ما هو درابزين يوكوهاما؟

واقي الطين من يوكوهاما هو مصد مطاطي هوائي عائممصدات بحرية هوائية تُستخدم بين سفينة ورصيف، أو بين سفينتين متجاورتين، وتعتمد قدرتها على امتصاص الطاقة على قطرها وطولها وضغطها الداخلي الأولي، وليس على العلامة التجارية. تُصنع هذه المصدات وتُختبر وفقًا لمعيار ISO 17357-1:2014، الذي يغطي وحدات الضغط العالي عند 50 كيلو باسكال وما فوق، ويحدد درجتين للضغط: P50 وP80. يُستخدم هذا الاسم بشكل غير دقيق في هذا المجال، لذا فإن الملصق وحده لا يُقدم معلومات كافية للمشتري. يعتمد اختيار الوحدة المناسبة لرصيف معين على إزاحة السفينة، وسرعة اقترابها عند أول اصطدام، وقوة رد الفعل التي يتحملها هيكل الرصيف.

ما هو واقي الطين من نوع يوكوهاما؟

يشمل اسم "مصدات يوكوهاما" مجموعة من المصدات المطاطية الهوائية العائمة، وليس منتجًا واحدًا ثابتًا، وتعتمد ملاءمة وحدة معينة لمرسى على حجمها ودرجة ضغطها. وقد ظهر هذا النوع من المصدات في شركة يوكوهاما للمطاط في اليابان. تاريخ الاسم يشرح هذا كيف انتشر استخدامه من هناك إلى الاستخدام العام. المصطلح الدقيق هو مصد مطاطي هوائي عائم، أو مصد هوائي من نوع يوكوهاما. غالبًا ما تُكتب في قوائم المنتجات "يوكوهاما" أو "يوكوهوما"، وكلاهما يشير إلى المنتج نفسه. يوكوهاما لا تزال اسم شركة، لذا ينبغي على المشتري الذي يتحقق من مصدر المنتج التأكد من الشركة المصنعة الفعلية ووثائق ISO بدلاً من استنتاج المنشأ من المصطلح.

إن التعامل مع الاسم كمواصفة واحدة هو خطأ مكلف. فقد يختلف وحدتان تحملان الاسم اختلافاً كبيراً في الطاقة التي تمتصانها وفي القوة التي تدفعانها إلى الهيكل.

يُعدّ استخدام تصنيف ضغط مُعتمد من مشروع سابق، نظرًا لتشابه فئة السفينة، سببًا شائعًا لهذا الخطأ. يصل الحاجز مُعلّمًا بشكل صحيح، ومع ذلك يُعيد قوة رد فعل إلى الرصيف أكبر مما صُمّم الهيكل لتحمّله. تتمثل الخطوة التصحيحية الأولى في إعادة اختيار نظام الحاجز بالاستناد إلى بيانات الرصيف المُدقّقة. بناءً على نتائج هذه العملية، قد تكون النتيجة تصنيف ضغط مختلف، أو حجم مختلف، أو وحدات إضافية، أو ترتيب مُعدّل، أو حد أقصى لسرعة الاقتراب.

ما الذي يحدده الهواء كوسيط عمل، وما الذي يحد منه؟

لأن المصد الهوائي يمتص الصدمات عن طريق ضغط الهواء المحصور بدلاً من تشويه المطاط الصلب، فإن امتصاصه للطاقة، وضغط هيكله، وطريقة تعطلّه، كلها تعود إلى متغير واحد: الضغط الداخلي الذي يحتفظ به لحظة التلامس. هيكله بسيط: طبقة مطاطية داخلية تغلق الهواء، وطبقات معززة بحبال صناعية تتحمل الحمل، وطبقة خارجية مقاومة للتآكل تتحمل الاحتكاك، وحواف طرفية تغلق كل طرف وتحمل صمام النفخ. وبموجب معيار ISO 17357-1:2014، يجب أن تحتوي المصدات التي يبلغ قطرها 2500 مم فأكثر على صمام أمان لتفريغ الضغط الزائد في حالة الضغط الزائد العرضي.

يسمح الهواء أيضًا للرفرف بالتكيف مع هيكل السيارة أثناء انضغاطه، مما يوزع مساحة التلامس بحيث يبقى ضغط الهيكل وقوة رد الفعل منخفضين نسبيًا. وهذا الأمر بالغ الأهمية عند التقاء هيكلين بشكل مائل، كما هو الحال في العمل من سفينة إلى سفينة. تشير الكتالوجات الفنية لشركة يوكوهاما رابر إلى عدم وجود انخفاض في امتصاص الطاقة لمصداتها الهوائية عند الضغط المائل حتى 15 درجة، وذلك في التكوينات التي تم اختبارها. يفقد الهيكل الصلب كفاءته مع ازدياد زاوية الميل. أما ما إذا كانت وحدة معينة تتصرف بهذه الطريقة، فيُمكن التحقق من ذلك من خلال بيانات اعتمادها الخاصة.

