Bollard Pull

Önerilen Haberler

MPI, UZUN VADELİ YAKIT DEPOLAMA İZLEME SUNUYOR

16/11/2020

Uluslararası Gözetim Hizmetleri

22/06/2017

Uluslararası Gözetim & Survey

26/04/2017

Bollard Pull

Römorkörlerin (TUG) çekme gücünü  için sıkça kullanılan bir terimdir. İngilizcesi “Bollard Pull” olan bu terim Türkçeye “Çekme Kuvveti” , “Çekme Gücü” ya da “Kanca Gücü” olarak çevrilmektedir.

Bir römorkörün kanca gücü veya çekme kuvveti, esas olarak BHP (Break Horse Power) olarak gücüyle doğru orantılıdır; bu nedenle BHP kuvvetini bildiğimiz bir römorkörün kanca kuvvetini küçük sapmalarla hesaplayabiliriz. Bununla birlikte, kanca gücünü etkileyen başka etmenler de vardır. Bunlar römorkörün pervane tipi, pervanenin nozullu (kovanlı) mı, nozulsuz (kovansız) mı olduğu, römorkörün tekne narinliği, su çekimi ve trimi bunlardan en belirginleridir.

Bollard pull iki şekilde ölçülür;

Birincisi gerçek ortamda ölçüm cihazına bağlanarak değri okunur.

İkincisi sanal ortamda ölçülür. “Bollard Pull” denmesinin nedeni de gerçek ortam ölçümünden dolayıdır. Birebir çevirisinden de anlaşılacağı üzere (Bollard=Baba, Pull=Çekme) rıhtımda sabit bir babaya takılı bir halata (Kanca veya babayla) bağlı römorkörün pervene gücüyle uygulayabildiği azami çekme kuvveti hesaplanır.
Bu testin doğru sonuçlar vermesi için yapıldığı deniz ortamı önemlidir. Testin yapıldığı bölge dalgasız, akıntısız ve en az su derinliği 20 metre olmalıdır. Yine bu testte kullanılan halatın uzunluğu da, doğru sonuçlar alabilmek açısından önemlidir.
Bollard Pull ölçme birimi “TON” dur.
Bollard Pull, bir römorkörün üzerinde yol yokken (Sıfır yolda iken ) sahip olduğu çekme kapasitesini tanımlar.
Bu konudaki algılama çoklukla yanlıştır.”40 ton çekme kuvvetindeki bir römorkör” denildiği zaman, sanki römorkör her durumda, örneğin belli bir hızda giderken de bu kuvveti uygulayacak sanılır. Oysa, azami hızında ilerleyen bir römorkörün kanca gücü sıfıra kadar düşmektedir; çünkü bu durumda söz konusu römorkör, tüm pervane gücünü su içinde ilerlemek için harcamaktadır.
Aşağıda da bir formülle belirteceğimiz gibi hız arttıkça, bollard pull değeri orantılı olarak düşmektedir.
Bu nedenle, örneğin Boğaz’da 10 knots süratle ilerleyen bir tankere müdahale edecek römorkörün kanca gücünün, eğer bu sürat düşmezse, sıfıra yakın olacağını bilmemiz gerekmektedir.
(Verdiğim bu örneğin farklı direnç etmenleri nedeniyle geçerli olmadığı istisnai haller vardır: römorkörün tankerin kıç tarafından fren etkisi yapacak şekilde BAĞLI olduğu durumdaki kullanımı hariçtir. Bu kullanımda römorkörün ileri hareketi tankere bağlı halat tarafından tankerin ataleti ile sağlanırken römorkörün pervane gücü tam aksi yönde kullanılarak fren etkisi sağlanabilir. Bu durum römorkörün hidrostatik direncinin de kanca gücüne dahil olduğu özel bir durumdur. Ama aynı durum, örneğin 10 knots hızla giden bir tankere römorkörün bordadan dayanması halinde söz konusu olmaz. Çünkü bu durumda römorkör pervane gücünü daha çok su içinde ilerlemek için kullanacaktır. )

Öyleyse, bir römorkörün verilen “Bollard Pull” değerini nasıl okumalıyız?

