Progettazione strutturale di parabordi pneumatici

La progettazione strutturale dei parafanghi pneumatici è definita dalla norma ISO 17357-1:2014 per la famiglia ad alta pressione: un airbag cilindrico con testa emisferica, realizzato in gomma esterna, rinforzo in corda sintetica per pneumatici e gomma interna, il tutto saldamente vulcanizzato. La Parte 1 classifica questi parafanghi per una pressione interna iniziale di 50 kPa o 80 kPa. I parafanghi a bassa pressione rientrano nella Parte 2 e utilizzano pannelli tessili rivestiti. All'interno della Parte 1, ciò che varia tra i fornitori si trova al di sotto del numero di strati. La composizione degli strati, la costruzione dell'anello di rinforzo e la configurazione delle estremità sono laminate nel corpo e vengono chiuse prima della vulcanizzazione.

I numeri di clausola si riferiscono alla norma ISO 17357-1:2014. L'ISO ha confermato entrambe le parti della norma come valide nel 2024.

Cosa corregge la norma ISO 17357-1 nella progettazione strutturale dei parafanghi pneumatici

ISO 17357-1:2014 definisce la costruzione del corpo per ogni parabordi in gomma galleggiante pneumatico ad alta pressione venduto come conforme, con i requisiti correlati alla classe di pressione. Lo standard copre il materiale, le prestazioni e le dimensioni dei parabordi che attraccano e ormeggiano una nave a un'altra nave o a una struttura di attracco. Stabilisce anche le procedure di prova e ispezione. Parte 1 e Parte 2 La norma ISO 17357:2002 è stata annullata e sostituita congiuntamente; la norma è ora considerata ritirata.

Ogni strato della struttura ha una funzione ben definita. La gomma esterna protegge gli strati di corda e la gomma interna dall'abrasione e da altre forze esterne. La sua mescola deve soddisfare i valori di resistenza alla trazione e allo strappo riportati nella Parte 1, e tali valori sono indicati nel rapporto di prova del materiale. La gomma interna sigilla l'aria pressurizzata. Gli strati di rinforzo, realizzati in tessuto di corda sintetica per pneumatici, mantengono la pressione interna e determinano la resistenza alla pressione del parafango.

La scelta del tessuto del cordone è di natura strutturale. Le fibre principali del cordone sintetico per pneumatici non sono intrecciate come la tela o il tessuto per cinture, il che modifica il comportamento dello strato in termini di resistenza alla fatica e tenuta alla pressione. Anche la densità degli strati varia all'interno di un determinato intervallo. All'interno di una stessa famiglia di modelli qualificati, un diametro inferiore può avere un numero inferiore di strati. Richiedete la densità degli strati sul disegno approvato per il vostro diametro specifico e considerate come non confermato il numero di strati indicato per un'altra misura.

I parafanghi a bassa pressione Parte 2 sono un prodotto separato piuttosto che una versione depotenziata di questo corpo. Utilizzano pannelli longitudinali di tessuto rivestito con estremità emisferiche attaccate e la Parte 2 ne aggiunge altri due tipi di parafanghi pneumatici, estremità serrata ed estremità stampata, con una pressione di 7 kPa salvo diversa indicazione. Tutto quanto segue descrive la costruzione della Parte 1.

Perché 50 kPa e 80 kPa sono livelli, non limiti massimi

La pressione interna iniziale nominale è il grado alla quale un parafango non compresso opera, non la pressione che il suo corpo può sopportare. La norma riporta i due valori separatamente in una tabella, ed entrambi variano in base alle dimensioni e alla classe di pressione. La pressione di resistenza ha una definizione specifica: la pressione interna alla quale un parafango scoppia. Nella stessa tabella sono riportati quattro valori di pressione per ogni dimensione, e un preventivo può indicarne uno qualsiasi.

La pressione all'interno della carrozzeria aumenta con la flessione del parafango, motivo per cui ciascuno di questi valori è indicato in relazione a una determinata pendenza o flessione. Il valore sulla targhetta indica il punto di inizio della curva di funzionamento.

Quindi il grado rappresenta un punto di riferimento operativo da mantenere, non una variabile di regolazione delle prestazioni. L'assorbimento di energia, la forza di reazione e la pressione sullo scafo garantiti sono tutti dichiarati in relazione a un determinato grado. Se si utilizza un parafango che si discosta da tale grado, le prestazioni non rientrano più nei dati per i quali l'imbarcazione è stata venduta.

Interpretare il valore sulla targhetta come un limite di sicurezza significa che l'errore si accumula silenziosamente. Un parafango riempito fino a quel valore in un pomeriggio caldo, senza alcuna annotazione sulle condizioni, viene rimesso in servizio a un livello superiore a quello previsto inizialmente. Annotare la temperatura ambiente accanto a ogni lettura della pressione, in modo che il controllo successivo possa confrontare valori omogenei.

