Что такое швартовный буй? Типы, использование и полное руководство

A причальный буй представляет собой плавучее устройство, прикрепленное к морскому дну, которое позволяет судам закрепиться, не бросая собственный якорь: судно привязывается непосредственно к бую, который удерживается на месте тяжелой донной цепью, грузилом или якорной системой на дне. В отличие от навигационного буя, который отмечает опасность или канал, причальный буй является функциональной точкой причала. Он защищает морское дно от многократного повреждения якоря, позволяет быстрее и безопаснее прикреплять суда и может принимать суда, от небольших прогулочных лодок до крупных коммерческих судов, в зависимости от размера, конструкции и характеристик наземных снастей буя.

Морские буи в целом служат гораздо более широкому кругу целей — от навигационной маркировки и сбора научных данных до аквакультуры и морской энергетики — и производятся из нескольких материалов и конфигураций, соответствующих этим различным функциям. В этом руководстве рассказывается, что такое швартовые буи, как они работают, основные типы плавучие буи использования в море, а также основные соображения по выбору, установке и техническому обслуживанию.

Как работает швартовный буй: полная система

Причальный буй — это не просто плавучий шар, это видимый компонент комплексной системы наземных снастей. Понимание всей системы объясняет, почему швартовые буи могут безопасно удерживать суда даже в плохую погоду.

Система от морского дна до судна обычно состоит из:

1. Донный якорь или грузило — тяжелый бетонный блок (обычно 2–20 тонн для коммерческих причалов), пробуренный скальный якорь или винтовой якорь, заделанный в морское дно; обеспечивает основную удерживающую силу
2. Цепь заземления — тяжелая цепь из оцинкованной стали, лежащая на морском дне или вблизи него; вес цепи действует как цепная связь, поглощая ударные нагрузки до того, как они достигнут якоря; длины цепи заземления обычно равны 1,5–2 × глубина воды
3. Подъемная цепь или подъемный канат — соединяет наземную цепь с корпусом буя; длина рассчитывается таким образом, чтобы буй плавал на поверхности при среднем паводке, а стояк находился под минимальным натяжением.
4. Корпус буя — плавающий элемент; обеспечивает плавучесть, удерживая цепную систему в вертикальном положении, и служит точкой крепления судов; оснащен приемным тросом, кольцом или сквозным отверстием для емкостных линий
5. Подхватывающая линия и подвеска — плавучий трос или подвеска, свисающая с буя, которую экипаж судна может поднять, не выходя за борт; подвеска соединяет носовую линию судна непосредственно с основной точкой швартовки буя.

Удерживающая способность всей системы определяется самым слабым компонентом — обычно наземным якорем или оборудованием для подключения райзера, а не самим буем. Буй, рассчитанный на 50-тонное судно действителен только в том случае, если анкерная система под ним указана и установлена в соответствии с этим номиналом.

Типы швартовных буев и их применение

Швартовные буи значительно различаются по размеру, конструкции и грузоподъемности в зависимости от типа судна, для удержания которого они предназначены. Ниже приведены основные категории, используемые на практике:

Рекреационные причальные буи

Самый распространенный тип в пристанях для яхт, якорных стоянках и морских охраняемых территориях. Обычно Диаметр 300–600 мм , изготовленный из полиэтилена или пенопласта, с центральным сквозным отверстием или верхним рым-болтом для крепления швартовной подвески. Номинальная нагрузка обычно варьируется от 1–10 тонн , подходит для парусников, моторных лодок и небольших коммерческих судов. Белый цвет или белый с синей полосой является стандартным во многих юрисдикциях и позволяет идентифицировать их как общественные или частные точки швартовки, а не как навигационные знаки.

Буи для коммерческих судов

Большой корабельные буи Используемые на подходах к портам, танкерным терминалам и морским якорным стоянкам представляют собой прочные инженерные сооружения. Диаметры варьируются от от 1,5 м до более 4 м , с общим весом системы в несколько тонн. Эти буи должны выдерживать швартовые нагрузки водоизмещающих судов. Дедвейт 50 000–300 000 тонн (дедвейт в тоннах) в открытых морских условиях. Обычно они изготавливаются из сварной стали с заполненными пеной пустотами для обеспечения плавучести и оснащены несколькими швартовными кольцами, натирающими цепями и навигационными огнями.

Одноточечные причальные (SPM) буи

Специализированный большой корабельный буй, используемый при добыче нефти и газа на море. Судно — обычно танкер — пришвартовывается к бую и флюгерам вокруг него (вращается под действием ветра и течения), а гибкий шланг доставляет или принимает груз через сам корпус буя. Буи ВОП позволяют осуществлять погрузку и разгрузку танкеров на глубокой воде без портовой инфраструктуры. Отдельные системы SPM могут обрабатывать суда размером до Дедвейт 400 000 тонн и работать на глубинах воды, превышающих 100 метров .