يختلف سلوك الهواء عن المطاط في جانب نادرًا ما يُذكر في كتيبات المنتجات. يرتفع وينخفض الضغط داخل جسم مغلق ذي حجم ثابت تقريبًا بتغير درجة الحرارة المطلقة. فمثلاً، إذا نُفخَ مصدٌّ على رصيف بارد ثم تُرِكَ تحت أشعة الشمس المباشرة، فلن يكون الضغط عند المستوى الذي ضُبِطَ عليه. لذا، تُعدّ عملية القياس جزءًا من المواصفات: يجب أخذ القراءات وتفسيرها باستخدام طريقة الفحص وتصحيح درجة الحرارة المعتمدة من قِبَل الشركة المصنّعة، ويجب التحقق من أي قراءة خارج النطاق المسموح به. ولا يُعدّ الطقس الدافئ تفسيرًا لذلك. أما صمام الأمان فهو أمرٌ منفصل. ففي المصدات التي يبلغ طولها 2500 مم فأكثر، يحدّ هذا الصمام من الضغط أثناء الانضغاط الزائد العرضي، وهو حدث ميكانيكي وليس حراريًا.

الضغط الهوائي في مواجهة الرغوة والمواد الصلبة: نقاط قوة كل نوع

يناسب الجسم الهوائي السفن الكبيرة والاتصال المائل بين السفن بشكل أفضل من الرغوة أو المطاط الصلب، على الرغم من أن الخيار الصحيح في رصيف معين يعتمد على حجم الوحدة وإمكانية الوصول للتفتيش وما إذا كان أي شخص سيتحقق من الضغط بشكل واقعي وفقًا لجدول زمني.

هذه مجرد مؤشرات أولية لتضييق قائمة المرشحين. وهي لا تغني عن حسابات الأداء الخاصة بكل مشروع، ويمكن استبعاد أي صف في رصيف معين بناءً على طاقة التصميم، ومساحة التلامس، ونطاق المد والجزر، والتعرض للقص والتآكل، وخطر الثقب، وتوافر قطع الغيار، أو التكلفة الإجمالية لدورة حياة المشروع.

يُجدي اتباع نهج الحماية من الأحمال الزائدة نفعًا، لأنه يُعيد توزيع المخاطر بدلًا من إزالتها. فعندما يتصلب حاجز صلب تحت وطأة الحمل الزائد، تنتقل الطاقة التي توقف عن امتصاصها إلى صفائح الهيكل وواجهة الرصيف كقوة رد فعل. أما الجسم الهوائي، فيستمر في امتصاص الطاقة خلال شوطه، وإن كان ذلك ليس بلا حدود: فله ضغط مُصنّف، وشكل حافته له نطاق تصميمي، وصمام الأمان الخاص به له سعة تهوية محدودة. لذا، فإن السؤال الأهم في الوحدة الهوائية عادةً ما يتعلق بالقوة التي تُعيدها، وليس بالضرورة أن يكون اختيار الحجم الأكبر هو الخيار الأكثر أمانًا.

في الطرف الأصغر من النطاق، وفي المراسي حيث لا يقوم أحد فعلياً بفحص الضغط وفقاً لجدول زمني، وحدة مملوءة بالرغوة غالباً ما يكون الخيار الأفضل. فلا مجال لفقدان الهواء، ويمكن عادةً تحديد حجم كلا النوعين بما يتناسب مع الطاقة المستخدمة على هذا النطاق. ومع ذلك، يبقى مدى صحة ذلك في مرسى معين رهناً بعوامل مثل طاقة التصميم، ومساحة التلامس المتاحة، وتكلفة دورة الحياة الكاملة، وتختلف مقارنات التكلفة باختلاف الحجم والكمية.

نوع الشبكة أو نوع الحمالة: مطابقة التركيب مع طريقة التعامل مع الرفرف

يُعدّ اختيار نوع المصد قرارًا منفصلاً عن الحجم والضغط، ويعتمد على عدد مرات نقل الوحدة ومدى تعرضها للاحتكاك من قِبل المرسى. توضع مصدات الشبكة داخل شبكة من السلاسل أو الأسلاك أو الألياف، وعادةً ما تكون مزودة بإطارات أو أكمام مطاطية، وهي مناسبة للمواقع الثابتة وشبه الدائمة حيث يُشكّل الاحتكاك التهديد الرئيسي. أما مصدات الحبال، فتُحمل جهاز رفع في كل طرف متصل بسلسلة أو حبل، وهي أخف وزنًا وأسرع في الاستعادة وإعادة النشر.