Anelli di tenuta, aperture flangiate e soglia della valvola di 2.500 mm

Le parti metalliche alle estremità di un parafango pneumatico sono dimensionate in base a un caso di sovracompressione piuttosto che in base al carico nominale, e il sovradimensionamento dell'acciaio è proporzionale al diametro. La Parte 1 richiede che le estremità degli strati di corda di rinforzo entrino nell'anello di rinforzo e si ripieghino all'esterno di esso. Limita l'anello di rinforzo e qualsiasi altro acciaio attorno all'apertura della flangia a meno di 0,20 D. Tale limite protegge le parti metalliche da deformazioni permanenti quando la compressione si avvicina alla norma 80%.

Confronta questo con la clausola sulle prestazioni, dove l'assorbimento di energia garantito si ottiene a una deflessione di (60 ± 5)%. Due clausole, due domande diverse. La regola geometrica 0,20 D protegge le strutture metalliche dell'estremità flangiata in caso di forte sovracompressione, circa venti punti percentuali oltre la deflessione nominale. Il valore GEA sulla scheda tecnica risponde a qualcos'altro. Inserisci il tuo diametro nella stessa espressione: 0,20 × D fornisce il valore al di sotto del quale l'acciaio deve rimanere, quindi un parafango da 3.300 mm deve essere inferiore a 660 mm.

Il modello Tipo I Singolo affronta lo stesso caso di sovracompressione attraverso la configurazione delle estremità. Questa variante presenta un'apertura flangiata solo a un'estremità, senza parti metalliche all'altra, in modo che l'estremità priva di metallo non possa deformarsi permanentemente sotto forte compressione. Ne consegue un'implicazione pratica per l'installazione: orientare tale estremità verso la posizione in cui è plausibile una forte sovracompressione. La scelta viene fatta prima della costruzione della carrozzeria.

La soglia della valvola presenta un dettaglio che merita di essere letto due volte. Le dimensioni non presenti nelle tabelle di pressione devono soddisfare i requisiti del diametro immediatamente superiore; pertanto, un parafango da 2.200 mm eredita i requisiti di pressione di uno da 2.500 mm. La clausola relativa alla valvola di sicurezza è correlata al diametro effettivo, indipendentemente dalla classe di pressione a cui la dimensione appartiene. Un'unità da 2.200 mm, quindi, ha i requisiti di pressione di un parafango da 2.500 mm pur essendo al di sotto del diametro che rende obbligatoria la valvola. Nessuna delle due clausole dichiara esplicitamente tale risultato; emerge dalla lettura congiunta delle due clausole, motivo per cui la clausola d'ordine include una riga per richiedere una valvola di sicurezza per i parafanghi di diametro inferiore a 2.500 mm.

La valvola stessa è un componente adattato all'apertura della flangia, piuttosto che uno strato all'interno del laminato. Ciò che si chiude prima della vulcanizzazione è la disposizione della flangia e la predisposizione per la valvola. La possibilità di aggiungere una valvola in un secondo momento dipende da tale disposizione, e il produttore dovrebbe confermarlo.

Manutenzione e cura

Manutenzione e ispezioni regolari Sono necessari per garantire la stabilità a lungo termine dei parafanghi pneumatici. Di seguito è riportata una guida completa alla manutenzione che copre la frequenza delle ispezioni, gli elementi da ispezionare e la gestione della pressione di gonfiaggio.

• Alta frequenza di utilizzo: Se vengono utilizzati regolarmente. La pressione dei parafanghi deve essere controllata ogni tre mesi e gonfiata se necessario.
• Bassa frequenza di utilizzo: Per un uso meno regolare, i controlli della pressione e la manutenzione possono essere eseguiti ogni sei mesi.
• Ispezione della superficie: Controllare periodicamente che la superficie del parafango non presenti tagli, abrasioni o perforazioni. In questo modo si verifica che la gomma esterna sia intatta.
• Ispezione dei raccordi metallici: Controllare che gli accessori metallici, come catene e grilli, non siano arrugginiti o deteriorati. I raccordi metallici arrugginiti possono ridurre la durata di un parafango e comprometterne la sicurezza.
• Rilevamento della pressione: Controllare la pressione almeno una volta al mese per verificare che sia entro il limite di sicurezza specificato sul parafango (50kpa/80kpa).
• Ispezione della valvola di gonfiaggio: Controllare che la valvola di gonfiaggio non presenti danni o perdite. Riparare o sostituire quelle che presentano problemi.
• Ispezione del dado della flangia: Assicurarsi che i dadi sulle flange alle due estremità del parafango siano saldi e privi di ruggine, per garantire la sicurezza dei collegamenti.
• Ispezione della guaina: Ispezionare i parabordi con guaina per verificare la presenza di eventuali danni. L'integrità della guaina è fondamentale per proteggere gli strati interni di gomma.
• Inflazione regolare: Per garantire una pressione interna adeguata, gonfiare i parafanghi regolarmente, in base all'utilizzo.
• Monitoraggio della pressione: Usare un manometro per controllare periodicamente il parafango pneumatico pressione per assicurarsi che rimanga all'interno dell'intervallo raccomandato. Una pressione eccessiva o insufficiente può influire sulle prestazioni e sulla durata del parafango.

