Čo je to kotviaca bója? Typy, použitie a úplný sprievodca

A kotviaca bója je plávajúce zariadenie ukotvené k morskému dnu, ktoré umožňuje plavidlám zaistiť sa bez toho, aby spustili vlastnú kotvu – plavidlo sa pripúta priamo k bóji, ktorá je držaná v polohe ťažkou pozemnou reťazou, závažím alebo kotviacim systémom na dne. Na rozdiel od navigačnej bóje, ktorá označuje nebezpečenstvo alebo kanál, je kotviaca bója funkčným kotviacim bodom. Chráni morské dno pred opakovaným poškodením kotiev, umožňuje rýchlejšie a bezpečnejšie pripevnenie plavidla a môže ubytovať plavidlá od malých rekreačných lodí až po veľké komerčné lode v závislosti od veľkosti, konštrukcie a špecifikácie pozemného náčinia.

Námorné bóje vo všeobecnosti slúžia na oveľa širší rozsah účelov – od navigačného označovania a zberu vedeckých údajov až po akvakultúru a energiu na mori – a vyrábajú sa z niekoľkých materiálov a konfigurácií, aby vyhovovali týmto rôznym úlohám. Táto príručka popisuje, čo sú kotviace bóje, ako fungujú a aké sú hlavné typy plávajúce bóje používané na mori a kľúčové úvahy pri výbere, inštalácii a údržbe.

Ako funguje kotviaca bója: Kompletný systém

Kotviaca bója nie je len plávajúca guľa – je to viditeľná súčasť kompletného systému pozemného náčinia. Pochopenie celého systému objasňuje, prečo kotviace bóje môžu bezpečne držať plavidlá aj v nepriaznivom počasí.

Systém od morského dna po plavidlo zvyčajne pozostáva z:

1. Zemná kotva alebo zápustný blok — ťažký betónový blok (zvyčajne 2-20 ton pre komerčné kotviská), vŕtaná skalná kotva alebo špirálová skrutková kotva zapustená do morského dna; poskytuje primárnu prídržnú silu
2. Zemná reťaz — ťažká reťaz z pozinkovanej ocele ležiaca na morskom dne alebo v jeho blízkosti; hmotnosť reťaze pôsobí ako trolejové vedenie, ktoré absorbuje nárazové zaťaženie skôr, ako dosiahne kotvu; dĺžka uzemňovacej reťaze je zvyčajne rovnaká 1,5–2× hĺbka vody
3. Stúpacia reťaz alebo stúpacie lano — spája uzemňovaciu reťaz s telom bójky; dĺžka je vypočítaná tak, aby bója plávala na hladine pri strednej vysokej vode so stúpačkou pod minimálnym napätím
4. Telo bójky — plávajúci prvok; poskytuje vztlak na udržanie reťazového systému vo vzpriamenej polohe a slúži ako upevňovací bod pre plavidlá; vybavené zberným lanom, krúžkom alebo priechodným otvorom pre vedenie plavidla
5. Linka na odber a prívesok — plávajúca šnúra alebo prívesok visiaci na bóji, ktorý môže posádka plavidla vytiahnuť bez toho, aby prešla cez palubu; prívesok spája provu plavidla priamo s hlavným kotviacim bodom bóje

Nosnosť celého systému je určená najslabším komponentom - zvyčajne zemnou kotvou alebo spojovacím zariadením stúpačky, nie samotnou bójou. Bójka určená pre a 50-tonové plavidlo je platný len vtedy, ak je kotevný systém pod ním špecifikovaný a nainštalovaný tak, aby zodpovedal tomuto hodnoteniu.

Typy kotviacich bójí a ich použitie

Kotviace bóje sa výrazne líšia veľkosťou, konštrukciou a nosnosťou v závislosti od typu plavidla, na ktoré sú určené. Nasledujú hlavné kategórie v praxi:

Rekreačné kotviace bóje

Najbežnejší typ v prístavoch, kotviskách a chránených morských oblastiach. Typicky Priemer 300-600 mm , vyrobený z polyetylénu alebo penou plneného HDPE, so stredovým priechodným otvorom alebo horným okom na pripevnenie kotviaceho prívesku. Hodnoty zaťaženia sa zvyčajne pohybujú od 1 – 10 ton , vhodné pre plachetnice, motorové člny a malé komerčné plavidlá. Biele alebo biele sfarbenie s modrými pruhmi je štandardom v mnohých jurisdikciách, aby sa dali identifikovať ako verejné alebo súkromné ​​kotviace body a nie ako navigačné značky.

