Projeto estrutural de defensas pneumáticas

O projeto estrutural de defensas pneumáticas é definido pela norma ISO 17357-1:2014 para a família de alta pressão: uma bolsa de ar cilíndrica com extremidades hemisféricas, construída com borracha externa, reforço de corda sintética de pneu e borracha interna, todas firmemente vulcanizadas. A Parte 1 classifica essas defensas com pressão interna inicial de 50 kPa ou 80 kPa. As defensas de baixa pressão estão sob a Parte 2 e utilizam painéis têxteis revestidos. Dentro da Parte 1, as variações entre fornecedores estão abaixo da contagem de camadas. A sequência de camadas, a construção do anel de talão e a configuração das extremidades são laminadas no corpo e fechadas antes da vulcanização.

Os números das cláusulas referem-se à norma ISO 17357-1:2014. A ISO confirmou que ambas as partes da norma estão em vigor em 2024.

O que a norma ISO 17357-1 corrige no projeto estrutural de defensas pneumáticas

ISO 17357-1:2014 Esta norma define os parâmetros de construção para todos os para-choques flutuantes de borracha pneumática de alta pressão vendidos como estando em conformidade, com os requisitos vinculados à classe de pressão. A norma abrange material, desempenho e dimensões para para-choques que atracam e amarram um navio a outro navio ou a uma estrutura de atracação. Ela também estabelece os procedimentos de teste e inspeção. Parte 1 e Parte 2 Em conjunto, cancelou e substituiu a norma ISO 17357:2002, que agora possui o status de retirada.

Cada camada da estrutura tem uma função definida. A borracha externa protege as camadas de corda e a borracha interna contra abrasão e outras forças externas. Sua composição deve atender aos valores de resistência à tração e ao rasgo tabelados na Parte 1, e é no relatório de ensaio do material que esses valores constam. A borracha interna veda o ar pressurizado. As camadas de reforço, feitas de tecido sintético de corda de pneu, suportam a pressão interna e estabelecem a pressão máxima que o para-lama pode suportar.

A escolha do tecido do cordão é estrutural. As fibras principais do cordão sintético para pneus não são trançadas como a lona ou o tecido de correia, o que altera o comportamento da camada em termos de resistência à fadiga e sustentação da pressão. A quantidade de camadas também varia dentro de uma mesma faixa de diâmetro. Dentro de uma mesma família de design aprovada, um diâmetro menor pode ter menos camadas. Solicite a quantidade de camadas no desenho aprovado para o seu diâmetro específico e considere uma contagem de camadas informada para outro tamanho como não confirmada.

Os paralamas de baixa pressão da Parte 2 são um produto separado, e não uma versão com potência reduzida desta carroceria. Eles utilizam painéis longitudinais de tecido revestido com extremidades hemisféricas, e a Parte 2 adiciona mais dois painéis. tipos de para-lamas pneumáticos, extremidade fixada e extremidade moldada, suportando 7 kPa, salvo indicação em contrário. Tudo abaixo descreve a construção da Parte 1.

Por que 50 kPa e 80 kPa são níveis, e não tetos?

A pressão interna inicial nominal é a pressão na qual um para-lama sem compressão opera, e não a pressão que seu corpo pode suportar. A norma apresenta as duas como valores separados, e ambas variam conforme o tamanho e a classe de pressão. A pressão suportável tem sua própria definição: a pressão interna na qual um para-lama se rompe. Quatro valores de pressão constam na mesma tabela para cada tamanho, e uma cotação pode mencionar qualquer um deles.

A pressão dentro da carroceria aumenta à medida que o para-lama se deforma, razão pela qual cada um desses valores é citado em relação a uma determinada inclinação ou deflexão. O número na placa indica onde a curva de desempenho começa.

Portanto, a inclinação é um ponto de ajuste operacional a ser mantido, não uma variável de ajuste de desempenho. A absorção de energia garantida, a força de reação e a pressão do casco são todas declaradas em relação a uma inclinação especificada. Se um para-choque se desviar dessa inclinação, ele ficará fora dos dados de desempenho com base nos quais foi vendido.

Interprete o valor da placa como um limite máximo de segurança e o erro se acumula silenciosamente. Um para-choque abastecido até esse limite em uma tarde quente, sem levar em consideração as condições climáticas, volta a operar acima do ponto de partida previsto. Registre a temperatura ambiente junto com cada leitura de pressão, para que a próxima verificação seja comparável.

