Cum funcționează un troliu de acostare? Tipuri, componente și ghid de selecție

Un troliu de acostare funcționează folosind un tambur motorizat pentru a ridica, a reține și a plăti liniile de acostare care țin o navă fixată de un doc, dană sau platformă marin, cu un sistem de frânare care menține tensiunea constantă pe acele linii pentru a contracara forțele continue ale vântului, mareei și curentului care acționează asupra navei. Guvernate de standardele ISO 3730 și 7825, așa cum este documentat în Enciclopedia Wärtsilä of Marine Technology, troliurile de ancorare sunt clasificate după tipul lor de acționare (electric, hidraulic, pneumatic sau diesel), tipul de control (tension automată sau manuală), configurația tamburului (split sau nedivizat, simplu sau dublu) și combinația corectă a frânei - și selectarea acestor factori pentru siguranța acestora este combinația corectă a factorilor de siguranță. capacitatea nominală de tragere, care se întinde de obicei între 5 și 100 de tone pentru navele comerciale.

Ce este un troliu de acostare și de ce fiecare navă are nevoie de unul?

A troliu de acostare este o mașină specializată pe punte concepută pentru a gestiona liniile de acostare care conectează o navă la o structură fixă, oferind un control precis al tensiunii pentru a menține nava stabilă și poziționată corect, indiferent de schimbarea nivelului mareelor, condițiilor de încărcare sau vreme. Potrivit Hicool Machinery, troliurile de acostare sunt esențiale pentru asigurarea și ajustarea poziției unei nave în raport cu un punct fix, cum ar fi un doc sau un dig, și se găsesc pe aproape orice categorie de nave comerciale, de la nave containere și vrachiere până la nave de aprovizionare offshore și feriboturi de pasageri.

Fără un troliu de acostare care funcționează corespunzător, liniile de acostare ale unei nave ar trebui ajustate manual de fiecare dată când marea se schimbă sau pescajul navei se schimbă din cauza încărcării mărfurilor sau a consumului de combustibil. Pe o navă mare de containere care încarcă mii de tone de marfă timp de câteva ore, linia de plutire se poate ridica sau scădea cu câțiva metri - o deplasare care ar rupe liniile de acostare întinse sau ar lăsa liniile slăbite în imposibilitatea de a ține nava dacă tensiunea nu ar fi gestionată continuu. Troliul de ancorare se ocupă de acest lucru automat sau la comanda operatorului, făcându-l indispensabil atât pentru siguranță, cât și pentru eficiența operațională.

Troliurile de ancorare sunt, de asemenea, esențiale în situații de urgență. În condiții meteorologice severe, defecțiuni mecanice sau supratensiuni neașteptate de curent, un troliu de acostare bine întreținut și operat corespunzător oferă forța mecanică necesară pentru a ține sau repoziționa nava înainte de a se putea balansa într-o structură de dană, o altă navă sau un pericol pentru navigație.

Cum funcționează un troliu de acostare: mecanică pas cu pas

Un troliu de ancorare funcționează printr-un lanț direct de acțiune mecanică: unitatea de antrenare (motor și cutie de viteze) rotește tamburul, tamburul înfășoară sau desfășoară linia de ancorare, iar sistemul de frânare prinde arborele tamburului pentru a menține linia sub tensiune odată ce poziția dorită este atinsă. Ciclul complet de funcționare al unui troliu de acostare în timpul unei manevre de andocare se desfășoară după cum urmează.