Bóje komerčných lodí

Veľký lodné bóje používané v prístavných prístupoch, tankerových termináloch a morských kotviskách sú významné inžinierske stavby. Priemery sa pohybujú od 1,5 m až viac ako 4 m s celkovou hmotnosťou systému niekoľko ton. Tieto bóje musia vydržať kotviace zaťaženie premiestňujúcich sa plavidiel 50 000 – 300 000 DWT (tony) v exponovaných podmienkach na mori. Zvyčajne sú vyrobené zo zváranej ocele s dutými priehradkami vyplnenými penou pre nadbytočnosť vztlaku a sú vybavené viacerými kotviacimi krúžkami, odieracími reťazami a navigačnými svetlami.

Jednobodové kotviace bóje (SPM).

Špecializovaná veľká lodná bója používaná pri ťažbe ropy a zemného plynu na mori. Plavidlo - zvyčajne tanker - kotví k bóji a korouhvičky okolo nej (otáča sa vetrom a prúdom), zatiaľ čo flexibilná hadica dodáva alebo prijíma náklad cez samotné telo bóje. Bóje SPM umožňujú nakladanie a vykladanie tankerov v hlbokej vode bez prístavnej infraštruktúry. Jednotlivé systémy SPM zvládnu nádoby až do 400 000 DWT a fungujú v hĺbkach vody presahujúcich 100 metrov .

Plavecké a environmentálne kotviace bóje

Menšie bóje slúžia na označenie plaveckých zón, chránených oblastí alebo chránených útesov. Často sú konštruované pomocou ekologických kotviacich systémov, ktoré používajú špirálové skrutkové kotvy namiesto ťažkých betónových blokov, čím sa minimalizuje narušenie morského dna. Hodnoty zaťaženia sú zvyčajne nízke pod 2 tony — keďže nie sú určené na držanie plavidiel v búrkových podmienkach.

Materiály námornej bóje: Penová bója vs oceľ vs polyetylén

Materiál tela námornej bóje priamo ovplyvňuje jej vztlakové vlastnosti, odolnosť, požiadavky na údržbu a vhodnosť pre rôzne prostredia. Tri dominantné materiály sú pena s uzavretými bunkami, rotačne lisovaný polyetylén a zváraná oceľ.

Penové bóje v detaile

Penové bóje – vyrobené z expandovaného polystyrénu (EPS) alebo zosieťovanej polyetylénovej peny obalenej tvrdým plastovým plášťom alebo polymočovinou – predstavujú jednu z najspoľahlivejších konštrukcií bójí pre väčšinu námorných aplikácií. Pretože vztlakovým materiálom je skôr pevná pena než vzduchom naplnená škrupina, penová bója nemôže klesnúť, ak je vonkajšia koža prepichnutá . Táto nepotopiteľná vlastnosť robí z penových bójí preferovanú špecifikáciu pre bezpečnostné navigačné bóje a kritické kotviace aplikácie.

EVA penové bóje s vysokou hustotou používané v akvakultúre a kotviacich aplikáciách majú zvyčajne hustotu 30-200 kg/m³ s vyššou hustotou poskytujúcou väčšiu odolnosť proti stlačeniu pri zaťažení. Penový valec s priemerom 400 mm × 600 mm s hustotou 50 kg/m³ poskytuje približne 50-60 kg čistého vztlaku po svojej vlastnej hmotnosti, vďaka čomu je vhodný na podporu kotviacich reťazí pri plytkých rekreačných kotviacich aplikáciách.

Typy námorných bójí podľa funkcie

Okrem kotvenia slúžia plávajúce bóje širokej škále námorných funkcií. Pochopenie úplnej taxonómie typov morských bójí objasňuje, čo je k dispozícii a na čo je každý typ určený.

IALA bójový systém: Ako sú navigačné bóje farebne označené

Navigačné bóje – námorné bóje, ktoré označujú kanály, nebezpečenstvá a špeciálne prvky – sa riadia systémom námorných bójí IALA (Medzinárodná asociácia námorných pomôcok pre navigáciu a majáky), ktorý celosvetovo štandardizuje farby, tvary, svetelné charakteristiky a špičkové značky bójí. Pochopenie tohto systému je nevyhnutné pre každého námorníka, ktorý narazí na bóje na mori.

