ما هو واقي الطين الرغوي؟ دليل التركيب والأداء والاختيار

A واقيات الطين المملوءة بالرغوة هو جهاز حماية بحري يستخدم لبًا من رغوة صلبة ذات خلايا مغلقة لامتصاص طاقة الرسو. وهو يحمي السفن والأرصفة والمنصات البحرية من أضرار الاصطدام أثناء عمليات الإرساء والرسو.

على عكس المصدات الهوائية، لا يمكن ثقب المصدات الرغوية أو تفريغها من الهواء. حتى في حال قطع أو تمزق الغلاف الخارجي، يحافظ لب الرغوة ذو الخلايا المغلقة على طفوه ويستمر في أداء وظيفته. وهذا ما يجعل المصدات الرغوية من أكثر أنظمة الحماية موثوقية في الصناعة البحرية.

كيفية صنع واقي الطين المصنوع من الفوم

يتكون كل واقي من الطين المصنوع من الفوم من ثلاث طبقات. كل طبقة تخدم غرضًا هندسيًا محددًا.

الجزء الداخلي الرغوي

يتكون اللب من رغوة البولي إيثيلين (PE) أو رغوة EVA ذات الخلايا المغلقة. تُدمج كتل الرغوة الفردية حراريًا تحت تأثير الحرارة والضغط لتشكيل جسم صلب واحد. تُزيل هذه العملية الفجوات الهوائية الداخلية وتُنشئ بنية متجانسة ماصة للطاقة.

يعني التركيب ذو الخلايا المغلقة أن كل خلية من خلايا الرغوة محكمة الإغلاق بشكل مستقل. لا يمكن للماء أن يتسرب عبر اللب حتى في حال تمزق الغلاف الخارجي. تتراوح كثافة اللب عادةً بين 58 و70 كجم/م³. توفر الرغوة ذات الكثافة الأعلى امتصاصًا أكبر للطاقة، ولكنها تزيد من الوزن الإجمالي.

في شركة Zhonghaihang، تُصنع لبّات الرغوة لدينا باستخدام تقنية الترقق الحراري الدقيق. تخضع كل لبّة لاختبار الضغط قبل تطبيق الغلاف الخارجي للتأكد من أن امتصاص الطاقة يفي بمواصفات التصميم.

طبقة ألياف التقوية

تُدمج طبقة من خيوط النايلون عالية المتانة بين لب الرغوة والطبقة الخارجية. يوفر هذا التعزيز سلامة هيكلية ويمنع انفصال الطبقة الخارجية تحت تأثير الصدمات المتكررة.

يستخدم التعزيز القياسي ألياف النايلون 2520 دينير بقوة شد ≥230 نيوتن. بالنسبة للتطبيقات شديدة التحمل، يتوفر تعزيز Kevlar™.

الجلد الخارجي

الطبقة الخارجية عبارة عن طلاء من مادة البولي يوريثان المرنة يتم رشه. وهي تحمي لب الرغوة من الأشعة فوق البنفسجية، ومياه البحر المالحة، والتعرض للمواد الكيميائية، والتآكل الميكانيكي.

تشمل المواصفات الرئيسية للطبقة الخارجية صلابة تتراوح بين 75 و95 على مقياس شور A، ومقاومة للتمزق تزيد عن 52 نيوتن/مم، ونطاق درجة حرارة تشغيل من -40 درجة مئوية إلى +60 درجة مئوية. يمنع السطح غير القابل للتلطيخ انتقال الطلاء إلى هياكل السفن، وهو شرط أساسي لسفن الرحلات البحرية والسفن الحربية.

خصائص الأداء

صُممت مصدات الرغوة لتنضغط حتى 60% من قطرها الأصلي مع امتصاص طاقة الرسو. بعد الانضغاط، تعود المصدات المصنعة بشكل صحيح إلى 90% على الأقل من قطرها الأصلي خلال 24 ساعة.

