Wat is een Yokohama-spatbord?

Een Yokohama-spatbord is een drijvende pneumatische rubberen stootkussenEen luchtgevuld scheepsstootkussen is een stootkussen dat wordt gebruikt tussen een schip en een steiger, of tussen twee schepen die naast elkaar liggen. De energieabsorptie hangt af van de diameter, de lengte en de initiële interne druk, en niet zozeer van het merk. Stootkussens van deze klasse worden gebouwd en getest volgens ISO 17357-1:2014, een norm voor hogedrukeenheden van 50 kPa en hoger, die twee drukklassen definieert: P50 en P80. De benaming wordt in de industrie vaak losjes gebruikt, waardoor het label op zich weinig informatie geeft aan de koper. Welk stootkussen geschikt is voor een bepaalde ligplaats hangt af van de waterverplaatsing van het schip, de naderingssnelheid bij het eerste contact en de reactiekracht die de steigerconstructie kan weerstaan.

Wat is een Yokohama Fender?

De naam Yokohama-stootkussen omvat een familie van drijvende, pneumatische rubberen stootkussens, en niet één vast product. Of een bepaald exemplaar geschikt is voor een ligplaats, hangt af van de grootte en de drukklasse. Het type is afkomstig van de Yokohama Rubber Company in Japan. geschiedenis van de naam Dit legt uit hoe het zich van daaruit verspreidde naar algemeen gebruik. De precieze term is drijvende pneumatische rubberen stootrand, of pneumatische stootrand van het Yokohama-type. In advertenties wordt het vaak gespeld als yokahama of yokohoma; deze verwijzen naar hetzelfde product. Yokohama is ook nog steeds een bedrijfsnaam, dus een koper die de herkomst controleert, moet de daadwerkelijke fabrikant en de ISO-documentatie raadplegen in plaats van de oorsprong in de term af te leiden.

Het is een kostbare fout om de naam als één enkele specificatie te beschouwen. Twee eenheden die deze naam dragen, kunnen qua energieabsorptie en terugkoppelingskracht op een romp een factor tien van elkaar verschillen.

Een drukklasse die is overgenomen van een eerder project, omdat de scheepsklasse vergelijkbaar leek, is de meest voorkomende oorzaak van deze fout. De stootkussen arriveert correct gemarkeerd, maar genereert toch meer reactiekracht in de ligplaats dan waarvoor de constructie is ontworpen. De eerste corrigerende stap is om de selectie van het stootkussensysteem te herhalen aan de hand van geverifieerde ligplaatsgegevens. Afhankelijk van de resultaten kan de uitkomst een andere drukklasse, een andere afmeting, meer eenheden, een herziene opstelling of een beperking van de naderingssnelheid zijn.

Wat lucht als werkmedium bepaalt en wat het beperkt.

Omdat een pneumatisch stootkussen de impact absorbeert door afgesloten lucht samen te persen in plaats van door massief rubber te vervormen, zijn de energieabsorptie, de druk op de romp en de wijze waarop het stootkussen bezwijkt allemaal terug te voeren op één variabele: de interne druk op het moment van contact. De constructie is eenvoudig. Een binnenste rubberlaag sluit de lucht af, met synthetisch koord versterkte lagen dragen de belasting, een slijtvaste buitenlaag absorbeert de slijtage en de eindflenzen sluiten beide uiteinden af en bevatten het opblaasventiel. Volgens ISO 17357-1:2014 moeten stootkussens met een diameter van 2500 mm en groter een veiligheidsventiel hebben om overtollige druk af te voeren bij onbedoelde overcompressie.

Lucht zorgt er ook voor dat het stootkussen zich aanpast aan de romp wanneer het samengedrukt wordt, waardoor het contactoppervlak zich verspreidt en de rompdruk en reactiekracht relatief laag blijven. Dat is vooral belangrijk waar twee rompen elkaar schuin raken, zoals in het geval van... werk van schip naar schip. Volgens de technische catalogus van Yokohama Rubber is er geen vermindering van de energieabsorptie van de pneumatische stootkussens bij een hellingshoek tot 15 graden, in de geteste configuraties. Een massief blok verliest aan prestatie naarmate de hoek groter wordt. Of een specifiek exemplaar zich op die manier gedraagt, is iets wat in de typegoedkeuringsgegevens van dat exemplaar moet worden bevestigd.

