توسعه استانداردهای هدفمند

یاردهای کشتی‌سازی شرایط بسیار پیچیده‌ای دارند. بخش اعظم فعالیت‌ها در فضای باز و در فصول مختلف سال، با شرایط آب و هوائی متغیر انجام می‌‌شود. جوشکارها دورن سازه‌های کشتی در وضعیت بسیار نامتعادل و اعماق دور از دسترس کار می‌کنند. مکان‌هائی که تنها از طریق نردبان و تنها یک نفر می‌تواند از آن عبور کند این شرایط مشکلات فراوانی را برای نیروهای جوشکار ایجاد می‌کند. استفاده از یک منبع تغذیه‌کننده سبک به گونه‌ای که وزنی را که باید توسط جوشکار حمل می‌شود، کاهش یابد، راهکار مؤثری در این زمینه است.
مطلب زیر نتایج یک تحقیق انجام شده در این زمینه است که در کشورهای اروپائی اجرا شده است.
یکی از نیازهای کلیدی مطرح شده در این تحقیق، برخورداری از یک منبع تغذیه‌کننده سبک بود تا وزنی را که باید توسط جوشکار حمل شود، کاهش دهد. ترکیب تغذیه‌کننده‌ها با قرقره‌های ۵ کیلوگرمی ـ روشی که در اغلب کشورهای اروپائی انجام می‌شود ـ بهترین پاسخ به این نیازمندی‌ بود. نیازهای دیگر عبارت بود از کوچک کردن ابعاد، سازه‌های محکم و سادگی عملیات در تمامی مراحل مهم در تغذیه‌‌کننده‌های سیمی.
در توسعه و آزمایش تغذیه‌‌کننده‌های یارد جدید، پشتیبانی از سوی کشتی‌سازی‌های مختلف و همین‌طور از مهندسان فروش ESAB دریافت می‌شد. نمونه‌های اولیه این تغذیه‌کننده‌ها در برخی از یاردهای اروپائی مورد آزمایش قرار گرفت و نتایج مثبتی به بار آورد. یکی از این یاردها یعنی یارد فروس‌اسمیت در وستربروک هلند، توصیه‌هائی را مطرح کرد که در طراحی نهائی مورد توجه قرار گرفت.
جوشکارها تعدادی از تغذیه‌کننده‌ها را در شرایط مختلف تولید مورد آزمایش قرار دادند. نتایج کار به‌‌طور منظم گزارش می‌شد. جوشکارهائی که با سیستم‌های قبلی تغذیه در یاردها آشنائی داشتند، به‌طور مشخص رضایت خود را از ابعاد کوچک‌ تغذیه‌کننده‌های جدید ESAB اعلام داشتند. آنها این شیوه جوشکاری را در ساخت یک طرح جدید کشتی به کار گرفته بودند که دارای سوراخ‌هائی به قطر ۴۰ سانتی‌متر بود. این تجربه‌ها منجر شد که فروس‌اسمیت مجموعه‌ای از ۲۶ تغذیه‌کننده ”اوریگو یارد فید ۲۰۰“ را برای استفاده روزانه خود خریداری کند.
هر دو تغذیه‌کننده برای جوشکاری فولاد نرم، فولاد ضدزنگ و آلومینیوم با سیم‌های خشک و رشته‌ای به قطر تا ۴/۱ میلی‌متر مناسب‌اند و می‌توانند نیازهای رو به افزایش برای قطرهای بیشتر سیم‌های رشته‌ای را در کشتی‌سازی برآورده سازند.
مکانیسم تغذیه‌ای ۴ چرخی که به‌طور الکترونیک کنترل می‌شود، با چرخ‌هائی به قطر ۳۰ میلی‌متر تغذیه پایدار را در همه شرایط ممکن می‌سازد. در این مکانیسم از یک نازل ورودی بلند برای اطمینان از ایمنی عملیات تغذیه آزاد استفاده می‌شود. هر دو این تغذیه‌کننده‌ها محفظه‌های ساخته شده از فولاد با استحکام بسیار و آبدید‌ه‌اند که تا حدود زیادی در برابر سائیدگی و خوردگی مقاومت می‌کنند. دریچه‌هائی که برای تعویض قرقره‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند و لولاهائی در بالای محفظه دارند و به راحتی باز و بسته می‌شوند. یک دسته متصل به بدنه، حمل و نقل آنها را با قرقره و بدون قرقره آسان می‌سازد و یک صفحه سورتمه‌مانند امکان حرکت و سرخوردن آن را بر روی زمین فراهم می‌آورد. هم‌چنین سپر حفاظتی قابل جدا شدن، صفحه کنترل را از جرقه‌ها و ضربه‌ها حفظ می‌کند.
