لوله های هواگرد در کشتی ها و الزامات کنوانسیون خط شاهین

لوله ی هواگرد (Air Pipe)

عموماً در هنگام پرشدن مخازن با مایعاتی مانند آب، عملیات باعث جابجایی هوای داخل مخزن می گردد. با افزایش سطح مایع، بدیهی است هوای محبوس نیز فشرده و فشرده تر خواهد شد و این موضوع تا زمانی که فشار پشت مایع با فشار هوای محبوس برابر شود، ادامه می یابد که در این حالت دیگر نمی توان مخزن را بیش از آن پر کرد مگر آنکه به روشی فشار هوای محبوس آزاد شود.

بدین منظور و برای اطمینان از ثابت ماندن فشار هوای درون مخزن از لوله های هواگرد (Air Pipes) استفاده می شود. با توجه به ارتباط مستقیم بین فضای خالی بالای مخازن با بیرون، فشار هوای محبوس کاملاً با فشار بیرون برابر خواهد بود و بدین ترتیب لوله های هواگرد اجازه جریان آزادانه هوا و جلوگیری از ایجاد فشار خلاء را به ما می دهند. برای حفظ ایمنی شناورها، انتهای لوله های هواگرد مخازن به ترتیباتی برای بسته شدن در شرایط آب و هوایی نا مناسب، مجهز می کنند.

لازم به ذکر است که اصطلاح لوله های هواگرد (Air Pipes) برای مخازن حمل بار (Cargo Tanks) استفاده نمی شود، زیرا که در اینگونه مخازن شیوه ی متفاوتی از سیستم های تهویه یا کنترل فشار به کار می رود که در این مقاله بدانها اشاره نخواهد شد.

قسمت بیرون زدگی لوله های هواگرد بر روی عرشه های ارتفاع آزاد (Freeboard Deck) یا روسازه (Superstructure Deck) باید دارای استحکام مناسبی برای مقاومت در برابر نیروهای وارده احتمالی باشد. بدین منظور علاوه بر ساختار استاندارد سازه ای آن، با توجه به قطر و موقعیت لوله، مقرراتی برای حداقل ضخامت مورد نیاز، تدوین شده است. یکی از مهمترین موارد در مبحث لوله های هواگرد با توجه به کنوانسیون خط شاهین (Load Line) ارتفاع دیواره لوله ها از سطح عرشه است. این مقدار در صورت قرارگیری لوله های هواگرد روی عرشه ارتفاع آزاد، حداقل 760 میلی متر و در صورت قرارگیری بر روی عرشه های روسازه، حداقل 450  میلی متر می باشد. البته، در مواردی که نصب لوله های هواگرد با این ارتفاع موجب اختلال در عملیات شناور بشود، ممکن است دولتهای صاحب پرچم و یا نمایندگان قانونی آنها، با کاهش ارتفاع موافقت کنند. مشروط بر آنکه ترتیبات سختگیرانه تری برای بسته شدن لوله های هواگرد، به کار گرفته شود. لوله های هواگرد باید به تجهیزاتی برای بسته شدن خودکار در شرایط جوی نامناسب مجهز گردند. انواع لوله های هواگرد متداول در کشتی ها به دو نوع هواگرد های کلاهک دار(Bonnet Type) و کله غازی (Goose Neck Type) تقسیم می شود که نوع کلاهک دار آن در شکل زیر نشان داده شده است.

اندازه گیری ارتفاع قانونی لوله های هواگرد کلاهک دار (Bonnet type) از روی محل نصب تا محلی که آب می تواند وارد مسیر لوله شود، محاسبه می شود. اگر دریچه (Cap) لوله باز شود، این محل به راحتی قابل مشاهده است. در خصوص لوله های از نوع کله غازی (Goose Neck) ارتفاع تا پایین ترین قسمت منحنی شکل لوله، در نظر گرفته می شود.

در شناورهای Type A، B-60 و B-100، ممکن است بر اساس محاسبات کنوانسیون خط شاهین، ارتفاع بیشتری برای لوله های هواگرد در نظر گرفته شود. به همین ترتیب در برخی حالات خاص که لوله های هواگرد به مخازن نفتی یا حاوی آب دریا منتهی شوند، ممکن است لوله های هواگردی با ارتفاع بیشتر نصب گردند.

در مواقعی که لوله های هواگرد از کناره های روسازه ها (Superstructures) عبور می کنند، دهانه لوله باید حداقل 2.3 متر بالاتر از خط آبخور تابستانی (Summer waterline) شناور قرار بگیرد. با این وجود، در صورتی که شناور در آبهای حفاظت شده دریانوردی می کند، منوط به تأیید دولتهای صاحب پرچمشان، ارتفاع دیواره لوله (Coaming) کمتری نیز قابل قبول خواهد بود. در عرشه های روسازه، ارتفاع لوله های هواگرد همانگونه که در بخش های قبل بدان اشاره شده بود، نباید کمتر از 450 میلی متر باشد.

حداقل ضخامت لوله های هواگرد

لوله های هواگرد نصب شده در موقعیت های 1 و 2 (مطابق با تعریف کنوانسیون خط شاهین) که به فضاهای زیر عرشه ارتفاع آزاد (Freeboard Deck) یا فضاهای زیر روسازه های محصور (Enclosed Superstructures) منتهی می گردند، باید حداقل ضخامت زیر را داشته باشند:

1. قطر خارجی لوله برابر یا کمتر از 80 میلی متر باشد: حداقل ضخامت 6 میلی متر
2. قطر خارجی لوله برابر یا بیشتر از 165 میلی متر باشد: حداقل ضخامت 8.5 میلی متر
3. سایر اندازه ها با میان یابی خطی محاسبه می گردد.

برای دیگر لوله های هواگرد نصب شده، غیر از موارد بالا:

1. قطر خارجی لوله برابر یا کمتر از 155 میلی متر باشد: حداقل ضخامت 4.5 میلی متر
2. قطر خارجی لوله برابر یا بیشتر از 230 میلی متر باشد: حداقل ضخامت 6 میلی متر
3. سایر اندازه ها با میان یابی خطی محاسبه می گردد.

موقعیت های 1 و 2 (Position 1 & 2)

برای فهم راحت تر این موضوع، نقطه ای قراردادی به فاصله یک چهارم طول فری بورد شناور از عمود سینه به سمت پاشنه را در نظر بگیرید. در قسمت جلویی و عقبی این نقطه با توجه به ارتفاع عرشه ها، موقعیت های 1 و 2 به صورت جداگانه تعریف می شود.

در جلوی این نقطه، در صورتی که ارتفاع عرشه مورد نظر که می تواند شامل عرشه فری بورد، عرشه روسازه و یا دیگر عرشه های بیرونی (Exposed Decks) باشد، کمتر از دو برابر ارتفاع استاندارد روسازه باشد، موقعیت 1 در نظر گرفته شده است. به همین ترتیب اگر ارتفاع عرشه مورد نظر برابر یا بیشتر از دو برابر ارتفاع استاندارد روسازه باشد، عرشه در موقعیت 2 خواهد بود. 

در قسمت عقبی نقطه یک چهارم طول فری بورد، در صورتی که ارتفاع عرشه مورد نظر کمتر از ارتفاع استاندارد روسازه باشد، موقعیت 1 و در مابقی حالات موقعیت2 در نظر گرفته خواهد شد. لازم به ذکر است که ارتفاع استاندارد روسازه در کنوانسیون خط شاهین به دقت تعریف شده و قابل محاسبه می باشد.