TWI593856B - 船隻停泊器 - Google Patents

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Description

船隻停泊器
本發明係關於一種用於離岸設施之支柱的具有如申請專利範圍第1項特徵的船隻停泊器。
本發明離岸設施(尤其是風力發電機)必須定期保養。為此維修人員必須搭船前往離岸設施。維修時是將船駛到固定在離岸設施之支柱上的船隻停泊器。船隻停泊器是由兩根垂直的護舷管構成。通常是將船頭側壓向護舷管，這樣維修人員就可以沿著梯子往上爬，其中梯子的位置比護舷管更靠近支柱。在爬梯子時，護舷管可以保護維修人員不會因船作用在護舷管上的壓力而受傷。
由於海浪潮汐的關係，船及護舷管之間會有很大的磨擦。不能撓曲變形的護舷管是由鍍有腐蝕保護層的鋼製成，且通常塗有一層漆，這一層漆需承受很高的機械負荷及劇烈的環境影響。為了保護護舷管，在靠放好的船上也設有護舷裝置。例如可以設置橡膠緩衝墊，以免船及設護舷管的金屬部分彼此接觸。但由於護舷管及船之間不可避免的會出現相對移動，因此護弦管很快就會受損。雖然護舷管具有保護塗層，仍然很快就 會出現腐蝕的現象。另一方面離岸設施(尤其是風力發電機)的設計使用壽命非常長。例如對設計使用壽命20年的離岸設施而言，船隻停泊器也必須能夠耐用20年。由於鋼製之離岸設施的基礎結構的壁厚遠大於護弦管的壁厚，因此必須在到達20年之前就更換護弦管。雖然也以在護弦管上重新塗漆或更換整個船隻停泊器，但這兩種作法都太過費事。
本發明的目的是提出一種用於離岸設施之支柱的船隻停泊器，此種船隻停泊器之特徵為具有較長的使用壽命。
採用具有申請專利範圍第1項之特徵的船隻停泊器即可達到上述目的。
附屬申請專利項目之內容為本發明之船隻停泊器的各種有利的改良方式。
本發明的船隻停泊器具有由內管及外管構成的護弦管，其中內管是以對海水不具有耐蝕性的鋼製成，外管是以對海水具有耐蝕性的金屬合金製成。
這種由不同的管子構成的結構的優點是能夠利用價格較低之對海水不具有耐蝕性的鋼作為支撐用的底層結構。外管的作用是保護底層結構免於受到海水的侵蝕。此外，不論在何種情況下，以對水具有耐蝕性的金屬合金製成的外管對於海水的耐受性均優於塗漆或塑膠製套管，因為塑膠套管受紫外線的作用會老化，且易於因機械力的作用(例如傳動帶)而快速受損。在具體的 應用情況中，以適當的金屬合金製成的外管遠優於其他所有的耐蝕保護套管。
由於直徑通常在200mm至800mm的護弦管與支柱的距離大於受護弦管保護之梯子與支柱的距離，因此需要支撐管或連接管將護弦管與支柱連接在一起。此種支撐管也可以具有雙層結構，也就是說是由內管及外管構成，其中內管是以對海水不具有耐蝕性的鋼製成，外管是以對海水具有耐蝕性的金屬合金製成。支撐管的直徑較佳是在80mm至200mm的範圍。
梯子本身及連接梯子與護弦管的撐條也可以完全是以對海水具有耐蝕性的金屬合金製成。此種金屬合金可以是實心的，也可以是空心的。梯子的縱向管的直徑在60mm至200mm的範圍。較佳是使用這個直徑範圍的縱向管，撐條的直徑較佳也是在這個範圍。當然梯子也可以和護弦管一樣是由兩個部分(內管子外管)構成。
可以用直徑範圍在20mm至60mm的矩形材料製作梯子的梯級。較佳是以實心材料製作梯子的梯級。
護弦管的外管較佳是無縫拉伸的管子。無縫拉伸的管子沒有焊接縫。因為可以形成均勻的接合，因此可以減少可能的侵蝕點。在無縫的管子上不會有焊接縫，也不會有焊接添加劑或焊接造成的易於受侵蝕的接合改變。