Svet je rozdelený na dva regióny s mierne odlišnými konvenciami:

• IALA región A — Európa, Afrika, Ázia, Austrália, Nový Zéland: červené bóje označujú prístavnú (ľavú) stranu kanála pri postupe z mora; zelené bóje označujú pravú (pravú) stranu
• IALA región B — Severná Amerika, Južná Amerika, Japonsko, Filipíny, Južná Kórea: červené bóje označujú pravú (pravú) stranu vstup z mora ("Red Right Returning" je mnemotechnická pomôcka)

Okrem bočných značiek systém obsahuje hlavné značky (označujúce bezpečný smer vody vo vzťahu k nebezpečenstvu pomocou čiernej a žltej farby), izolované značky nebezpečenstva (čierne s červeným pásom), značky bezpečnej vody (červené a biele zvislé pruhy) a špeciálne značky (žlté, označujúce oblasti osobitného záujmu, ako sú zóny vojenských cvičení alebo polohy dátových bójí).

Veľkosť kotviacej bóje: Prispôsobenie bóje k plavidlu

Výber správnej veľkosti kotviacej bóje pre plavidlo vyžaduje výpočet maximálneho zaťaženia pri uväzovaní – maximálnej sily, ktorú plavidlo vyvinie na kotviaci systém v najhoršom prípade vetra a aktuálnych podmienok. Poddimenzovanie systému kotviacich bójí je častou príčinou zlyhania kotvenia, najmä v búrkových podmienkach.

Zjednodušený prístup využíva výtlak plavidla a oblasť vystavenia vetru na odhad maximálneho zaťaženia pri kotvení. Ako praktický odkaz:

Tieto čísla sú len orientačné. Úplný návrh kotvenia by mal zahŕňať výpočet zaťaženia námorného architekta alebo kotviaceho inžiniera na základe kritérií skutočnej rýchlosti vetra (zvyčajne Beaufortova sila 8-10 pre trvalé kotvenie), rýchlosť prúdu a konkrétnu oblasť vetra.

Inštalácia kotviacej bóje: kľúčové kroky a úvahy

Inštalácia trvalej kotviacej bóje zahŕňa viac ako len umiestnenie bóje na vodu. Správne nainštalované kotvisko si vo väčšine jurisdikcií vyžaduje posúdenie miesta, regulačné schválenie, technický výpočet a odbornú inštaláciu.

Požiadavky pred inštaláciou

• Povolenie prístavného úradu alebo pobrežného úradu — vo väčšine krajín si umiestnenie kotviska v splavných vodách vyžaduje licenciu alebo povolenie od príslušného námorného úradu; prevádzkovanie nelicencovaného kotviska môže mať za následok odstránenie a pokuty
• Prieskum morského dna — posúdiť typ morského dna (piesok, blato, skala, útes) s cieľom vybrať vhodný typ kotvy; je potrebná hydrografická mapa a často fyzická kontrola ponoru
• Výpočet kývavého kruhu — určiť polomer, ktorý bude kotviace plavidlo prechádzať pri maximálnom rozsahu prílivu a odlivu; tento kruh musí s primeranou rezervou vyčistiť ostatné kotviská, navigačné kanály a nebezpečenstvá morského dna
• Výpočet dĺžky reťaze — dĺžka brúsenej reťaze je zvyčajne 1,5–3× maximálna hĺbka vody pri prílive; nedostatočná uzemňovacia reťaz spôsobuje zdvíhanie a ťahanie kotvy pri špičkovom zaťažení

Proces inštalácie

1. Umiestnite kotviaci blok alebo nainštalujte skrutkovú/kamennú kotvu na overenú pozíciu
2. Položte a pripojte uzemňovaciu reťaz, pričom zaistite dostatočný priestor pre hĺbku inštalácie
3. Pripojte stúpaciu reťaz alebo lano k uzemňovacej reťazi certifikovaným obratlíkom, aby ste zabránili šíreniu krútenia reťaze k bóji
4. Pripevnite telo bóje k stúpačke pomocou vhodnej veľkosti závesu – limit pracovného zaťaženia závesu by mal prekročiť maximálne projektované zaťaženie systému o bezpečnostný faktor aspoň 3:1
5. Pripevnite a vznášajte zdvihák alebo prívesok; prívesok by mal byť dostatočne dlhý, aby dosiahol na palubu plavidla bez toho, aby sa posádka nakláňala cez palubu
6. Označte miesto kotvenia na mapách a upovedomte príslušný prístavný úrad; namontujte akékoľvek požadované navigačné svetlo, ak je bója na komerčnej vodnej ceste

