Cime di ormeggio marine per navi commerciali: fibre, specifiche MEG4 e selezione delle cime

Le cime di ormeggio marine sono le funi sintetiche o metalliche che mantengono una nave ormeggiata. Assorbono i carichi d'urto, distribuiscono la forza su più funi e si allungano in modo controllato. La fibra, la costruzione, il diametro e il carico di rottura certificato determinano quale fune sia adatta a una nave. L'Oil Companies International Marine Forum definisce questo valore nelle sue Linee guida per le attrezzature di ormeggio, quarta edizione (MEG4). Si tratta del carico di rottura di progetto della fune, calcolato in base al carico di rottura minimo di progetto della nave, piuttosto che a un valore di resistenza della fune riportato in catalogo. Nylon, poliestere, HMPE e miscele di poliolefine rispondono ciascuno a un carico diverso. Questa guida tratta le cime di ormeggio nave-ormeggio. Il mantenimento permanente della posizione in mare aperto, gli ormeggi a punto singolo e l'ancoraggio al fondale marino rappresentano una problematica progettuale a sé stante.

Perché il solo carico di rottura non specifica una cima di ormeggio

Che cosa deve fare una cima di ormeggio La resistenza a rottura di una fune in un ormeggio commerciale dipende da tre fattori, non solo dal carico di rottura: energia assorbita, carico ripartito con le funi adiacenti e allungamento prima della rottura. Il carico di rottura pubblicato si riferisce a un singolo campione in una specifica macchina di prova. Due funi con lo stesso valore numerico si comportano in modo diverso sulla stessa nave se la loro rigidità è differente.

La maggior parte degli errori di specifica inizia proprio da lì. Supponiamo che una stazione utilizzi una cima più rigida rispetto alle altre. Il movimento della nave carica prima quella cima, che può raggiungere il suo limite di rottura mentre le cime adiacenti sono ancora in fase di allungamento. Il cedimento appare come un difetto della cima.

Si tratta di un'incongruenza di sistema.

La norma MEG4 sposta l'ancora di riferimento delle specifiche sulla nave. Una cima non è più considerata idonea solo perché il suo carico di rottura sembra adeguato. È idonea perché la sua forza di rottura certificata corrisponde al valore per cui sono stati progettati gli accessori della nave. Chiedete al fornitore quel valore a bordo prima di chiedere un prezzo. Una cima il cui prezzo è basato su un carico di rottura di catalogo può essere certificata, economica, ma comunque inadatta alla nave.

MBLSD, LDBF e l'involucro hardware: quali variabili decidono per prime?

Le specifiche di linea per una nave commerciale partono dal carico di rottura minimo di progetto della nave. Fibra, costruzione e diametro sono tutti parametri che contribuiscono a questo valore, indipendentemente dall'ormeggio o dal budget. La norma MEG4 utilizza quattro termini e una specifica di acquisto deve distinguerli. Tutti e quattro rappresentano forze. I certificati li riportano in kN o tonnellate-forza.

• MBLSD (Carico di rottura minimo di progetto della nave). La figura è stata dimensionata in base agli allestimenti della nave, alla struttura di supporto e alla capacità di contenimento.
• LDBF (Forza di rottura di progetto della linea). La forza minima alla quale una cima nuova, asciutta e giuntata si rompe durante una prova. La norma MEG4 la fissa a 100–105% di MBLSD. Il nylon costituisce un'eccezione. La norma MEG4 richiede che le cime in nylon vengano testate bagnate e giuntate, poiché il nylon bagnato non ritorna mai alla sua resistenza originale a secco.
• TDBF (Forza di rottura del progetto della coda). MEG4 imposta le code a 125–130% di MBLSD. Le code sono soggette a maggiore usura in corrispondenza delle connessioni terminali.
• WLL (Limite di carico di lavoro). Il limite operativo, espresso come quota di MBLSD: 50% per funi sintetiche, 55% per funi in acciaio.

Due variabili decidono prima di tutte le altre.

Il primo è l'LDBF, e proviene da MBLSD. Se si sbaglia, l'errore si ripercuote su ogni scelta successiva. Nessuna fibra e nessuna costruzione potranno rimediare.

Il secondo è l'involucro hardware. Comprende la capacità di resa del freno del verricello, il carico di lavoro sicuro indicato sul bitte e accessori di coperta per navi, e il rapporto di curvatura D/d su passacavi, cunei e tamburi. Quel componente è in acciaio fisso. Sostituirlo dopo la consegna costa molto di più che acquistare la fune giusta. Lunghezza, estremità rifinite, colore e imballaggio possono cambiare in seguito, quindi aspettano.

Si noti cosa questo sposta. Le tabelle dei diametri che mettono in relazione la lunghezza dello scafo con la dimensione della cima sono state create per imbarcazioni di piccole dimensioni, dove dislocamento e resistenza al vento rimangono entro un intervallo ristretto. Una nave con una sovrastruttura alta cattura il vento come una vela. Due navi della stessa lunghezza possono richiedere cime diverse.

Un diametro proposto senza considerare MBLSD, la capacità del freno del verricello e la geometria della guida della fune è una supposizione mascherata da preventivo.