Плавательные и экологические швартовые буи

Буи меньшего размера используются для обозначения зон купания, заповедников или охраняемых рифов. Часто строятся с использованием эко-швартовных систем, в которых вместо тяжелых бетонных блоков используются винтовые анкеры, что сводит к минимуму нарушение морского дна. Номинальная нагрузка низкая — обычно менее 2 тонн — так как они не предназначены для удержания судов в штормовых условиях.

Материалы морских буев: пенопластовый буй, сталь или полиэтилен

Материал корпуса морского буя напрямую влияет на его плавучесть, долговечность, требования к обслуживанию и пригодность для различных сред. Тремя доминирующими материалами являются пенопласт с закрытыми порами, полиэтилен, полученный ротационным формованием, и сварная сталь.

Пенопластовые буи в деталях

Пенопластовые буи, изготовленные из пенополистирола (EPS) или пенополиэтилена с поперечными связями, заключенного в твердую пластиковую оболочку или покрытие из полимочевины, представляют собой одну из самых надежных конструкций буев для большинства морских применений. Поскольку плавучий материал представляет собой твердую пену, а не наполненную воздухом оболочку, пенный буй не может утонуть, если внешняя оболочка проколота . Эта непотопляемость делает буи из пеноматериала предпочтительной спецификацией для буев навигационной безопасности и критически важных швартовочных устройств.

Буи из пенопласта EVA высокой плотности, используемые в аквакультуре и для швартовки, обычно имеют плотность 30–200 кг/м³ , с более высокой плотностью, обеспечивающей большее сопротивление сжатию под нагрузкой. Цилиндр из пенопласта диаметром 400 мм × 600 мм и плотностью 50 кг/м³ обеспечивает примерно 50–60 кг чистой плавучести после собственного веса, что делает его подходящим для поддержки швартовных цепей при швартовке на мелководье.

Типы морских буев по функциям

Помимо швартовки, плавучие буи выполняют широкий спектр морских функций. Понимание полной таксономии типов морских буев проясняет как то, что доступно, так и то, для чего предназначен каждый тип.

Система плавучести МАМС: цветовая маркировка навигационных буев

Навигационные буи — морские буи, обозначающие каналы, опасности и особые объекты — соответствуют системе морских знаков МАМС (Международной ассоциации морских средств навигации и маяков), которая стандартизирует цвета, формы, световые характеристики и топовые знаки буев во всем мире. Понимание этой системы имеет важное значение для любого моряка, сталкивающегося с буями в море.

Мир разделен на два региона с немного разными условностями:

• МАМС, регион А — Европа, Африка, Азия, Австралия, Новая Зеландия: красные буи отмечают левый (левый) борт фарватера при движении с моря; зеленые буи отмечают правый борт (правый) борт
• МАМС, регион B — Северная Америка, Южная Америка, Япония, Филиппины, Южная Корея: красные буи отмечают правый борт (правый) борт вход с моря («Возвращение Красного Права» - мнемоника)

Помимо боковых знаков, система включает в себя кардинальные знаки (обозначающие безопасное направление воды относительно опасности, используя черный и желтый цвета), отдельные знаки опасности (черные с красной полосой), знаки безопасной воды (красные и белые вертикальные полосы) и специальные знаки (желтые, обозначающие области особого интереса, такие как зоны военных учений или положения информационных буев).

Определение размеров причального буя: подбор буя к судну

Выбор правильного размера швартовного буя для судна требует расчета максимальной швартовной нагрузки — пиковой силы, которую судно будет оказывать на швартовочную систему при наихудших условиях ветра и течения. Недостаточный размер системы швартовных буев является распространенной причиной отказа швартовки, особенно в штормовых условиях.

Упрощенный подход использует водоизмещение судна и зону воздействия ветра для оценки пиковой нагрузки на швартовку. В качестве практической справки:

Эти цифры являются лишь ориентировочными. Полный проект швартовки должен включать в себя расчет нагрузки корабельным архитектором или инженером-швартовщиком на основе фактических критериев расчета скорости ветра (обычно Бофорт Форс 8–10 для постоянных причалов), скорость течения и парусность конкретного судна.

Установка швартовного буя: основные этапы и соображения

Установка постоянного причального буя предполагает нечто большее, чем просто размещение буя на воде. В большинстве юрисдикций для правильной установки швартовки требуется оценка площадки, одобрение регулирующих органов, инженерные расчеты и профессиональная установка.