1. Desfășurare linie (redare): Pe măsură ce nava se apropie de dană, liniile de acostare sunt alimentate de la tambur prin cabluri și role până la țărm. Tamburul se rotește în direcția de plată, eliberând lungimi controlate de fir.
2. Asigurarea liniei: Odată ce linia este fixată pe un bolard la mal, troliul se ridică (rulează în linie) pentru a elimina slăbiciunea, aducând nava aproape de poziția dorită la dană.
3. Mentinerea tensiunii: Cu vasul poziționat corect, operatorul acţionează frâna pentru a bloca tamburul. Sistemul de frânare - de obicei o frână mecanică cu bandă, disc sau arc - prinde arborele tamburului și menține tensiunea setată fără a necesita motorul să funcționeze continuu.
4. Compensarea mareelor: Pe măsură ce marea crește sau scade și pescajul navei se modifică odată cu operațiunile de marfă, troliul se ridică automat sau manual sau plătește mici incremente de fir pentru a menține o tensiune constantă și sigură, fără a suprasolicita linia sau a lăsa nava să se deplaseze.
5. Plecare (deamarare): Când nava este gata de plecare, frâna este eliberată, motorul antrenează tamburul în direcția de plată, linia este recuperată de la țărm și linia de acostare este înfășurată înapoi pe tambur pentru depozitare până la următoarea dană.

Rolul Capului Warping

Multe troliuri de ancorare încorporează un cap de deformare (numit și cap țigănesc sau cap de negru) - o extensie netedă a tamburului cilindric pe arborele troliului, folosită pentru a manevra liniile care nu sunt bobinate direct pe tamburul principal. Echipajul de punte înfășoară câteva spire ale firului de ancorare în jurul capului de deformare și controlează manual tensiunea prin ușurarea sau prinzând partea de remorcare a firului, în timp ce capul de deformare alimentat asigură forța de tragere. Acest lucru permite unui singur troliu să manipuleze mai multe linii secvenţial, fără ca fiecare să fie nevoie să ocupe o poziţie completă a tamburului.

Componentele cheie ale unui sistem de troliu de ancorare

Un sistem de troliu de ancorare este un ansamblu format din mai multe componente interdependente, fiecare îndeplinind o funcție distinctă - iar defecțiunea oricărei singure componente poate compromite integritatea întregului aranjament de ancorare. Conform mai multor ghiduri de echipamente marine, inclusiv Hicool Machinery și KRC Cranes, componentele de bază sunt după cum urmează.

• Tambur troliu: Cilindrul central din oțel pe care este înfășurată și depozitată linia de ancorare (sârmă de sârmă, cablu de fibră sau linie sintetică). Capacitatea tamburului determină cât de multă linie poate fi transportată, ceea ce afectează, la rândul său, flexibilitatea operațională a navei la danele cu diferite distanțe de borne.
• Motor de antrenare și cutie de viteze: Motorul (electric, hidraulic, diesel sau pneumatic) oferă putere de rotație, în timp ce cutia de viteze reduce viteza motorului și multiplică cuplul la nivelul necesar pentru a trage sarcina nominală a liniei. Combinația de motor și cutie de viteze trebuie să furnizeze un cuplu suficient pentru a se ridica în linia de ancorare împotriva forței de deriva a navei.
• Sistem de franare: Responsabil pentru controlul tensiunii liniei și prevenirea rotației necontrolate a tamburului. Tipurile de frânare includ frânele cu bandă (o bandă de oțel căptușită cu material de frecare care prinde periferia tamburului), frânele cu disc și frânele cu eliberare hidraulică cu arc (SAHR) care se găsesc în mod obișnuit pe troliile automate de tensionare.
• Panou de control: Permite operatorilor să controleze viteza troliului, direcția și forța de frânare de pe punte sau de la o stație de la distanță. Panourile moderne includ funcții avansate, cum ar fi sisteme de monitorizare a sarcinii, setări de control automat al tensiunii și funcții de oprire de urgență.
• Canale și role: Ghidați liniile de acostare de la tambur spre partea laterală a navei în direcția corectă, prevenind unghiul excesiv al flotei pe tambur și asigurând că firul se învârte uniform pe lățimea tamburului fără a deteriora sârma sau frânghia.
• Ambreiaj: Un ambreiaj manual sau automat decuplează tamburul din sistemul de antrenare atunci când este necesar, de exemplu pentru a permite rularea liberă în timpul lansării liniei sau pentru a deconecta tamburul în timpul întreținerii.
• Sistem de monitorizare a tensiunii: Instalațiile avansate de troliu de ancorare încorporează știfturi de sarcină, celule de sarcină sau monitoare electronice de tensiune care oferă feedback în timp real asupra tensiunii liniei de acostare, ajutând la prevenirea supraîncărcării liniilor sau a fitingurilor structurale și alertând echipajul atunci când tensiunea depășește limitele stabilite.