کابل‌های جوشکاری دارای وزن سبک و قطر نسبتاً کمی هستند.
اتصال‌دهنده‌های فوری برای نصب سریع و آسان مورد استفاده قرار می‌گیرند. یک زنجیر ایمنی بین تغذیه‌کننده سیم و کابل‌ها مانع از این می‌شود که اتصال‌دهنده‌های سریع زیر فشار وزن کابل‌ها قرار گیرند.
سیستم‌ ولتاژ قوس ESAB که در هر دوی این تغذیه‌کننده‌ها تعبیه شده، جوشکاری را با ولتاژ قوس مورد نظر ـ صرف‌نظر از طول کابل‌ها یا مشعل ـ امکان‌پذیر می‌نماید. این تغذیه‌کننده‌ها از استاندارد ایمنی IP۲۳ برخوردارند.
● انتخاب بر حسب نیاز
توجه به مسئله بهره‌وری اقتضا می‌کند که تقریباً در ۵۰ درصد از تمامی جوش‌های فلزی در یاردهای ساخت کشتی و فراساحلی امروزه، سیم‌های رشته‌ای مورد استفاده قرار گیرد. از این‌رو تغذیه‌کننده‌های ESAB دارای ویژگی مناسبی برای سیم‌های رشته‌ای فلزی مورد استفاده در ترکیب‌های گاز یا دی‌اکسیدکربن می‌باشند.
یک انتخاب مناسب ساخت عنصر گرمادهنده است که مواد مصرفی حساس را در حین ساعات توقف گرم نگه دارد تا به این وسیله از جذب رطوبت جلوگیری شود.
● توسعه استانداردهای هدفمند
دکتر یان یانکوفسکی استفاده از مدل‌های ریسک را در ارزیابی ایمنی عملیاتی کشتی مورد بررسی قرار می‌دهد.
بنابر ادعای ”دفتر ثبت کشتیرانی لهستان“ تصمیم سازمان دریائی بین‌المللی (IMO) برای توسعه استانداردهای هدفمند (GBS) در ساخت کشتی، مرحله تازه‌ای از توسعه را در نظام‌های رایج دریائی رقم زد.
تحولات تکنیکی در ساخت کشتی‌ها و کشتیرانی، در مقایسه با استانداردهای ایمنی، با سرعت بیشتری پیشرفت کرده‌اند که این می‌تواند یکی از دلایل اصلی ضعف و فقدان ایمنی در دریاها باشد. این نکته در پیشنهای مشخص از سوی باهاما و یونان به IMO ارائه شد که حاصل آن رشد و توسعه GBS بود.
انواع جدید کشتی‌ها، مانند کشتی‌های بزرگ‌تر و سریع‌تر با سازه‌ها و مواد تازه‌تر که به‌تدریج توسعه یافته و معرفی شده‌اند؛ هم‌چنین شیوه‌های جدید بارگیری و تخلیه، سیستم‌های رانشی تکامل یافته‌تر و مدیریت و هماهنگی‌های پیشرفته‌تر و ... اغلب برای پاسخ به نیازهای ملموس و آنی از قبیل منافع اقتصادی یا آسایش و راحتی در دستور کار قرار گرفته‌اند و مسئله مهم ایمنی در این میان کمتر مورد توجه قرار گرفته است.
با توسعه GBS، سازمان دریائی بین‌المللی اکنون در صدد توسعه استانداردهای ایمنی است تا این هدف مهم را بدون تهدید توسعه‌های نوآورانه جاری در زمینه کشتی‌سازی و کشتیرانی به‌دست آورد.
در مورد ساختار و سازه‌های کشتی‌ها، استانداردهای ایمنی باید در خدمت حفاظت از کشتی، سرنشینان و محموله‌های آن در برابر نیروهای طبیعی دریا قرار گیرد. امواج دریا که بر اثر کنش و واکنش میان هوا و آب به وجود می‌آیند مشخصه‌های ثابتی ندارند، از این‌رو برای محاسبه کافی اثرات آنها بر کشتی‌ها و وضع استانداردهای ایمنی در این زمینه، همواره مشکلاتی وجود دارد. فشار امواج عمده‌ترین مسئله و محل تردید برای تعیین استحکام کشتی‌های بزرگ و ثبات دینامیک قایق‌های کوچک‌ترند.
● ایمنی عملیاتی
در حال حاضر GBS در دو مسیر در حال پیشرفت است. اولی به پیروی از اصول آئین‌نامه‌ای و یا نگرش سنتی (در شرایط کنونی برای کشتی‌های باربری و تانکرهای نفت) و دومی پیگیری نگرش سطح ایمنی.
