راهنمای نهایی برای غرق‌کننده‌های پهلوگیری: انتخاب مواد، وزن و ایمنی

A سینک پهلوگیری یک لنگر بدون وزن - معمولاً بتونی، چدنی یا پر از سنگ - روی بستر دریا قرار می گیرد تا شناور شناور و کشتی متصل به آن را در موقعیت خود نگه دارد. بر خلاف لنگرهای کششی، سینکرها به جای نفوذ تصادفی، صرفاً به جرم و اصطکاک پایین متکی هستند و آنها را قابل پیش بینی، کم تعمیر و نگهداری و مناسب برای طیف وسیعی از شرایط بستر دریا می کند. انتخاب وزن، مواد و پیکربندی صحیح زنجیره، تنها مهم‌ترین عامل در حفظ ایمن لنگر در برابر طوفان یا کشش و ایجاد آسیب است. این راهنما جزئیات عملی را ارائه می دهد که برای گرفتن آن تصمیم درست نیاز دارید.

Mooring Sinkers چه کاری انجام می دهند و چرا اهمیت دارند

سینک لنگر به عنوان پایه ثابت یک سیستم پهلوگیری دائمی یا نیمه دائمی عمل می کند. کشتی به یک شناور سطحی متصل می شود. شناور از طریق یک زنجیر بالابر یا طناب به سینک که در پایین قرار دارد متصل می شود. کار غرق دو چیز است: در برابر بار افقی تحمیل شده توسط باد، جریان و موج بر روی کشتی مقاومت کنید و در حین انجام این کار ثابت بمانید.

از آنجا که سینک هرگز خود را دفن نمی کند، ظرفیت نگهداری آن توسط یک معادله اصطکاک مستقیم کنترل می شود: نیروی نگهدارنده برابر است با وزن غوطه ور در ضریب اصطکاک بین سینک و بستر دریا. روی گل، این ضریب تقریباً 0.3-0.4 است. روی ماسه، 0.4-0.6؛ روی شن یا سنگ، تا 0.7. الف سینک بتنی 500 کیلوگرمی روی شن بنابراین تقریباً 200 تا 250 کیلوگرم نیروی نگهدارنده افقی را ارائه می دهد - رقمی که باید مستقیماً با اوج بار محاسباتی لنگرگیری کشتی مقایسه شود.

سینک‌های کم‌اندازه، گاهی به‌طور فاجعه‌باری می‌کشند. در حادثه‌ای در سال 2019 در اسکله‌ای در نیوزلند، یک قایق تریلر 6 متری در طی یک 45 گره دریایی در جنوب آزاد شد، زیرا سینک پهلوگیری آن - که در اصل برای یک قایق 4 متری طراحی شده بود - هرگز ارتقاء داده نشده بود. این کشتی قبل از زمین گیر شدن 38000 دلار به قایق های همسایه خسارت وارد کرد. سایز بندی صحیح اختیاری نیست.

انواع سینکرهای پهلوگیری

سینکرها به اشکال مختلفی ساخته یا ساخته می شوند که هر کدام با توجه به محیط استقرار، بودجه و طول عمر مورد نیاز دارای مزایای مشخصی هستند.

سینک های بتنی

رایج ترین نوع در سطح جهانی. سینک‌های بتن که در قالب‌های استوانه‌ای، مربعی یا قارچی ریخته می‌شوند، ارزان هستند، از نظر شیمیایی در آب دریا بی‌اثر هستند و به راحتی در محل ساخته می‌شوند. سینکرهای استاندارد بندرگاه از محدوده 100 کیلوگرم تا 2000 کیلوگرم . بتن مسلح با میلگردهای درجه دریایی عمر مفید را به 15 تا 25 سال افزایش می دهد. بتن مسلح نمی تواند بعد از 5 تا 8 سال در مکان های در معرض موج ترک خورده و جرم خود را از دست بدهد. وزن غوطه ور یک سینک بتن تقریباً 60 درصد وزن خشک آن است - برای محاسبه نیروی نگهدارنده واقعی مهم است.