السؤال العملي هو مدى تكرار إعادة نشر المصد في مواجهة التآكل. فالمصد الذي يبقى في مكانه لسنوات طويلة يحتاج إلى استبدال. أما المصد الذي يُنقل بين العمليات، أو يُستعاد قبل حلول الطقس، فيُعدّ استخدامه أسهل كحبل رفع، شريطة أن يكون نظام الرفع في الموقع قادراً على تحمّله.

في المراسي التي تتأثر بالمد والجزر والتي تشهد تذبذبًا واسعًا في مستوى الماء، عادةً ما تكون سلسلة التثبيت وأغلال التثبيت الطرفية هي الأجزاء التي تخضع لإعادة الفحص أولًا. فهي تتحمل الحركة الدورية التي صُمم جسم المصد لامتصاصها. أما كيفية تركيب هذه الأجزاء، أي طول السلسلة ونقاط التثبيت وهندسة التباعد، فهي عملية منفصلة عن اختيار المصد، وتندرج ضمن رسومات تركيب المرسى.

المقاس والضغط: أي متغير يجب تأكيده أولاً

يبدأ تحديد حجم مصدات يوكوهاما من طاقة الرسو وليس من القطر، وتُحدد طاقة الرسو بناءً على إزاحة السفينة وسرعة اقترابها عند أول احتكاك وهندسة التلامس عند الرصيف. يفصل بين العمل وثيقتان. تحكم المواصفة القياسية ISO 17357-1:2014 المنتج: من حيث البناء، والحد الأدنى للأداء، والأبعاد، والاختبار، والتوثيق، بما في ذلك ضمان امتصاص الطاقة للأحجام القياسية. أما اختيار المنتج على مستوى المشروع فهو عملية هندسية منفصلة، تخضع لمعايير تصميم الرصيف وللإرشادات مثل تقرير PIANC رقم 211، وإرشادات PIANC للمصدات 2024، التي تغطي تصميم وتصنيع واختبار أنظمة المصدات، وتحل محل إرشادات WG 33 السابقة. يحدد معيار المنتج عنصرين درجات الضغط الأولية, P50 عند 50 كيلو باسكال وP80 عند 80 كيلو باسكال. بالنسبة لنفس الحجم الاسمي، يوفر P80 أداءً مضمونًا أعلى، ويرفع قوة رد الفعل وضغط الهيكل معه. اختره فقط عندما تكون هذه القيم ضمن الحدود التي يتحملها هيكل المرسى والهيكل.

سرعة الاقتراب عند أول احتكاك هي المتغير الذي يجب تحديده أولاً. في العلاقة الحركية الأساسية وراء طاقة الرسو، تتناسب الطاقة طرديًا مع مربع السرعة وطرديًا مع الكتلة فقط، لذا فإن افتراض سرعة اقتراب معينة يُعطي نتيجة أفضل من افتراض حمولة معينة. طاقة تصميم المشروع تتجاوز هذا التعبير، فهي تشمل أيضًا الكتلة المضافة، واللامركزية، والمرونة، ومعاملات التكوين، وعوامل الأمان التي تتطلبها طريقة التصميم المعتمدة. ويستمر عدم التناظر بين السرعة والكتلة في هذه الطاقة. وتؤكد إرشادات PIANC لعام 2024 على نفس الفكرة من منظور مختلف. يمكن لبيانات الرسو الخاصة بالموقع، والمأخوذة من المرشدين البحريين ومسؤولي الموانئ بدلاً من البيانات المفترضة، أن تبرر استخدام مصد أصغر من المصد الذي يُفترض استخدامه بناءً على بيانات عامة؛ فتجاهل هذه البيانات يؤدي غالبًا إلى تصميم مصد أكبر من اللازم.

نُشر نطاقات أحجام واقيات الطين من يوكوهاما تختلف باختلاف الشركة المصنعة. ما يحدد أي شيء هو امتصاص الطاقة المضمون في ورقة البيانات الخاصة بالوحدة المحددة، مقارنةً برقم الطاقة التصميمي.

الامتثال لمعيار ISO 17357 وما يجب التحقق منه عند التسليم

المعيار ISO 17357-1:2014 هو المعيار الذي تُعتمد بموجبه مصدات يوكوهاما، وهو يُحدد خصائص المنتج: المواد، والأداء، والأبعاد، وإجراءات الاختبار والفحص اللازمة للحصول على الشهادة. تمت مراجعته وتأكيده في عام 2024، ولا يزال ساريًا. يُغطي الجزء الثاني مصدات الضغط المنخفض، وقد حلّ هذان الجزآن معًا محل إصدار عام 2002، لذا يُنصح بمراجعة أي إشارة إلى سنوات أخرى في قوائم المنتجات ومقارنتها بالنص الحالي. أما PIANC، فتقع على الجانب الآخر من هذا المعيار. تُحدد إرشاداتها لعام 2024 كيفية تصميم وتصنيع واختبار النظام الخاص بالمرسى. كما تُصرّح PIANC بوضوح أنها لا تُصدّق على أي شيء، لذا فإن أي إعلان يُروّج لمصدات "معتمدة من PIANC" يصف شيئًا غير موجود.

