كيفية إجراء اختبار أداء الحاجز الهوائي؟

مقدمة

تستخدم المصدات الهوائية لحماية السفن والمحطات والمنشآت البحرية أثناء الرسو أو النقل من سفينة إلى أخرى. إذا لم يكن أداء المصدات على النحو المتوقع، فقد تكون النتيجة تلف بدن السفينة، أو تلف الرصيف، أو مخاطر جسيمة على السلامة.

لهذا السبب فإن اختبار الأداء ليس اختيارياً. تتطلب معظم المشاريع الدولية إجراء اختبار على أساس ISO 17357 وأحيانًا ASTM F2192. تحدد هذه المعايير كيفية قياس ثلاثة أمور رئيسية:

• امتصاص الطاقة
• قوة رد الفعل
• سلوك الانحراف

يركز معيار ASTM F2192 على كيفية اختبار بيانات الأداء والإبلاغ عنها، وخاصةً قيم الطاقة والتفاعل في ظل ظروف محكومة.

---

ما هي المعايير المستخدمة لاختبار الحاجز الهوائي؟

أيزو 17357 - معيار التصميم والأداء الرئيسي

تحدد المواصفة القياسية ISO 17357 كيفية تصميم المصدات الهوائية وتصنيعها واختبارها.

على سبيل المثال:

• يتم التحقق من امتصاص الطاقة المضمون حول انحراف 60% (± 5%)
• تحمل قوة رد الفعل عند هذه النقطة عادةً ما يكون ±10%
• يلزم إجراء اختبار النموذج الأولي للتصميمات الجديدة
• يجب التحقق من أداء الضغط عن طريق الاختبار، وليس فقط عن طريق الحساب

---

ASTM F2192 - مرجع طريقة اختبار الأداء ASTM F2192 - طريقة اختبار الأداء

تشرح ASTM F2192 كيفية قياس طاقة الرفرف ورد الفعل في بيئة اختبار محكومة.

تتضمن الشروط المرجعية النموذجية ما يلي:

• سرعة الاختبار الأولي حول 0.15 م/ثانية
• تقل السرعة أثناء الضغط
• تقارير الاختبارات الموحدة للمقارنة الهندسية

---

الاختبار الأكثر أهمية: اختبار أداء الضغط الموازي

هذا هو اختبار الأداء الأساسي للمصدات الهوائية.

كيف تعمل

يتم وضع الحاجز بين لوحين صلبين.
ثم يتم تطبيق قوة ضاغطة عمودية على جسم الحاجز.

يستمر الاختبار حتى:

• يتم الوصول إلى امتصاص الطاقة المطلوبة
• يتم تسجيل قوة رد الفعل والضغط الداخلي

تتطلب ISO:

• سرعة ضغط لا تتجاوز حوالي 80 مم/دقيقة
• قوة رد الفعل والضغط المسجلين على فترات انحراف صغيرة

---

سبب أهمية امتصاص الطاقة وقوة رد الفعل

امتصاص الطاقة

يخبرك هذا مقدار الطاقة التي يمكن للحاجز امتصاصها بأمان عند الاصطدام بالسفينة.

يتم حساب الطاقة من منحنى الحمل مقابل الانحراف الناتج أثناء اختبار الضغط.

---

قوة رد الفعل

هذه هي القوة المنقولة إلى بدن السفينة أو هيكلها.

إذا كانت قوة رد الفعل عالية جداً:

• تزداد مخاطر تلف بدن السفينة
• يصبح استقرار الإرساء أكثر صعوبة

تسمح ISO بتفاوت محدود فقط حول القيم المعتمدة.

---

اختبار النموذج الأولي مقابل اختبار الإنتاج

اختبار النموذج الأولي

مطلوب عندما:

• هيكل جديد
• تصميم جديد
• نظام المواد الجديد

الغرض:
تأكد من أن الأداء الكامل يفي بمتطلبات ISO قبل الإنتاج بكميات كبيرة.

---

اختبار الإنتاج الروتيني

تشمل عادةً:

• فحص الأبعاد
• اختبار تسرب الهواء
• اختبار الضغط
• فحوصات الممتلكات المادية

تتأكد هذه الاختبارات من تطابق وحدات الإنتاج مع التصميم المعتمد.

---

ظروف الاختبار الحقيقية المستخدمة في الصناعة

يتم إجراء الاختبار الحقيقي في ظروف مضبوطة بحيث يمكن مقارنة النتائج على مستوى العالم.

قد يتضمن اختبار ASTM المرجعي النموذجي ما يلي:

• ضغط سرعة محكوم يبدأ بالقرب من 0.15 م/ثانية
• بيئة اختبار درجة الحرارة المحددة
• تنسيق الإبلاغ الموحد

---

اختبارات المتانة والسلامة الإضافية

اعتماداً على المشروع أو هيئة الاعتماد، قد تشمل الاختبارات أيضاً ما يلي:

اختبار إجهاد دورة الضغط

يتحقق من المتانة على المدى الطويل.

تتطلب بعض أطر ISO آلاف دورات الضغط حسب نوع الحاجز.

---

اختبار مقاومة الثقب

تتحقق بعض أطر ISO من مقاومة تلف النتوءات الفولاذية أثناء الضغط.

---

ما هي البيانات التي يتم تسجيلها أثناء الاختبار؟

يتضمن تقرير اختبار الأداء النموذجي ما يلي:

• قوة رد الفعل مقابل منحنى الانحراف
• حساب امتصاص الطاقة
• منحنى تغير الضغط الداخلي
• ظروف الاختبار وبيانات المعايرة

تصبح هذه البيانات شهادة الأداء الرسمية.

---

أخطاء الاختبار الشائعة التي يجب تجنبها

ضغط أولي خاطئ
الاختبار في درجة حرارة خاطئة
سرعة الضغط سريع جداً
استخدام البيانات النظرية بدلاً من الاختبارات الفيزيائية

---

خاتمة

يتعلق اختبار أداء الرفارف الهوائية بشكل أساسي بإثبات الامتصاص الحقيقي للطاقة وقوة رد الفعل الآمنة تحت ضغط محكوم.

توفر المواصفة القياسية ISO 17357 إطار عمل التصميم والقبول.
توفر ASTM F2192 طريقة اختبار الأداء ومنطق الإبلاغ.

إذا تم إجراء الاختبار بشكل صحيح، يمكن للمشغلين أن يثقوا في أن الحاجز سيؤدي بأمان أثناء عمليات الرسو الحقيقية.

---

الأسئلة الشائعة

ما هو أهم اختبار للمصدات الهوائية؟

اختبار الضغط المتوازي هو الأكثر أهمية لأنه يقيس بشكل مباشر امتصاص الطاقة وقوة رد الفعل.

---

عند أي انحراف يتم التحقق من الأداء عادةً؟

يتم إجراء معظم عمليات التحقق من أداء ISO حول انحراف 60%، مع نطاق تفاوت بسيط.

---

لماذا يعد امتصاص الطاقة أكثر أهمية من الصلابة؟

لأن سلامة الرسو تعتمد على مدى قدرة الحاجز على امتصاص طاقة الصدمات، وليس فقط صلابة المطاط.

---

هل تحتاج جميع المصدات إلى اختبار النموذج الأولي؟

تتطلب التصميمات أو طرق البناء الجديدة فقط اختبار النموذج الأولي. وقد لا تتطلب التصاميم المعتمدة الحالية ذلك.

---

لماذا يتم التحكم في سرعة الاختبار؟

لأن أداء الحاجز يتغير بتغير السرعة. تحدد المعايير السرعة المرجعية لضمان المقارنة العادلة.