Bollard Pull,  esas olarak, bir römorkörün, durağan bir geminin veya cismin  çekilmesinde ne derece kullanışlı olabileceğini anlatmak için işe yarar bir ölçümdür. Kurtarma yardım faaliyetlerinde oturan bir geminin çekilmesinde, veya liman operasyonlarında rıhtımdan geminin kaldırılmasında bollard pull değerinin bilinmesinde özellikle yarar vardır.
Bollard pull genellikle römorkörü klaslayan klas kuruluşu tarafından “gerçek” ortamda test yapılarak hesaplanır (Sanal ortamda da test yapılabilir). Bu test, römorkör ilk inşa edildiğinde yapılır, ancak daha sonradan römorkörde büyük makine tamir veya bakımları yapıldığında da (Overhaul) “bollard pull” testinin yeniden yapılması gerekir. Bu testi yaptıran römorkör armatörleri bollard pull değerini gösteren bir belgeyi bulundururlar.
Bollard pull değeri de, beygir gücü gibi, bir römorkörün pazarlanması açısından aranan bir değerdir. Bu yüzden de üreticiler tarafından gerek değeri gerekse etkinliği zaman zaman abartılabilen bir değerdir.  Oysa, bollard pull değerinin hesaplanmasında basit bir yöntem vardır. Öncelikle bu basit yöntemi inceleyelim:

Nozullu (kovanlı) pervane-Nozulsuz (kovansız) pervane farkı

Çekme gücü açısından bir kovan içerisine yerleştirilmiş pervaneli sistemlerin (nozullu pervane) nozulsuz pervanelere göre %20-%30 arasında değişen üstünlüğü vardır. Bu nedenle, yukarıda bahsettiğimiz çekme kuvvetinin beygir gücünden çıkarılmasına ilişkin hesap yöntemi, nozullu ve nozulsuz pervaneli sistemlere göre ayrı ayrı yapılır.
Buna göre;
1. Konvansiyonel, nozulsuz (kovansız) pervane sistemine sahip bir römorkörde BHP olarak beygir gücünün 100’e bölünmesi, römorkörün ton olarak çekme gücünü (Bollard Pull) verir.
2. Nozullu (kovanlı) pervane sistemine sahip bir römorkörde BHP olarak beygir gücünün 85’e bölünmesi, römorkörün ton olarak çekme gücünü (Bollard Pull) verir.
Örneğin; İzmir Limanında görev yapan nozullu sistem Schottel pervaneye sahip TDİ Kızkulesi adlı römorkörün makine gücü 4200 BHP’dir. 4200’ü 85’e böldüğümüzde 49,4 ortaya çıkar. Gerçekten de TDİ Kızkulesi römorkörünün test edilen BP değeri  50 tondur.
Bir başka örnek; 5300 BHP makine gücüne sahip Voith-Schneider pervane sistemli Kurtarma 6 römorkörünün BP değerini de yine aynı yöntemle, 85’e bölerek 62,3 ton olarak buluruz. Ölçülen değer 65 tondur.  (Bu hesaplamada %5 lik bir sapma payının olabileceği göz önünde bulundurulmalıdır.)
(Voith-Schneider pervane tipi, soldaki resimde de görüleceği üzere, farklı bir sistemdir.  Dikey bir eksen üzerinde dönen ve dikey yerleştirilmiş pervane bıçaklarından oluşan bu sistemde dümene ihtiyaç olmaksızın hemen her yöne itme gerçekleştirmek mümkündür.)
Yine ülkemizin bir başka güçlü römorkörü, Z-Drive pervane sistemli TDİ Zübeyde Ana römorkörünün BHP olarak makine gücü 5500 olup; 85’e bölündüğünde 64,7 değeri çıkmaktadır. Bu römorkörün de test edilen bollard pull değeri 65 tondur.
Özetle, her 100 beygir gücü değeri, römorkörlerde 1 ile 1,5 ton arasında değişen bir çekme kuvvetine karşılık gelmektedir diyebiliriz. Bollard pull testi yaptırılmamış olan römorkörler için bu yöntemi kullanarak yaklaşık olarak bollard pull değerlerini elde etmek mümkündür.