Ce tipuri de troliu de acostare sunt folosite pe nave?

Troliurile de ancorare sunt clasificate de-a lungul a patru axe independente - tipul de antrenare, tipul de control, configurația tamburului și tipul de frână - iar selecția corectă depinde de dimensiunea navei, puterea disponibilă, frecvența de ancorare și gradul de automatizare pe care operatorul îl cere. Wärtsilä Encyclopedia of Marine Technology confirmă acest cadru de clasificare pe mai multe axe ca standard al industriei.

Tabelul 1: Clasificarea troliurilor de ancorare în funcție de tipul de antrenare, tipul de control și configurația tamburului, cu caracteristicile cheie și aplicația tipică a navei. Surse: Wärtsilä Encyclopedia of Marine Technology, Hicool Machinery, KRC Cranes Marine Equipment.

Troliu de ancorare electric vs. hidraulic: o comparație detaliată

Alegerea între un troliu de ancorare electric și hidraulic este cea mai importantă decizie de specificare pentru majoritatea proprietarilor de nave, deoarece cele două tipuri de acționare diferă semnificativ în ceea ce privește densitatea puterii, costul de operare, complexitatea întreținerii și impactul asupra mediului. Potrivit Hicool Machinery, cotele de ridicare ale troliurilor hidraulice sunt proiectate cu un factor de siguranță de 5:1 și cote de tragere cu un factor de 3,5:1 - cifre care subliniază de ce sistemele hidraulice sunt alese pentru cele mai solicitante aplicații grele.

Tabelul 2: Comparația troliurilor de ancorare electrice și hidraulice în funcție de capacitatea de cuplu, instalare, costuri de operare, întreținere și impact asupra mediului. Surse: Hicool Machinery, KRC Cranes, Zava Marine, Wärtsilä Encyclopedia.

Cum să alegeți troliul de ancorare potrivit pentru o navă

Selectarea unui troliu de ancorare necesită evaluarea sistematică a cinci criterii primare - dimensiunea și tipul navei, forța de tragere necesară, sursa de energie disponibilă, frecvența operațională și cerințele societății de clasificare - înainte de a compara unitățile de la producători. Conform ghidului pentru cumpărători Zava Marine, dimensiunea și tipul navei, numărul și materialele cablurilor de ancorare și sarcinile așteptate în timpul perioadelor de funcționare influențează direct care troliu poate gestiona eficient sarcina de lucru.