نگرش دوم فرض را چنین می‌گیرد که (برای کشتی، محموله، مسافران، خدمه، محیط و غیره) را به خود می‌گیرند و با سطح ریسک (برای مثال احتمال مواجهه با تصادف و تلفات) تعریف می‌شود و اهداف ایمنی زمانی قابل دستیابی است که هر نیاز عملیاتی (در مورد دوم) نظیر قدرت مانور، ثبات و شناوری، استحکام کشتی و مقاموت در برابر آتش‌سوزی، سطح ریسک تعیین شده برای هر عملیاتی را برآورده سازد.
سطح ایمنی/ احتمال خطا را برای عملکرد هر کشتی می‌توان با استفاده از مدل ریسک مشخص کرد که یک درخت خطاها با مدل‌های ریاضی است که از آن برای توصیف رویدادهای اصلی استفاده می‌شود.
برای استحکام کشتی‌های باری (یکی از نیازهای عملیاتی)، مدل ریسک شامل مشکل ضربات ناگهانی، سقوط پوشش‌های روزنه‌های کشتی، واژگونی اسکلت‌ها و چهارچوب‌ها و شکست دیواره‌ها و تیغه‌های چین‌دار است. در مورد کشتی‌های کوچک‌تر، مدل ریسک می‌تواند برای مثال رابطه میان قابلیت ثبات و لحظات پیچ و تاب خوردن (بر اثر موج یا باد)، اثر تجمع آب روی عرشه و یا تغییرات وزن بر ثبات کشتی را شامل شود.
مدل‌های ریسک به اندازه ابزارهای مورد نیاز برای اندازه‌گیری ایمنی عملیاتی کشتی در دیدگاه ایمنی ضروری هستند.
● مدل‌های ریاضی
درجه ایمنی به فاصله میان میزان واقعی اثر بار و میزان اثر باری قابل تحمل برای ساختار کشتی بستگی دارد. این حاشیه‌ها ”حد عملکرد وضعیت“ نامیده می‌شوند. خطا زمانی رخ می‌دهد که لحظه عمودی نهائی سازه دریچه‌ای جانبی کشتی کمتر از مقدار آب ساکن و امواج در حرکت در آن لحظه باشد. چنین وضعیتی در مورد جداره‌های موج‌دار نیز صادق است. مشکل زمانی رخ می‌دهد که نیروهای گل و لای در جریان آب بر یک چین جداره افزون‌تر از میزان نیروی نهائی عمل می‌کنند.
به نظر می‌رسد که کناره (پهلو) انسجام خود را در زمانی که فشار در چهارچوب صفحه جلوئی بیشتر از توان صفحه چهارچوب می‌شود، از دست می‌دهد. به نظر می‌رسد زمانی‌که قدرت نهائی صفحه‌های بالائی کمپرس شده پوشش و یا نگهدارنده‌های آن توسط اثر دریاهای سبز دچار اشکال می‌شوند، پوشش روزانه انسجام خود را از دست می‌دهد.
● اعتبار مورد نیاز
مدل‌های ریسک تئوری‌های پیچیده و متفاوت، نرم‌افزاری ویژه و خاص و همین‌طور محاسباتی پر حجم را شامل می‌شوند و این‌ها سوای طرح شدن تعداد زیادی فرضیه است. این موارد با درخت خطا ارتباط دارند (تنها سناریوهای اصلی در نظر گفته می‌شوند)؛ توزیع احتمالات (برای مثال محاسبه نبود اطمینان در حین ساخت کشتی، انحراف استاندارد را به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌دهد)، شرایط امواج و غیره.
این فرضیه‌ها به تحقیق نیاز دارند و درخت خطا باید تکمیل و تصحیح گردد. با این همه توسعه مدل‌های ریسکی که برای توسعه GBS از آنها استفاده می‌شود تازه شروع شده است.
درخت خطا امکان محاسبه سناریوهای مختلف غرق کشتی را بر اثر نقص ساختاری، به وجود می‌آورد؛ چه آنهائی که از آمار غرق کشتی‌ها استخراج شده‌اند و چه آنهائی که قابل پیش‌بینی‌اند و یا سناریوهای متفاوتی که به واژگونی کشتی‌های کوچک‌تر منتهی می‌شوند.