“Bollard Pull” Hesabında Ayrıntılı Yöntem(1)

Yukarıda, Bollard Pull değerinin hesaplanmasında basit yönteme değindim. Bu formülün biraz daha karmaşık olanı ancak römorkör tiplerine göre hata payı daha düşük sonuçlar vereni de var. O formülleri de aşağıya alıyorum:
Kovansız (Nozulsuz) -Sabit Pervane Kanatlı (Fixed Pitch) Römorkör:
BHPx0,9×110/100=Bollard Pull(t)
Kovanlı(Nozullu)-Sabit Pervane Kanatlı (Fixed Pitch) Römorkör:
BHPx0,9×120/100=Bollard Pull(t)
Kovansız(Nozulsuz) -Değişken Pervane Kanatlı (Variable Pitch) Römorkör:
BHPx0,9×125/100=Bollard Pull(t)
Kovanlı(Nozullu)-Değişken Pervane Kanatlı (Variable Pitch) Römorkör:
BHPx0,9×140/100=Bollard Pull(t)

Bollard Pull daha çok Avrupa’da geçerli
Avrupa’da genellikle bollard pull değeri literatürde yer etmiş ve belli başlı römorkör şirketleri test belgesi sunmakta iken, Amerika’daki römorkör şirketleri olsun, dünyada açık deniz petrol ünitelerine destek sağlayan şirketler olsun, bollard pull değerini test ettirmeye ve bildirmeye genellikle gereksinim duymazlar.  Bu değeri bildirenler de genellikle bir test neticesinde değil, yukarıda bahsettiğimiz hesaplama neticesi elde ettikleri değeri bildirirler. Bahsettiğimiz bu bölgelerde römorkörün beygir gücü değeri, daha itibar edilen bir değerlendirme biçimidir.
Kulllanışlılık açısından, Bollard pull, bir römorkörün çekme kapasitesini anlatmakiçin tek veya en kullanışlı ölçüm yöntemi değildir.
Oturma hariç, römorköre ihtiyaç duyulan bütün diğer hallerde, römorkörün kullanılma amacı, yedeğini hareket ettirmek, belli bir yönde çekmek veya itmektir.  Yazımızın girişinde Boğaz’da ilerleyen tankere müdahale eden römorkör örneğinde de belirttiğimiz gibi, üzerinde yol olduğu halde bir gemiyi iten veya çeken bir römorkörün çekme gücünün önemli bir bölümü, bizzat römorkörün tekne direncine harcanmakta, bir kısmı da yedek halatının direncine gitmektedir.  Bollard pull değerini, pervane ve nozul dizaynlarına göre iyileştirmek mümkündür.  Ancak bunu yapınca bu kez  yedek çekme durumunda yedek halatına uygulanacak çekme kuvvetinden fedakarlık etmek gerekecektir. Bu şekil bir dizayn ayrıca serbest ilerleme hızını da, yakıt tüketim değerlerini de olumsuz yönde etkileyecektir.  Bu nedenle, römorkörler dizayn edilirken bollard pull cazibesine kapılıp ona göre dizayn yapmak yerine, yedek çekmeye göre ayarlanmış pervane ve nozul sistemleri tercih edilir.
Römorkörler, genellikle 4 knots-8 knots arası hızlarda hizmet vermek üzere inşa edilir.
Nozullu tip pervane sistemine sahip römorkörler, bollard pull değeri açısından,  yukarıdaki hesaplama yöntemlerinden de anlaşılacağı üzere, konvansiyonel sistemlere oranla %20-30 arası bir avantaja sahiptirler.  Günümüzde römorkörler daha çok nozullu pervane sistemiyle imal edilmektedir. Bu römorkörlerde nozullu pervane avantajından ötürü  çekme kuvveti (Bollard Pull) yüksek olabilmekte, ancak bu da römorkörün hizmet sürati ve yakıt tüketiminde dezavantaj olarak geri dönmektedir.
Kurtarma yardımına gidecek olan bir römorkörün  eğer kaza yerine hızla ulaşması birinci öncelik olacaksa, bu takdirde nozullu pervane sistemi bir dezavantaj olabilecektir.

