يُنظم فحص واختبار مصدات الطرق التجارية نفسها، ويشمل اختبار مادة المطاط، والفحص البُعدي، واختبار تسرب الهواء، واختبار الضغط الهيدروستاتيكي. يُرجى التأكد من أيٍّ من هذه الاختبارات ينطبق على كل مصد، وأيّها يتم أخذ عينات منه، ومقارنته بمتطلبات طلب الشراء. عند مقارنة عرضي أسعار، يتم التحقق من القطر والضغط المذكورين في شهادة الطلب المسبق ومقارنتهما بالقطر والضغط المطلوبين قبل قراءة باقي الوثيقة.

ما الذي يُقفل أولاً في هيكل الرفرف الهوائي

في التصميم الهيكلي للمصدات الهوائية، يُحدد القطر وفئة الضغط المقنن أولاً. ويتبع ذلك جدول الطبقات، وهندسة حلقة التثبيت، ومسألة الصمام الإلزامي، ولا يمكن تغيير أي منها بعد عملية الفلكنة. تبقى الشبكات والإطارات ونقطة ضبط النفخ مفتوحة بعد ذلك، بينما لا تبقى الطبقة المركبة كذلك.

قد تنجم الأضرار التي تُقصر من عمر المصد عن ظروف لم تُذكر في الطلبية: مثل هندسة الرصيف، أو الضغط الزائد الموضعي على الطرف، أو حالة تلامس لم يُذكرها أحد عند الاستفسار. ويتم تحديد أي من هذه الحالات بناءً على فحص على مستوى المشروع.

إذا لم يكن القطر المطلوب موجودًا في جداول الضغط القياسية، فحدد نقطتين قبل إصدار الرسم. أولًا، ما هو القطر الأكبر الذي يحدد متطلبات الضغط لديك؟ ثانيًا، هل ستحدد صمام أمان لا يفي به هذا القطر وحده؟ أرسل هاتين الإجابتين مع بيانات طاقة الرسو، وسنقوم بمواءمة الرسم. المصدات الهوائية يتم إرسال الرسومات ونطاق الشهادات إليهم قبل بدء التصنيع.