آشنائی با ویژگی‌های کشتی‌های کانتینری

●ساختار ساختمانی کشتی‌های کانتینری
همراه با گسترش حجم تجارت دریائی و از آن جمله حمل‌ونقل کانتینری، همواره سعی و تلاش متخصصین بر این موضوع متمرکز بوده است که کانتینرهای بیشتری را در داخل خن یا انبار (HATCH) کشتی جای‌دهند و از طرفی میزان استحکام کشتی را نیز در حد مطلوب حفظ کنند. شیوه‌های مختلفی جهت افزایش تعداد کانتینر در عرض خن کشتی گرفته شده که مهمترین آنها عبارتند از:
▪ شیوه اول
در این شیوه کشتی دارای درب انبار (Hatch Cover) می‌باشد همچنین در قسمت زیر آن نیز دارای سازه‌ای به نام (Hatch girder) و به فرم یک کانال است که به‌صورت طولی در زیر درب انبار جهت افزایش مقاومت خمشی‌سازه و افزایش اساس مقطع این بخش سازه در نظر گرفته شده است. لازم به ذکر است ممان طولی حاصله براثر برآیند ممان بارهای روی عرشه و ممان موج دریا و ممان حاصل شده از آب آرام است. وجود این سازه علاوه بر وزن بیشتر، مانع از بارگیری تعداد بیشتر کانتینر در داخل انبار کشتی می‌شود. ضمناً در قسمت جانبی بدنه، پهنای قسمت دو جداره نیز زیاد است. در این نوع کشتی می‌توان تا ۱۰ کانتینر را در عرض انبار جای داد.
▪ شیوه دوم
در این شیوه کشتی دارای درب خن بوده ولی سازه زیر درب خن (Hatch girder)، حذف شده و بدین ترتیب امکان بارگیری یک ردیف کانتینر بیشتر در عرض کشتی را فراهم می‌آورد. در این نوع کشتی می‌توان تا ۱۱ کانتینر را در عرض خن جای داد. البته جهت افزایش مقاومت‌سازه‌ای شناور، فاصله بین تقویت‌کننده‌های عرضی زیر درب انبار (Hatch Cover beams) کاهش یافته است.
▪ شیوه سوم
در این شیوه کشتی دارای درب انبار بوده ولی سازه زیر درب آن (Hatch girder) حذف شده است ضمناً در قسمت پهلو، پهنای قسمت دوجداره کاهش داده است بدین ترتیب امان بارگیری یک ردیف کانتینر بیشتر در عرض کشتی به نسبت شیوه دوم فراهم آمده است. در این نوع کشتی می‌توان تا ۱۲ کانتینر را در عرض خن جای داد.
▪ شیوه چهارم
در این شیوه کشتی به درب انبار مجهز نیست و سازه زیر درب انبار (Hatch girder) حذف شده است. ضمناً در قسمت پهلو پهنای قسمت دوجداره تعدیل شده است. و بدین ترتیب باز هم قابلیت بارگیری کشتی افزایش یافته است که اصطلاحاً به این نوع کشتی‌ها کشتی‌های کانتینری فاقد عرشه یا روباز (Open Top Container Vessel) گفته می‌شود. یکی از حساسیت‌های سازه‌ای که در این نوع کشتی با برداشتن عرشه ایجاد می‌گردد، افزایش ممان پیچشی آن است که با تغییراتی در سازه این اشکال مرتفع شده است.شیوه‌های دوم، سوم و چهارم با توجه به حذف سازه زیر درب انبار، حذف درب انبار و کاهش پهنای قسمت دوجداره در پهلو، به منظور این‌که از کاهش استحکام بدنه جلوگیری به‌عمل آرند و در مقابل فشارهای استاتیکی و دینامیکی از مقاومت سازه بدنه کم نشود در ساخت بدنه کشتی از فولاد مقاوم‌تر (Higher Tensile Steel) استفاده شده است. ضمن این‌که فولاد مقاوم‌تر به‌علت کاهش ضخامت، وزن سازه را کم و مقاومت لازم برای بدنه را نیز تأمین می‌کند.
●کشتی کانتینری سلول‌بندی شده (Cellular Containr Ship)
در این نوع کشتی‌ها با استفاده از تقسیم انبار کشتی به‌صورت سلول با نصب ستون‌های عمودی به‌صورت راه‌گاه، می‌توان کانتینرها را در درون سلول‌ها بارگیری کرد. معمولاً سلول‌ها برای جای دادن کانتینرهای ۴۰ فوتی در نظر گرفته شده‌اند که البته می‌توان ۲ کانتینر ۲۰ را در سلول یک کانتینر ۴۰ فوتی جای داد. در بعضی از کشتی‌های سلول‌بندی شده برای کانتینرهای ۲۰ فوتی، سلول‌های جداگانه‌ای در نظر گرفته شده است.
