A tengeri szellőzőcső szabályozott légáramlási útvonalat hoz létre a hajó fedélzetén lévő zárt terek és a külső légkör között – friss levegő beengedése, az elhasználódott vagy szennyezett levegő kiszorítása, valamint a veszélyes nyomáskülönbségek, a nedvesség felhalmozódásának és a mérgező gázok felhalmozódásának megakadályozása. In tengeri szellőzőcsatorna rendszerek Ezek a csövek szívó- és kipufogócsatornák összekapcsolt hálózatát alkotják, amelyek egyszerre szolgálják ki a géptereket, a raktereket, az üzemanyagtartályokat, a személyzeti szállásokat és az üres tereket.
Az épületek szellőztetésével ellentétben a tengeri rendszereknek folyamatosan ellenséges környezetben kell működniük – sós vízpermet, szélsőséges gördülés és dőlés, hullámhatás okozta nyomásváltozások és tüzelőanyag-gőzök tűz-/robbanásveszélye. Minden alkatrész, a légcsatorna átmérőjétől a burkolatfej kialakításáig, ezekhez a valóságokhoz igazodik. Ez a cikk elmagyarázza a rendszer működését az első elvektől, lefedi a főbb cső- és csatornatípusokat, és végigvezeti a tervezést és telepítést szabályozó szabályozási követelményeket.
A szellőzőcső három egymást átfedő fizikai elven működik – természetes konvekció, nyomáskülönbség és szél által indukált áramlás – a hajó tervezésétől és működési körülményeitől függően.
A zárt térben (például motortérben vagy raktérben) lévő meleg levegő kevésbé sűrű, mint a hidegebb külső levegő. Ez a sűrűségkülönbség hatására a meleg levegő felemelkedik és kilép rajta a magas pontokon elhelyezett kipufogónyílások A szellőzőnyílásokon keresztül hidegebb külső levegő jut be az alsó pozíciókban. Egy jól megtervezett rendszerben ez a passzív hurok nem igényel mechanikai energiát. A nagy méretű hajók motorterei ezt meghaladó hőterhelést generálhatnak 500 kW , így a termikus felhajtóerő a természetes szellőzés jelentős mozgatórugója még azelőtt, hogy a ventilátorokra gondolnánk.
Amikor egy hajó a levegőben halad vagy a szél áthalad a fedélzeten, nyomáskülönbségek alakulnak ki a szél felőli és a hátszél oldala között. Szellőztetők és gombafejek úgy vannak kialakítva, hogy felfogják ezt a dinamikus nyomást és csatornákba irányítsák. A megfelelően orientált, szélbe néző burkolatfej statikus nyomást kelthet 5–25 Pa tipikus hajósebességnél – elegendő a kisebb zárt terek természetes szellőzéséhez ventilátor segítség nélkül.
Olyan helyeken, ahol a természetes légáramlás nem megfelelő – gépterek, szivattyúterek, akkumulátorterek, zárt rakterek –, centrifugális vagy axiális ventilátorok vannak beépítve a légcsatorna rendszerbe. A ventilátorok szabályozott sebességgel nyomják át a levegőt a csatornahálózaton, jellemzően óránkénti levegőcserében (ACH) mérve. A SOLAS előírásai legalább 6 ACH-t írnak elő gépterekre és 20 ACH-t a gyúlékony folyadékokat kezelő szivattyúterekre , ami a legtöbb hajón önmagában természetes úton nem érhető el megbízhatóan.
A teljes tengeri szellőzőcsatorna-rendszer több különálló, sorosan működő alkatrészből áll. Az egyes elemek megértése elengedhetetlen a rendszer megadásához, telepítéséhez vagy hibaelhárításához.
Nem minden szellőzőcső szolgál ugyanarra a célra. Minden rendszertípust a sajátos működési veszélyekre és helyigényekre terveztek.
Ezek a személyzet szállásait, raktereit és géptereit szolgálják ki. Fenntartják az elfogadható oxigénszintet, eltávolítják a CO₂-t és a hőt, és szabályozzák a páratartalmat. A csőátmérőket általában a szükséges térfogatáramból és a légcsatorna célsebességéből számítják ki 4-8 m/s befúvó csatornák és 6-10 m/s elszívó csatornák esetén legénységi terekben. A nagyobb sebesség elfogadhatatlan zajszintet okoz.
