Eðlisfræði hleðslubreytinga inni í gámum meðan á sjóflutningi stendur
- Hönnun farmöryggiskerfis byggt á CTU hröðunarstuðlum
1. Hvers vegna færist farmur enn inn í lokaðan gám?
Algeng forsenda í útflutningsflutningum er einföld:
Þegar farmur er hlaðinn og bundinn niður, helst hann á sínum stað.
Þetta er kyrrstæður hugarfar sem er beitt í kraftmikið umhverfi.
Hafflutningar eru aldrei kyrrstæðir. Á meðan á ferð stendur upplifir skip stöðugt:
- Lengdarhröðun og hraðaminnkun
- Þverlæg veltingur
- Lóðrétt lyfting
- Byggingar titringur og torsion
Gámurinn hreyfist með skipinu.
Farmurinn inni bregst við hröðun með tregðu.
Skipting á farmi er ekki tilviljun. Það er eðlisfræði.
2. Hvernig CTU kóðinn skilgreinir kvik sjávarskilyrði
Alþjóðlega viðmiðunin fyrir vörupökkun og tryggingu er
IMO CTU kóða (reglur um pökkun farmflutningaeininga).
CTU kóðann flokkar sjólag út fráVeruleg ölduhæð (Hs)og úthlutar samsvarandi hönnunarhröðunarstuðlum.
Hvað er Hs?
Hs (Significant Wave Height) táknar meðalhæð hæsta- þriðjungs öldu sem sést hefur á tímabili.
Það er ekki hámarksölduhæð.
Það er verkfræðileg hönnunarbreyta.
3. CTU hafsvæðisflokkun
| A | B | C |
|
HsMinna en eða jafnt og 8 m
|
8 m < HsMinna en eða jafnt og 12 m
|
Hs> 12 m
|
|
Eystrasalt (þ.mt Kattegat)
Miðjarðarhafið
Svartahaf
Rauða hafið
Persaflói
Strand- eða milli-eyjar
ferðir á eftirfarandi svæðum:
Mið-Atlantshaf
(á milli 30 gráður N og 35 gráður S)
Mið Indlandshaf
(niður í 35 gráður S)
Mið Kyrrahafið
(á milli 30 gráður N og 35 gráður S)
|
Norðursjó
Skagerak
Ermarsund
Japanshaf
Okhotsk hafið
Strand- eða milli-eyjar
ferðir á eftirfarandi svæðum:
Suður-Mið-Atlantshafið
(á milli 35 gráður S og 40 gráður S)
Suður-Mið Indlandshaf
(á milli 35 gráður S og 40 gráður S)
Suður-Mið Kyrrahafið
(á milli 35 gráður S og 45 gráður S)
|
ótakmarkað
|
4. CTU hröðunarstuðlar
|
CTU kóðann gefur upp hönnunarhröðunarstuðla (gefin upp í g). BY Sjóflutningar |
|||||
|
Veruleg ölduhæð
á hafsvæði
|
Að tryggja inn
|
Hröðunarstuðlar
|
|||
|
Á lengd (cx)
|
Þvermál (cy)
|
Lágmark lóðrétt niður (cz)
|
|||
| A |
HsMinna en eða jafnt og 8 m
|
Lengdarstefna
|
0.3 | - | 0.5 |
|
Þverstefna
|
- | 0.5 | 1.0 | ||
| B |
8 m < HsMinna en eða jafnt og 12 m
|
Lengdarstefna
|
0.3 | - | 0.3 |
|
Þverstefna
|
- | 0.7 | 1.0 | ||
| C |
Hs> 12 m
|
Lengdarstefna
|
0.4 | - | 0.2 |
|
Þverstefna
|
- | 0.8 | 1.0 | ||
5. Hvað þýðir 1,0 g í raun og veru?
1,0 g jafngildir þyngdarhröðun.
Í hagnýtri skilmálum:
Ef farmur vegur 1.000 kg
Undir 1,0 g þverhröðun
Það gæti orðið fyrir 1.000 kg hliðarkrafti.
Ef vél vegur 5.000 kg?
Það gæti orðið fyrir 5.000 kg af hliðarkrafti.
Þetta snýst ekki lengur um „nógu þétt“.
Það snýst um hvort festingarkerfið geti staðið gegn kraftmiklu álagi.
6. Static Weight vs Dynamic Design Force
Margir útflytjendur leggja áherslu á farmmassa.
Verkfræði einbeitir sér að krafti.
Hönnunarkraftur=farmþyngd × hröðunarstuðull
Dæmi:
Farmþyngd: 3.000 kg
Sjóástand: C Svæði
Þverhröðun: 1,0 g
Hönnun hliðarkraftur ≈ 3.000 kg
Og þetta felur ekki enn í sér öryggisþætti.
Dýnamískir flutningar krefjast kraftmikilla útreikninga.
7. Hvers vegna kerfisstyrkur skiptir meira máli en línulegur styrkur
Við gámafestingu er farmur stöðvaður með kerfi:
- Ólfesting
- Sylgja
- Beitt spennu
- Núningur við gámagólf
Það sem á endanum ákvarðar frammistöðu er ekki bara togþolseinkunn, heldur:
- Brotstyrkur kerfisins
- Sameiginleg skilvirkni
- Orkuupptökugeta
Ól með miklum línulegum styrk getur samt bilað ef tengingarvirkni er lítil eða ef hámarks kraftmikil álag er ekki rétt frásogast.
Sjóflutningar kynna högghleðslu.
Áfallshleðsla afhjúpar veikar tengingar fyrst.
8. Kostur sveigjanlegra öryggiskerfa í kraftmiklum aðstæðum
Sjóflutningar skapa hringlaga hleðslu og höggkrafta.
Stíf efni eins og stálband:
- Flyttu hámarksálag beint
- Einbeittu krafti við tengipunkta
- Eru viðkvæm fyrir þreytu undir titringi
Samsett pólýesterólkerfi veita:
- Stýrð lenging
- Getu til höggdeyfingar
- Stigvaxandi álagsdreifing
- Bættur liðastöðugleiki við kraftmikið álag
Í umhverfi með hátt Hs verður stýrður sveigjanleiki byggingarlegur kostur frekar en málamiðlun.
9. Hönnun öryggiskerfis byggt á CTU gögnum
Skynsamlegt farmöryggisferli ætti að innihalda:
- Tilgreina flokkun sjóleiða (A, B eða C)
- Ákvarða samsvarandi hröðunarstuðla
- Reiknaðu kraftmikinn hönnunarkraft
- Metið núningsskilyrði
- Veldu öryggiskerfi með nægan kerfisstyrk
- Notaðu viðeigandi öryggisstuðla
Þetta er verkfræðileg rökfræði.
Ekki forsendur.
Ekki vani.
Ekki „svona gerum við það alltaf“.
10. Ályktun: Hafflutningar eru kraftmiklir - öryggi verður að vera hannað
Samkvæmt CTU kóðanum getur farmur í gámum orðið fyrir allt að 1,0 g þverhröðun við flutning á sjó.
Þetta þýðir að farmur getur um stundarsakir orðið fyrir hliðarkrafti sem jafngildir eigin þyngd.
Því:
- Línulegur togstyrkur einn og sér er ófullnægjandi
- Staðfesta verður brotstyrk kerfisins
- Huga þarf að sameiginlegri skilvirkni
- Það verður að skilja kraftmikla hleðslu
Hafflutningar stjórnast af hröðun.
Varafesting ætti að vera hönnuð í samræmi við það.
Vegna þess að eðlisfræðin semur ekki.