امتصاص الطاقة وقوة رد الفعل

توفر مصدات الرغوة امتصاصًا عاليًا للطاقة مع قوة رد فعل منخفضة نسبيًا. يمكن لمصد بقطر مترين امتصاص ما بين 100 و500 كيلو نيوتن متر، وذلك حسب الطول وكثافة الرغوة. وتكون قوى رد الفعل عادةً أقل بمقدار 20-30 كيلو نيوتن متر من أنظمة مصدات المطاط المماثلة.

هذا المزيج مهم لمهندسي الموانئ. فقوة رد الفعل المنخفضة تعني ضغطًا أقل على هيكل الرصيف، وامتصاص الطاقة العالي يعني حماية أفضل للسفن. والنتيجة هي انخفاض تكاليف الصيانة لكل من الرصيف والسفينة.

مقارنة الأداء: الرغوة مقابل الهواء المضغوط مقابل المطاط

لكل نوع من أنواع المصدات استخداماته المثلى. تتفوق مصدات الفوم في الأرصفة الثابتة ذات نطاقات المد والجزر الكبيرة، ومحطات السفن السياحية والبحرية التي تتطلب احتكاكًا لا يترك علامات، والمنصات البحرية التي تحتاج إلى حماية لا تحتاج إلى صيانة. المصدات الهوائية لا تزال الخيار المفضل لعمليات النقل من سفينة إلى سفينة (STS) حيث يكون التكيف مع انحناء الهيكل أمرًا بالغ الأهمية. مصدات مطاطية تُعد هذه الأرصفة فعالة من حيث التكلفة بالنسبة لأرصفة الشحن العامة ذات التردد العالي.

تُصنّع شركة Zhonghaihang جميع أنواع المصدات الثلاثة. يمكن لفريقنا الهندسي أن يُوصي بالحل الأمثل بناءً على حجم سفينتك، وتصميم رصيفها، وظروف تشغيلها. اتصل بنا لتحليل مفصل لاختيار واقيات الطين.

المعايير والاختبارات الصناعية

يتم تصميم واختبار واقيات الطين المصنوعة من الفوم وفقًا للمعايير الدولية المعمول بها.

• PIANC WG211 (2024)نشرت الرابطة العالمية للبنية التحتية للنقل المائي إرشادات محدّثة لتصميم أنظمة المصدات. تشمل هذه الإرشادات حسابات امتصاص الطاقة، وحدود قوة رد الفعل، وبروتوكولات الاختبار. وتوصي الرابطة الدولية للبنية التحتية البحرية (PIANC) بأن يكون ضغط الهيكل أقل من 200 كيلو نيوتن/م² لمعظم أنواع السفن.
• ASTM F2192: طريقة اختبار قياسية لتحديد طاقة الرسو وقوة رد الفعل. تحدد هذه الطريقة كيفية إجراء اختبارات الضغط والإبلاغ عنها.
• ASTM D2240: معيار لقياس صلابة البولي يوريثان (مقياس صلابة شور A).
• مواصفات البحرية الأمريكية: تُصنع واقيات الطين الرغوية ذات الجودة العسكرية وفقًا لمتطلبات معيار UFGS 35 59 13.17. ويحدد هذا المعيار الحد الأدنى لامتصاص الطاقة عند ضغط 60%، وارتدادًا لمدة 24 ساعة إلى 90% من القطر الأصلي، وفحصًا من قبل مفتش هيئة التصنيف الأمريكية (ABS) قبل الشحن.

تُصنّع واقيات الطين الرغوية Zhonghaihang وفقًا لمعايير إدارة الجودة ISO 9001، وهي حاصلة على شهادات CCS وBV وABS. تخضع جميع دفعات الإنتاج لاختبارات الضغط وفقًا لإرشادات PIANC قبل الشحن.

كيفية اختيار واقي الطين الرغوي المناسب

يبدأ اختيار واقيات الطين المصنوعة من الفوم بحساب طاقة الرسو. صيغة PIANC القياسية هي:

E = 0.5 × M × V² × Ce × Cm × Cs × Cc

حيث M هي إزاحة السفينة، و V هي سرعة الاقتراب، و C تأخذ في الاعتبار اللامركزية والكتلة الافتراضية والمرونة وتكوين الرصيف.

