Doktorski rad - FSB - SveuÄiliÅ¡te u Zagrebu
Doktorski rad - FSB - SveuÄiliÅ¡te u Zagrebu
Doktorski rad - FSB - SveuÄiliÅ¡te u Zagrebu
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU<br />
FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE<br />
UTJECAJ HRAPAVLJENJA OPLAKANE POVRŠINE NA<br />
EKSPLOATACIJSKA SVOJSTVA BRODA<br />
DOKTORSKI RAD<br />
Mentor:<br />
Prof. dr. sc. Vedran Žanić<br />
Pristupnik:<br />
Mr. sc. Branko Belamarić, dipl. ing.<br />
ZAGREB, 2008.
PODACI ZA BIBLIOGRAFSKU KARTICU<br />
UDK: 629.5.015.21<br />
Ključne riječi:<br />
Znanstveno područje:<br />
Znanstveno polje:<br />
hrapavost substrata, otpor trenja, antivegetativni i antikorozivni<br />
premazi, obraštaj<br />
TEHNIČKE ZNANOSTI<br />
Brodog<strong>rad</strong>nja<br />
Institucija u kojoj je <strong>rad</strong> izrađen:<br />
Fakultet strojarstva i brodog<strong>rad</strong>nje<br />
Mentor <strong>rad</strong>a:<br />
Dr. sc.Vedran Žanić, red. profesor<br />
Broj stranica: 267<br />
Broj slika: 110<br />
Broj tablica: 45<br />
Broj korištenih bibliografskih jedinica: 111<br />
Datum obrane: ?????<br />
Povjerenstvo:<br />
Dr. sc. Izvor Grubišić, red. profesor, predsjednik povjerenstva<br />
Dr. sc. Vedran Žanić, red. profesor, mentor<br />
Dr. sc. Vladimir Andročec, red. profesor - član povjerenstva,<br />
Dr. sc. Ivan Juraga, red. profesor - član povjerenstva,<br />
Dr. sc. Boris Antolić, izv. profesor - član povjerenstva, Institut za<br />
oceanografiju i ribarstvo u Splitu<br />
Institucija u kojoj je <strong>rad</strong> pohranjen: Fakultet strojarstva i brodog<strong>rad</strong>nje Sveučilišta u <strong>Zagrebu</strong><br />
ii
ZAHVALA<br />
Želim se zahvaliti svom mentoru, prof. dr. Vedranu Žaniću, na brojnim sugestijama,<br />
poticajnim razgovorima i stalnoj podršci.<br />
Zahvalnost također dugujem prof. dr. Izvoru Grubišiću, prof. dr. Vladimiru<br />
Andročecu, prof. dr. Ivanu Juragi i prof. dr. Borisu Antoliću, koji su mi pomogli s nizom<br />
usmenih i pismenih savjeta.<br />
Također se najljepše zahvaljujem kolegama Peri Prebegu i Martinu Petričiću u pomoći<br />
oko iz<strong>rad</strong>e računalnog programa.<br />
iii
SADRŽAJ<br />
PREDGOVOR .........................................................................................................................vii<br />
SAŽETAK...............................................................................................................................viii<br />
SUMMARY .............................................................................................................................. ix<br />
Ključne riječi:............................................................................................................................. x<br />
Key words: ................................................................................................................................. x<br />
POPIS OZNAKA ...................................................................................................................... xi<br />
POPIS SLIKA .......................................................................................................................xviii<br />
POPIS TABLICA.................................................................................................................... xxi<br />
UVOD ........................................................................................................................................ 1<br />
1. HIPOTEZA RADA........................................................................................................ 3<br />
2. HRAPAVOST OPLAKANE POVRŠINE BRODSKOG TRUPA................................ 5<br />
2.1. Uvod.......................................................................................................................5<br />
2.2. Utjecaj hrapavosti oplakane površine broda i vijka na otpor broda....................... 6<br />
2.2.1. Određivanje koeficijenta otpora trenja površine brodske oplate................... 10<br />
2.3. Metode mjerenja hrapavosti ................................................................................. 12<br />
2.3.1. Mjerenje hrapavosti BMT analizatorom ....................................................... 14<br />
2.3.2. Mjerenje hrapavosti uspoređivanjem sa standardom. ................................... 18<br />
2.3.3. Metoda procjene hrapavosti spektrofotometrijskom metodom..................... 18<br />
2.3.4. Metoda mjerenja hrapavosti optičkim laserom ............................................. 18<br />
2.4. Podjela hrapavosti ................................................................................................ 20<br />
2.5. Izvorna hrapavost oplakane površine................................................................... 22<br />
2.6. Deterioracija oplakane površine broda u eksploataciji ........................................ 24<br />
3. OBRAŠTAJ OPLAKANE POVRŠINE BRODSKOG TRUPA ................................. 29<br />
3.1. Uvod..................................................................................................................... 29<br />
3.2. Pregled dominantnih organizama u obraštaju ...................................................... 34<br />
