Ciężarówki cumownicze: typowe materiały, zalety i wady oraz przewodnik wyboru

Dlaczego beton jest domyślnym wyborem dla obciążników cumowniczych

Betonowe obciążniki cumownicze, często nazywane blokami cumowniczymi, są zwykle wzmacniane prętami zbrojeniowymi i odlewane w formach od 0,5 do 10 metrów sześciennych , produkująca obciążniki o masie od kilkuset kilogramów do ponad 20 ton. Beton zbrojony ma gęstość w przybliżeniu 2400 kg/m3 , która jest niska w porównaniu do metali, ale więcej niż wystarczająca do większości zastosowań związanych z cumowaniem wahadłowym i znacznikami kanałów, gdy objętość jest zwiększona.

Główną zaletą jest koszt: obciążniki betonowe zazwyczaj kosztują 60–80% mniej za tonę niż odpowiedniki żeliwa czy stali, gdyż surowce (cement, kruszywo, woda) są znacznie tańsze od przetworzonego metalu. Beton jest również odporny na korozję w wodzie morskiej w nieskończoność, w przeciwieństwie do niezabezpieczonej stali, co czyni go preferowaną opcją w przypadku długotrwałych, niewymagających konserwacji miejsc do cumowania w portach, marinach i miejscach akwakultury.

Porównanie typowych materiałów pływających do cumowania

Każdy materiał różni się gęstością, kosztem i trwałością, co określa, gdzie ma to sens w systemie cumowniczym.

Kiedy obciążniki żeliwne lub stalowe mają większy sens

Żeliwo ma mniej więcej trzykrotna gęstość betonu , co oznacza, że żeliwny ciężarek może utrzymać taki sam ciężar trzymania jak betonowy, przy około jednej trzeciej objętości. Ma to znaczenie w przypadku ciasnych miejsc do cumowania, gdzie przestrzeń na dnie morskim jest ograniczona lub gdzie zmniejszenie oporu na dnie morskim jest ważne, aby uniknąć uszkodzenia koralowców, trawy morskiej lub wrażliwych siedlisk.

Obciążniki ze stali konstrukcyjnej, często produkowane w postaci pustych pudeł wypełnionych złomem, betonem lub wytłoczkami, są stosowane głównie na morzu i w przemyśle, gdzie potrzebne są standardowe kształty do przenoszenia za pomocą dźwigu lub wciągarki. Kompromis polega na tym, że zarówno żeliwo, jak i stal wymagają ochrony przed korozją, takiej jak cynkowanie lub anody protektorowe, ponieważ nieobrobiony metal w wodzie morskiej może utracić 0,1–0,2 mm grubości rocznie na korozję, stopniowo zmniejszając masę wypornika na przestrzeni dziesięcioleci.

Kamień naturalny i inne materiały alternatywne

W przeszłości granit lub inny gęsty kamień naturalny był używany jako obciążniki cumownicze, szczególnie w regionach, gdzie wydobywana skała jest lokalnie obfita i tańsza niż transport betonu lub metalu. Obciążniki kamienne charakteryzują się dobrą odpornością na korozję podobną do betonu, jednak ich precyzyjne kształtowanie i mocowanie osprzętu do łańcuchów cumowniczych jest bardziej pracochłonne, co ogranicza ich zastosowanie głównie do małych jednostek pływających i tradycyjnych miejsc do cumowania ryb.

Materiały wypełniające pochodzące z recyklingu i kompozytowe

Niektórzy producenci odlewają betonowe obciążniki wokół rdzenia ze złomu, żużla lub kruszywa pochodzącego z recyklingu, aby zwiększyć gęstość bez znaczącego podnoszenia kosztów. Takie podejście może zwiększyć efektywną gęstość do 2800–3200 kg/m3 , zawężając lukę w stosunku do żeliwa, zachowując jednocześnie niższą cenę konstrukcji betonowych.

Czynniki decydujące o najlepszym wyborze materiału

Wybór materiału na ciężarek powinien opierać się na ocenie miejsca cumowania i wielkości statku, a nie na tym, co jest dostępne lokalnie.

• Wymagany ciężar trzymania – większe statki i silniejsze prądy wymagają materiałów o większej gęstości, takich jak żeliwo, aby uniknąć zbyt dużych bloków betonowych.
• Typ dna morskiego – dna morskie z miękkiego mułu korzystają z szerszych betonowych obciążników o mniejszej gęstości, które są odporne na zatapianie się w osadach.
• Metoda instalacji – miejsca bez dostępu do dźwigów często preferują mniejsze, gęstsze metalowe obciążniki, które łatwiej jest transportować łodzią.
• Budżet i plan konserwacji – beton nadaje się do instalacji wymagających niewielkiej konserwacji i długotrwałej; metal sprawdza się w sytuacjach, w których niewielkie rozmiary przewyższają potrzebę okresowej kontroli korozji.
• Wrażliwość środowiskowa – metalowe obciążniki o mniejszej powierzchni ograniczają zaburzenia dna morskiego na chronionych obszarach morskich.

Prawidłowe dobranie ciężarka cumowniczego

Praktycznym punktem wyjścia jest przybliżone określenie ciężaru zanurzonego ciężarka 1,5 do 2 razy wyporność statku w przypadku umiarkowanych warunków wiatrowych i prądów, zwiększenie tego współczynnika w odsłoniętych lokalizacjach z silnymi przepływami pływowymi lub ekspozycją na burze. Na przykład 5-tonowy statek zacumowany w osłoniętym porcie może używać 3-tonowego betonowego obciążnika, podczas gdy ten sam statek na odsłoniętym kotwicowisku może wymagać 5–6 ton ciężaru.

1. Oblicz wyporność statku i spodziewane obciążenie wiatrem/prądem w miejscu cumowania.
2. Wybierz materiał w oparciu o wymagania dotyczące gęstości, rodzaj dna morskiego i dostęp do instalacji.
3. Potwierdź, że parametry łańcucha i szekli odpowiadają masie zanurzeniowej ciężarka i oczekiwanemu obciążeniu.
4. Co roku sprawdzaj ciężarek i elementy łączące pod kątem erozji, korozji lub zużycia łańcucha.