Was ist ein Schaumstofffender? Aufbau, Leistung und Auswahlhilfe

A schaumgefüllte Kotflügel Es handelt sich um eine maritime Schutzvorrichtung, die einen festen, geschlossenzelligen Schaumkern verwendet, um Anlegeenergie zu absorbieren. Sie schützt Schiffe, Docks und Offshore-Plattformen vor Kollisionsschäden während des An- und Ablegens.

Im Gegensatz zu pneumatischen Fendern können Schaumstofffender weder durchstochen noch entleert werden. Selbst wenn die Außenhaut eingeschnitten oder eingerissen wird, behält der geschlossenzellige Schaumstoffkern seinen Auftrieb und seine Funktionsfähigkeit. Dies macht Schaumstofffender zu einem der zuverlässigsten Schutzsysteme in der Schifffahrt.

Wie ein Schaumstoffkotflügel hergestellt wird

Jeder Schaumstoffkotflügel besteht aus drei Schichten. Jede Schicht erfüllt einen bestimmten technischen Zweck.

Schaumstoffkern

Der Kern besteht aus geschlossenzelligem Polyethylen (PE) oder EVA-Schaum. Einzelne Schaumstoffblöcke werden unter Hitze und Druck thermisch miteinander verpresst, um einen einzigen festen Körper zu bilden. Dieses Verfahren beseitigt innere Lufteinschlüsse und erzeugt eine gleichmäßige, energieabsorbierende Struktur.

Die geschlossenzellige Struktur bedeutet, dass jede Schaumzelle einzeln abgedichtet ist. Selbst bei Beschädigung der Außenhaut kann kein Wasser durch den Kern eindringen. Die Kerndichte liegt typischerweise zwischen 58 und 70 kg/m³. Schaum mit höherer Dichte bietet eine bessere Energieabsorption, erhöht aber das Gesamtgewicht.

Bei Zhonghaihang werden unsere Schaumkerne mittels präziser thermischer Laminierung hergestellt. Jeder Kern wird vor dem Aufbringen der Außenhaut einem Kompressionstest unterzogen, um sicherzustellen, dass die Energieabsorption den Konstruktionsvorgaben entspricht.

Verstärkungsfaserschicht

Zwischen dem Schaumkern und der Außenhaut ist eine Schicht aus hochfestem Nylonfilament eingebettet. Diese Verstärkung sorgt für strukturelle Integrität und verhindert ein Ablösen der Außenhaut bei wiederholten Stößen.

Als Standardverstärkung werden 2520-Denier-Nylonfasern mit einer Zugfestigkeit von ≥230 N verwendet. Für Anwendungen mit extremen Belastungen ist eine Kevlar™-Verstärkung erhältlich.

Äußere Haut

Die äußere Schicht besteht aus einer aufgesprühten Polyurethan-Elastomerbeschichtung. Sie schützt den Schaumkern vor UV-Strahlung, Salzwasser, Chemikalien und mechanischem Abrieb.

Zu den wichtigsten Spezifikationen der Außenhaut gehören eine Härte von 75–95 Shore A, eine Reißfestigkeit von über 52 N/mm und ein Betriebstemperaturbereich von -40 °C bis +60 °C. Die abriebfeste Oberfläche verhindert das Abfärben von Farbe auf Schiffsrümpfe – eine entscheidende Anforderung für Kreuzfahrtschiffe und Marineschiffe.

Leistungsmerkmale

Schaumstofffender sind so konstruiert, dass sie sich beim Anlegen um bis zu 601 µT ihres ursprünglichen Durchmessers komprimieren lassen. Nach der Kompression erreicht ein fachgerecht gefertigter Fender innerhalb von 24 Stunden wieder mindestens 901 µT seines ursprünglichen Durchmessers.

Energieabsorption und Reaktionskraft

Schaumstofffender bieten eine hohe Energieabsorption bei vergleichsweise geringer Reaktionskraft. Ein Fender mit 2 Metern Durchmesser kann je nach Länge und Schaumstoffdichte zwischen 100 und 500 kNm absorbieren. Die Reaktionskräfte sind typischerweise 20–301 TP5T niedriger als bei vergleichbaren Gummifendersystemen.

Diese Kombination ist für Hafeningenieure von Bedeutung. Geringere Reaktionskräfte bedeuten eine geringere Belastung der Liegeplatzkonstruktion. Eine höhere Energieabsorption führt zu einem besseren Schutz des Schiffes. Das Ergebnis sind reduzierte Wartungskosten sowohl für das Dock als auch für das Schiff.

Leistungsvergleich: Schaumstoff vs. Luftdruck vs. Gummi

Jeder Fendertyp hat seinen optimalen Anwendungsbereich. Schaumstofffender eignen sich hervorragend für feste Liegeplätze mit großem Tidenhub, Kreuzfahrt- und Marineterminals, die einen abriebfesten Kontakt erfordern, sowie Offshore-Plattformen, die wartungsfreien Schutz benötigen. Pneumatische Fender bleiben die bevorzugte Wahl für Schiff-zu-Schiff-Transfervorgänge (STS), bei denen die Anpassung an die Rumpfkrümmung von entscheidender Bedeutung ist. Gummi-Schutzbleche sind kosteneffektiv für häufig frequentierte Stückgutliegeplätze.

Zhonghaihang fertigt alle drei Fendertypen. Unser Ingenieurteam empfiehlt Ihnen die passende Lösung basierend auf Ihrer Schiffsgröße, Liegeplatzkonfiguration und Ihren Betriebsbedingungen. Kontakt für eine detaillierte Analyse der Kotflügelauswahl.

