MOL Comfort

Przełamane kontenerowce

Po przełamaniu się drugiego1 już dużego kontenerowca typu PostPanamax, MOL Comfort, japońskiego armatora MOL, o długości ponad 300 m, media zaalarmowały społeczność świata, w tym międzynarodowe organizacje i stowarzyszenia odpowiedzialne za bezpieczeństwo na morzu.

Obie katastrofy wydarzyły się przy względnie niskich dla tej wielkości statku stanach morza. Pytano głównie o przyczyny katastrof, które dla niewtajemniczonych są wielką niewiadomą, jak również o nowe materiały użyte do budowy tak dużych statków.

Niepokój mediów i stawiane przez nie pytania są uzasadnione. Po II wojnie zaczęto budować statki przystosowane do przewożonego ładunku. Zaczęły powstawać ich nowe typy, m.in. zbiornikowce do przewozu głównie ropy naftowej, masowce do przewozu ładunków masowych, ro-rowce i samochodowce, będące przedłużeniem drogi przez morze, kontenerowce do przewozu ładunków w pojemnikach i wiele innych typów. Każdy rodzaj ładunku wymuszał odpowiednie dostosowanie do niego konstrukcji statku, które dziś nazwalibyśmy innowacyjnym.

Jednak przepisy budowy jednostek, zawierające odpowiednie kryteria bezpieczeństwa konstrukcji, nie nadążają za innowacyjnymi rozwiązaniami, a stosowane ekstrapolacje istniejących przepisów do nowych rozwiązań nie zawsze są uprawnione. Informują nas o tym katastrofy statków, spowodowane:

  • niewystarczającą wytrzymałością konstrukcji na działanie losowych sił falowych lub wywołanych losowym ładunkiem (masowce budowane w drugiej połowie ubiegłego wieku, obecnie budowane duże kontenerowce),
  • nieodpowiednią statecznością statków wielopokładowych w stanach uszkodzonych – swobodne powierzchnie na zalanych pokładach powodują ich szybkie przewrócenie się (ro-rowce, samochodowce); problem ten do dziś nie jest prawidłowo rozwiązany.

W reakcji na katastrofy, międzynarodowe organizacje i stowarzyszenia odpowiedzialne za bezpieczeństwo na morzu poprawiają swoje wymagania. Podejście to, dające rozwiązanie cząstkowe, nie jest właściwe, z czego od połowy lat 90. ubiegłego wieku zaczęto zdawać sobie sprawę.

Jakimi cechami charakteryzują się kontenerowce typu PostPanamax i co może być przyczyną ich łamania się w morzu? Przede wszystkim są to statki z dużymi otworami lukowymi na pokładzie, które konieczne są dla prawidłowego prowadzenia operacji ładunkowych. Powoduje to, że kadłuby kontenerowców są wiotkie. Z tego powodu, przy określaniu wytrzymałości belki kadłuba należy uwzględniać jego skręcanie wywołane falą i niesymetrycznie rozłożonym ładunkiem.

W większości typów statków złamanie kadłuba powodowane jest pionowymi momentami gnącymi generowanymi rozkładem ładunku i falowaniem morza, gdy statek płynie czołem do fali. Jednak w przypadku kontenerowców, gdy płyną one kursami skośnymi do fali, generowane są poziome momenty gnące i momenty skręcające, które mogą wywołać naprężenia w pokładzie przewyższające naprężenia wywołane pionowymi momentami gnącymi.

Kształty dużych i szybkich kontenerowców charakteryzują się smukłą częścią podwodnej części statku, której celem jest zmniejszenia oporu falowego, oraz pełnotliwym kształtem części nadwodnej, mającym na celu zwiększenia pojemności ładunkowej. Przejście między smukłym i pełnotliwym kształtem wymusza duże rozchylenie burt w części dziobowej, a w części rufowej dużą płaską część nadwodną. Podczas ruchu statku na fali, rozchylony dziób i płaska rufa, silnie uderzając w wodę, generują bardzo duże obciążenia lokalne i globalne. Obciążenia te, działając na belkę kadłuba, powodują jej drgania (springing) oraz krótkotrwałe momenty gnące (whipping).

Wszystkie wymienione powyżej obciążenia tworzą bardzo skomplikowany układ działający na kadłub kontenerowca, nie do końca zbadany. Świat nauki okrętowej próbuje problem ten rozwiązać. Jest to jednak trudne zagadnienie. Dodatkową komplikacją jest losowość procesów obciążeń działających na kadłub kontenerowca. Równie ważna jest geometria i grubości belki kadłuba oraz użyte do jej budowy materiały, gdyż od nich też zależy wielkość naprężeń w konstrukcji, wywołanych obciążeniami.

W celu zmniejszenia grubości pokładów, których wielkości wymuszone momentami gnącymi dochodzą do 80 mm, zaczęto wprowadzać stal o podwyższonej wytrzymałości, dochodzącej do 470 Mpa. Być może nie do końca zbadano własności tej stali i np. jej odporność na procesy zmęczenia może być nieznana. Dużym wyzwaniem jest też technologia spawania stali stosowanych do konstrukcji o dużych grubościach.

Jak wspomniano, metoda rozwoju standardów bezpieczeństwa dotycząca konstrukcji kadłuba, oparta na reakcji na katastrofy morskie, jest niewłaściwa. Dlatego, po głośnych katastrofach zbiornikowców u wybrzeży Europy, IMO zmieniło podejście do rozwoju standardów bezpieczeństwa, proponując metodę opartą na celu (tzw. Goal-Based Standards). Jest to metoda proaktywna.

Jan Jankowski
Polski Rejestr Statków