1. Determinați capacitatea de tragere necesară: Forța de tracțiune a troliului este de obicei evaluată între 5 și 100 de tone. Ca linie de referință, tracțiunea nominală a troliului de ancorare ar trebui să se potrivească sau să depășească tracțiunea bolardului necesară pentru a menține nava în cel mai rău caz de vânt și condiții de curent întâlnite în porturile sale de operare.
2. Evaluați puterea disponibilă: Troliurile electrice sunt alegerea firească în cazul în care sistemul electric al navei are o capacitate suficientă. La navele cu o unitate hidraulică existentă care deservește alte mașini de punte (cum ar fi macarale sau capace de trapă), extinderea inelului hidraulic principal pentru a furniza troliuri de ancorare poate fi mai rentabilă decât utilizarea surselor de alimentare electrice separate.
3. Alegeți configurația tamburului: Pentru navele care acostează cu cablu de sârmă sub tensiune ridicată, se recomandă insistent un troliu cu tambur despicat pentru a preveni tăierea straturilor exterioare de sârmă în straturi inferioare și cauzarea deteriorării sârmei. Tamburele nedespărțite sunt acceptabile pentru navele mai mici care utilizează frânghii de fibre la sarcini moderate, cu condiția ca troliul să fie poziționat suficient de departe de cablaj pentru a asigura o bobinare uniformă, așa cum a menționat Wärtsilä.
4. Decideți tipul de control: Troliurile automate de întindere oferă avantaje operaționale semnificative la danele cu intervale mari de maree, dar Enciclopedia Wärtsilä recomandă în mod explicit restricționarea troliurilor cu autotensionare la liniile de acostare desfășurate la 90 de grade față de axa navei, deoarece controlul automat al tensiunii pe liniile arcului sau pieptului la alte unghiuri poate crea forțe de oscilare periculoase asupra aranjamentului.
5. Confirmați certificarea societății de clasificare: Pentru navele operate comercial, troliurile de ancorare trebuie să aibă o aprobare de tip de la societatea de clasificare relevantă (cum ar fi DNV, BV, ABS sau CCS), care să confirme că unitatea îndeplinește cerințele de proiectare și testare ale normelor aplicabile pentru clasa și zona comercială a navei.

Troliu de acostare vs. Alte tipuri de troliu pentru nave

În timp ce troliul de acostare este cel mai răspândit tip de troliu utilizat pe navele comerciale, este una dintre cel puțin patru categorii distincte de troliu găsite pe nave, fiecare optimizat pentru o sarcină operațională și un profil de încărcare diferit. Înțelegerea modului în care troliurile de ancorare diferă de șantinele de ancorare, troliurile de remorcare și troliurile de marfă ajută operatorii să selecteze și să mențină echipamentul corect pentru fiecare funcție.

Tabelul 3: Comparația celor cinci tipuri principale de troliu pentru nave în funcție de funcția principală, tipul liniei, viteza tipică de ridicare și aplicarea navei. Surse: KRC Cranes, PT Goutama Greutate și Testare, Hicool Machinery.

Cele mai bune practici de întreținere a troliului de amarare

Întreținerea regulată a troliurilor de ancorare este o cerință directă de siguranță, deoarece o linie de acostare rupere sau o frână de troliu alunecare poate duce la rupere catastrofală a navei, avarii structurale sau rănirea echipajului - consecințe pe care întreținerea adecvată le previne în mod fiabil. PT Goutama Weight and Testing subliniază faptul că un troliu defectuos al navei este un pericol major pentru siguranță, ceea ce face ca întreținerea sistematică să nu fie negociabilă pentru orice navă operată comercial.

• Lubrifiere: Toate piesele mobile, inclusiv rulmenții tamburului, elementele interne ale cutiei de viteze, legăturile de frână și rolele de ghidare, trebuie să fie lubrifiate la intervalele specificate de producător. Rulmenții și legăturile uscate accelerează uzura și pot provoca gripări sub sarcină.
• Verificarea și reglarea garniturilor de frână: Garniturile benzii de frână sau plăcuțele de frână cu disc se uzează progresiv. Capacitatea de reținere a frânelor trebuie testată în raport cu tracțiunea nominală a troliului pentru a confirma că îndeplinește forța minimă de reținere a frânelor cerută de regulile societății de clasificare, iar garniturile trebuie înlocuite înainte ca acestea să atingă grosimea minimă.
• Inspecție cablu și cablu: Liniile de ancorare trebuie verificate în mod regulat pentru sârme rupte, uzură, îndoire sau îngrădirea păsărilor. Secțiunile deteriorate trebuie tăiate sau întreaga linie înlocuită, deoarece o linie compromisă se poate despărți la o fracțiune din rezistența sa nominală la rupere sub sarcină dinamică de șoc.
• Întreținerea sistemului hidraulic: Pentru troliurile de ancorare hidraulice, starea și nivelul lichidului hidraulic trebuie monitorizate, filtrele schimbate la intervale programate și toate conexiunile furtunurilor și etanșările trebuie inspectate pentru scurgeri. Lichidul hidraulic contaminat este o cauză principală a defecțiunii motorului hidraulic și a supapelor.
• Testarea sistemului de control: Funcțiile de oprire de urgență, punctele de referință automate ale tensiunii și funcționarea telecomenzii trebuie testate periodic pentru a confirma că funcționează corect înainte ca troliul să fie necesar într-o situație de urgență reală la amarare.
• Verificări ale tamburului și bobinei: Liniile de ancorare trebuie să se învârtească uniform pe suprafața tamburului fără a se încrucișa sau se suprapune într-un mod care provoacă o presiune neuniformă asupra straturilor inferioare. Liniile care se înfășoară incorect ar trebui să fie reînrolate sub tensiune controlată înainte de următoarea operațiune de acostare.

