Что такое буи? Полное руководство по проектированию морских, пенопластовых и судовых буев

Для чего на самом деле создан морской буй

A морской буй — это не отдельный продукт, а категория плавучего оборудования, выполняющая три различные функции: маркировка, швартовка и мониторинг. Навигационный буй сообщает кораблю, где находится безопасный канал. Причальный буй удерживает судно на месте без причала. Буй мониторинга оснащен датчиками погоды, качества воды или данных о волнах. Все три плавают, используя одну и ту же базовую физику — вес вытесненной воды превышает собственный вес буя — но конструкция каждого из них резко различается в зависимости от того, какой силе он должен противостоять.

Путаница вокруг того, «что такое буи», обычно возникает из-за объединения этих работ в одну кучу. Небольшой пенопластовый маркер, направляющий каякеров по зоне для купания, и стальной буй массой 3000 кг, удерживающий нефтяной танкер у терминала, технически являются буями, но у них почти ничего общего в конструкции, размере или нормативном контроле.

Пенные буи: почему утверждение о «непотопляемости» является буквальным

A пенный буй состоит из твердого ядра из вспененного полистирола с закрытыми порами (EPS) или вспененного полиэтилена с поперечными связями, обернутого твердой полиэтиленовой оболочкой, полученной центробежным формованием, или покрытием из напыляемой полимочевины. Поскольку материал плавучести представляет собой твердую пену, а не наполненную воздухом оболочку, буй из пенопласта физически не может затонуть, если внешняя обшивка проколота — именно поэтому эта конструкция доминирует над знаками навигационной безопасности и критическими точками швартовки. Треснувшая раковина не означает потерянный буй.

На практике это имеет большее значение, чем кажется. Наполненный воздухом стальной или полый пластиковый буй имеет герметичное уплотнение; проколите его, и он может затопиться и затонуть, унеся с собой навигационный знак или якорную точку пришвартованного судна. Буй с пенопластовым сердечником просто продолжает плавать, в худшем случае частично затопленный.

О чем на самом деле говорит плотность пены

Пена EVA высокой плотности, используемая в аквакультуре и в швартовных буях, обычно имеет плотность 30–200 кг/м³, а более высокая плотность означает большую устойчивость к раздавливанию под нагрузкой. Проще говоря: пенопласт низкой плотности (около 30 кг/м³) подходит для легкого маркера каналов, которому нужно только удерживать себя. Пенопластовый сердечник плотностью около 150–200 кг/м³ — это то, что вам нужно под буем, выдерживающим повторяющиеся удары от корпусов лодок или движения клеток на рыбной ферме, поскольку он сопротивляется разрушению, а не просто плавает.

Однако пенопластовые буи – это не только мелочи. Композитные версии большего размера, построенные на основе пенопластового сердечника с центральным стальным силовым элементом, также используются для серьезной швартовки: пенопласт обеспечивает плавучесть и устойчивость к ударам, а внутренний стальной позвоночник несет фактическую нагрузку от швартовного оборудования.

Стальные буи: для чего они созданы, чтобы выжить

Стальной буй представляет собой сварную полую стальную оболочку, обычно разделенную на несколько герметичных отсеков, плавучесть которой обеспечивается за счет смещенного объема воздуха, а не твердой пены, хотя многие современные стальные буи теперь включают в себя пенопластовый сердечник специально в качестве резервного. Этот гибридный подход существует по понятной причине: буи из чистой стали и воздуха могут затонуть, если их сломать, поэтому производители все чаще заполняют корпус пеной в качестве страховки.

Стальные корпуса навигационных буев обычно изготавливаются из сертифицированных CCSA стальных листов для судостроения толщиной примерно 5 мм, выбранных из-за ударопрочности, коррозионной стойкости и усталостной прочности. Внутренняя конструкция обычно усилена тремя-пятью водонепроницаемыми отсеками, тщательно сваренными, поэтому плавучесть сохраняется, даже если одна секция повреждена, что является прямым ответом на риск точечного разрушения старых конструкций стальных буев.