3.2.1. Fauna ............................................................................................................. 35<br />
3.2.2. Flora .............................................................................................................. 47<br />
3.3. Čimbenici obraštaja.............................................................................................. 51<br />
3.3.1. Fizikalni i kemijski čimbenici....................................................................... 54<br />
3.4. Mehanizam lijepljenja organizama za substrat .................................................... 67<br />
3.5. Osnovni principi borbe protiv obraštaja............................................................... 70<br />
4. ANTIKOROZIVNA ZAŠTITA I PRIPREMA POVRŠINE....................................... 73<br />
4.1. Korozija................................................................................................................ 73<br />
4.1.1. Postupci rješavanja problema korozije.......................................................... 73<br />
4.1.2. Uporaba plemenitih nehrđajućih čelika......................................................... 74<br />
4.1.3. Uporaba antikorozivnih premaza .................................................................. 74<br />
4.1.4. Uporaba katodne zaštite ................................................................................ 77<br />
4.2. Predob<strong>rad</strong>ba čeličnog substrata............................................................................ 79<br />
4.3. Stupnjevi korozije i onečišćenja........................................................................... 82<br />
4.4. Temeljni premazi.................................................................................................. 85<br />
4.5. Antikorozivni premazi.......................................................................................... 87<br />
4.5.1. Oksidirajući premazi ..................................................................................... 88<br />
4.5.2. Fizički sušivi premazi.................................................................................... 88<br />
4.5.3. Premazi s kemijskom vezom......................................................................... 89<br />
5. ANTIVEGETATIVNI PREMAZI............................................................................... 92<br />
5.1. Povijesni razvoj.................................................................................................... 92<br />
5.1.1. Zaštita od obraštaja drvenih brodova ............................................................ 92<br />
5.1.2. Početci zaštite željeznih brodova .................................................................. 95<br />
iv
5.1.3. Preteče današnjih AV premaza ..................................................................... 97<br />
5.2. Klasifikacija antivegetativnih (AV) premaza....................................................... 99<br />
5.2.1. Konvencionalni premazi ............................................................................. 100<br />
5.2.2. AV samopolirajući premazi s organokositrenim spojevima ....................... 107<br />
5.2.3. Novi konvencionalni AV premazi............................................................... 112<br />
5.2.4. Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)<br />
115<br />
5.2.5. Hibridni AV premazi: SPC TBT Free / CDP konvencionalni .................... 118<br />
5.2.6. AV premazi bez biocida, neobraštajući premazi (Biocide-Free, Non-Stick,<br />
Fouling Release Coatings).......................................................................... 120<br />
5.2.7. Silikonski premazi....................................................................................... 121<br />
5.2.8. Premazi na bazi mikrovlakana .................................................................... 122<br />
5.3. Metode mjerenja izlučivanja biocida iz AV premaza ........................................ 123<br />
5.3.1. (ISO, 2000a; 2000b) i ASTM (ASTM, 2005); kraće 'ASTM/ISO' metoda 124<br />
5.3.2. CEPE metoda ravnoteže težina, (Mass Balance Method)........................... 124<br />
5.3.3. HEP metoda (Harbour Exposed Panel) ...................................................... 125<br />
5.3.4. Metoda određivanja ispuštanja biocida preko brzine poliranja (zaglađivanja)<br />
premaza ....................................................................................................... 125<br />
5.3.5. Dome metoda .............................................................................................. 125<br />
5.4. Legislativa .......................................................................................................... 126<br />
6. PRORAČUN GUBITKA SNAGE USLIJED HRAPAVOSTI I VALIDACIJA<br />
MODELA................................................................................................................... 130<br />
6.1. Uvod................................................................................................................... 130<br />
6.2. Metodologija računanja hrapavosti .................................................................... 131<br />