Требования перед установкой

• Разрешение администрации порта или береговой администрации — в большинстве стран для размещения причала в судоходных водах требуется лицензия или разрешение соответствующего морского ведомства; эксплуатация нелицензионного причала может повлечь за собой удаление и штрафы
• Исследование морского дна — оценить тип морского дна (песок, ил, скалы, рифы) для выбора подходящего типа якоря; требуется гидрографическая карта и часто физический осмотр погружения.
• Расчет качающегося круга — определить радиус стреловидности пришвартованного судна при максимальном диапазоне приливов; этот круг должен с достаточным запасом очищать другие причалы, навигационные каналы и опасности на морском дне.
• Расчет длины цепи — длина цепи заземления обычно 1,5–3 × максимальная глубина воды во время прилива; недостаточная наземная цепь приводит к подъему и волочению якоря при пиковой нагрузке

Процесс установки

1. Разместите анкерный блок или установите винтовой/каменный анкер в проверенном положении.
2. Проложите и подсоедините цепь заземления, обеспечив достаточную глубину установки.
3. Подсоедините подъемную цепь или веревку к наземной цепи с помощью сертифицированного вертлюга, чтобы предотвратить распространение скручивания цепи на буй.
4. Прикрепите корпус буя к райзеру с помощью скобы соответствующего размера — предельная рабочая нагрузка скобы должна превышать максимальную расчетную нагрузку системы на коэффициент запаса прочности минимум 3:1
5. Прикрепите и подвесьте подхват или подвеску; подвеска должна быть достаточно длинной, чтобы доходить до палубы судна без необходимости высовывания экипажа за борт.
6. Отметьте место швартовки на картах и уведомите соответствующие портовые власти; установите любой необходимый навигационный огонь, если буй находится на коммерческом водном пути

График технического обслуживания и проверок причальных буев

Швартовный буй и его система наземных снастей постоянно изнашиваются из-за коррозии, истирания, роста морской среды, воздействия ультрафиолета и усталости. Большинство отказов при швартовке происходит из-за небрежного обслуживания наземной цепи или соединения райзера, а не из-за выхода из строя самого корпуса буя. Регулярный осмотр необходим для обеспечения безопасности.

Рекомендуемые интервалы проверок

• Ежегодный осмотр поверхности — визуально осмотреть корпус буя на предмет трещин, разрушения под воздействием ультрафиолета и физических повреждений; проверьте всасывающую линию на наличие перетираний и замените, если она изношена; осмотрите верхнюю дужку и вертлюг на предмет коррозии и безопасности.
• Каждые 2–3 года — осмотр подводной цепи. — осмотр водолазом или ROV стояка, заземляющей цепи, вертлюгов и якоря; измерить диаметр звена цепи для оценки потерь от коррозии; звенья цепи уменьшены до 75% исходного диаметра следует немедленно заменить
• Каждые 5 лет — полное обслуживание системы — поднять весь причал для осмотра поверхности; замените изношенные участки цепи, проржавевшие скобы и изношенные вертлюги; предотвращать засорение корпуса буя, если зарастание морской среды вызывает значительное сопротивление

Признаки того, что требуется немедленная проверка

• Буй сместился со своего зарегистрированного положения — это может указывать на сопротивление якоря или обрыв цепи.
• Буй сидит заметно ниже в воде — может указывать на затопление полого корпуса буя или чрезмерный вес морских организмов.
• Видимые трещины, расколы или деформация корпуса буя.
• После любого сильного шторма — штормовые нагрузки могут привести к постепенному выходу из строя звеньев цепи или к выходу штифтов скобы из строя.

Экологические соображения для современных морских буевых систем

Традиционные системы швартовки, использующие большие бетонные грузила, вызывают значительное нарушение морского дна: блок и его тянущаяся наземная цепь могут повредить заросли морских водорослей, коралловые рифы и другие чувствительные донные среды обитания в течение срока службы. Во многих морских охраняемых районах и экологически чувствительных якорных стоянках эти традиционные системы сейчас запрещены или ограничены.

Альтернативные системы эко-швартовки решают эти проблемы за счет нескольких изменений в конструкции:

• Спиральные винтовые анкеры — забиваются на морское дно специализированным инструментом; минимальный след помех; надежно удерживаются в песке, глине и мягких камнях; все чаще указывается в зонах защиты рифов и морских водорослей
• Эластичные или нейлоновые стояки — замена тяжелых цепных свободных концов на эластичные синтетические стропы устраняет зону стреловидности цепи и значительно уменьшает площадь контакта с морским дном
• Подземные буи — размещение вторичного буя ниже ватерлинии в составе райзерной системы снижает сопротивление поверхности и исключает волновую нагрузку на якорную систему в штормовых условиях.
• Биоразлагаемые или перерабатываемые материалы для буев — некоторые производители теперь предлагают буи, изготовленные из переработанного океанского пластика или материалов, предназначенных для переработки по окончании срока службы, что решает проблему загрязнения морской среды пластиком изношенными или брошенными буями.

При установке причалов в экологически чувствительных районах консультация с соответствующим природоохранным органом перед выбором типа якоря и буйковой системы является одновременно нормативным требованием во многих юрисдикциях и разумной практикой защиты среды обитания, которая делает эти якорные стоянки достойными посещения.