سینک های چدن و فولاد

سینک های آهن و فولاد تقریباً ارائه می دهند 2.5-3 برابر چگالی غوطه ور بتن برای همان حجم، اجازه می دهد رد پای بسیار کوچکتر. حمل و نقل و استقرار یک سینک چدنی 300 کیلوگرمی با یک قایق کاری کوچک بسیار ساده تر از یک بلوک بتنی است. نقطه مقابل خوردگی است: سینک های فولادی بدون پوشش در آب شور گرمسیری می توانند 2 تا 4 میلی متر از بخش خود را در سال از دست بدهند. گالوانیزه گرم یا پوشش اپوکسی عمر را تا 10 تا 15 سال افزایش می دهد. آنها در جایی که فضای استقرار محدود است یا جایی که غواصان باید سینک را در عمق کنترل کنند، انتخاب ارجح هستند.

لنگر قارچی که به عنوان سینک استفاده می شود

لنگر قارچ چدنی - آشنا از لنگرهای قایق های کوچک - از نظر فنی ترکیبی از یک سینک و یک لنگر مکش است. شکل گنبد معکوس به آن اجازه می دهد تا به تدریج در رسوبات نرم فرو برود و یک آب بندی مکش ایجاد کند که به طور چشمگیری ظرفیت نگهداری را در طول زمان افزایش می دهد. الف قارچ 90 کیلویی که در ابتدا 90-100 کیلوگرم بار افقی را تحمل می کند، ممکن است پس از دو تا سه سال فرو رفتن در گل، 400-600 کیلوگرم را تحمل کند. قابل پیش بینی کمتری نسبت به سینک های بدون وزن خالص روی کف های سخت هستند که در آن جاسازی اتفاق نمی افتد.

قفس های پر از سنگ و آوار

قفس های فولادی گالوانیزه یا توری HDPE پر شده با سنگ محلی یک راه حل مقرون به صرفه در لنگرگاه های دوردست است که حمل سینک های پیش ساخته غیرعملی است. قفس در محل مونتاژ می شود و با دست یا جرثقیل کوچک پر می شود. چگالی معمول قفس های پر شده به 1500-1800 کیلوگرم بر متر مکعب می رسد. خوردگی قفس حالت شکست اولیه است. قاب های ضد زنگ یا گالوانیزه گرم با نوار 6 میلی متر برای عمر بالای 10 سال توصیه می شود.

سینکرهای بتن با چگالی بالا و سنگدانه های مصنوعی

تولیدکنندگان متخصص با استفاده از سنگدانه های سنگین (مگنتیت، باریت، یا شات فولادی) که با بتن مخلوط شده اند برای دستیابی به چگالی خشک، سینک ها را تولید می کنند. 3000-4500 کیلوگرم بر متر مکعب ، در مقایسه با 2300 کیلوگرم بر متر مکعب برای بتن استاندارد. اینها در جایی استفاده می شوند که ظرفیت نگهداری باید به شکل فشرده به حداکثر برسد - برای مثال، در تفرجگاه های شلوغ با شعاع نوسان محدود یا در سیستم های پهلوگیری آبزی پروری که در آن ده ها سینک باید دقیقاً قرار داده شوند.

نحوه محاسبه وزن سینکر مورد نیاز

اندازه گیری سینک با تخمین بار اوج پهلوگیری شروع می شود - حداکثر نیروی افقی که کشتی تحت شرایط باد طراحی و فعلی به لنگر وارد می کند. چندین روش معتبر وجود دارد. بیشترین استفاده برای صنایع دستی کوچک است رویکرد اداره هواشناسی / استانداردهای پهلوگیری در استرالیا و نیوزلند و استانداردهای ABYC در آمریکای شمالی رایج است.