Quali decisioni strutturali devono essere prese prima della pubblicazione del disegno?

Le decisioni strutturali si dividono in quelle relative all'integrazione nella carrozzeria vulcanizzata e quelle che rimangono componenti funzionali o punti di riferimento. Solo il secondo gruppo rimane aperto dopo la consegna.

Le variabili convergono, ma il diametro e la classe di pressione nominale si stabilizzano per primi. La stratificazione, la geometria dell'anello di rinforzo e la questione della valvola obbligatoria le prendono tutte come input. E il laminato che producono non può essere modificato economicamente una volta vulcanizzato.

Su banchine irregolari o a gradoni, la rete a catena e i suoi pneumatici fungono da ulteriore strato di protezione. Assorbono l'abrasione e i carichi di contatto localizzati che altrimenti graverebbero direttamente sulla gomma esterna, e sono la parte di un parabordi a rete da ispezionare per prima.

Non tutte le applicazioni giustificano questa soluzione costruttiva. Quando una piccola imbarcazione da lavoro si appoggia a un pontone liscio e il parabordi non deve mai galleggiare, mantenere una distanza di sicurezza eccessiva o essere sgonfiato per il trasporto, un parabordi in gommapiuma o in gomma piena risolve lo stesso problema senza la necessità di gestire la pressione.

Lettura delle prove preliminari all'ordine contro l'ispezione specifica dell'ordine

Le prove di collaudo per un parafango pneumatico sono costituite da due livelli e i certificati che un acquirente esamina prima dell'ordine non sono i registri generati per i parafanghi effettivamente forniti. In base alla clausola d'ordine, un acquirente può richiedere un test del prototipo di parafango certificato che copre i test della Clausola 8. A principale società di classificazione lo valuta e deve risalire a non più di dieci anni prima dell'indagine.

La stessa clausola si applica alle prove commerciali storiche e definisce l'intervallo di valori per cui tali prove sono valide. Il certificato di ispezione e collaudo commerciale deve provenire da un parafango di diametro pari o superiore a quello oggetto della richiesta, con una pressione interna uguale o superiore, e risalente a non più di dieci anni prima. La validità è quindi unidirezionale: un'unità più grande e a pressione più elevata funge da prova per una richiesta relativa a un'unità più piccola e a pressione inferiore; pertanto, un certificato per un parafango da 2.500 mm a 50 kPa non ha alcun valore probatorio per un'unità da 3.300 mm a 80 kPa. Tale interpretazione deriva dall'intervallo di valori stabilito dalla clausola, piuttosto che da una norma separata relativa al caso inverso.

L'esenzione per i prototipi funziona su un asse diverso. Per ogni parafango che implichi metodi di costruzione o progettazione di base differenti è richiesto un test del prototipo. L'esenzione per i diametri più piccoli si applica solo quando la progettazione di base, la costruzione e i metodi di fabbricazione sono gli stessi e quando il numero di strati differisce a causa del diametro. La condizione necessaria è l'uniformità della famiglia di progettazione.

La clausola 9 è separata da tutto ciò. Regolamenta l'ispezione e il collaudo dei parafanghi commerciali stessi, comprendendo il test del materiale in gomma, il controllo dimensionale, la tenuta all'aria e il test di pressione idrostatica. Verificare quali di questi test si applicano a ciascun parafango, quali vengono campionati e rispetto a quali requisiti dell'ordine di acquisto. Quando si confrontano due preventivi, il diametro e la pressione indicati sul certificato di preordine vengono verificati rispetto al diametro e alla pressione ordinati prima di leggere il resto del documento.

Cosa si blocca per primo in un corpo parafango pneumatico?

Nella progettazione strutturale dei parafanghi pneumatici, il diametro e la classe di pressione nominale sono i primi elementi da definire. La composizione degli strati, la geometria dell'anello del tallone e la questione della valvola obbligatoria ne conseguono, e nessuno di questi tre elementi sopravvive a un ripensamento dopo la vulcanizzazione. Reti, pneumatici e punto di gonfiaggio rimangono aperti anche in seguito. Il laminato, invece, no.

I danni che riducono la durata di un parafango possono derivare anche da condizioni non specificate nell'ordine: geometria dell'ormeggio, compressione eccessiva localizzata all'estremità, un caso di contatto non descritto al momento della richiesta di informazioni. La verifica di quale di queste cause si applichi al caso specifico è a livello di progetto.

Se il diametro di cui hai bisogno non è presente nelle tabelle di pressione standard, risolvi due punti prima che il disegno venga rilasciato. Primo, quale diametro maggiore determina i tuoi requisiti di pressione. Secondo, se stai specificando una valvola di sicurezza che il solo diametro non è sufficiente a soddisfare. Invia queste due risposte insieme al tuo valore di energia di ormeggio e noi allineeremo il parabordi pneumatici disegno e la gamma di certificati da fornire loro prima dell'inizio della produzione.