Simülasyon Yöntemi

Yukarıda, bollard pull değerinin hesaplanmasında uygulamalı yöntemden bahsettik. Bu yöntemde römorkör ölçüm cihazına bağlı bir halatla sabit bir noktaya bağlanarak uygulayabildiği azami kuvvet hesaplanır.
Bu hesaplama, gerçek ortamda yapılabildiği gibi, sanal ortamda da yapılabilir.
Römorkörün özellikleri yüklenerek bir bilgisayar programı aracılığıyla simülasyon ortamında bollard pull hesaplanabilir. Ancak, simülsayon gtöreceli olarak uygulamalı yönteme oranla daha pahalı bir ölçüm şekli olduğundan ancak büyük tersaneler bunu yapabilmektedir.
Ayrıca, simülasyon yönteminde değişik kullanma alanlarında römorkörün uygulayabileceği çekme kuvvetinin hesaplanabilme esnekliği de vardır. Ancak bilgisayar ortamındaki sayısal yöntemde ölçütlerin yüklenme ayrıntısına göre hata payının olabileceği de bilinmelidir.
En iyisi, eğer koşullar elveriyorsa, bollard pull değerinin belirlenmesinde uygulamalı yöntemle sayısal (simülasyon) yönteminin tümleşik olarak kullanılmasıdır.

Bollard Pull-Sürat İlişkisi

Bir römorkörün kanca gücü (bollard pull) ile römorkörün sürati arasında doğrudan bir ilişki vardır.  Bollard pull, yukarıda da değindiğimiz gibi römorkörün sıfır yoldayken azami pervane devrinde uygulayabildiği çekme gücüdür.
Römorkörün pervane gücünün bir kısmının römorkörün su içerisinde ilerlemesine harcandığı durumlarda, kanca gücü de doğrusal orantılı olarak azalır. Bunu şu şekilde formülize edebiliriz:

“0” Hız -%100 Pervane Devri= %100 Bollard Pull
Azami Hız-Azami %100 Pervane Devri = “0” Bollard Pull

Kanca gücünü olumsuz etkileyen hız dışında başka etmenler de vardır. Bunlar, römorkörün kendisinden ya da çevresel koşullardan kaynaklanabilir. Birkaçını saymak gerekirse:

1. Römorkör karinesinin yüzeyinin düzgün olup olmaması.
2. Römorkörün baş-kıç yapması, dalgalardan etkilenmesi gibi deniz koşulları etkisi
3. Yüksek deniz suyu sıcaklığından oluşan makine soğutma sorunları.

Yapılacak bir operasyonda gereksinim duyulacak kanca gücünün hesaplanmasında yukarıda belirttiğimiz etmenlerin de gözönünde bulundurulması gerekir.

Göz önünde bulundurulması gereken bir başka etmen de, römorkörün kanca gücünün uzun süre belirtilen değerde kalamayacağıdır. Kanca gücü (Bollard Pull)  hesaplanırken, en yüksek değer, testin başlamasından hemen sonra elde edilen değerdir. Çünkü ilk dakikalardan sonra başgösteren pervane kavitasyonu ve çürük su etkisi, uygulanan çekme kuvvetinin düşmesine neden olacaktır. Bu nedenle, yukarıya aldığımız Germanischer lloyd’un Bollard Pull Belgesinde de görüleceği üzere, “Azami kanca Gücü” ve “Sürekli kanca Gücü” olmak üzere her iki değer de belirtilir. Sürekli kanca gücü, testin başlamasından 10 dakika sonra elde edilen değer olup, genellikle azami kanca gücünün %90’ı oranında bir değere karşılık gelir.
Gerçek koşullarda römorkör makinesinin ısınma sorunundan dolayı bir miktar güç kaybının daha olacağı hesaplanarak operasyonda kullanılacak çekme gücü hesabı ona göre düzenlenmelidir.