6.2.1. Računanje hrapavosti oplakane površine brodskog trupa........................... 134<br />
6.2.2. Računanje hrapavosti brodskog vijka ......................................................... 136<br />
6.3. Validacija čimbenika hrapavosti na primjeru dvaju brodova............................. 137<br />
6.3.1. Brod za prijevoz rasutih tereta Pelješac...................................................... 137<br />
6.3.2. Motorni tanker Ist........................................................................................ 144<br />
6.4. Moguće direktne uštede ..................................................................................... 153<br />
6.4.1. Moguće intervencije u praksi ...................................................................... 157<br />
6.5. Određivanje intervala dokiranja – referentni proračun ...................................... 160<br />
6.6. Zaključak............................................................................................................ 166<br />
7. PRIMJENA METODE VIŠEATRIBUTNE SINTEZE U OPTIMIRANJU<br />
PROJEKTA POSLOVANJA BRODA ...................................................................... 169<br />
7.1. Postavke za poslovanje broda ............................................................................ 169<br />
7.2. Podloge za kreiranje tehnoekonomskog modela u procesu optimiranju projekta<br />
poslovanja broda ............................................................................................... 170<br />
7.3. Strategija održavanja ovisno o dozvoljenoj razini zagađenja tj. ispuštanja biocida<br />
u okoliš .............................................................................................................. 174<br />
7.4. Optimiranje projekta poslovanja broda metodom višeatributne sinteze ............ 178<br />
7.5. Raz<strong>rad</strong>a projektnih parametra ............................................................................ 183<br />
7.6. Raz<strong>rad</strong>a projektnih varijabli ............................................................................... 185<br />
7.7. Projektna ograničenja......................................................................................... 186<br />
7.8. Formulacija realističnog modela za višeatributne sinteze u modele poslovanja 187<br />
7.8.1. Prikaz parametara odabranog broda............................................................ 191<br />
7.9. Rješavanja projektnog problema primjenom računalne podrške Octopus za<br />
odabrani brod..................................................................................................... 199<br />
7.10. Projektni ciljevi .................................................................................................. 202<br />
7.10.1. Ekonomski kriterij....................................................................................... 202<br />
7.10.2. Ekološki kriterij........................................................................................... 203<br />
7.10.3. Društvena korist .......................................................................................... 203<br />
v
7.11. Prikaz rezultata................................................................................................... 205<br />
7.12. Pojedinačni prikazi odabranih rješenja projekata............................................... 208<br />
7.13. Zaključak............................................................................................................ 213<br />
8. ZAKLJUČAK RADA................................................................................................ 217<br />
9. ZAKLJUČAK DOKTORSKOG RADA ................................................................... 223<br />
LITERATURA....................................................................................................................... 225<br />
KRATKI ŽIVOTOPIS ........................................................................................................... 230<br />
CURRICULUM VITAE ........................................................................................................ 231<br />
Prilog 1<br />
Prilog 2.<br />
- Strojarski dnevnici: MB Pelješac i MT Ist<br />
- Izvještaj s pokusne plovidbe MT Ist<br />
Svjetsko tržište antivegetativnih premaza i izvod iz kataloga Sigma<br />
vi
PREDGOVOR<br />
Hrapavost oplakane površine brodske oplate i njeno održavanje povezani su s<br />
brodog<strong>rad</strong>njom od samog početka. To je složeni fenomen kojem su izloženi i najmanji čamci,<br />
kao i najsuvremenija plovila današnjice.<br />
Sredinom 19. stoljeća britanski Admiralitet donosi odluku za prodaju svih željeznih<br />
ratnih brodova zbog intenzivnog propadanja željeznih oplata obloženih bakrenim limovima.<br />
Pedesetak godina kasnije, 1905, cjelokupna ruska ratna flota, dodatno natovarena<br />
ugljenom na palubi, nakon pola godine putovanja, prilagođavajući se brzinom trgovačkim<br />
brodovima u pratnji s ugljenom i zalihama, ne može u odlučujućoj bitci razviti brzinu veću od<br />
desetak uzlova što biva glavnim razlogom poraza kod Tsushime.<br />
Godine 1955, profesori Šilović i Fancev pišu u Izvještaju Brodarskog Instituta da je<br />
