Diseño estructural de defensas neumáticas

El diseño estructural de los guardabarros neumáticos está establecido por la norma ISO 17357-1:2014 para la familia de alta presión: una bolsa de aire cilíndrica con cabezales hemisféricos, construida con caucho exterior, refuerzo de cordón de neumático sintético y caucho interior, todo firmemente vulcanizado. La Parte 1 clasifica estos guardabarros a una presión interna inicial de 50 kPa u 80 kPa. Los guardabarros de baja presión se incluyen en la Parte 2 y utilizan paneles textiles revestidos. Dentro de la Parte 1, las diferencias entre proveedores se encuentran por debajo del número de capas. El esquema de capas, la construcción del anillo de talón y la configuración de los extremos se laminan en el cuerpo y se cierran antes de la vulcanización.

Los números de las cláusulas hacen referencia a la norma ISO 17357-1:2014. La ISO confirmó que ambas partes de la norma seguían vigentes en 2024.

¿Qué corrige la norma ISO 17357-1 en el diseño estructural de defensas neumáticas?

ISO 17357-1:2014 Establece la construcción del cuerpo para cada defensa neumática flotante de caucho de alta presión vendida como conforme, con los requisitos vinculados a la clase de presión. La norma abarca el material, el rendimiento y las dimensiones de las defensas que atracan y amarran un buque a otro buque o a una estructura de atraque. También establece los procedimientos de prueba e inspección. Parte 1 y Parte 2 En conjunto, cancelaron y reemplazaron la norma ISO 17357:2002, que ahora tiene el estatus de retirada.

Cada capa del cuerpo tiene una función específica. La goma exterior protege las capas de cordón y la goma interior de la abrasión y otras fuerzas externas. Su composición debe cumplir con los valores de resistencia a la tracción y al desgarro que se detallan en la Parte 1, y estos valores aparecen en el informe de ensayo del material. La goma interior sella el aire a presión. Las capas de refuerzo, fabricadas con tejido sintético de cordón de neumático, soportan la presión interna y determinan la presión máxima que soporta el guardabarros.

La elección del tejido del cordón es estructural. Las fibras principales del cordón sintético para neumáticos no están trenzadas como en la lona o la cinta, lo que modifica su comportamiento en cuanto a resistencia a la fatiga y capacidad de soportar presión. El número de capas también varía dentro de un mismo rango. Dentro de una misma familia de diseño homologada, un diámetro menor puede tener menos capas. Solicite el número de capas en el plano homologado correspondiente a su diámetro y considere como no confirmado cualquier recuento indicado para otro tamaño.

Los guardabarros de baja presión de la Parte 2 son un producto aparte, no una versión reducida de esta carrocería. Utilizan paneles longitudinales de tejido revestido con extremos hemisféricos unidos, y la Parte 2 añade dos más. tipos de defensas neumáticas, extremo sujeto y extremo moldeado, soporta 7 kPa a menos que se especifique lo contrario. Todo lo que se describe a continuación corresponde a la construcción de la Parte 1.

¿Por qué 50 kPa y 80 kPa son niveles, no límites máximos?

La presión interna inicial nominal es la presión a la que opera un guardabarros sin comprimir, no la presión que puede soportar su cuerpo. La norma tabula ambos valores por separado, y ambos varían según el tamaño y la clase de presión. La presión admisible tiene su propia definición: la presión interna a la que un guardabarros se rompe. En la misma tabla se incluyen cuatro valores de presión para cada tamaño, y en un presupuesto se puede indicar cualquiera de ellos.

La presión dentro de la carrocería aumenta a medida que el guardabarros se deforma, por lo que cada uno de esos valores se indica en relación con un grado o una deformación específicos. La cifra en la placa marca el inicio de la curva de funcionamiento.

Por lo tanto, la clasificación es un punto de ajuste operativo que debe mantenerse, no una variable de optimización del rendimiento. La absorción de energía garantizada, la fuerza de reacción y la presión del casco se especifican en función de una clasificación determinada. Si una defensa se desvía de dicha clasificación, queda fuera de los datos de rendimiento con los que fue vendida.

Interpretar la cifra indicada en la placa como un límite de seguridad hace que el error se agrave silenciosamente. Un guardabarros, inflado hasta ese límite en una tarde calurosa sin tener en cuenta las condiciones, vuelve a entrar en servicio por encima de su punto de partida previsto. Registrar la temperatura ambiente junto con cada lectura de presión, para que la siguiente comprobación permita comparar datos homogéneos.

