Kuorman siirtymisen fysiikka konttien sisällä merikuljetuksen aikana
- Lastin kiinnitysjärjestelmän suunnittelu CTU-kiihtyvyyskertoimien perusteella
1. Miksi rahti liikkuu edelleen suljetun kontin sisällä?
Vientilogistiikan yleinen oletus on yksinkertainen:
Kun lasti on lastattu ja sidottu, se pysyy paikallaan.
Tämä on staattinen ajattelutapa, jota sovelletaan dynaamiseen ympäristöön.
Meriliikenne ei ole koskaan staattista. Matkan aikana alus kokee jatkuvasti:
- Pitkittäinen kiihtyvyys ja hidastuminen
- Poikittainen rullaava liike
- Pystysuora nousu
- Rakenteellinen tärinä ja vääntö
Säiliö liikkuu aluksen mukana.
Sisällä oleva lasti reagoi kiihtyvyyteen hitauden kautta.
Lastin siirto ei ole sattumaa. Se on fysiikkaa.
2. Miten CTU-koodi määrittelee dynaamiset meriolosuhteet
Rahdin pakkaamisen ja kiinnittämisen kansainvälinen referenssi on
IMO CTU Code (Code of Practice for Packing of Cargo Transport Units).
CTU-koodi luokittelee meriolosuhteet sen perusteellaMerkittävä aallonkorkeus (Hs)ja määrittää vastaavat suunnittelukiihtyvyyskertoimet.
Mikä on Hs?
Hs (merkittävä aallonkorkeus) edustaa ajanjakson aikana havaittujen aaltojen korkeimman -kolmanteen keskimääräistä korkeutta.
Se ei ole suurin aallonkorkeus.
Se on teknisen suunnittelun parametri.
3. CTU:n merialueluokitus
| A | B | C |
|
HsVähemmän tai yhtä suuri kuin 8 m
|
8 m < HsVähemmän tai yhtä suuri kuin 12 m
|
Hs> 12 m
|
|
Itämeri (mukaan lukien Kattegat)
Välimeri
Musta meri
Punainen meri
Persianlahti
Rannikko tai saarten välinen{0}}alue
matkoja seuraavilla alueilla:
Keski-Atlantin valtameri
(30 N ja 35 S välillä)
Keski-Intian valtameri
(35 S asteeseen asti)
Keski-Tyynimeri
(30 N ja 35 S välillä)
|
Pohjanmeri
Skagerak
Englannin kanava
Japanin meri
Okhotskin meri
Rannikko tai saarten välinen{0}}alue
matkoja seuraavilla alueilla:
Etelä--Keski-Atlantti
(35 S ja 40 S välillä)
Etelä--Keski-Intian valtameri
(35 S ja 40 S välillä)
Etelä-Keski-Tyynimeri
(35 S ja 45 S välillä)
|
rajoituksetta
|
4. CTU:n kiihtyvyyskertoimet
|
CTU-koodi tarjoaa suunnitellut kiihtyvyyskertoimet (ilmaistuna g). Merikuljetukset |
|||||
|
Merkittävä aallonkorkeus
merialueella
|
Varmistus sisään
|
Kiihtyvyyskertoimet
|
|||
|
Pituussuunnassa (nx)
|
Poikittain (ny)
|
Vähintään pystysuunnassa alaspäin (nz)
|
|||
| A |
HsVähemmän tai yhtä suuri kuin 8 m
|
Pituussuunta
|
0.3 | - | 0.5 |
|
Poikittaissuunta
|
- | 0.5 | 1.0 | ||
| B |
8 m < HsVähemmän tai yhtä suuri kuin 12 m
|
Pituussuunta
|
0.3 | - | 0.3 |
|
Poikittaissuunta
|
- | 0.7 | 1.0 | ||
| C |
Hs> 12 m
|
Pituussuunta
|
0.4 | - | 0.2 |
|
Poikittaissuunta
|
- | 0.8 | 1.0 | ||
5. Mitä 1,0 g oikeastaan tarkoittaa?
1,0 g vastaa painovoiman kiihtyvyyttä.