Lucht gedraagt zich in één opzicht anders dan rubber, een aspect dat zelden in productdocumentatie wordt vermeld. De druk in een afgesloten ruimte met een nagenoeg constant volume stijgt en daalt met de absolute temperatuur. Een stootkussen dat op een koele kade is opgeblazen en vervolgens in de volle zon is geplaatst, heeft niet langer de ingestelde druk. Daarom is de meetprocedure onderdeel van de specificaties: metingen moeten worden uitgevoerd en geïnterpreteerd volgens de inspectie- en temperatuurcorrectiemethode van de fabrikant, en een meting buiten het toegestane bereik moet worden onderzocht. Warm weer is hiervoor geen verklaring. Het veiligheidsventiel is een apart geval. Bij stootkussens van 2500 mm en groter beperkt dit de druk bij onbedoelde overcompressie, wat een mechanisch en geen thermisch verschijnsel is.

Pneumatisch versus schuim en massief: de voordelen van elk type

Een pneumatische romp is beter geschikt voor grote schepen en schuine aanvaringen tussen schepen dan schuim of massief rubber, hoewel de juiste keuze voor een bepaalde ligplaats afhangt van de grootte van het schip, de toegankelijkheid voor inspectie en of er daadwerkelijk iemand is die de druk regelmatig controleert.

Dit zijn selectiecriteria om de shortlist te verkleinen. Ze vervangen geen projectspecifieke prestatieberekeningen, en elke rij kan op een bepaalde ligplaats worden omgegooid op basis van ontwerpenergie, contactoppervlak, getijverschil, blootstelling aan schuif- en slijtagekrachten, lekrisico, beschikbaarheid van reserveonderdelen of totale levenscycluskosten.

De risico's bij overbelasting lonen, omdat ze worden herverdeeld in plaats van weggenomen. Wanneer een massief stootkussen verstijft onder overbelasting, komt de energie die het niet langer absorbeert terecht in de rompbeplating en de kade als reactiekracht. Een pneumatisch stootkussen blijft gedurende de slag nog steeds energie absorberen, zij het niet onbeperkt: het heeft een nominale compressie, de flensgeometrie heeft een ontwerpbereik en het veiligheidsventiel heeft een eindige ontluchtingscapaciteit. De cruciale vraag bij een pneumatisch stootkussen gaat dus meestal over de teruggevende kracht, en een groter stootkussen is niet automatisch de veiligere optie.

Aan de kleinere kant van het spectrum, en op ligplaatsen waar niemand realistisch gezien de druk op een schema zal controleren, een met schuim gevulde eenheid is vaak de betere koop. Er gaat geen lucht verloren en beide typen kunnen doorgaans worden gedimensioneerd voor de energie die op die schaal nodig is. Of dat ook geldt voor een bepaalde ligplaats, hangt nog steeds af van de ontwerpenergie, het beschikbare contactoppervlak en de totale levenscycluskosten. Kostenvergelijkingen lopen in beide richtingen, afhankelijk van de grootte en de hoeveelheid.

Net- of draagbandtype: de juiste bevestiging kiezen op basis van hoe het stootkussen zal worden gehanteerd.

Het type bevestiging is een aparte beslissing, los van de grootte en de druk, en hangt af van hoe vaak de unit verplaatst wordt en hoeveel slijtage de ligplaats eraan veroorzaakt. Netvormige stootkussens zitten in een net van kettingen, draden of vezels, meestal met banden of rubberen hoezen, wat geschikt is voor vaste en semi-permanente locaties waar slijtage de grootste bedreiging vormt. Sling-type units hebben aan elk uiteinde een hijsinrichting die verbonden is met een spankabel of touw, wegen minder en zijn sneller te bergen en opnieuw te gebruiken.

