Konteinerite sisemuses koormuse nihke füüsika ookeanitranspordi ajal
- CTU kiirenduskoefitsientidel põhinev lastikinnitussüsteemi disain
1. Miks liigub last ikkagi suletud konteineris?
Levinud eeldus ekspordilogistikas on lihtne:
Kui veos on laaditud ja kinni seotud, jääb see paigale.
See on dünaamilises keskkonnas rakendatav staatiline mõtteviis.
Ookeanitransport ei ole kunagi staatiline. Reisi ajal kogeb laev pidevalt:
- Pikisuunaline kiirendus ja aeglustus
- Põiksuunaline veeremisliikumine
- Vertikaalne tõstmine
- Struktuurne vibratsioon ja vääne
Konteiner liigub koos anumaga.
Sees olev last reageerib kiirendusele inertsi kaudu.
Veosevahetus pole juhuslik. See on füüsika.
2. Kuidas CTU koodeks määratleb dünaamilised meretingimused
Rahvusvaheline viide veoste pakkimiseks ja kinnitamiseks on
IMO CTU koodeks (kaubaveoühikute pakkimise tegevusjuhend).
CTU koodeks klassifitseerib mereolud selle aluselOluline lainekõrgus (Hs)ja määrab vastavad projekteeritud kiirenduskoefitsiendid.
Mis on Hs?
Hs (märkimisväärne lainekõrgus) tähistab perioodi jooksul täheldatud kõrgeima-lainete keskmist kõrgust.
See ei ole maksimaalne lainekõrgus.
See on projekteerimisparameeter.
3. CTU merealade klassifikatsioon
| A | B | C |
|
HsVähem kui 8 m või sellega võrdne
|
8 m < HsVähem kui 12 m või sellega võrdne
|
Hs> 12 m
|
|
Läänemeri (sh Kattegat)
Vahemeri
Must meri
Punane meri
Pärsia laht
Rannikuäärne või{0}}saartevaheline saar
reisid järgmistes piirkondades:
Atlandi ookeani keskosa
(30 kraadi N ja 35 kraadi S vahel)
India ookeani keskosa
(kuni 35 kraadi S)
Vaikse ookeani keskosa
(30 kraadi N ja 35 kraadi S vahel)
|
Põhjameri
Skagerak
Inglise kanal
Jaapani meri
Ohotski meri
Rannikuäärne või{0}}saartevaheline saar
reisid järgmistes piirkondades:
Atlandi ookeani lõunaosa-keskosa
(35 kraadi S kuni 40 kraadi S)
India ookeani lõunaosa-keskosa
(35 kraadi S kuni 40 kraadi S)
Vaikse ookeani lõunaosa-keskosa
(35 kraadi S kuni 45 kraadi S)
|
piiranguteta
|
4. CTU kiirenduskoefitsiendid
|
CTU koodeks pakub projekteeritud kiirenduskoefitsiente (väljendatud g-des). Meretranspordiga |
|||||
|
Märkimisväärne lainekõrgus
mere piirkonnas
|
Sisse kindlustamine
|
Kiirenduskoefitsiendid
|
|||
|
Pikisuunas (cx)
|
Risti (cy)
|
Minimaalselt vertikaalselt alla (cz)
|
|||
| A |
HsVähem kui 8 m või sellega võrdne
|
Pikisuunaline suund
|
0.3 | - | 0.5 |
|
Põiksuunas
|
- | 0.5 | 1.0 | ||
| B |
8 m < HsVähem kui 12 m või sellega võrdne
|
Pikisuunaline suund
|
0.3 | - | 0.3 |
|
Põiksuunas
|
- | 0.7 | 1.0 | ||
| C |
Hs> 12 m
|
Pikisuunaline suund
|
0.4 | - | 0.2 |
|
Põiksuunas
|
- | 0.8 | 1.0 | ||
5. Mida 1,0 g tegelikult tähendab?
1,0 g võrdub gravitatsioonikiirendusega.