Harmonogram údržby a kontroly kotviacej bóje

Kotviaca bója a jej systém pozemného náčinia sa neustále zhoršujú koróziou, abráziou, morským rastom, UV žiarením a únavou. K väčšine porúch kotvenia dochádza v dôsledku zanedbanej údržby uzemňovacej reťaze alebo spojenia stúpačky, nie z dôvodu poruchy samotného tela bóje. Pravidelná kontrola je nevyhnutná pre bezpečnosť.

Odporúčané intervaly kontroly

• Ročná kontrola povrchu — vizuálne skontrolujte teleso bóje, či nie je prasknuté, degradované UV žiarením a či nie je fyzicky poškodené; skontrolujte, či sa na zbernej linke neodiera a ak je opotrebovaná, vymeňte ju; skontrolujte horný strmeň a otočný prvok z hľadiska korózie a bezpečnosti
• Každé 2–3 roky — kontrola podvodného reťazca — potápačom alebo kontrolou ROV stúpacej reťaze, uzemňovacej reťaze, otočných čapov a kotvy; zmerajte priemer reťazového článku na posúdenie koróznej straty; reťazové články redukované na 75% pôvodného priemeru treba okamžite vymeniť
• Každých 5 rokov — úplný systémový servis — zdvihnúť celé kotvisko na kontrolu povrchu; vymeňte opotrebované časti reťaze, skorodované čapy a poškodené otočné čapy; proti znečisteniu telesa bóje, ak morský rast spôsobuje značný odpor

Známky, že je potrebná okamžitá kontrola

• Bója sa posunula zo svojej zaznamenanej polohy — môže naznačovať ťah kotvy alebo poruchu reťaze
• Bója leží vo vode výrazne nižšie – môže naznačovať zaplavenie dutého tela bóje alebo nadmernú námornú rastovú hmotnosť
• Viditeľné prasknutie, rozštiepenie alebo deformácia tela bójky
• Po akejkoľvek silnej búrke môže zaťaženie víchricou spôsobiť postupné zlyhávanie reťazových článkov alebo vycúvanie kolíkov

Environmentálne aspekty pre moderné systémy námorných bójí

Tradičné kotviace systémy využívajúce veľké betónové platinové bloky spôsobujú značné narušenie morského dna – blok a jeho ťažná zemná reťaz môžu počas svojej životnosti poškodiť dno morskej trávy, koralové útesy a iné citlivé bentické biotopy. V mnohých chránených morských oblastiach a kotviskách citlivých na životné prostredie sú tieto tradičné systémy v súčasnosti zakázané alebo obmedzené.

Alternatívne systémy ekologického kotvenia riešia tieto problémy prostredníctvom niekoľkých konštrukčných zmien:

• Špirálové skrutkové kotvy — vraziť do morského dna pomocou špeciálneho nástroja; minimálna rušivá stopa; bezpečne držať v piesku, hline a mäkkej skale; čoraz viac špecifikované v zónach ochrany útesov a morských tráv
• Elastické alebo nylonové stúpacie šnúry — nahradenie nástavcov ťažkých reťazí pružnými syntetickými vlasmi eliminuje zónu reťaze a výrazne znižuje kontaktnú plochu morského dna
• Podpovrchové bóje — umiestnenie sekundárnej bóje pod čiaru ponoru ako súčasť stúpacieho systému znižuje odpor povrchu a eliminuje vlnové zaťaženie kotviaceho systému počas búrkových podmienok
• Biologicky odbúrateľné alebo recyklovateľné materiály bójí — niektorí výrobcovia teraz ponúkajú bóje vyrobené z recyklovaného oceánskeho plastu alebo materiálov určených na recykláciu na konci životnosti, čím riešia problém znečistenia morských plastov opotrebovanými alebo opustenými bójami

Pri inštalácii kotvísk v ekologicky citlivých oblastiach je konzultácia s príslušným environmentálnym orgánom pred výberom typu kotvy a systému bójí regulačnou požiadavkou v mnohých jurisdikciách a zároveň aj rozumnou praxou na ochranu biotopov, vďaka ktorým sa tieto kotviská oplatí navštíviť.