De praktische vraag is hoe vaak een stootkussen opnieuw ingezet moet worden om slijtage te voorkomen. Een stootkussen dat jarenlang op dezelfde plek blijft liggen, bewijst zijn waarde. Een stootkussen dat tussen operaties verplaatst wordt, of voor slecht weer wordt opgehaald, is een makkelijker te hanteren exemplaar met een hijsband, mits de hijsinstallatie ter plaatse dit toelaat.

Bij ligplaatsen met een groot waterpeilverschil zijn de spanketting en de eindschakels vaak de onderdelen die als eerste gecontroleerd worden. Deze onderdelen vangen de cyclische bewegingen op die de stootrand moet absorberen. De manier waarop deze schakels vervolgens worden gemonteerd, zoals de lengte van de ketting, de bevestigingspunten en de afstandhouders, is een aparte kwestie en hoort thuis in de installatietekeningen van de ligplaats.

Maatvoering en druk: welke variabele moet u als eerste controleren?

De dimensionering van een Yokohama-stootkussen begint bij de aanmeerenergie in plaats van bij de diameter. De aanmeerenergie wordt bepaald door de waterverplaatsing van het schip, de aanloopsnelheid bij het eerste contact en de contactgeometrie aan de kade. Twee documenten verdelen het werk. ISO 17357-1:2014 regelt het product: constructie, minimale prestaties, afmetingen, testen en documentatie, inclusief gegarandeerde energieabsorptie voor standaardmaten. De selectie op projectniveau is een aparte technische oefening, die wordt bepaald door de ontwerpcriteria voor de kade en door richtlijnen zoals PIANC Report No. 211, PIANC Fender Guidelines 2024, die betrekking hebben op het ontwerp, de fabricage en het testen van stootkussensystemen en de eerdere WG 33-richtlijnen vervangen. De productnorm specificeert twee initiële drukgraden, P50 bij 50 kPa en P80 bij 80 kPa. Bij dezelfde nominale afmeting biedt P80 een hogere gegarandeerde prestatie, maar verhoogt daarmee ook de reactiekracht en de rompdruk. Kies hiervoor alleen als deze waarden binnen de grenzen blijven van wat de ligplaatsconstructie en de romp aankunnen.

De naderingssnelheid bij het eerste contact is de variabele die als eerste moet worden vastgesteld. In de fundamentele kinetische relatie achter de aanmeerenergie schaalt de energie met het kwadraat van de snelheid en slechts lineair met de massa. Een aangenomen naderingssnelheid brengt het antwoord dus verder dan een aangenomen tonnage. De ontwerpenergie van een project omvat meer dan die uitdrukking. Het omvat ook de toegevoegde massa, excentriciteit, flexibiliteit en configuratiecoëfficiënten, evenals de veiligheidsfactoren die de geldende ontwerpmethode vereist. De asymmetrie tussen snelheid en massa blijft erin behouden. De PIANC-richtlijnen van 2024 maken hetzelfde punt vanuit de andere richting. Locatiespecifieke aanmeergegevens, verkregen van loodsen en havenmeesters in plaats van aangenomen gegevens, kunnen een kleinere stootrand rechtvaardigen dan een generieke waarde; het negeren ervan leidt doorgaans tot een overgedimensioneerde stootrand.

Gepubliceerd Maatbereik van Yokohama-spatborden Dit verschilt per fabrikant. Wat doorslaggevend is, is het gegarandeerde energieverbruik op het specificatieblad van het betreffende apparaat, in vergelijking met het ontwerpenergieverbruik.

ISO 17357-conformiteit en wat u bij levering moet controleren

ISO 17357-1:2014 is de norm waaraan een Yokohama-type stootkussen wordt gecertificeerd. Deze norm regelt het product: materiaal, prestaties, afmetingen en de test- en inspectieprocedures die aan het certificaat ten grondslag liggen. De norm is in 2024 herzien en bevestigd en is nog steeds van kracht. Deel 2 behandelt lagedrukstootkussens en de twee delen samen hebben de editie van 2002 vervangen. Verwijzingen naar andere jaartallen in productbeschrijvingen dienen daarom te worden gecontroleerd aan de hand van de huidige tekst. PIANC staat aan de andere kant van die lijn. De richtlijnen van PIANC uit 2024 bepalen hoe een systeem wordt ontworpen, geproduceerd en getest voor een ligplaats. PIANC stelt ook duidelijk dat het niets certificeert, dus een advertentie voor "PIANC-gecertificeerde" stootkussens beschrijft iets dat niet bestaat.