當然本發明也不排除外管是焊接管的製作方式，但是需以螺旋狀焊接或縱向縫焊接的方式製作。
外管、護弦管及內管較佳是以力配合的方式彼此連接。這種方式適用於船隻停泊器的所有雙壁管。一種形成力配合的連接之很好的方法是將外管壓製在內管上。這可以在拉伸台上進行，也就是利用拉伸台將外管幾近整個拉伸到內管上。這樣就可以形成非常穩固的連接。也就是說，兩個管子是以無間隙的方式疊在一起。力配合的連接不容許內管對外管產生相對移動。因為整個護弦管就如同一單一的單元，雖然其內管及外管是以不同的材料製成。
外管的壁厚較佳是在1mm至10mm的範圍。這個壁厚足以承受很高的機械荷載。此處要指出的是，機械荷載不僅來自於停靠船隻，有時需要去除附著物(例如附著在船身上的藤壺)時，也會產生機械荷載。尤其是梯子的部分，因為梯子必須使維修人員能夠安全的登上離岸設施。
一種特別有利的方式是對海水具有耐蝕性的金屬合金係一種以銅為主要成分的合金，因為這種合金除了對海水有很好的耐蝕性外，對海水中微生物的生長也具有非常好的抑制作用，例如銅佔70%至90%、其餘為鎳及熔解時摻入的雜質組成的銅鎳合金。
另外一種適當的合金是鎳合金，例如Alloy 400(歐洲材料編號2.4360，美國UNS N04400)及Alloy 825(歐洲材料編號2.4858)。
也可以使用對海水具有很好的耐蝕性的高合金不銹鋼、DUPLEX鋼、或超級DUPLEX鋼。
銅鎳合金中的鎳含量愈高，耐蝕性就愈好。
由於內管僅需具有支承功能，因此可以用簡單的支承用鋼作為製作內管的材料。內管無需具有對海水的耐蝕性，因為這個任務完全是由外管承擔。由於需具有支撐功能，內管的壁厚大於外管的壁厚，例如厚度是外管的2至10倍。
護弦管的內面要能夠防止海水進入。因此護弦管的尾端被防水密封。船隻停泊器的各個構件較佳是彼此焊接在一起。為了防止焊縫受侵蝕，如果抵抗海水腐蝕用的合金是以銅或鎳為主要成分的金屬合金，則焊縫較佳是含有25%至95%的鎳。如果是使用不銹鋼，則需使用相應的耐腐蝕的焊接材料。
1‧‧‧船隻停泊器
2‧‧‧護舷管
3‧‧‧護舷管
4‧‧‧梯子
5‧‧‧撐條
6‧‧‧支撐管
7‧‧‧螺栓法蘭(Flange)
8‧‧‧支承結構
9‧‧‧外管
10‧‧‧內管
11‧‧‧外管
12‧‧‧內管
13‧‧‧縱向管
14‧‧‧梯級
D1‧‧‧直徑
D2‧‧‧直徑
以下配合圖式中的實施例對本發明做進一步的說明。其中：第1圖：船隻停泊器的立體視圖。
第2圖：沿第4圖中的II-II線穿過船隻停泊器的縱剖面視圖。
第3圖：沿第4圖中的III-III線穿過護弦管及梯子之間的撐條的橫剖面視圖。
第4圖：穿過如第1圖之船泊停放器的橫剖面視圖。
第1圖船隻停泊器1具有兩個彼此平行且基本上垂直於海平面的護弦管2、3。護弦管的精確方向是由未在圖式中詳細繪出的支柱決定。如果支柱向上逐漸 變細，理論上船隻停泊器1也可以略微傾斜。護弦管2、3的底端朝支柱的方向脫離。這樣可以確保船隻在海浪波動時不會被鉤在護弦管2、3上。
在兩個護弦管2、3之間有一梯子4。載運維修人員到離岸設施的船的船頭朝護弦管2、3的方向移動。這樣維修人就可以下船，並從兩個護弦管2、3之間登上梯子4，爬到護弦管2、3上方一未在圖式中詳細繪出的平台上，或是進到離岸設施之支柱內的入口。
梯子4是經由連接護弦管2、3的撐條5被固定。護弦管2、3本身是經由橫向伸出的帶有螺栓法蘭(Flange)7的支撐管6連接到支柱的一未在圖式中詳細繪出的支承結構上。第4圖以示意方式顯示被視為支柱的支承結構8，其作用是將船隻停泊器1固定住。