Anillos de reborde, aberturas de brida y umbral de válvula de 2500 mm

Las piezas metálicas en los extremos de un guardabarros neumático se dimensionan en función de una compresión excesiva, en lugar de la carga nominal, y el espesor del acero varía con el diámetro. La Parte 1 exige que los extremos de las capas de cordón de refuerzo entren en el anillo de refuerzo y se doblen hacia afuera. Limita el diámetro del anillo de refuerzo, y de cualquier otro acero alrededor de la abertura de la brida, a menos de 0,20 D. Este límite protege las piezas metálicas de la deformación permanente cuando la compresión se aproxima a la norma 80%.

Compárese eso con la cláusula de rendimiento, donde la absorción de energía garantizada se obtiene a una deflexión de (60 ± 5)%. Dos cláusulas, dos preguntas diferentes. La regla de geometría 0.20 D protege el trabajo metálico del extremo de la brida bajo una sobrecompresión severa, aproximadamente veinte puntos porcentuales más allá de la deflexión nominal. La cifra GEA en la hoja de datos responde a algo más. Sustituya su propio diámetro en la misma expresión: 0.20 × D da el valor por debajo del cual debe mantenerse el acero, por lo que un guardabarros de 3300 mm debe estar por debajo de 660 mm.

El modelo Tipo I Simple aborda el mismo caso de sobrecompresión mediante la configuración de los extremos. Esta variante presenta una abertura de brida en un solo extremo, sin piezas metálicas en el otro, por lo que el extremo libre de metal no puede deformarse permanentemente bajo una fuerte compresión. Una implicación práctica para la instalación es la siguiente: oriente dicho extremo hacia la posición donde sea probable una sobrecompresión severa. Esta decisión se toma antes de la fabricación de la carrocería.

El umbral de la válvula tiene un detalle que merece ser leído con atención. Los tamaños que no figuran en las tablas de presión deben cumplir con los requisitos del diámetro inmediatamente superior; por lo tanto, una defensa de 2200 mm hereda los requisitos de presión de una de 2500 mm. La cláusula de la válvula de seguridad se basa en el diámetro real, independientemente de la clase de presión que corresponda al tamaño. En consecuencia, una unidad de 2200 mm tiene los requisitos de presión de una de 2500 mm, aunque su diámetro sea inferior al que exige una válvula. Ninguna de las cláusulas indica este resultado directamente; se deduce de su lectura conjunta, razón por la cual la cláusula de pedido incluye una línea para solicitar una válvula de seguridad en defensas de menos de 2500 mm.

La válvula en sí es un componente adaptado a la abertura de la brida, no una capa interna del laminado. Lo que se cierra antes de la vulcanización es la disposición de la brida y la provisión para la válvula. La posibilidad de añadir una válvula posteriormente depende de dicha disposición, y el fabricante debe confirmarlo.

Mantenimiento y conservación

Mantenimiento e inspecciones periódicas son necesarios para garantizar la estabilidad a largo plazo de las defensas neumáticas. A continuación se presenta una guía de mantenimiento completa que abarca la frecuencia de inspección, los elementos de inspección y la gestión de la presión de inflado.

• Alta frecuencia de uso: Si se utilizan con regularidad. Entonces, la presión de los guardabarros debe comprobarse cada tres meses e inflarse según sea necesario.
• Baja frecuencia de uso: Para un uso menos regular, las comprobaciones de presión y el mantenimiento pueden realizarse cada seis meses.
• Inspección de superficies: Inspeccione periódicamente la superficie del guardabarros en busca de cortes, abrasiones o perforaciones. Esto verifica que la goma exterior está intacta.
• Inspección de accesorios metálicos: Compruebe si los accesorios metálicos, como cadenas y grilletes, están oxidados o deteriorados. Los accesorios metálicos oxidados pueden acortar la vida útil de un guardabarros y comprometer su seguridad.
• Detección de presión: Compruebe la presión al menos una vez al mes para asegurarse de que está dentro del límite de seguridad especificado en el guardabarros (50kpa/80kpa).
• Inspección de la válvula de inflado: Inspeccione la válvula de inflado en busca de daños o fugas. A continuación, repare o sustituya las que presenten problemas.
• Inspección de tuercas de brida: Asegúrese de que las tuercas de las bridas de ambos extremos del guardabarros estén bien fijas y sin óxido, garantizando la seguridad de las conexiones.
• Inspección de vainas: Inspeccione los guardabarros con funda para detectar cualquier daño. La integridad de la funda es fundamental para proteger las capas interiores de caucho.
• Inflación regular: Para garantizar una presión interna adecuada, infle los guardabarros con regularidad, según el uso.
• Control de la presión: Utilice un manómetro para comprobar rutinariamente el guardabarros neumático presión para garantizar que se mantiene dentro del intervalo recomendado. Tanto la presión excesiva como la insuficiente pueden repercutir en el rendimiento y la longevidad del guardabarros.