Anéis de fixação, aberturas de flange e o limiar da válvula de 2.500 mm

As peças metálicas nas extremidades de um para-choque pneumático são dimensionadas considerando uma condição de sobrecompressão, e não a carga nominal, sendo a tolerância de aço proporcional ao diâmetro. A Parte 1 exige que as extremidades das camadas de reforço do cordão entrem no anel de reforço e se dobrem para fora dele. Isso limita o anel de reforço, e qualquer outro aço ao redor da abertura do flange, a menos de 0,20 D. Esse limite protege as peças metálicas contra deformações permanentes quando a compressão se aproxima de 80%.

Compare isso com a cláusula de desempenho, onde a absorção de energia garantida é obtida com uma deflexão de (60 ± 5)%. Duas cláusulas, duas questões diferentes. A regra geométrica de 0,20 D protege a estrutura metálica da extremidade do flange sob sobrecompressão severa, aproximadamente vinte pontos percentuais além da deflexão nominal. O valor GEA na ficha técnica responde a outra questão. Insira seu próprio diâmetro na mesma expressão: 0,20 × D fornece o valor abaixo do qual o aço deve permanecer; portanto, um para-lama de 3.300 mm deve ter menos de 660 mm.

O Tipo I Simples aborda o mesmo caso de sobrecompressão através da configuração da extremidade. Essa variante possui uma abertura de flange em apenas uma extremidade, sem peças metálicas na outra, de modo que a extremidade sem metal não pode se deformar permanentemente sob forte compressão. Uma implicação prática de instalação é a seguinte: oriente essa extremidade na direção da posição onde a sobrecompressão severa da extremidade é provável. A escolha é feita antes da construção da carroceria.

O limite da válvula tem um detalhe importante que vale a pena ler duas vezes. Tamanhos não presentes nas tabelas de pressão devem atender aos requisitos do diâmetro imediatamente superior; portanto, um para-choque de 2.200 mm herda os requisitos de pressão de um de 2.500 mm. A cláusula da válvula de segurança está vinculada ao diâmetro real, independentemente da classe de pressão adotada para o tamanho. Uma unidade de 2.200 mm, portanto, atende aos requisitos de pressão de 2.500 mm, embora esteja abaixo do diâmetro que torna a válvula obrigatória. Nenhuma das cláusulas afirma isso diretamente; a conclusão decorre da leitura conjunta das duas, razão pela qual a cláusula de pedido inclui uma linha para solicitar uma válvula de segurança em para-choques com menos de 2.500 mm.

A própria válvula é um componente adaptado à abertura do flange, e não uma camada interna do laminado. O que se fecha antes da vulcanização é o arranjo do flange e a provisão feita para a válvula. A possibilidade de adicionar uma válvula posteriormente depende desse arranjo, e o fabricante deve confirmar isso.

Manutenção e conservação

Manutenção e inspeções regulares são necessários para garantir a estabilidade a longo prazo dos para-lamas pneumáticos. A seguir, um guia completo de manutenção que abrange a frequência de inspeção, os itens de inspeção e o gerenciamento da pressão de inflação.

• Elevada frequência de utilização: Se forem utilizados regularmente. A pressão dos guarda-lamas deve ser verificada de três em três meses e, se necessário, insuflada.
• Baixa frequência de utilização: Para uma utilização menos regular, a verificação da pressão e a manutenção podem ser efectuadas de seis em seis meses.
• Inspeção da superfície: Inspecionar periodicamente a superfície do guarda-lamas para verificar se existem cortes, abrasões ou perfurações. Isto verifica se a borracha exterior está intacta.
• Inspeção de acessórios metálicos: Verifique se os acessórios metálicos, como correntes e manilhas, estão enferrujados ou deteriorados. Os acessórios metálicos enferrujados podem encurtar a vida útil de um guarda-lamas e comprometer a sua segurança.
• Deteção de pressão: Verificar a pressão pelo menos uma vez por mês para garantir que está dentro do limite de segurança especificado no guarda-lamas (50kpa/80kpa).
• Inspeção da válvula de insuflação: Inspecionar a válvula de enchimento para detetar danos ou fugas. Em seguida, repare ou substitua as que apresentarem problemas.
• Inspeção da porca da flange: Assegurar-se de que as porcas das flanges das duas extremidades do guarda-lamas estão seguras e sem ferrugem, garantindo a segurança das ligações.
• Inspeção da bainha: Inspecionar os guarda-lamas com bainhas para detetar eventuais danos. A integridade da bainha é fundamental para proteger as camadas interiores de borracha.
• Inflação regular: Para garantir uma pressão interna correta, insuflar os guarda-lamas regularmente, de acordo com a utilização.
• Controlo da pressão: Utilizar um manómetro para verificar regularmente o para-choques pneumático pressão para garantir que se mantém dentro do intervalo recomendado. Uma pressão excessiva ou insuficiente pode ter um impacto no desempenho e na longevidade do guarda-lamas.