مرحله 1 - اوج بار پهلوگیری را تخمین بزنید

یک فرمول ساده اما کاربردی برای شناورهای تک بدنه این است:

F (kN) = 0.5 × ρ × Cd × A × V²

جایی که ρ = چگالی هوا (1.225 کیلوگرم بر متر مکعب)، Cd = ضریب پسا (معمولاً 1.0-1.3 برای تک بدنه)، A = سطح باد در متر مربع، و V = سرعت باد طراحی شده بر حسب متر بر ثانیه. برای یک قایق تفریحی 10 متری با باد 18 متر مربع در باد طراحی 40 گره (20.6 متر بر ثانیه)، اوج بار تقریباً محاسبه می شود. 5.5-7.0 کیلونیوتن (560-710 کیلوگرم نیرو) . 10-15٪ برای بارگذاری جریان و موج موج اضافه کنید.

مرحله 2 - اصطکاک بستر دریا را در نظر بگیرید

اوج بار پهلوگیری را بر ضریب اصطکاک قابل اعمال برای نوع بستر خود تقسیم کنید تا وزن سینک غوطه ور مورد نیاز را بدست آورید. سپس آن را بر 0.6 (کسر وزن مستغرق بتن) تقسیم کنید تا وزن خشک مورد نیاز به دست آید. همیشه الف را اعمال کنید ضریب ایمنی حداقل 2.0 برای پهلوگیری دائمی؛ مقامات بندر در بریتانیا، استرالیا و نیوزلند معمولاً 2.5-3.0 را مشخص می کنند.

نمونه کار شده

اوج بار: 700 کیلوگرم نیرو. بستر دریا: ماسه (ضریب اصطکاک 0.5). وزن زیر آب مورد نیاز: 700 ÷ 0.5 = 1400 کیلوگرم. وزن بتن خشک مورد نیاز با SF 2.5: 1400 × 2.5 ÷ 0.6 = 5830 کیلوگرم . این رقم اکثر نصب کنندگان لنگرگاه را که برای اولین بار نصب می کنند شگفت زده می کند - توضیح می دهد که چرا لنگرهای مارینا که به خوبی مهندسی شده برای قایق های تفریحی 10 متری به طور معمول از سینک های 2000 تا 3000 کیلوگرمی همراه با یک زنجیره زمینی استفاده می کنند که بار اصطکاک بیشتری را اضافه می کند.

دستورالعمل وزن سینکر بر اساس اندازه کشتی

جدول زیر حداقل وزن غرق‌کننده را برای دسته‌های شناور معمولی در بستر ماسه‌ای با ضریب ایمنی 2.5 نشان می‌دهد. برای گل و لای (÷0.35 به جای ÷0.5)، مکان های در معرض یا شناورهای چند بدنه با باد بیشتر به سمت بالا تنظیم کنید.

اجزای سیستم پهلوگیری که با سینک کار می کنند

یک سینک به صورت مجزا کار نمی کند. کل سیستم پهلوگیری باید به عنوان یک مجموعه یکپارچه طراحی شود. یک سینک با اندازه مناسب در صورت اتصال زنجیر کم اندازه یا چرخاننده خوردگی همچنان ممکن است از کار بیفتد.

زنجیره زمین

زنجیره زمین سینک را به رایزر متصل می کند. عملکرد اصلی آن فراتر از اتصال، دراز کشیدن صاف روی بستر دریا و اضافه کردن وزن و اصطکاک خود به ظرفیت نگهداری سیستم است. یک توصیه استاندارد طول زنجیره زمینی است 1.5-2.0 برابر عمق آب با استفاده از زنجیره اتصال کوتاه درجه 40 یا درجه 70 به اندازه حداقل 1.5 برابر اوج بار پهلوگیری در استحکام شکست. برای یک قایق بادبانی 10 متری در 5 متر آب، یک زنجیر زمینی معمولی 8 تا 10 متر از زنجیره 13 میلی متری درجه 40 است که حداقل بار شکستن آن تقریباً 9.5 تن است.