بمجرد معرفة مقدار امتصاص الطاقة المطلوب، قم بمطابقته مع مصد ذي سعة مناسبة. تشمل عوامل الاختيار الرئيسية إزاحة السفينة وسرعة اقترابها، ونطاق المد والجزر عند الرصيف (تؤدي مصدات الرغوة أداءً ثابتًا عبر تغيرات المد والجزر)، ونوع الرصيف (ركائز مفتوحة، جدار جاذبية، رصيف عائم)، ومساحة التركيب المتاحة.

تكوينات شائعة لرفارف الفوم

تتوفر مصدات الفوم بأشكال متعددة. تُعدّ المصدات الأسطوانية الأكثر شيوعًا وتناسب معظم أنواع الأرصفة. أما المصدات المستطيلة أو المربعة فتُحسّن مساحة التلامس مع جدران الأرصفة المسطحة. وتُعدّ المصدات الكروية مثالية لحماية الزوايا ومقاومة الصدمات متعددة الاتجاهات. كما يُمكن تصميم أشكال مخصصة لتطبيقات خاصة.

تتراوح الأطوال القياسية من 1000 مم إلى 9000 مم، بينما تتراوح الأقطار من 300 مم إلى 4500 مم. وتشمل مجموعة منتجات Zhonghaihang من واقيات الطين المصنوعة من الفوم جميع المقاسات القياسية والمخصصة.

طرق التثبيت

يمكن تركيب واقيات الطين المصنوعة من الفوم بثلاث طرق رئيسية.

• معلق بسلسلة: يُعلق الحاجز الواقي من واجهة الرصيف باستخدام سلاسل التثبيت. هذه هي الطريقة الأكثر شيوعًا للأرصفة ذات نطاق المد والجزر الكبير. ويُعدّل الحاجز الواقي موضعه مع تغيرات مستوى الماء.
• مثبت بمسامير/مدمج: يتم تثبيت الحاجز مباشرةً على هيكل الرصيف باستخدام دعامات فولاذية. وهذا يناسب المراسي ذات التغيرات الطفيفة في المد والجزر حيث تلامس السفينة دائمًا نفس المنطقة.
• طافية حرة: يطفو الحاجز بحرية على سطح الماء، مربوطًا بحبل أو سلسلة. ويُستخدم هذا الحاجز للحماية المؤقتة، والمنصات البحرية، ومناطق الإنشاء.

الصيانة والعمر الافتراضي

A واقي إسفنجي بحالة جيدة يدوم من 10 إلى 15 سنة في ظروف الموانئ النموذجية.

الصيانة الدورية بسيطة مقارنةً بالمصدات الهوائية، التي تتطلب مراقبة منتظمة للضغط. يُوصى بإجراء الفحص كل 12 شهرًا في الظروف العادية، وكل 6 أشهر في البيئات القاسية (حركة مرور كثيفة، درجات حرارة قصوى، أو التعرض للهيدروكربونات).

خلال كل عملية تفتيش، تحقق مما يلي: القطع أو الخدوش أو التمزقات في غلاف البولي يوريثان؛ تشوه أو انضغاط دائم لقلب الرغوة؛ تآكل في وصلات السلسلة وأجهزة التثبيت؛ وتدهور الأشعة فوق البنفسجية أو تشقق السطح على الغلاف الخارجي.

إذا كان الغلاف الخارجي متضررًا ولكن اللب الإسفنجي سليمًا، فيمكن للمصد أن يستمر في العمل. مع ذلك، يُنصح بإجراء إصلاح للغلاف الخارجي لمنع تسرب الماء مع مرور الوقت. استبدل المصد إذا أظهر اللب الإسفنجي تشوهًا دائمًا يتجاوز 10% من القطر الأصلي.