Een van de eisen in de herziening van 2014 verdient het om gelezen te worden vanwege de implicaties ervan. De norm beperkt de diameter van de rand en ander staal rond de flensopening, zodat het metaal geen permanente vervorming ondergaat wanneer het spatbord tot bijna 80 procent wordt samengedrukt. Een dergelijke formulering gaat ervan uit dat een compressie nabij de limiet aankan. Wat hieruit volgt, is eerder een gevolgtrekking dan een expliciete bepaling. Omdat de flens- en randgeometrie specifiek is ontworpen voor extreme compressie, horen deze onderdelen thuis in de door de fabrikant goedgekeurde inspectie na een zware aanrijding. Een intacte buitenlaag zegt weinig over deze onderdelen. De norm vereist ook dat de prestatiebevestiging van het prototype elke tien jaar wordt herhaald, wat meer betrekking heeft op het aangeboden model dan op het individuele exemplaar.

Het uitvouwen van een stootkussen op de kade en het controleren ervan aan de hand van de bestelling duurt een uur. Ontdekken aan de kade dat de op het stootkussen aangegeven drukklasse niet overeenkomt met die welke in de berekening van de aanlegenergie is aangegeven, kost aanzienlijk meer.

• ISO 17357-1:2014-conformiteitsmarkering op de behuizing, met leesbaar jaartal en normaanduiding.
• Certificaten voor prototype- en commerciële tests, inclusief luchtdruk- en hydrostatische gegevens.
• Nominale maat, P50- of P80-kwaliteit en serienummer, gecontroleerd aan de hand van de bestelling in plaats van de catalogus.
• Veiligheidsventiel gemonteerd bij een diameter van 2500 mm of meer, waarbij de instelling wordt vastgelegd; instellingen en ventielontwerp variëren per fabrikant.
• Eindflens, klepzitting, sluitingen, wartels en net- of hijsbandconditie na het uitvouwen
• Onafhankelijke inspectie of beoordeling door classificatiebureau waar de koper, terminal, charteraar of projectspecificatie dit vereist.

Voordat een eenheid wordt verscheept, controleren we deze aan de hand van de bestelling en de benodigde aanlegenergie. ISO-conformiteit bevestigt dat het product voldoet aan de eisen. Of het geschikt is voor een specifiek schip, aanlegplaats of scheep-naar-scheep-operatie, is een aparte technische beoordeling, gebaseerd op de aanlegenergie, reactiekrachtlimieten, rompdruklimieten en de bedrijfsomstandigheden op die aanlegplaats.

Waar te beginnen bij het specificeren van een Yokohama-spatbord

Twee factoren bepalen grotendeels de specificaties van een Yokohama-stootkussen: de aanloopsnelheid bij het eerste contact en de reactiekracht die de aanlegsteiger kan weerstaan. Diameter, drukklasse en type aansluiting vloeien daaruit voort. Een specificatie die een maat noemt zonder deze twee factoren te vermelden, slaat de stap over die bepaalt of het stootkussen op de aanlegsteiger past.

De specificaties die later problemen veroorzaken, vermelden zelden de verkeerde diameter. Ze nemen een drukklasse over van een eerdere opdracht, omdat de scheepsklasse vergelijkbaar leek, en de discrepantie komt later aan het licht als reactiekracht aan de kade. Waar een waarde afhankelijk is van de kade, controleren we deze op projectniveau, en bij Zhonghaihang worden de controle van de aanlegenergie en de ISO-documentatie als onderdeel van de specificatie beschouwd.

Voordat we aan de slag gaan met een volledige Yokohama selectie van pneumatische spatborden, Bepaal zelf drie zaken: de ontwerpsnelheid bij het eerste contact en waar dat cijfer vandaan komt, de toelaatbare reactiekracht voor de aanlegsteiger en de maximale rompdruk voor de scheepsklasse die er gebruik van zal maken. Die drie factoren bepalen het antwoord. Een specificatieblad heeft pas betekenis als het bestaat.