زنجیر یا طناب رایزر

رایزر زنجیره زمین را به شناور سطحی متصل می کند. رایزرهای زنجیری سنگین هستند و انرژی موج را از طریق عمل کاتناری جذب می کنند. رایزرهای طناب سبک تر هستند و امکان کشش الاستیک بیشتری را فراهم می کنند که باعث کاهش بارگیری اوج ضربه بر روی سینک می شود. رایزرهای طناب نایلونی می توانند 25 تا 35 درصد انرژی موج را جذب کنند که یک رایزر زنجیره ای مستقیماً به سینکر و اتصال بستر دریا منتقل می شود. بسیاری از لنگرهای مهندسی مدرن از ترکیبی استفاده می کنند: زنجیر در پایین برای مقاومت در برابر سایش، نایلون در ستون میانی آب برای خاصیت ارتجاعی.

غل و زنجیر

هر نقطه اتصال یک نقطه شکست بالقوه است. فقط از غل و زنجیر کمانی (غل و زنجیر امگا) استفاده کنید که بیشتر از بار شکستن سیستم باشد. قیدهای D به دلیل مقاومت کم در برابر بارگذاری جانبی برای کاربردهای پهلوگیری نامناسب هستند. غل و زنجیر موشی (پین دار) با سیم ضد زنگ از طریق پین اجباری است - یک قلاب پین ساده می تواند در طی چند هفته تحت بارگیری چرخه ای باز شود. چرخاننده ها از انتقال بار پیچشی به نقطه اتصال سینک توسط چرخش زنجیره جلوگیری می کنند. فقط از چرخاننده هایی استفاده کنید که بار کاری ایمن مطابق یا بالاتر از درجه بندی زنجیر باشد.

شناور سطحی

شناور باید شناوری کافی برای نگه داشتن زنجیر رایزر از بستر دریا در زمانی که هیچ شناوری متصل نیست فراهم کند و از انباشته شدن زنجیر بر روی سینک و به طور بالقوه جدا شدن آن جلوگیری کند. یک قانون کلی: شناور شناور در کیلوگرم باید حداقل باشد 1.5 برابر وزن خشک زنجیر رایزر . شناورهای پر شده از فوم به جای پر شده با هوا در مکان های باز ترجیح داده می شوند، زیرا در صورت سوراخ شدن نمی توانند باد شوند.

نوع بستر دریا و تأثیر آن بر عملکرد سینکر

ترکیب بستر دریا به طور مستقیم تعیین می کند که وزن یک سینک چه مقدار نیروی نگهدارنده ایجاد می کند. این متغیری است که اغلب هنگام اندازه گیری لنگرها از جدول عمومی نادیده گرفته می شود.

روی گل نرم، همان بار اوج پهلوگیری نیاز دارد تقریبا دو برابر وزن غوطه ور در مقایسه با بستر ماسه ای. یک لنگر با اندازه ماسه و بدون تنظیم روی گل مستقر شده است بلافاصله مشخص نشده است. در مواردی که نوع بستر دریا نامشخص است، یک بازرسی غواص یا یک کاوشگر نفوذ سنج دستی ساده از یک قایق می تواند بستر را قبل از نصب شناسایی کند.

نصب غرق پهلو: گام به گام

نصب صحیح به اندازه اندازه صحیح مهم است. یک سینک با اندازه مناسب که با یک زنجیر درهم یا در مکان نامناسب قرار داده شده است، امنیت بیشتری نسبت به یک سینک کم اندازه ندارد.