تئوری احتمالات ابزاری است برای تجزیه و تحلیل درخت خطا، اما برای تعیین توزیع احتمالات متغیرهای تصادفی که نشان‌دهنده نقص‌های مختلف هستند، رویداد اصلی باید با استفاده از مدل‌های ریاضی توصیف شود و با استفاده از برنامه‌های کامپیوتری که براساس این مدل‌ها توسعه داده شده‌اند، شبیه‌سازی گردد. به این ترتیب درخت خطای تئوری پروسه‌های اتفاقی؛ مکانیک دریا و کشتی و احتمالات را با یکدیگر ترکیب می‌کند و مدل ریسک را شکل می‌دهد. این مدل ریسک که براساس درخت خطای خود ساخته شده است، زمینه را برای همکاری‌ها فراهم می‌آورد. احتمال وقایع ویژه اساسی و یا میانجی را می‌توان به‌طور جداگانه در شرایط مختلف محاسبه کرد، به شرطی‌که آنها براساس همان فضای احتمالی مورد محاسبه قرار گیرند.
این مدل ریسک به توسعه و تعیین اعتبار بیشتری نیاز دارد، اما حتی مدل ریسک ساده‌ای که در این مقاله ارائه شده است، نشان می‌دهد که مدل ریسک ابزاری است مناسب که می‌توان با آن ایمنی کشتی را مورد سنجش قرار داد.
نخستین نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهند که ایمنی کشتی‌های باربری را می‌توان به‌طور قابل ملاحظه‌ای از طریق افزایش و تقویت چهارچوب‌ها در بخش زیرین آنها بهبود بخشید. با در نظر گرفتن همین فضای احتمالی، می‌توان از مدل ریسک برای سنجش سطح ایمنی ساختارهای مختلف کشتی استفاده کرد.
این محاسبات برای انواع دیگر کشتی‌ها براساس تئوری‌ها و نتایج محاسبات، معیارهای ایمنی برای برخی رویدادها و برای توسعه سطح ایمنی ادامه می‌یابد. در نگرشی که توسط دفتر ثبت کشتیرانی لهستان به کار گرفته شده، چنین فرض شده است که:
▪ معیار برای رویدادهای ویژه در قواعد جوامع طبقه‌ای مدنظر قرار خواهد گرفت.
▪ معیار قانونی باید براساس مقادیر ویژه بار کشتی، قابلیت ساختار کشتی برای مقاومت در برابر بار و احتمال نقص سازه‌ای، شکل فرمول ریاضی به خود بگیرد.
▪ توزیع احتمالات که قابلیت ساختار کشتی را برای مقاومت در برابر بار نشان می‌دهند، روش واقعی طراحی کشتی و ساخت انجام شده با توجه به استانداردهای صنعت را توصیف می‌کنند. چنین نگرشی باید این اطمینان را به وجود آورد که سطح ایمنی برای استحکام ساختار یک کشتی و یا ثبات آن زمانی به‌دست می‌آیند که طراحی و ساخت قواعد طبقه و استانداردهای صنعت را مدنظر قرار دهد.
طراحان تنها با توجه به سطح ایمنی طراحی نمی‌کنند، بلکه باید قوانین را در نظر داشته باشند. از این‌رو در سیستم ۵ مورد چنین فرض شده که قوانین طبقه‌بندی شده (class rules)، به کارگیری سطوح ایمنی را در هر کشتی به‌طور مجزا امکان‌پذیر می‌سازد. باید توجه داشت که قواعد طبقه‌بندی شده، مجموعه ساده‌ای از معیارها نیستند بلکه آنها مجموعه‌ای کامل و قوام‌یافته از فرضیات، نیازمندی‌ها و برنامه‌های رایانه‌ای را تشکیل می‌دهند که طراحی کشتی را امکان‌پذیر می‌سازند. با این همه باید بررسی‌های لازم در مورد چنین قواعد، ابزارها و برنامه‌های رایانه‌ای انجام گیرد تا از انتقال مجموعه‌ سطوح ایمنی به کشتی‌های مختلف توسط آنها به‌طور مناسب اطمینان حاصل شود.
بنابراین موارد زیر را می‌توان اضافه کرد:
▪ GBS با اهدافی که مدنظر قرار دارد توسعه داده می‌شود.
▪ GBS سلسله مراتبی را برای قوانین ایمنی تعریف کند.
▪ مدل‌های ریسک از اجزای اساسی GBS بوده و از این‌رو مدل‌های ریاضی جبری و احتمالی برای مدل‌های ریسک ضروری‌اند.
▪ از مدل ریسک می‌توان برای تعیین سطح ایمنی کنونی یا مورد تقاضا در انواع خاصی از کشتی‌ها استفاده کرد.
▪ قواعد طبقه‌بندی شده مجموعه‌ سطح ایمنی را برای هر کشتی خاص تعریف می‌کنند.

مترجم: مهرداد علمداری
منبع: Shipping World And Shipbuilding

منبع : ماهنامه پیام دریا