Praktilises mõttes:
Kui lasti kaal on 1000 kg
Põikkiirendus alla 1,0 g
See võib kogeda 1000 kg külgjõudu.
Kui masin kaalub 5000 kg?
Sellel võib olla 5000 kg külgjõudu.
See ei puuduta enam "piisavalt tihedat".
Asi on selles, kas kinnitussüsteem peab konstruktsiooniliselt vastu dünaamilisele koormusele.
6. Staatiline kaal vs. dünaamiline disainijõud
Paljud eksportijad keskenduvad kaubamassile.
Inseneriteadus keskendub jõule.
Arvutusjõud=Veose kaal × Kiirendustegur
Näide:
Kauba kaal: 3000 kg
Seisukord merel: C-ala
Põikkiirendus: 1,0 g
Arvutuslik külgjõud ≈ 3000 kg
Ja see ei hõlma veel ohutustegureid.
Dünaamiline transport nõuab dünaamilisi arvutusi.
7. Miks on süsteemi tugevus olulisem kui lineaarne tugevus?
Konteinerite kinnitamisel hoiab lasti kinni süsteem:
- Rihmad
- Lukk
- Rakendatud pinge
- Hõõrdumine konteineri põrandaga
Lõppkokkuvõttes määrab jõudluse mitte ainult rihma tõmbetugevus, vaid:
- Süsteemi purunemise tugevus
- Liigese efektiivsus
- Energia neeldumisvõime
Kõrge lineaarse tugevusega rihm võib siiski ebaõnnestuda, kui ühenduse efektiivsus on madal või kui dünaamilised tippkoormused ei neela korralikult.
Ookeanitransport tutvustab šokklaadimist.
Lööklaadimine paljastab kõigepealt nõrgad ühendused.
8. Paindlike turvasüsteemide eelis dünaamilistes tingimustes
Meretransport tekitab tsüklilisi laadimis- ja löögijõude.
Jäigad materjalid, näiteks terasrihmad:
- Kandke tippstress otse üle
- Koondage jõud ühenduspunktidesse
- On vibratsiooni all tundlikud väsimuse suhtes
Komposiitpolüesterrihmsüsteemid pakuvad:
- Kontrollitud pikenemine
- Löögi neeldumisvõime
- Progressiivne koormuse jaotus
- Parem liigeste stabiilsus dünaamilise koormuse korral
Kõrge Hs keskkondades saab kontrollitud paindlikkusest pigem struktuurne eelis kui kompromiss.
9. Turvasüsteemi kujundamine CTU andmete põhjal
Ratsionaalne lasti kinnitamise protsess peaks hõlmama:
- Määrake meretee klassifikatsioon (A, B või C)
- Määrake vastavad kiirenduskoefitsiendid
- Arvutage dünaamiline projekteerimisjõud
- Hinnake hõõrdetingimusi
- Valige piisava süsteemi tugevusega kinnitussüsteem
- Rakendage sobivaid ohutustegureid
See on inseneriloogika.
Mitte oletus.
Mitte harjumus.
Mitte "nii me alati teeme".
10. Järeldus: ookeanitransport on dünaamiline - Turvalisus peab olema kavandatud
Vastavalt CTU koodeksile võib konteinerites olev lasti ookeanitranspordi ajal kogeda kuni 1,0 g ristkiirenduse.
See tähendab, et lastile võivad hetkeks mõjuda külgmised jõud, mis on võrdne tema enda kaaluga.
Seetõttu:
- Lineaarsest tõmbetugevusest üksi ei piisa
- Kontrollida tuleb süsteemi purunemistugevust
- Arvesse tuleb võtta liigese tõhusust
- Dünaamilist laadimist tuleb mõista
Ookeanitransporti juhib kiirendus.
Veose kinnitamine peaks olema kavandatud vastavalt.
Sest füüsika ei räägi läbi.