1. سایت را بررسی کنید. عمق آب را در جزر و مد، نوع بستر دریا، شعاع چرخش به دور از سایر لنگرها و خطرات، و نزدیکی به کابل‌ها یا خطوط لوله زیر آب تأیید کنید. اکثر مقامات بندر قبل از قرار دادن هر گونه پهلوگیری به مجوز نیاز دارند.
2. سیستم پهلوگیری را روی سطح جمع کنید. سینک، زنجیر زمینی، چرخان، رایزر و بویه را بچینید. همه قلاب ها را به هم وصل کنید، همه پین ​​ها را با سیم موس ضد زنگ قرار دهید، و بررسی کنید که بارهای شکسته در سراسر سیستم سازگار هستند - ضعیف ترین پیوند باید از بار طراحی با ضریب ایمنی لازم بیشتر باشد.
3. موقعیت استقرار را علامت بزنید. یک شناور نشانگر موقت را در محل دقیق قرار دهید. دایره نوسان کشتی را در نظر بگیرید - معمولا 2× طول محدوده به اضافه LOA کشتی - برای اطمینان از اینکه کشتی در حال نوسان با سایر لنگرها یا خط ساحلی تماس نخواهد گرفت.
4. استقرار توسط جرثقیل یا قایق کاری با فریم A. سینک را به آرامی پایین بیاورید. افت ناگهانی در بستر نرم می‌تواند باعث پرش و فرود سیکر در یک زاویه شود و ردپای آن را کاهش دهد. برای سینک های بیش از 500 کیلوگرم، جرثقیل سواری به شدت توصیه می شود.
5. با پایین آمدن سینک، زنجیره زمین را تغذیه کنید. اطمینان حاصل کنید که زنجیر زمین صاف و دور از سینک در جهت بار غالب است، نه اینکه روی سینک انباشته شود.
6. رایزر و شناور را وصل کرده و شناور کنید. شناور بودن شناور را با تخته آزاد کافی - حداقل 150 میلی متر بالاتر از خط آب - تأیید کنید که نشان می دهد رایزر بیشتر از عمق آب نیست.
7. بازرسی غواص را ظرف 48 ساعت انجام دهید. اطمینان حاصل کنید که سینک صاف نشسته است، زنجیر به درستی گذاشته شده است، و هیچ زباله ای در زیر سینک وجود ندارد که سطح تماس و اصطکاک را کاهش دهد.

فواصل بازرسی و نگهداری

غرق‌کننده‌های اسکله و سخت‌افزار مرتبط با آن در طول زمان تخریب می‌شوند. سایش زنجیر شایع ترین علت خرابی لنگر است - کشیدن سینک نیست. در یک بررسی در سال 2017 از 1200 لنگر در آب‌های استرالیای جنوبی، 62٪ از لنگرهایی که در بیش از سه سال سرویس نشده بودند نشان داد که سایش زنجیر بیش از 20٪ قطر میله اصلی در یک یا چند پیوند است.

• بازرسی سالانه غواص - قطر میله پیوند زنجیر را در بالاترین نقاط سایش اندازه گیری کنید (اتصال سینک و اتصال شناور). هنگامی که سایش بیش از حد است، زنجیر را تعویض کنید 10% قطر اسمی (به عنوان مثال، وقتی هر پیوندی کمتر از 11.7 میلی متر است، زنجیر 13 میلی متری را جایگزین کنید).
• وضعیت سینک را بررسی کنید - ترک خوردگی، پوسته شدن یا رسوب زیستی قابل توجهی که شکل را تغییر می دهد، بررسی کنید. سینک های بتنی که از طریق چشمی اتصال ترک خورده اند باید فوراً تعویض شوند.
• موقعیت سینک را بررسی کنید - مختصات GPS را با سابقه نصب اصلی مقایسه کنید. سینکری که بیش از 2 متر از موقعیت اصلی خود حرکت کرده است، احتمالاً تحت بار کشیده شده است و باید دوباره ارزیابی شود.
• غل و زنجیر و چرخش را بررسی کنید - از نظر کشیدگی کمان غل (نشانه ای از اضافه بار)، خوردگی پین و سالم بودن تمام سیم موس را بررسی کنید.
• تعویض کامل سیستم - اکثر مقامات بندر، تعویض کامل زنجیر را هر 5 تا 7 سال بدون توجه به سایش اندازه گیری شده، و ارزیابی مجدد سینک هر 10 سال یا پس از وقوع هر طوفان بزرگی که از سرعت باد طراحی لنگرگاه فراتر رود، الزامی می کند.

تمرینات سینکر مورینگ مسئول زیست محیطی

غرق‌کننده‌های پهلوگیری سنتی که در طول حوادث طوفانی از بستر دریا کشیده می‌شوند، یا زنجیره‌های زمینی که با حرکت کشتی‌ها به جلو و عقب می‌روند، می‌توانند آسیب قابل‌توجهی به مراتع علف‌های دریایی و بسترهای مرجانی وارد کنند. در مناطق حفاظت شده دریایی، تنظیم کننده ها به طور فزاینده ای به لنگرهایی نیاز دارند که تماس با بستر دریا را به حداقل برساند.