Întrebări frecvente despre troliuri de acostare

Î: Care este diferența dintre un troliu de acostare și un cabestan de acostare?

Un troliu de ancorare stochează linia de acostare pe un tambur orizontal, permițând înfășurarea și desfășurarea întregii lungimi de lucru a firului după cum este necesar. Un cabestan este un cilindru rotativ cu axă verticală care nu stochează linia în sine - linia este trecută în jurul capstanului de către echipajul de punte care controlează tensiunea prin prinderea piesei de remorcare, iar linia trebuie să fie încolăcită sau strânsă separat odată ce tensiunea dorită este atinsă. Capstanele sunt de obicei folosite pentru sarcini mai ușoare sau în cazul în care spațiul împiedică instalarea unui troliu cu tambur mai mare, în timp ce troliurile de ancorare sunt soluția standard pentru navele în care linia de acostare completă trebuie depozitată în siguranță la bord.

Î: De ce troliurile automate de ancorare cu tensiune sunt limitate la linii la 90 de grade față de axa navei?

Enciclopedia Wärtsilä afirmă în mod explicit că utilizarea troliurilor cu autotensionare nu este recomandată, cu excepția acostării dispuse la 90 de grade față de axa navei. Această restricție există deoarece controlul automat al tensiunii pe liniile arcului (curgând înainte și înapoi la unghiuri mici) poate crea o buclă de feedback: pe măsură ce nava se ridică înainte sau în spate, troliul cu autotensionare se ridică sau plătește pentru a restabili tensiunea prestabilită, ceea ce poate genera forțe oscilante care amplifică mai degrabă decât atenuează mișcarea navei. Pe liniile desfășurate la 90 de grade (linii pure ale pieptului), acest risc nu apare, deoarece geometria liniei înseamnă că răspunsul troliului se opune direct derivei laterale fără a influența mișcarea longitudinală.

Î: Ce interval de capacitate de tragere acoperă troliurile de ancorare?

Troliurile de acostare comerciale sunt de obicei evaluate în funcție de forța nominală de tragere de la 5 tone pentru navele mici de coastă până la 100 de tone sau mai mult pentru tancurile mari și vrachierele, conform clasificării Zava Marine după capacitate. Forța de tragere nominală este sarcina susținută pe care troliul o poate exercita în timp ce se ridică sub putere; forța de reținere a frânei, care este sarcina statică pe care frâna cuplată o poate suporta fără alunecarea tamburului, este o valoare nominală separată care trebuie să egaleze sau să depășească tensiunea maximă așteptată a liniei la dană.

Î: Ce este un troliu de ancorare cu tambur împărțit și de ce este preferat pe navele mai mari?