A fedélzeten lévő minden folyadéktartályhoz – fűtőolaj, ballasztvíz, édesvíz, kenőolaj – szükség van egy szellőzőcsőre, amely lehetővé teszi a levegő kiszorítását a töltés és a tartalom hőtágulása során. Szellőztetés nélkül a tartály feltöltése hidraulikus zárat hoz létre; a túlnyomás felszakíthatja a tartály szerkezetét. A tartály légtelenítő csövek általában végződnek:
Az üres terek (a tartályok vagy rekeszek közötti üres szerkezeti üregek) mérgező gázokat halmoznak fel – különösen hidrogén-szulfidot (H₂S) a szomszédos rakománytartályokból, vagy metánt a bomló szerves anyagokból –, és belépés előtt ki kell szellőztetni. Ezekhez a terekhez a szellőzőcsövek jellemzően egyszerű nyitott csövek lángszűrőkkel , gyakran óránként csak egy légcserét biztosít természetes konvekció mellett, ami elegendő a karbantartási szellőzéshez a belépési események között.
Az ömlesztettáru-szállító hajók, konténerszállító hajók és általános rakományszállító hajók raktérszellőztetést igényelnek a nedvesség szabályozása érdekében (megakadályozva a rakomány izzadását és a páralecsapódást), eltávolítják a hőt az önmelegedő rakományokból, és hígítják a rakománybomlás során keletkező gázokat. A rendszerek a kisebb hajókon lévő egyszerű természetes burkolatú szellőzőktől a modern ömlesztettáru-szállító hajókon lévő teljesen légcsatornás mechanikus rendszerekig terjednek, amelyek képesek szállítani 6-10 teljes levegőcsere óránként 15 000-25 000 m³ raktértérfogatig.
Akkumulátor helyiségek, festékszekrények, gázpalackok és szivattyúházak szükségesek dedikált elszívó szellőzés, amely a gyújtóforrásoktól jól mentesít . Ezeket a rendszereket általában a következőre minősítik 1. vagy 2. zóna veszélyességi terület besorolás az IEC 60079 szerint, ami azt jelenti, hogy minden elektromos alkatrésznek, beleértve a ventilátormotorokat is, robbanásbiztos (Ex-d) vagy fokozott biztonsági (Ex-e) besorolásúnak kell lennie.
Anyagválasztás ehhez tengeri szellőzőcsövek a korrózióállóság, a tűzállóság, a súly és az általuk kiszolgált helyekkel való kompatibilitás vezérli. Egyetlen anyag sem lenne univerzálisan optimális.
| Anyag | Tipikus alkalmazás | Kulcselőny | Kulcs korlátozás |
|---|---|---|---|
| Horganyzott lágyacél | Szállás, gépterek | Alacsony költség, nagy szilárdság, könnyű gyártás | Nedves helyeken korrodálódik; a cinkbevonat idővel lebomlik |
| Tengeri minőségű alumínium (5052/5083) | Fedélzeti szellőzőfejek, fedélzet feletti csövek | Könnyű, kiváló korrózióállóság | Magasabb költség; galvanikus korrózió veszélye acélszerkezetek közelében |
| GRP / FRP (üvegszál) | Vegyszerszállító tartálykocsik, fenékvíz szellőző csatornák | Nem korrozív, vegyszerálló | Alacsonyabb tűzállóság; ütés hatására törékeny |
| Rozsdamentes acél (316L) | Tartály légtelenítő csövek, kipufogóvégek | Kiváló korrózió- és hőállóság | Drága; nehéz nagy csővezetékekhez |
| Rugalmas csővezeték (alumínium/mylar kompozit) | Végső csatlakozások rácsokhoz, ventilátor bemenetekhez | Elnyeli a vibrációt; könnyű telepítés szűk helyekre | Nem tűzálló; hajlamos meghajlásra, ha túl élesen hajlik |
Az osztálytársaságok (Lloyd's Register, DNV, Bureau Veritas) minden egyes alkalmazási zónához minimális anyagminőséget határoznak meg. A tűzálló térelválasztókon átmenő csatornákat ebből kell megépíteni acél minimum 3 mm vastagsággal az A-osztályú hadosztályok számára, függetlenül a rendszerben máshol használt anyagtól.