Se la vostra imbarcazione è ormeggiata in un bacino interno riparato, con dislocamento modesto e bassa resistenza al vento, una cima in poliestere o nylon di dimensioni adeguate e a prezzi standard è più che sufficiente. Il polietilene ad alta densità (HMPE) giustifica il suo costo maggiore solo quando il peso di manovra, la capacità del verricello o la sicurezza dell'equipaggio rappresentano un fattore limitante.

Principali tipologie di cime di ormeggio marine e loro usi tipici

La scelta della fibra per le cime di ormeggio marine dipende dal carico dominante in banchina, una volta mantenuti costanti il diametro e il carico di rottura certificato.

Nylon (poliammide)

Il nylon si allunga più di qualsiasi altra fibra comunemente utilizzata per gli ormeggi. Questo lo rende la soluzione ideale quando mareggiate, mareggiate o il passaggio di imbarcazioni provocano sollecitazioni improvvise. L'allungamento rappresenta però anche il suo limite. Una cima che si allunga di più immagazzina più energia, ed è proprio l'energia immagazzinata a rendere pericolosa una cima rotta. Il comportamento del nylon in ambiente umido non è un dettaglio trascurabile. È per questo che la normativa MEG4 certifica il nylon su campioni giuntati e bagnati.

Poliestere

Il poliestere eguaglia il nylon in termini di resistenza, pur avendo circa la metà dell'elasticità, e resiste meglio ai raggi ultravioletti. Quando le cime rimangono sotto carico ed esposte per mesi, la luce solare determina la durata utile più della resistenza iniziale. Il poliestere è quindi la fibra più spesso scelta per gli ormeggi commerciali a lungo termine. Tuttavia, non è una scelta universale. Il sistema di verricelli di una nave, il piano di ormeggio e le esigenze commerciali possono suggerire un'altra soluzione.

HMPE (UHMWPE, fibre di tipo Dyneema)

L'HMPE offre una resistenza pari a quella dell'acciaio con un peso nettamente inferiore e un allungamento molto ridotto. Le cime leggere abbreviano le operazioni di ormeggio e aumentano la sicurezza degli equipaggi. Il basso allungamento, tuttavia, elimina anche l'assorbimento degli urti fornito dal nylon, pertanto le cime principali in HMPE vengono solitamente utilizzate con estremità in nylon rinforzato o compensatori di ormeggio. La fibra stessa resiste bene all'abrasione e alla fatica. Il problema risiede nella finitura della cima. Una cima in HMPE non rivestita si taglia, si surriscalda e si usura rapidamente a contatto con acciaio ruvido, corroso o tagliente. Le condizioni della ferramenta, il rivestimento e la protezione antiabrasione sono responsabili di questo rischio, non il nome della fibra.

Miscele di polipropilene e poliolefine

Il polipropilene convenzionale è meno resistente del poliestere, del nylon o dell'HMPE a parità di diametro e si degrada più rapidamente alla luce del sole. È adatto per cime di ormeggio di servizio e di recupero, non per cime in stazione sotto carico. Le cime in polipropilene ad alta tenacità, in poliolefina e in misto poliolefina-poliestere sono un prodotto diverso. I produttori le forniscono e le certificano come cime di ormeggio primarie, dove galleggiabilità, peso di movimentazione e costo sono fattori determinanti. La decisione si basa sul LDBF certificato, sulla rigidità e sulla compatibilità degli accessori della cima finita. Mai sul nome della fibra.

I valori di allungamento sono confrontabili tra i diversi fornitori solo se ciascuno specifica il carico al quale è stato misurato, solitamente 10%, 20% e 30% di forza di rottura certificata. La norma ISO 2307, lo standard per i metodi di prova relativi alle proprietà fisiche e meccaniche delle funi in fibra (densità lineare, allungamento, forza di rottura), stabilisce tale base. Una scheda tecnica che dichiara un "elevato allungamento" senza indicare il punto di carico non può essere confrontata con una che lo specifica.

La costruzione è una decisione separata dalla scelta della fibra. Influisce sulla manipolazione, sull'ispezione e sul comportamento della fune sotto carico ripetuto.

Il numero di fili è una tendenza, non una regola. Le prestazioni dipendono comunque dal materiale, dalla lunghezza di torsione, dalla geometria della treccia e dal design del produttore.

Prima di confrontare i prezzi, chiedi queste sei informazioni:

1. LDBF della linea giuntata finita, con indicazione della base di prova (a secco o a umido per il nylon)
2. L'allungamento elastico è indicato in percentuali specifiche della forza di rottura certificata.
3. Densità lineare e peso specifico, in modo che peso e galleggiamento rimangano verificabili
4. Rapporto D/d minimo stabilito dal produttore
5. Limite di temperatura per il tipo di fibra e qualsiasi rivestimento
6. Riferimento allo standard di prova e al certificato, con tracciabilità del lotto.