موارد ذیل از جمله مزیت‌ها این نوع کشتی‌ها به شمار می‌آید:
ـ هدایت و راهنمائی کانتینر توسط راه‌گاه‌های عمودی به منظور چیده شدن صحیح در انبار کشتی؛
ـ افزایش سرعت تخلیه و بارگیری کانتینر؛
ـ عدم نیاز به مهار کانتینر (Lashing) به‌علت وجود سلول‌ها؛
ـ سهولت تفکیک کانتینرها؛
ـ صرفه‌جوئی زمانی با توجه به عدم نیاز به مهار کانتینرها.
لازم به توضیح است در شناورهای (Open Top Vessel) این شیوه متداول‌ترین روش خواهد بود و می‌تواند حداکثر تعداد کانتینر را بدون تغییرات زیاد در ابعاد کشتی، بارگیری کرد.
●سلول‌بندی بالای عرشه (Cell guide above Deck)
در برخی از کشتی‌ها به منظور تسریع در بارگیری کانتینر برروی درب انبارها و بر روی انبارها از راه‌گاه‌های عمودی ثابت و متحرک استفاده شده و سلول‌بندی فوق عرشه‌ای را فرم داده‌اند که از نظر مزایای استفاده، همانند سلول‌بندی داخل انبار است ولی معمولاً چون جابه‌جائی پایه‌ها و راه‌گاه‌های عمودی مشکل و وقت‌گیر است، لذا اکثراً این تجهیزات بر روی عرشه ثابت شده‌اند ولی با درخواست مالک کشتی، می‌توان آنها را جابه‌جا، طراحی و نصب کرد.
●سیستم لشینگ یا مهار کانتینر (Container Lashing system)
شاید یکی از محدودیت‌های بارگیری کانتینر بالای عرشه و درب انبارها را بتوان، مشکل مهارسازی (Lashing) کانتینرها در ردیف‌های دوم به بالا ذکر نمود که به سیستم بکسل (Lashing wire) خیلی بلند یا به میله‌های بلند و سنگین مهار (Lashing Bar) نیاز دارد. این سیستم علاوه بر افزایش هزینه نیروی کار، به صرف وقت زیاد برای مهار کانتینرها نیاز دارد و از طرفی عدم استفاده از فضای بین کانتینرها نیز از معایب این روش است. همچنین این موارد در هنگام تخلیه نیز وجود دارد و نیاز به نیروی کار و صرف زمان برای باز کردن مهارها و بازکردن اتصالات و آماده نمودن کشتی برای بارگیری مجدد نیز از دیگر عوامل است.
ـ یکی از روش‌های مهار کانتینر بر روی عرشه استفاده از Cell guide Deck یا راه‌گاه عمودی نصب شده بر روی عرشه است که نیاز به مهار کانتینر را رفع می‌سازد و موجب صرفه‌جوئی در نیروی کار و هزینه‌های دیگر و همچنین صرفه‌جوئی زمانی می‌شود.
ـ راه‌حل دیگر جهت مهار کانتینرها استفاده از Lashing Bridge یا سکوهای عمودی کم‌عرض است. این سکوها در فواصل بین دو انبار نصب می‌شوند و ضمن کاهش فضای بین دو دسته کانتینر بارگیری شده، با توجه به ارتفاعی که دارند، موجب می‌شوند دسترسی به کانتینرهای ردیف‌های بالاتر با استفاده از میله‌های مهار کوتاه‌تر امکان‌پذیر شود و سرعت مهار کانتینرها نیز افزایش یافته و تعداد بیشتری از کانتینرها مهار می‌گردند.ـ راه‌حل دیگر، استفاده از کشتی‌های کانتینری فاقد عرشه یا Vessel Open Top Container است که از کف انبار تا چند ردیف بالای عرضه کانتینرها، به فرم یک‌سره به‌صورت عمودی بر روی یکدیگر قرار گرفته و نیاز به مهار کانتینرها را مرتفع می‌سازد.
ـ شیوه دیگر سیستم مهار موازی با استفاده از لوله‌های مهار (sys paralash) است در این سیستم با استفاده از لوله‌های مهار (Bar) کوتاه‌تر و استفاده از جفتی یا موازی از این نوع لوله‌ها، مهار مستحکم‌تری را برای کانتینرها به‌وجود آورده‌اند.
استفاده از سکوهای عمودی (Lashing Bridge) سبب کوتاه شدن طول میله‌های مهار، امکان بارگیری مطمئن کانتینر در ردیف‌های فوقانی، کاهش وزن میله‌های مهار و امکان حمل‌ونقل راحت‌تر میله‌ها به‌علت کاهش وزن میله‌ها و انعطاف‌پذیری در مهار کانتینرها می‌شود.