A szellőzőcső átmérőjét nem választották meg önkényesen – a szükséges légáramlási mennyiségből, az elfogadható csatornasebességből és a rendszerben megengedett nyomásesésből számítják ki. Ennek tévedése vagy nem megfelelő szellőzést vagy túlzott energiafogyasztást eredményez a túlméretezett ventilátorokból.
Az alapvető méretezési összefüggés a következő:
Q = A × V — ahol Q a légáramlás m³/s-ban, A a csatorna keresztmetszete m²-ben, V pedig az átlagos légsebesség m/s-ban.
800 m³ géptérhez, amely 6 ACH-t igényel (levegőcsere óránként):
A gyakorlatban a csővezetékek közé tartoznak az ívek, átmenetek és csappantyúk, amelyek nyomásveszteséget okoznak. Ezeket egyenértékű hosszúságú módszerekkel vagy nyomásesési táblázatokkal kell elszámolni. A ventilátort ezután úgy választják ki, hogy a tervezett légáramlásnál leküzdje a rendszer teljes ellenállását – jellemzően a teljes statikus nyomás Pascalban .
Kifejezetten a tartály légtelenítő csövek esetében a csőátmérőnek alkalmazkodnia kell a maximális folyadéktöltési sebességhez anélkül, hogy túlnyomás keletkezne. Az osztályszabályok általában megkövetelik, hogy a tartály szellőzőnyílásának keresztmetszete legalább 1,25-szerese a töltőcső területének hogy biztosítsák a szabad levegő kiszorítását a szivattyúzási műveletek során.
A tengeri szellőztetés egyik legigényesebb mérnöki kihívása a szellőzőfejek tervezése, amelyek minden körülmények között lehetővé teszik a levegő áramlását, miközben megakadályozzák a tengervíz bejutását a légcsatorna rendszerbe. A szellőzőcsöveken keresztül bejutott víz dokumentált oka a hajó elárasztásának, az elektromos károknak és a rakományvesztésnek.
A hagyományos szellőztető egy ívelt burkolat, amely egy forgó alapra van felszerelve, amely a széllel szemben vagy attól elfordítható. Szélbe fordulva beszívóként működik; 180°-kal elforgatva kipufogóvá válik. A szellőztetők hatékonyak a hajó sebessége 4-5 csomó felett van de elhanyagolható légáramlást biztosítanak nyugodt körülmények között. Nem kínálnak eredendő vízkizárást, és a csőmagasságra és a belső terelőlemezre támaszkodnak, hogy korlátozzák a víz bejutását permetezési körülmények között.
A gombás szellőzőnyílásokon a csőnyílás fölött kupolás kupa található, kerületi résszel a légáramlás érdekében. A kupola lefelé tereli a vizet. Ők azok nem irányított és rugós zár hullám becsapódása alatt, így alkalmasak kis hajók időjárási fedélzeti pozícióira és alkalmanként víz alá kerülő nyílásokra. A légáramlás korlátozott a burkolatokhoz képest – jellemzően olyan helyekre alkalmas, ahol kevesebb, mint 2–3 ACH .
A dorade ventilátor – amelyet széles körben alkalmaznak vitorlás jachtokon és kis kereskedelmi hajókon – egy vízzáró dobozt helyez el a fedélzeti burkolat és a fedélzet alatti csatornanyílás közé. A levegő belép a burkolatba, és áthalad a dobozon; minden bejutott víz a doboz aljára esik, és a lefolyókon keresztül visszafolyik, miközben a légáramlás a belső csövön folytatódik. Egy jól megtervezett dorád a bejövő víz több mint 95%-át képes visszautasítani miközben fenntartja a hasznos természetes légáramlást – ez a teljesítmény szabvány a Haditengerészeti Építészek és Tengerészmérnökök Társasága (SNAME) tanulmányaiban dokumentált.
A rögzített lamellákkal ellátott paneleket védett fedélzeti helyzetekben használják – a lakóblokk oldalán, a tölcsérház nyílásaiban és a felépítmény homlokzatán. A zsalu lapátszöge (általában 45°-os lejtős lefelé ) és a lapátok átfedése úgy van kialakítva, hogy kizárja az esőt és a permetet, miközben fenntartja a nyitott területet a bruttó panelfelület 40-60%-a légáramláshoz.