Criteri di usura, ispezione e dismissione

La dismissione di una cima di ormeggio segue i criteri del produttore e il piano di gestione delle cime della nave, tenendo conto di età, ore di utilizzo, storico dei carichi e storico delle posizioni. Non esiste una singola durata di vita utile che si applichi a ogni fibra e a ogni tipo di costruzione. Una cima scartata solo in base alla data di scadenza potrebbe essere ancora in buone condizioni. Una cima conservata solo in base alla data di scadenza potrebbe essere pericolosa.

L'abrasione è una variabile di progettazione, non di manutenzione. Nelle banchine in cui l'angolo di spuntone preme con forza una cima contro il bordo della guida, l'usura si concentra in una stretta fascia. Questa fascia può perdere sezione trasversale mentre il resto della cima appare ancora nuovo. Una cima passata lungo questa fascia supererà il test. La stessa cima, controllata nel punto di spuntone, non lo supererà.

Quel controllo viene saltato.

I segni di usura includono abrasioni esterne e interne, tagli, rigidità permanente, deformazioni e qualsiasi traccia di fusione. Le giunzioni sono importanti quanto il corpo della fune. La fusione merita una menzione speciale. Un attrito così intenso da fondere i filamenti indica un difetto di fabbricazione o di geometria, non un problema del materiale. La semplice formazione di peluria superficiale non è indice di usura. Su alcune fibre si tratta di normale usura precoce e la decisione va presa seguendo la guida di ispezione del produttore e misurando la perdita di sezione.

La rotazione delle funi tra le stazioni può uniformare l'usura. Eseguire la rotazione solo in modo controllato o testa a testa, e solo laddove il produttore e il Piano di Gestione delle Funi lo consentano. Dopo ogni spostamento, ricontrollare la lunghezza e la rigidità, verificando che corrispondano a quelle delle altre funi in servizio. Osservare la posizione attuale degli occhielli e della protezione antiabrasione e se la fascia usurata si trova su una superficie di appoggio nuova. Verificare che l'etichetta e la cronologia siano state spostate insieme alla fune.

Niente di tutto ciò è una mera formalità burocratica. Una fune che si rompe sotto carico rilascia tutta l'energia che immagazzinava, e il limite di lavoro (WLL) serve a mantenere quell'energia entro limiti di sicurezza. Rispettate il WLL, segnalate le zone di ritorno elastico e impedite alle persone di accedervi.

Da dove iniziare per specificare le cime di ormeggio marine

Prima di confrontare i preventivi, accertatevi di due cose. La prima è la forza di rottura di progetto della cima necessaria alla vostra nave, che deriva dal suo carico di rottura minimo di progetto. La seconda è l'ingombro dell'hardware: capacità del freno del verricello, carico di lavoro di sicurezza (SWL) dei raccordi e rapporto di curvatura D/d entro cui la cima deve operare. Fibra, costruzione, diametro e finiture delle estremità sono tutti elementi da considerare, e potete regolarli senza dover riprogettare l'intera cima. Invertire l'ordine significa sprecare tempo e denaro nel confronto su cime che non erano nemmeno candidate.

Prevedi di includere nel budget anche la protezione anti-sfregamento nello stesso acquisto. Le cime vengono solitamente scartate per una fascia di contatto lunga pochi metri, non per l'usura lungo la loro lunghezza.

Quando chiedete informazioni sulle cime d'ormeggio, portate con voi i seguenti elementi. Ogni elemento modifica la risposta:

1. Tipo di imbarcazione, tonnellaggio di portata lorda o dislocamento e profilo massimo di resistenza al vento
2. Carico di rottura minimo di progetto della nave e LDBF target che stai specificando rispetto
3. Condizioni di ormeggio presso l'ormeggio previsto: bacino riparato, escursione di marea, mareggiata prevista, vento prevalente
4. Capacità di frenatura del verricello e SWL (carico di lavoro sicuro) indicato sugli accessori del ponte
5. Geometria della guida, del blocco e del tamburo, incluso il rapporto D/d minimo disponibile
6. Numero di linee per stazione, presenza o meno di linee di coda e servizio offerto da ciascuna linea.
7. Lunghezza richiesta per linea e estremità finite necessarie: occhiello impiombato, ditale, legatura
8. Certificati e documenti richiesti, inclusa la base di prova e la tracciabilità del lotto

Fornite questi otto dati a chiunque vi faccia un preventivo per le vostre cime. Una richiesta che arriva con il progetto della nave MBL e una fotografia del punto di ancoraggio riceve una risposta utilizzabile al primo scambio, non un diametro ricavato da una carta nautica.

Le cime di ormeggio mantengono una nave lontana dalla banchina. I parabordi assorbono l'energia di contatto quando lo scafo entra in contatto. I due risolvono metà dello stesso problema di contenimento e gli stessi input guidano entrambe le specifiche: dislocamento, resistenza al vento, esposizione alla banchina e geometria di montaggio. Parabordi e airbag di varo delle navi sono ciò che Zhonghaihang produttori. Le cime d'ormeggio non fanno parte della nostra gamma, quindi la checklist di cui sopra è stata redatta per aiutare il vostro fornitore di cime a fornire una risposta migliore, non la nostra. Se il problema riguarda i carichi in banchina piuttosto che la cima stessa, gli stessi parametri danno inizio a una discussione sui parabordi.