Quais decisões estruturais são finalizadas antes da divulgação do desenho?

As decisões estruturais dividem-se entre aquelas incorporadas à carroceria vulcanizada e aquelas que permanecem como componentes funcionais ou pontos de ajuste. Apenas o segundo grupo permanece em aberto após a entrega.

As variáveis convergem, mas o diâmetro e a classe de pressão nominal são os primeiros a serem definidos. A sequência de camadas, a geometria do anel de reforço e a questão da válvula obrigatória também as utilizam como entradas. E o laminado produzido não pode ser alterado economicamente após a vulcanização.

Em cais irregulares ou com degraus, a rede de pneus e correntes e seus pneus atuam como uma camada de sacrifício adicional. Eles absorvem a abrasão e as cargas de contato localizadas que, de outra forma, atingiriam diretamente a borracha externa, e são a parte de um para-choque tipo rede que deve ser inspecionada primeiro.

Nem toda tarefa justifica essa construção. Quando uma pequena embarcação de trabalho fica encostada em um pontão liso, e o para-choque nunca precisa flutuar, suportar uma grande distância ou ser esvaziado para transporte, uma unidade preenchida com espuma ou borracha maciça resolve o mesmo problema sem a necessidade de controle de pressão.

Análise de provas pré-encomendadas em comparação com a inspeção específica da encomenda

A comprovação dos testes de um para-lama pneumático é feita em duas etapas, e os certificados que o comprador analisa antes de fazer o pedido não correspondem aos registros gerados para os para-lamas efetivamente fornecidos. De acordo com a cláusula de pedido, o comprador pode solicitar um teste de protótipo de para-lama Certificado que abrange os testes da Cláusula 8. Um sociedade de classificação principal avalia-o e não pode ter mais de dez anos antes da investigação.

A mesma cláusula abrange evidências comerciais históricas e define o intervalo de validade dessas evidências. O certificado de inspeção e teste comercial deve ser de uma defensa com diâmetro igual ou superior ao da defensa em questão, com pressão interna igual ou superior, e emitida nos últimos dez anos. Portanto, a validade é unidirecional: uma unidade maior, com pressão mais alta, serve como evidência para uma defensa menor, com pressão mais baixa; assim, um certificado para uma defensa de 2.500 mm a 50 kPa não tem validade para uma unidade de 3.300 mm a 80 kPa. Essa interpretação decorre do intervalo definido pela cláusula, e não de uma regra separada sobre o caso inverso.

A isenção para protótipos funciona em um eixo diferente. Um teste de protótipo é necessário para cada para-lama que envolva diferentes métodos de construção ou design básicos. A isenção para diâmetros menores aplica-se somente quando o design básico, os métodos de construção e fabricação são os mesmos e a quantidade de camadas difere devido ao diâmetro. A condição para qualificação é a identidade da família de design.

A cláusula 9 é diferente de tudo isso. Ela rege a inspeção e os testes dos próprios para-lamas comerciais, abrangendo o teste do material de borracha, a inspeção dimensional, o teste de vazamento de ar e o teste de pressão hidrostática. Confirme quais desses testes se aplicam a cada para-lama, quais são amostrados e em relação a quais requisitos do pedido de compra. Ao compararmos duas cotações, o diâmetro e a pressão impressos em um certificado de pré-encomenda são verificados em relação ao diâmetro e à pressão solicitados antes da leitura do restante do documento.

O que trava primeiro em uma carroceria de para-lama pneumático?

No projeto estrutural de para-lamas pneumáticos, o diâmetro e a classe de pressão nominal são definidos em primeiro lugar. A sequência de camadas, a geometria do anel de talão e a questão da válvula obrigatória derivam deles, e nenhum dos três se altera após a vulcanização. Redes, pneus e o ponto de ajuste de inflação permanecem em aberto posteriormente. O laminado, não.

Danos que reduzem a vida útil de um para-choque também podem ser causados por condições que nunca chegaram a ser consideradas no pedido: geometria do cais, compressão excessiva localizada na extremidade, um caso de contato não descrito na consulta. A identificação do fator aplicável deve ser verificada em nível de projeto.

Se o diâmetro necessário não constar nas tabelas de pressão da norma, esclareça dois pontos antes da liberação do desenho. Primeiro, qual diâmetro maior define seus requisitos de pressão? Segundo, se você estiver especificando uma válvula de segurança, esse diâmetro por si só não será suficiente? Envie essas duas respostas juntamente com o valor da sua energia de atracação e nós alinharemos o projeto. para-lamas pneumáticos O desenho e a gama de certificados devem ser entregues a eles antes do início da fabricação.