Industriestandards und Prüfungen

Die Konstruktion und Prüfung der Schaumstoffkotflügel erfolgt nach etablierten internationalen Standards.

• PIANC WG211 (2024)Die Weltvereinigung für Wasserstraßeninfrastruktur (World Association for Waterborne Transport Infrastructure) hat aktualisierte Richtlinien für die Auslegung von Fendersystemen veröffentlicht. Diese umfassen die Berechnung der Energieabsorption, Grenzwerte für die Reaktionskräfte und Prüfprotokolle. PIANC empfiehlt für die meisten Schiffstypen einen Rumpfdruck von unter 200 kN/m².
• ASTM F2192: Standardprüfverfahren zur Bestimmung der Anlegeenergie und der Reaktionskraft. Dieses Verfahren legt fest, wie Kompressionsprüfungen durchzuführen und zu dokumentieren sind.
• ASTM D2240: Standard zur Messung der Polyurethanhärte (Shore-A-Durometer).
• Spezifikationen der US Navy: Die Schaumstoffkotflügel in Militärqualität werden gemäß den Anforderungen der Norm UFGS 35 59 13.17 gefertigt. Diese Norm schreibt eine minimale Energieabsorption bei einer Kompression von 601 µT, eine Rückfederung auf den ursprünglichen Durchmesser von 901 µT nach 24 Stunden sowie eine Überprüfung durch einen ABS-Prüfer vor dem Versand vor.

Die Schaumstoffkotflügel von Zhonghaihang werden gemäß ISO 9001-Qualitätsmanagement gefertigt und sind CCS-, BV- und ABS-zertifiziert. Alle Produktionschargen werden vor dem Versand gemäß den PIANC-Richtlinien einer Kompressionsprüfung unterzogen.

Wie man den richtigen Schaumstoffkotflügel auswählt

Die Auswahl eines Schaumstofffenders beginnt mit der Berechnung Ihres Anlegeenergiebedarfs. Die Standardformel von PIANC lautet:

E = 0,5 × M × V² × Ce × Cm × Cs × Cc

Hierbei ist M die Schiffsverdrängung, V die Annäherungsgeschwindigkeit und die C-Faktoren berücksichtigen Exzentrizität, virtuelle Masse, Weichheit und Liegeplatzkonfiguration.

Sobald Sie die erforderliche Energieabsorption kennen, wählen Sie einen Fender mit ausreichender Kapazität. Wichtige Auswahlkriterien sind die Schiffsverdrängung und die Anfahrtsgeschwindigkeit, der Tidenhub am Liegeplatz (Schaumstofffender funktionieren unabhängig vom Tidenhub), der Liegeplatztyp (offener Pfahl, Schwergewichtsmauer, Schwimmdock) und der verfügbare Installationsraum.

Gängige Schaumstoffkotflügel-Konfigurationen

Schaumstofffender sind in verschiedenen Formen erhältlich. Zylindrische Fender sind am weitesten verbreitet und eignen sich für die meisten Liegeplatztypen. Rechteckige oder blockförmige Fender maximieren die Kontaktfläche an flachen Dockwänden. Kugelförmige Fender eignen sich gut zum Schutz von Ecken und bei Stößen aus verschiedenen Richtungen. Für spezielle Anwendungen können Sonderformen entwickelt werden.

Die Standardlängen reichen von 1.000 mm bis 9.000 mm. Die Durchmesser reichen von 300 mm bis 4.500 mm. Das Schaumstoffkotflügel-Sortiment von Zhonghaihang deckt die gesamte Bandbreite an Standard- und Sondergrößen ab.

Installationsmethoden

Schaumstoffkotflügel können auf drei Hauptarten montiert werden.

• An Ketten aufgehängt: Der Fender wird mithilfe von Ankerketten an der Kaimauer befestigt. Dies ist die gängigste Methode für Liegeplätze mit großem Tidenhub. Der Fender passt seine Position an den Wasserstand an.
• Verschraubt/eingebettet: Der Fender wird mittels Stahlwinkeln direkt an der Dockkonstruktion befestigt. Dies eignet sich für Liegeplätze mit geringen Tidenunterschieden, an denen das Schiff stets dieselbe Zone berührt.
• Frei schwebend: Der Fender schwimmt frei auf der Wasseroberfläche und ist mit einem Seil oder einer Kette befestigt. Er dient dem temporären Schutz von Offshore-Plattformen und Baustellen.

Wartung und Lebensdauer

A gut erhaltener Schaumstoffkotflügel Hält unter typischen Hafenbedingungen 10 bis 15 Jahre.

Der routinemäßige Wartungsaufwand ist im Vergleich zu pneumatischen Fendern, die eine regelmäßige Drucküberwachung erfordern, minimal. Empfohlene Inspektionsintervalle sind alle 12 Monate unter normalen Bedingungen und alle 6 Monate in anspruchsvollen Umgebungen (hohes Verkehrsaufkommen, extreme Temperaturen oder Kontakt mit Kohlenwasserstoffen).

Prüfen Sie bei jeder Inspektion Folgendes: Schnitte, Kerben oder Risse in der Polyurethanhaut; Verformung oder dauerhafte Kompression des Schaumkerns; Korrosion an Kettenbefestigungen und Montageteilen; und UV-bedingte Zersetzung oder Oberflächenrisse an der Außenhaut.

Ist die Außenhaut beschädigt, der Schaumkern aber intakt, kann der Kotflügel weiterverwendet werden. Um jedoch langfristig das Eindringen von Wasser zu verhindern, sollte die Außenhaut repariert werden. Der Kotflügel muss ausgetauscht werden, wenn der Schaumkern eine dauerhafte Verformung von mehr als 101 TP5T des ursprünglichen Durchmessers aufweist.