●نحوه جای دادن کانتینرهای ۲۰ فوتی در سلول‌بندی ۴۰ فوتی
با توجه به این‌که در داخل انبارها سلول‌بندی جهت کانتینرهای ۴۰ فوتی در نظر گرفته شده است، لذا تدابیر خاصی برای بارگیری کانتینرهای ۲۰ فوتی اتخاذ شده است.اصولاً ۳ روش برای جای دادن کانتینرهای ۲۰ فوتی در سلول‌های تعبیه شده وجود دارد که عبارت‌اند از:در روش اول کانتینرهای ۲۰ فوتی در عرض انبار توسط یک قطعه به نام (Double stacking cones) در جهت عرضی به‌هم متصل می‌شوند. در جائی‌که کانتینرها به دیواره طولی تکیه می‌دهد، مابین کانتینر و دیواره‌های طولی یک‌سازه ضربه‌گیر یا یک تقویت‌کننده و پشتیبان برای تحمل فشار وارده نصب می‌گردد. این روش متداول‌ترین روش بوده و می‌توان کانتینرها را به‌صورت ردیف‌های افقی تخلیه و یا بارگیری نمود در روش دوم کانتینرها از جهت طولی کشتی به‌هم متصل می‌شوند و قطعاتی که آنها را به‌هم متصل می‌کند، ”Anti racking spacer“ نامیده می‌شود. در این حالت دو کانتینر ۲۰ فوتی به‌طوری به‌هم متصل می‌شوند که به‌صورت یک کانتینر ۴۰ فوتی در می‌آید و نیازی به ضربه‌گیر پشتیبان همانند روش اول نیست. از جمله معایب این روش این است که در هنگام بارگیری و تخلیه، کانتینرها را باید به‌صورت ردیف‌های افقی تخلیه یا بارگیری کرد؛در روش سوم که امروزه بیشتر متداول شده، با مدنظر قراردادن معایب دو روش قبلی، بارگیری به روش ترکیبی مشتمل بر بارگیری کانتینرهای ۲۰ و ۴۰ فوتی است. در این روش می‌توان کانتینرها را به‌صورت ستونی یا عمودی (stackwise loading discharging) بارگیری و یا تخلیه کرد که تنها عیب این روش محدودیت وزن ستونی کانتینرها (Stackweight) است که باید به حدود ۶۰ تن کاهش یابد.
●سپر موج‌شکن (Wave Breaker Guard)
در بعضی از کشتی‌های کانتینربر، در قسمت جلو به منظور حفاظت فیزیکی از کانتینرهای ردیف جلو، از یک سپر محافظ که در مقابل برخورد با امواج به شکل موج‌شکن عمل می‌کند، استفاده شده است که البته به‌صورت یک دیواره شیب‌دار می‌باشد تا مقاومت آن در مقابل وزش باد و حرکت کشتی کاهش یابد. نصب این دیواره اجباری نبوده و با درخواست مالک کشتی نصب می‌شود.
●موتور در کشتی‌های کانتینری (ENGINES)
موتورهای دیزل به‌علت مصرف سوخت نسبتاً ارزان‌قیمت، برای تأمین نیروی رانش کشتی به‌کار گرفته می‌شوند ضمن آن‌که موتورهای نوع توربین گازی (GAS TURBIN) بیشتر برای کشتی‌های کوچک‌تر که به سرعت بیشتری نیاز دارند و نیز کشتی‌های مسافری فری (Ferries) به‌کار گرفته می‌شود.مؤسسه رده‌بندی GL در ارتباط با طراحی سیستم رانش کشتی از سال‌های قبل مبنای کار خود را براساس فرمول زیر پایه‌گذاری نموده است.
میزان توان بار موتور = میانگین بارهای وارده + ضریب ایمنی
مولدبرق متصل به شافت پروانه (SHAFT GENERATOR)
امروزه در اکثر کشتی‌ها از جمله کشتی‌های کانتینری به‌علت گران بودن سوخت دیزل برای تولید برق در ژنراتورهای دیزلی، از روش جدید تولید برق از طریف شافت پروانه استفاده می‌شود. در این روش پس از این‌که کشتی از محدوده بندر خارج و به آب‌های آزاد جائی که حداکثر سرعت نابوری را به‌طور ممتد بتواند حفظ کند مولدبرق شافت پروانه بدون نیاز به مصرف سوخت برای ژنراتورها برق تولید می‌شود.روش‌های متداول در انتقال قدرت شافت پروانه به مولدبرق عبارت‌اند از:
ـ روش اول نصب مولدبرق به‌صورت مستقیم بر روی شافت پروانه است که در این حالت شافت پروانه بخشی از مولدبرق را تشکیل می‌دهد.
ـ روش دوم نصب مولدبرق (سمت مخالف محل نصب شافت پروانه) است که از طریق جعبه دنده قدرت شافت پروانه از قسمت جلوی موتور به مولدبرق منتقل می‌شود.
ـ روش سوم استفاده از شافت پروانه با جعبه دنده به‌صورت واسطه بین شافت پروانه و مولدبرق است.
در موتورهای بزرگ دارای توان خروجی بالا، موتور از طریق شافت به کوپلینگ اتصال و از آنجا به گیربکس و سپس توسط شافت به پروانه متصل می‌شود. بدیهی است با افزایش قدرت موتورها، مصرف سوخت آنها نیز به تناسب افزایش می‌یابد ولی با استفاده از تدابیر خاصی نظیر استفاده از موتورهای خورجینی (V شکل) ۱۲ سیلندر و موتورهای با فشار کمپرس سیلندر بیشتر، تغییر زیادی نخواهد داشت.

منبع : مجله بندر و دریا