Käytännössä:
Jos lasti painaa 1000 kg
Poikittaiskiihtyvyys alle 1,0 g
Se voi kohdata 1000 kg:n sivuvoiman.
Jos kone painaa 5000 kg?
Se voi kohdata 5000 kg sivuvoimaa.
Tässä ei ole enää kyse "riittävän tiukasta".
Kyse on siitä, kestääkö kiinnitysjärjestelmä rakenteellisesti dynaamista kuormitusta.
6. Staattinen paino vs. dynaaminen suunnitteluvoima
Monet viejät keskittyvät rahtimassaan.
Tekniikka keskittyy voimaan.
Suunnitteluvoima=Lastin paino × kiihtyvyyskerroin
Esimerkki:
Lastin paino: 3000 kg
Meren kunto: C-alue
Poikittaiskiihtyvyys: 1,0 g
Suunniteltu sivuttaisvoima ≈ 3 000 kg
Eikä tämä vielä sisällä turvallisuustekijöitä.
Dynaaminen kuljetus vaatii dynaamisia laskelmia.
7. Miksi järjestelmän vahvuus on tärkeämpää kuin lineaarinen vahvuus
Kontin kiinnittämisessä rahtia pidätetään järjestelmällä:
- Vanteet
- Solki
- Sovellettu jännitys
- Kitka kontin lattian kanssa
Viime kädessä suorituskyvyn määräävä tekijä ei ole vain hihnan vetolujuus, vaan:
- Järjestelmän murtovoima
- Yhteinen tehokkuus
- Energian absorptiokyky
Korkean lineaarisen lujuuden omaava hihna saattaa silti epäonnistua, jos liitosteho on alhainen tai jos dynaamisia huippukuormia ei imeydy kunnolla.
Merikuljetukset tuovat iskukuormituksen.
Iskukuormitus paljastaa ensin heikot liitännät.
8. Joustavien turvajärjestelmien etu dynaamisissa olosuhteissa
Merikuljetukset synnyttävät syklisiä kuormitus- ja törmäysvoimia.
Jäykät materiaalit, kuten teräsvanne:
- Siirrä huippustressi suoraan
- Keskitä voima liitoskohtiin
- Ovat herkkiä väsymykselle tärinän vaikutuksesta
Komposiittipolyesterinauhajärjestelmät tarjoavat:
- Hallittu venymä
- Iskunvaimennuskyky
- Progressiivinen kuorman jakautuminen
- Parempi nivelen vakaus dynaamisessa kuormituksessa
Korkean Hs:n ympäristöissä hallitusta joustavuudesta tulee pikemminkin rakenteellinen etu kuin kompromissi.
9. Suojausjärjestelmän suunnittelu CTU-tietojen perusteella
Järkevän lastin kiinnitysprosessin tulisi sisältää:
- Tunnista merireittien luokitus (A, B tai C)
- Määritä vastaavat kiihtyvyyskertoimet
- Laske dynaaminen suunnitteluvoima
- Arvioi kitkaolosuhteet
- Valitse turvajärjestelmä, jonka järjestelmä on riittävän vahva
- Käytä asianmukaisia turvatekijöitä
Tämä on insinöörilogiikkaa.
Ei oletus.
Ei tapana.
Ei "näin me aina teemme".
10. Johtopäätös: Meriliikenne on dynaamista - Turvallisuus on suunniteltava
CTU Coden mukaan konttien sisällä oleva lasti voi kokea jopa 1,0 g:n poikittaiskiihtyvyyttä merikuljetuksen aikana.
Tämä tarkoittaa, että lasti voi hetkellisesti altistua sen omaa painoa vastaaville sivuttaisvoimille.
Siksi:
- Lineaarinen vetolujuus ei yksin riitä
- Järjestelmän murtolujuus on tarkistettava
- Yhteinen tehokkuus on otettava huomioon
- Dynaaminen kuormitus on ymmärrettävä
Meriliikennettä ohjaa kiihtyvyys.
Lastin kiinnitys tulee suunnitella vastaavasti.
Koska fysiikka ei neuvottele.