Un troliu de ancorare cu tambur împărțit are tamburul împărțit printr-o flanșă crestă în două secțiuni: o secțiune de tensiune care deține numai turele de lucru ale firului care sunt ținute sub sarcină și o secțiune de depozitare care menține lungimea de rezervă a liniei la tensiune scăzută sau fără tensiune. Acest design rezolvă o problemă specifică liniilor de ancorare a cablurilor de sârmă - atunci când multe spire de sârmă sunt ținute sub tensiune pe un tambur nedivizat, straturile exterioare sub sarcină de lucru completă comprimă și mușcă în straturile interioare, dăunând potențial sârmă și creând dificultăți în eliberarea acestuia. Designul tamburului divizat menține doar câteva ture de lucru sub tensiune, reducând dramatic sarcina de strivire a firului. Pentru liniile de ancorare cu frânghie din fibre, care sunt mai tolerante la sarcini de compresiune și tind să fie utilizate pe nave mai mici, un tambur nedespicat este în general acceptabil.

Î: Care sunt tendințele cheie care modelează viitorul tehnologiei troliului de ancorare?

Trei tendințe modifică designul troliului de ancorare, potrivit prezentărilor industriei maritime. În primul rând, automatizarea și controlul de la distanță: sistemele care permit efectuarea operațiunilor de acostare de la o consolă de comandă a podului sau chiar de la distanță de la țărm devin din ce în ce mai răspândite, reducând numărul echipajului de punte expus la pericolele liniilor de acostare sub sarcină. În al doilea rând, materiale avansate: aliajele și compozitele de înaltă rezistență fac componentele troliului mai ușoare și mai rezistente la coroziune, fără a sacrifica capacitatea structurală. În al treilea rând, considerațiile de mediu: trecerea către troliuri electrice de ancorare aliniate cu programele de electrificare a navelor și dezvoltarea fluidelor hidraulice biodegradabile pentru sistemele de troliuri hidraulice reflectă presiunea de reglementare în creștere pentru a reduce amprenta de mediu a sectorului maritim chiar și în mașinile de punte.

Î: Un singur troliu de acostare poate gestiona mai multe linii de acostare simultan?

Un singur tambur pentru troliu de ancorare gestionează câte o linie de acostare la un moment dat, dar multe nave sunt echipate cu trolii de ancorare cu tambur dublu sau triplu, în care două sau trei tamburi sunt montate pe un cadru comun și sunt antrenate de aceeași unitate de putere, fie simultan, fie independent. Troliurile cu tambur dublu se găsesc în mod obișnuit pe petrolierele, navele container și navele de croazieră unde nevoia de acostare rapidă și sigură folosind mai multe linii simultane este primordială, conform ghidurilor din industrie. Capul de deformare montat pe multe troliuri permite, de asemenea, manipularea secvenţială a liniilor suplimentare folosind aceeaşi unitate de putere fără un tambur dedicat pentru fiecare linie.

Rezumat

Un troliu de acostare este mult mai mult decât o simplă mașină de înfășurare a cablurilor - este un sistem de siguranță proiectat cu precizie al cărui tambur, frână, motor, cutie de viteze și panou de control trebuie să funcționeze împreună în mod fiabil de fiecare dată când o navă acostează sau pleacă, adesea pe vreme nefavorabilă și sub presiunea timpului. Guvernate de standardele ISO 3730 și 7825 și certificate de societățile de clasificare, inclusiv DNV, BV și ABS, troliurile de ancorare acoperă o gamă de capacități de la 5 la peste 100 de tone de forță de tracțiune și un spectru tehnologic de la simple tamburi hidraulici manual până la sisteme electrice cu autotensionare complet automate cu monitorizare în timp real a tensiunii.

Indiferent dacă decizia se rezumă la precizia și costul de operare redus al unei acționări electrice pentru o navă container sau toleranța la cuplul brut și la suprasarcină a unei unități hidraulice pentru o navă de alimentare cu platformă offshore, elementele fundamentale rămân constante: potriviți forța de tracțiune a troliului la sarcina de mediu în cel mai rău caz, alegeți o configurație a tamburului potrivită pentru tipul de linie, urmați programul producătorului și asigură fiecare program de întreținere al producătorului, care înțelege cu rigurozitate fiecare membru al echipajului și își desfășoară activitatea. limitările sale. Un troliu de acostare bine specificat și întreținut corespunzător este baza oricărei escale în port sigure.