A levegőt hatékonyan mozgató szellőzőcsatorna-rendszer olyan utakat is létrehoz, amelyeken keresztül a tűz, a füst és a hő terjedhet egyik térből a másikba. Ez az egyik legkomolyabb tervezési kihívás a tengeri szellőzéstechnikában, és erősen szabályozott.
A SOLAS-egyezmény II-2. fejezete előírja, hogy a géptereket, lakótereket és raktereket kiszolgáló szellőzőrendszereknek a következő tűzbiztonsági jellemzőkkel kell rendelkezniük:
Modern nagy hajók is beépítik túlnyomásos rendszerek biztonságos gyülekezési állomásokhoz — túlnyomásos szellőztetés, amely a kiürítési útvonalakat füstmentesen tartja azáltal, hogy a folyosó nyomását kissé a szomszédos rekesz nyomása felett tartja, megakadályozva a füst beszivárgását még az ajtók kinyitásakor is.
A tengeri szellőzőcsatorna-rendszerekre többrétegű szabályozási keret vonatkozik. A megfelelőséget az osztályozási vizsgálatok és a lobogó szerinti állam által végzett vizsgálatok során ellenőrzik. A legfontosabb szabályok a következők:
| Szabvány / előírás | Kibocsátó szerv | Fedezett kulcskövetelmény |
|---|---|---|
| SOLAS II-1. fejezet, 35. szabály | IMO | Gépterek szellőztetése; minimum 6 ACH követelmény |
| SOLAS II-2. fejezet, 9. és 20. szabály | IMO | Tűzvédelmi csappantyúk, csatornaátvezetések, ventilátor elzárók, nem éghető anyagok |
| Rakományvonal-egyezmény, I. melléklet | IMO | A szellőzőcső minimális magassága a szabadoldali fedélzet felett; záróberendezés követelményei |
| IEC 60092-502 | IEC | Tartály szellőztetése; veszélyes területek szellőztetése elektromos berendezések minősítései |
| MARPOL VI. melléklet | IMO | Gőzkibocsátás szabályozás a tartályhajók rakománytartályának légtelenítéséhez |
| A DNV / Lloyd's hajólajstromozási szabályai | Osztálytársaságok | Anyag grades, duct thicknesses, installation details, testing requirements |
| ISO 7547 / ISO 8861 | ISO | Légkondicionálás és szellőztetés tervezési kritériumai a személyzet szállására |
A nemzetközi rakományvonal-egyezmény különös figyelmet érdemel a szellőzőcsövek magassági követelményei tekintetében. A korlátlan szolgálatban lévő hajók esetében a szabadoldali fedélzet feletti minimális magasságok: 900 mm szabad pozícióban és 760 mm védett helyen . Az e magasság alatti csöveknek tartósan rögzített zárószerkezetekkel kell rendelkezniük, amelyek könnyen hozzáférhető helyről működtethetők.
A hajók szellőzőrendszerének meghibásodásai hozzájárultak a rakomány károsodásához, a személyzet egészségi állapotához, a tűzesetekhez és szélsőséges esetekben a hajók elvesztéséhez. A hibamódok megértése elengedhetetlen a karbantartási tervezéshez.
A horganyzott acél csatornák vizes terekben (fenékvíz, ballaszttartály szellőző terek, hűtött rakterek) kívülről és belülről egyaránt korrodálódnak. A perforált csatornák lehetővé teszik a nedvesség, a kártevők és a tűz megkerülését a tervezett útvonalakon. 12-24 hónapos ellenőrzési időközök javasolt magas páratartalmú környezetben lévő csatornákhoz, ultrahangos vastagságvizsgálattal a gyanús területeken.
Az üzemanyagtartály szellőzőcsövén lévő lángszűrők sólerakódásokat, rozsdarészecskéket és tengeri növekedést halmoznak fel. Az üzemanyagtartály szellőzőnyílásán eltömődött lángszűrő okozhat a tartály túlnyomása feltöltés közben, ami szerkezeti károsodáshoz vagy tömítés meghibásodásához vezet . A lángszűrőket minden szárazdokknál el kell távolítani, meg kell tisztítani és ellenőrizni kell – vagy gyakrabban, ha a hajó biológiailag aktív parti vizeken közlekedik.