Почему сталь остается стандартом для тяжелых условий эксплуатации корабельные буи

Буи из пенопласта легче, требуют меньше обслуживания и дешевле в производстве — так почему же сталь вообще сохраняется? Потому что грузоподъемность и жесткость конструкции по-прежнему отдают предпочтение стали там, где буй должен крепить что-то огромное. Большой корабельный буй на танкерном терминале или на морской якорной стоянке не просто плавает; он поглощает волновую, ветровую нагрузку и сопротивление течения судна, которое может весить десятки тысяч тонн, передаваемые через цепь и швартовное оборудование, прикрепленное болтами непосредственно к конструкции буя. Жесткость стали справляется с этим механическим напряжением так, как пенопластовые оболочки обычно не могут сравниться с ними в таких масштабах.

Производство следует довольно последовательной последовательности во всей отрасли: стальные компоненты привариваются к корпусу буя, сварной корпус подвергается проверке на герметичность, чтобы выявить утечки перед развертыванием, и — все чаще — полость заполняется пенополиуретаном, поэтому буй сохраняет частичную плавучесть даже после повреждения корпуса. Именно этот последний шаг отличает современный стальной буй от полого буя старого образца.

Пенопласт против стали: как на самом деле выбрать

Ни одна из конструкций не является универсально «лучшей» — правильный выбор зависит от нагрузки, бюджета, окружающей среды и того, насколько реально у вас будет доступ для обслуживания. Вот как эти два фактора соотносятся с наиболее важными:

Полезное практическое правило: если буй необходимо переместить, осмотреть или заменить двумя людьми без тяжелого оборудования, почти всегда побеждает конструкция из пенопласта. Если коммерческое судно удерживается на открытой воде, более безопасным вариантом будет сталь — обычно с опорным слоем из пенопласта.

Чтение цветов буев: код не является декоративным.

Каждый цвет и форма навигационного буя имеет определенную инструкцию, стандартизированную во всем мире в соответствии с Системой морских знаков МАМС. Ошибка не является незначительной: неправильное прочтение боковой отметки может привести судно прямо к обозначенной на карте опасности.

• Красные буи обозначьте одну сторону фарватера — в регионе А МАМС (Европа, Африка, большая часть Азии, Австралия), красным отмечен левый (левый) борт при возвращении из моря; в регионе B (Америка, Япония, Корея, Филиппины) цвета меняются, поэтому вместо этого красный обозначает правый борт.
• Зеленые буи отметьте противоположный край канала красным, следуя тому же региональному расколу.
• Черно-желтые кардинальные буи указать, в каком направлении по компасу безопасно миновать опасность — судно должно пройти к западу от западного кардинального знака, к востоку от восточного кардинального знака и так далее для каждого направления.
• Желтые буи специальной отметки отмечайте ненавигационные объекты, такие как зоны ограничения скорости, кабели или места стоянки, а не края канала.
• Красно-белые буи с вертикальной полосой отметьте безопасную воду — обычно это место в середине канала или на берегу с чистой водой с обеих сторон.

Определение размеров и выбор буя для вашего конкретного случая использования

Выбор буев становится понятным, как только вы отделите вопросы, которые на самом деле определяют спецификацию:

1. Какую максимальную нагрузку он выдержит? Дэйсейлеру, стоящему на причале в марине, требуется лишь малая часть номинальной грузоподъемности, необходимой для 40-футового траулера. Увеличение размера обходится недорого; уменьшение размера может привести к затягиванию швартовки во время шторма.
2. Насколько объект подвержен воздействию солнца и соли? Оболочки из ПЭВП, стабилизированного УФ-излучением, и покрытия из стали, оцинкованной горячим способом, существуют именно потому, что необработанные материалы быстро разлагаются под прямым воздействием тропиков или открытого океана.
3. Нужно ли ему пережить прокол? Если буй отмечает опасность или край канала, где отказ создает реальную угрозу безопасности, конструкция с пенопластовым сердечником или подкладкой из пеноматериала является более безопасным вариантом по сравнению с полой сталью или полым пластиком.
4. Как он будет устанавливаться и обслуживаться? Пенопластовые буи диаметром менее 12 дюймов обычно могут перемещаться двумя людьми с небольшой лодки; Более крупные стальные причалы или корабельные буи обычно требуют использования крана и периодического подъема для нанесения нового покрытия.

Для большинства владельцев частных лодок и небольших операторов буй из полиэтилена высокой плотности среднего размера с герметичным сердечником из пенополистирола и крепежными деталями из нержавеющей стали подходит для подавляющего большинства случаев использования - доков, рыболовных снастей и общей навигационной маркировки - без перехода к промышленной стальной конструкции.