• جارو کردن زنجیره زمین را حذف کنید. با اندازه‌گیری سخاوتمندانه سینک و استفاده از یک زنجیر زمینی کوتاه‌تر و سنگین‌تر، قوس حرکت زنجیر به حداقل می‌رسد. اکنون برخی از سیستم ها از یک بازوی بالابر فایبرگلاس یا HDPE به جای بالابر زنجیری استفاده می کنند تا به طور کامل جارو شدن بستر دریا را از بین ببرد.
• از لنگرهای پیچ مارپیچ در مناطق علف دریایی استفاده کنید. در جایی که مقررات اجازه می دهد، جایگزینی سینک با یک لنگر پیچ مارپیچ حفر شده در زیرلایه، زنجیره زمین را به طور کامل حذف می کند. ظرفیت نگهداری در کسری از ردپا معادل است و اختلال بستر دریا به قطر پیچ (معمولاً 75-150 میلی متر) محدود می شود.
• از پوشش های ضد رسوب روی سینک ها خودداری کنید. ضد رسوب مبتنی بر مس روی سینک‌ها، بیوسیدها را مستقیماً در رسوبات زیر شسته می‌کند. رسوب زیستی طبیعی روی سینک بتنی اصطکاک نگهدارنده آن را کاهش نمی دهد و باید بدون درمان رها شود.
• لنگرهای متروکه را به سرعت حذف کنید. یک سینک رها شده با زنجیر و شناور به یک خطر ناوبری و منبع مداوم اختلال در بستر دریا تبدیل می شود. اکثر حوزه‌های قضایی جریمه‌هایی را برای لنگرهای نگهداری نشده اعمال می‌کنند و هزینه‌های جابجایی پس از غرق شدن شناور و مدفون شدن زنجیره، به سرعت افزایش می‌یابد.

اشتباهات رایج و نحوه اجتناب از آنها

بیشتر خرابی های پهلوگیری در تعداد کمی از خطاهای مکرر قابل ردیابی هستند. آگاهی از این الگوها از اکثر حوادث جلوگیری می کند:

• استفاده از همان سینک هنگام ارتقاء به یک کشتی بزرگتر. باد و جرم کشتی سریعتر از LOA افزایش می یابد - افزایش 20٪ در طول قایق معمولاً با افزایش 40-50٪ در اوج بار پهلوگیری مطابقت دارد. همیشه هنگام تعویض رگ ها دوباره محاسبه کنید.
• بی توجهی به زنجیره زنجیره ای در محاسبات عمقی. در آب کم عمق (کمتر از 3 متر)، زنجیر تحت بار به سرعت کشیده می شود و نیروی نزدیک به افقی را مستقیماً با کمترین بالشتک زنجیر به سینک منتقل می کند. در این شرایط، وزن سینک باید 25 تا 40 درصد بالاتر از جدول اندازه استاندارد افزایش یابد.
• حذف ضریب ایمنی اندازه گیری دقیقاً به میزان اوج بار محاسبه شده بدون حاشیه ایمنی به این معنی است که لنگر در شرایط طراحی در حد خود است - هر وزش باد بالاتر از سرعت طراحی، هر بار موج یا هر سایش زنجیره ای فوراً سیستم را در معرض خرابی قرار می دهد.
• استفاده از جهت گیری نادرست غل. پین غل باید به گونه ای باشد که بار از کمان عبور کند، نه از روی پین. یک غل که با همان نیروی روی پین بارگذاری می شود، ممکن است از کار بیفتد 30-50٪ از بار نامی آن .
• با فرض سالم بودن لنگر چون شناور هنوز آنجاست. شناورها پس از خوردگی و غرق شدن کل مجموعه زیرسطحی - سینکر، زنجیر و همه - شناور شده اند. بازرسی سالانه غواص تنها روش تأیید قابل اعتماد است.