A tűzvédelmi csappantyúk passzív eszközök, amelyek nyitott helyzetben beragadhatnak korrózió, festéklerakódás vagy mechanikai sérülés következtében. Az osztálytársadalom szabályai megkövetelik az éves működési tesztelést – minden csappantyú fizikai kioldását és a teljes zárás megerősítését. Az IMO tűzbaleset-jelentéseiről készült tanulmányok a nem működő tűzcsappantyúkat azonosították a jelentősebb hajótüzek jelentős részében.
A hajó élettartama során a csatornákban zsírlerakódások halmozódnak fel (különösen a konyha kipufogóiból), szigetelési törmelékek és jogosulatlan módosítások (a kábelek áthaladnak a csatornákon, a csatornaágak le vannak zárva). Ezek csökkentik a hatékony keresztmetszetet, és csökkenthetik a légáramlást A tervezett kapacitás 40-60%-a riasztás kiváltása nélkül. A kulcsrácsokon végzett rendszeres légáramlásmérés szélmérővel, összehasonlítva az üzembe helyezési rekordokkal, azonosítja ezeket a progresszív veszteségeket, mielőtt kritikussá válnának.
A természetes és a gépi szellőztetés – vagy a hibrid megközelítés – közötti választás alapvető tervezési döntés, amely hatással van az energiafogyasztásra, a megbízhatóságra, a zajszintre és a szabályozási megfelelésre.
| Tér típusa | Természetes szellőzés | Mechanikus szellőztetés | Ajánlott megközelítés |
|---|---|---|---|
| Nyitott raktér (ömlesztettáru-szállító) | Normál rakományokhoz megfelelő | Önmelegedő vagy nedvességre érzékeny rakományokhoz szükséges | Hibrid (természetes mechanikus tartalék) |
| Fő gépház | Nem elegendő – a hőterhelés túl magas | Kötelező; minimum 6 ACH (SOLAS) | Csak mechanikus |
| Legénység szállása | Lehetséges trópusi üzemben, jó burkolat elrendezéssel | Minden szélességi körön szükséges a klímaszabályozáshoz | Mechanikus (HVAC-val) |
| Üzemanyag tartályok | Megfelelő – csak passzív szellőzőcső szükséges | Nem szükséges; növeli a gyulladás kockázatát | Csak természetes |
| Szivattyúház (tartályhajó) | Teljesen alkalmatlan | Kötelező; minimum 20 ACH (SOLAS) | Csak mechanikus (Ex-rated fans) |
| Üres terek és gátak | Alkalmas karbantartási szellőztetéshez | Hordozható ventilátorok zárt térbe való belépéshez | Természetes hordozható mechanikus belépéshez |
A tengeri szellőzőcsatorna-rendszerek hatékony karbantartása nem csupán szabályozási kötelezettség – közvetlenül befolyásolja a személyzet biztonságát, a rakomány állapotát és a hajó üzemeltetési költségeit. Az alábbi ellenőrző lista a minimális karbantartási feladatokat tartalmazza időközönként:
Bevezetés a tengeri spirálcsatvagynába A tengeri ipar igényes környezetében a megbízható légelosztó és elszívó rendszerek kulcsfontosságúak a bi...
READ MOREBevezetés a tengeri kötelekhez Mik azok a tengeri kötelek? Tengeri kötelek , amelyeket tengerészeti szempontból gyakran vonalnak nevezn...
READ MOREBevezetés A mai globalizált világban a hatékony és megbízható hajóhűtés iránti kereslet kritikusabbá vált, mint valaha. Ahogy a nemzetközi ...
READ MORE1. Bevezetés a Tengeri hűtőházi panelek és a tenger gyümölcsei tartósításában betöltött szerepük A tengeri hűtőtároló ...
READ MORE+86 18036286112
No. 11, Jinli East Road, Hengji Town, Jianhu County, Yancheng City, Jiangsu tartomány, Kína
Szerzői jog © Jiangsu Shenkai Marine Equipment Co.,Ltd. Minden jog fenntartva.
Egyedi tengerészeti felszerelések gyártói