第2圖顯示護弦管2沿第4圖中的II-II線的剖面圖。護弦管2是雙壁式結構，護弦管2具有一外管9及一內管10。外管9是以對海水具有耐蝕性的金屬合金製成。在本實施例中，這是一種銅鎳合金CuNi90/10。內管10是以對海水不具有耐蝕性的鋼製成。在本實施例中，這是一種鋼S355J2H。
從第2圖可以看出，護弦管2和橫向伸出的支撐管6具有相同的直徑D1。在本實施例中，D1在300mm至400mm的範圍。製造支撐管5的材料和製造護弦管2、3的材料是相同的。護弦管2與支撐管7焊接在一起。
第3圖顯示撐條5的一剖面圖。撐條5是以 斷面為圓形的中空型材製成。這種中空型材也具有雙壁式結構，其外部是以對海水具有耐蝕性的金屬合金製成的外管11。內部是以鋼製成的具有支承作用的內管12。撐條5是以和護弦管2及支撐管6相同的材料製成，也就是CuNi90/10及S355J2H。
圖面上位於左方的垂直管是梯子的縱向管13。縱向管13也是以空心型材製成。縱向管13和撐條5具有相同的外徑D2。但二者是有區別的，那就是縱向管13完全是以對海水具有耐蝕性的金屬合金製成。在本實施例中，縱向管13是以和護弦管2的外管9、11相同的材料製成，也就是CuNi90/10。
縱向管13支撐著梯級14。梯級14也是以對海水具有耐蝕性的金屬合金製成。在本實施例中，梯級14是以CuNi90/10製作的矩形型材製成。
從第4圖可以看出，撐條5與支撐管6大約夾45度的角。支撐管6與螺栓法蘭7(Flange)焊接在一起。在本實施例中，螺栓法蘭7(Flange)是以鋼S355NL製成，且其表面鍍有一層CuNi90/10。
本發明的船隻停泊器的表面全部是以對海水具有耐蝕性的金屬合金製成。而且較佳是所有的表面都是以的相同的金屬合製製成。
1‧‧‧船隻停泊器
2‧‧‧護舷管
3‧‧‧護舷管
4‧‧‧梯子
5‧‧‧撐條
6‧‧‧支撐管
7‧‧‧螺栓法蘭(Flange)
13‧‧‧縱向管
14‧‧‧梯級

Claims (3)

  1. 一種用於離岸設施之支柱的船隻停泊器，包含：多個護弦管，其中該等護弦管由內管及外管構成，而該內管是以對海水不具有耐蝕性的鋼製成，且該外管是以對海水具有耐蝕性的金屬合金製成，並且該外管及該內管是以力配合的方式彼此連接，其中該等護弦管基本上係垂直於海平面延伸並且與該等支柱間隔開來；一梯子，其中該梯子係配置成比該等護弦管更靠近該等支柱；多個支撐管，將該等護弦管橫向地連接至該等支柱，且該等支撐管由內管及外管構成，其中該內管是以對海水不具有耐蝕性的鋼製成，而該外管是以對海水具有耐蝕性的金屬合金製成；多個撐條，連接該梯子與該等護弦管，其中該梯子與該等撐條完全是以對海水具有耐蝕性的金屬合金製成；其中，將該等護弦管橫向地連接至該等支柱的該等支撐管，係以一垂直方向位於該等撐條之間，而該等撐條係連接該梯子與該等護弦管；及其中，對海水具有耐蝕性的該金屬合金係選自於下列者所構成的合金的群組：以銅為主要成分的合金；及銅鎳合金，其中銅佔70wt%至90wt%重量百分比，其餘為鎳及熔融時摻入的雜質。
  2. 如申請專利範圍第1項的船隻停泊器，其中，該等護 弦管的該外管是一根無縫拉伸管。
  3. 如申請專利範圍第1項的船隻停泊器，其中，每一該外管的壁厚在1mm至10mm的範圍。
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