¿Qué decisiones estructurales se cierran antes de que se publique el dibujo?

Las decisiones estructurales se dividen en aquellas integradas en la carrocería vulcanizada y aquellas que permanecen como componentes reparables o puntos de ajuste. Solo el segundo grupo permanece abierto después de la entrega.

Las variables convergen, pero el diámetro y la clase de presión nominal se fijan primero. El esquema de capas, la geometría del anillo de retención y la cuestión de la válvula obligatoria las toman como datos de entrada. Y el laminado resultante no puede modificarse económicamente una vez vulcanizado.

En muelles con superficies irregulares o escalonadas, la red de cadenas y neumáticos, junto con estos, actúa como una capa protectora adicional. Absorben la abrasión y las cargas de contacto localizadas que, de otro modo, recaerían directamente sobre la goma exterior, y son la parte de la defensa de tipo red que se debe inspeccionar en primer lugar.

No todas las tareas justifican esta construcción. Cuando una pequeña embarcación de trabajo se apoya contra un pontón liso, y la defensa nunca tiene que flotar, soportar una gran distancia de separación ni desinflarse para su transporte, una unidad rellena de espuma o de caucho macizo resuelve el mismo problema sin la necesidad de gestionar la presión.

Lectura de pruebas previas a la orden en contra de la inspección específica de la orden

La evidencia de prueba para un guardabarros neumático viene en dos capas, y los certificados que un comprador revisa antes de realizar el pedido no son los registros generados para los guardabarros realmente suministrados. Según la cláusula de pedido, un comprador puede solicitar un Prueba de prototipo de guardabarros Certificado que cubre las pruebas de la Cláusula 8. A sociedad de clasificación principal lo evalúa, y no debe tener una antigüedad superior a diez años antes de la investigación.

La misma cláusula abarca la evidencia comercial histórica y establece el rango que dicha evidencia representa. El certificado de inspección y prueba comercial debe provenir de una defensa con un diámetro igual o mayor que la que se investiga, con la misma presión interna o superior, y con una antigüedad máxima de diez años. Por lo tanto, la cobertura es unidireccional: una unidad más grande y de mayor presión sirve como evidencia para una investigación más pequeña y de menor presión; así, un certificado para una defensa de 2500 mm a 50 kPa no tiene validez para una unidad de 3300 mm a 80 kPa. Esta interpretación se deriva del rango que establece la cláusula, y no de una regla aparte para el caso inverso.

La exención para prototipos funciona de manera diferente. Se requiere una prueba de prototipo para cada guardabarros que involucre distintos métodos de construcción o diseño básicos. La exención para diámetros más pequeños se aplica solo cuando el diseño básico, la construcción y los métodos de fabricación son los mismos, y cuando el número de capas difiere debido al diámetro. La condición para calificar es que pertenezcan a la misma familia de diseño.

La cláusula 9 es independiente de todo lo anterior. Regula la inspección y las pruebas de las defensas comerciales, incluyendo la prueba del material de caucho, la inspección dimensional, la prueba de fugas de aire y la prueba de presión hidrostática. Es necesario confirmar cuáles de estas pruebas se aplican a cada defensa, cuáles se muestrean y con qué requisitos de la orden de compra. Al comparar dos cotizaciones, el diámetro y la presión impresos en el certificado de preorden se verifican con el diámetro y la presión solicitados antes de leer el resto del documento.

¿Qué se bloquea primero en una carrocería de guardabarros neumático?

En el diseño estructural de las defensas neumáticas, el diámetro y la clase de presión nominal se definen en primer lugar. La disposición de las capas, la geometría del anillo de talón y la cuestión de la válvula obligatoria se derivan de estos, y ninguno de los tres aspectos se mantiene tras un cambio de opinión después de la vulcanización. Las redes, los neumáticos y el punto de ajuste de inflado permanecen sin modificar posteriormente. El laminado, en cambio, no.

Los daños que acortan la vida útil de una defensa también pueden deberse a condiciones que nunca se tuvieron en cuenta: geometría del amarre, sobrecompresión localizada en el extremo, un caso de contacto no descrito en la consulta. Determinar cuál de estas situaciones se aplica requiere una verificación a nivel de proyecto.

Si el diámetro que necesita no figura en las tablas de presión del estándar, aclare dos puntos antes de que se publique el dibujo. Primero, qué diámetro mayor establece sus requisitos de presión. Segundo, si está especificando una válvula de seguridad que el diámetro por sí solo no cumplirá. Envíe esas dos respuestas con su cifra de energía de atraque y alinearemos el defensas neumáticas El dibujo y el certificado se les entregan antes de que comience la fabricación.