Ne kadar kanca gücüne gereksinim var?

Yapılacak bir operasyonda ne kadar kanca gücüne gereksinim olduğunun hesaplanması kolay bir işlem değildir. Pek çok değişkenin gözönünde bulundurulması gerekir. Ayrıca; Yedeğe alınacak olan geminin veya cismin hangi noktalarından kuvvet uygulanacağı, operasyon bölgesindeki hava ve deniz koşulları, yedeklenecek gemi veya yüzer cismin yedek halatına  göstereceği hidrodinamik ve aerodinamik direnç önemli ölçütler arasındadır. Deniz durumu, rüzgar şiddeti ve yönü, gemi veya cismin rüzgara tabi alanının yüzey büyüklüğü, geminin veya yüzer cismin hızı gibi etmenler hesabın yapılmasında hesaba katılır.

Liman operasyonlarında deneyimli kılavuz kaptanlar, genellikle yedeklenecek geminin tipi, deplasman tonu ve hidrodinamik özelliklerine göre kaç römorkör ve ne kadar kanca gücüne gereksinim olacağını, hava koşullarını da dikkate alarak, kolayca tahmin edebilirler. Bu pratik ve etkili bir yöntemdir. Ancak ne kadar kanca gücüne gereksinim olacağının hesaplandığı karmaşık formüller de vardır. Ayrıca, bu hesabın yapılmasının karmaşık olmayan, buna rağmen doğruya yakın sonuçlar veren basit bir formülü de bulunmaktadır. Biz burada bu basit formül üzerinde duracağız.

Buna göre, 10.000 deplasman tonu olan bir yedeğin çekilmesinde gereksinim duyulacak kanca gücü:
(10.000×60/100.000)+40=   46 ton olarak belirlenir. (Bilgi için: Deplasman ton, adını “Displacement” ten alan, kısaca bir gemiyi terazide tartmak mümkün ola bulunabilecek ağırlık değeridir.)
Bu kaba bir hesaplama olup gereksinim duyulan asgari kanca gücü olarak düşünülmelidir. Çevresel koşullar ve yukarıda değindiğimiz etmenler bu hesaba ek yapılmasını gerektirebilecektir.
Bu formül, 40 ton’dan az kanca gücüne ihtiyaç bulunduğu durumlarda kullanılamaz. O yüzden, bu durumlarda kullanmak üzere bir başka basit formül, bu kez BHP formülü üzerinde duracağız:
BHP= D 2/3 . v² / 120
D= Yedeğin deplasman tonu
v= çekme hızı
Bu hesabı yukarıdaki örneğimize uygularsak; ve çekme hızını da 8 knots olarak kabul edersek;
BHP=10.000×2/3×8²/120=3555 BHP olarak buluruz.

Bu değeri kanca gücüne çevirirsek;
3555/85= 41,83 Ton olarak gerekli kanca gücü ortaya çıkar.
Önceki örnekte gerekli kanca gücü 46 ton olarak çıkmıştı. Buradaki farklılık, hız etkenini de dikkate almamızdan kaynaklandı.
BHP hesabı, hız faktörünü de hesaba kattığından kanca kuvveti hesabına göre daha doğru sonuçlar verir. Her halükarda 2 hesabı da yaparak ve her ikisinin de fikir vermek amaçlı olduğunu bilerek, gerçek değerin uzmanların yapacağı değerlendirmede ortaya çıkacağını kabul ederek hareket edilmelidir.

Ayrıca Bakınız,