أحد متطلبات مراجعة عام 2014 يستحق القراءة لفهم دلالته. يحدد المعيار قطر حلقة الخرزة والأجزاء الفولاذية الأخرى المحيطة بفتحة الشفة لمنع المعدن من التشوه الدائم عند ضغط الرفرف بنسبة تقارب 80%. هذا الشرط، بصيغته الحالية، يعتبر الضغط القريب من الحد الأقصى أمرًا طبيعيًا في الرفرف العامل. ما يترتب على ذلك هو استنتاج وليس بندًا صريحًا. ولأن هندسة الشفة والخرزة مصممة خصيصًا لتحمل الضغط الشديد، فإن هذه المناطق تخضع للفحص المعتمد من الشركة المصنعة بعد احتكاك قوي. سلامة الغلاف الخارجي لا تدل على الكثير بشأنها. كما يتوقع المعيار إعادة تأكيد أداء النموذج الأولي كل عشر سنوات، وهو ما يتعلق بالنموذج المعروض وليس بالوحدة الفردية.

يستغرق فرد واقي الصدام على رصيف الميناء ومطابقته مع الطلب ساعةً كاملة. أما اكتشاف أن درجة الضغط المحددة على جسم الواقي في المرسى لا تتطابق مع الدرجة التي افترضتها حسابات طاقة الرسو، فيكلف مبلغاً أكبر بكثير.

• علامة مطابقة ISO 17357-1:2014 موجودة على الجسم، مع إمكانية قراءة المعيار والسنة بوضوح
• شهادات اختبار النماذج الأولية والتجارية، بما في ذلك سجلات ضغط الهواء والضغط الهيدروستاتيكي
• الحجم الاسمي، والدرجة P50 أو P80، والرقم التسلسلي، يتم التحقق منها مقابل الطلب وليس من الكتالوج.
• يتم تركيب صمام أمان في الأماكن التي يبلغ قطرها 2500 مم أو أكثر، مع تسجيل إعداداته؛ وتختلف الإعدادات وتصميم الصمام بين الشركات المصنعة.
• شفة النهاية، ومقعد الصمام، والخطافات، والمفاصل الدوارة، وحالة الشبكة أو الحبل بعد فرده
• فحص مستقل أو مراجعة جمعية التصنيف حيثما يتطلب ذلك المشتري أو المحطة أو المستأجر أو مواصفات المشروع

نتحقق من هذه البيانات مقابل الطلب ومتطلبات طاقة الرسو قبل شحن الوحدة. وتؤكد شهادة المطابقة لمعايير المنظمة الدولية للمقاييس (ISO) أن المنتج مطابق للمواصفات. أما مدى ملاءمته لسفينة أو رصيف أو عملية نقل بين السفن فهو قرار هندسي منفصل، يُتخذ بناءً على طاقة الرسو، وحدود قوة رد الفعل، وحدود ضغط الهيكل، وظروف التشغيل في ذلك الرصيف.

من أين تبدأ عند تحديد مواصفات واقي الطين من يوكوهاما؟

يُحدد عاملان رئيسيان معظم مواصفات مصدات يوكوهاما: سرعة الاقتراب عند أول اصطدام، وقوة رد الفعل التي يتحملها هيكل المرسى. ويتبع ذلك القطر، ودرجة الضغط، ونوع التركيب. أما المواصفات التي تُحدد الحجم دون ذكر هذين العاملين، فهي تتجاهل الخطوة الأساسية لتحديد مدى ملاءمة المصد للمرسى.

نادراً ما تُشير المواصفات التي تُسبب مشاكل لاحقاً إلى قطر خاطئ. فهي تحمل درجة ضغط مُستمدة من مشروع سابق نظراً لتشابه فئة الوعاء، ويظهر هذا التباين لاحقاً كقوة رد فعل عند الرصيف. وعندما يعتمد رقم ما على الرصيف، نؤكده على مستوى المشروع، وفي مرحلة Zhonghaihang، يُعامل فحص طاقة الرسو ووثائق ISO كجزء من المواصفات.

قبل البدء في العمل بشكل كامل اختيار واقيات الطين الهوائية من يوكوهاما, حدد ثلاثة أمور من جانبك: سرعة الاقتراب التصميمية عند أول احتكاك ومصدرها، وقوة رد الفعل المسموح بها لهيكل الرصيف، وحدود ضغط الهيكل لفئة السفينة التي ستستخدمه. هذه الأمور الثلاثة تحدد الإجابة. لا قيمة لبيانات المواصفات إلا بعد إصدارها.