potrošak goriva uslijed obraštaja porastao preko 50% unutar samo tri mjeseca od dokiranja za<br />
sva četiri putnička broda tipa Osijek.<br />
Danas, poslije potpune zabrane TBT antivegetativnih premaza, u uporabi su<br />
antivegetativni premazi na bazi bakrenih i cinkovih kopolimera. Međutim, preokret unose<br />
potpuno novi silikonski premazi i premazi na bazi mikrovlakana. Skupni naziv potonjih je<br />
Fouling Release Coatings (FRC) ili neobraštajući premazi.<br />
Ti premazi ne sadrže biocid a djelovanje im se temelji na svojstvu neprianjanja<br />
organizama na podlogu. Višestruko su skuplji, ali rezultiraju znatnim uštedama kasnije, u<br />
eksploataciji broda.<br />
Je li današnje tehničko-tehnološko znanje, koje počinje potpunom automatizacijom<br />
pjeskarenja limova do finalne ob<strong>rad</strong>be substrata oplakane površine brodskog trupa s desetak<br />
slojeva raznih AC i AV-FRC premaza, prilikom primopredaje broda, riješilo dvojbe oko<br />
održavanja broda tijekom dugogodišnje eksploatacije?<br />
Idealni AV premaz odgovarao bi nultom stupnju prihvaćanja organizama na oplakanu<br />
površinu brodskog trupa. To bi pretpostavljalo da brod s takvom AV zaštitom ne bi trebalo<br />
dokirati za čitavi eksploatacijski period od dvadesetak godina.<br />
Ovi primjeri oslikavaju problem održavanja glatke oplakane površine broda. Fenomen<br />
je zaista složen i obuhvaća razne čimbenike: podloge, okolišnih uvjeta, namjene broda,<br />
biokemijskih te bioloških uvjeta.<br />
vii
SAŽETAK<br />
Veliki je broj čimbenika okoliša i deteriorativnih uvjeta u službi broda koji utječu na<br />
sposobnost održanja brzine broda u određenom vremenskom periodu. Utjecaj hrapavosti<br />
oplakane površine iznimno je važan za poslovanje broda. Ispitivanjem utjecaja oplakane<br />
površine na brzinu i snagu, dokazano je da se hrapavost brodova u službi godinama stalno<br />
povećava. Stoga se smanjuje brzina, odnosno zahtijeva veća snaga za održanje izvorne brzine.<br />
Postupkom višeatributne sinteze, primijenjene kao optimizacijske metode za kreiranje<br />
projekta poslovanja broda, čija je programska aplikacija razvijena na Fakultetu strojarstva i<br />
brodog<strong>rad</strong>nje u <strong>Zagrebu</strong>, razvijeni su i objedinjeni slijedeći modeli:<br />
- model porasta otpora, pomoću ITTC 1978 formule za izračunavanje dodatka na<br />
hrapavost,<br />
- ekonomski model vezan za analizu prihoda i rashoda poslovanja,<br />
- ekološki model vezan za ispuštanje biocida iz antivegetativnih premaza,<br />
- model ob<strong>rad</strong>e supstrata tj. oplakane površine vezane za <strong>rad</strong>ove u doku,<br />
Projektni problem definiraju tri cilja, temeljena na različitim kriterijima:<br />
- ekonomski kriterij (za<strong>rad</strong>a- profit brodovlasnika),<br />
- ekološki kriterij (stupanj zagađenja-dinamika izlučivanja biocida iz AV premaza,<br />
- kriterij društvene koristi (dostupnost-maksimalni broj putovanja).<br />
Kreiranje triju ciljeva provedeno je primjenom računalne simulacije i optimiranjem<br />
postupka održavanja površine trupa variranjem svih operacija čišćenja i premazivanja, vezano<br />
na performanse i ekonomske efekte, u ovisnosti o brzini broda, optimalnim intervalima<br />
dokiranja, planiranim troškovima goriva i drugih relevantnih troškova u luci i plovidbi. U<br />
programu su inkorporirane i varijable stupnja onečišćenja luka i izlučivanja toksičnih<br />
supstanci iz AV premaza kao i postupak pjeskarenja oplakane (čelične) površine.<br />
Izborom triju strategija, vezanih za kvantum izlučivanja biocida iz antivegetativnih<br />
premaza, <strong>rad</strong> artikulira ekološke efekte unutar eksploatacijskog života broda.<br />
Primjenom prikazanih modela, analizirana je strategija poslovanja jednog Suezmax<br />
tankera kao primjer optimizacijske procedure s Pareto rješenjima.<br />
Prikazani alternativni višekriterijalni program za ocjenu predviđanja poslovanja broda<br />
predstavlja unaprijeđenu metodologiju koja s dovoljnom točnošću može poslužiti<br />
brodovlasniku pri optimiranju strategije poslovanja.<br />
viii
SUMMARY<br />
There are a large number of environmental and deteriorative factors related to the<br />
operation of a ship which affect its ability to maintain speed over a period of time. The impact<br />
of hull roughness on the economics of ship operations is significant. Investigating the<br />
influence of underwater hull surface roughness on speed and power have indicated that the<br />
ships become measurably rougher each year they are in service. The increased roughness<br />
either slows them down, or demands more fuel for a given speed.<br />
Based on computer programme application, developed at Faculty of Mechanical<br />
Engineering and Naval Architecture in Zagreb, to create a ship operation policy strategy<br />
optimisation thru multiattribute synthesis procedure, the following models are applied:<br />
- a friction resistance model based on ITTC 1978 formula,<br />
- income/expenses economy model,<br />
- antifouling paint biocide leaching ecology model,<br />
- wetted surface treatment model.<br />
Three attributes based on different criterions, determine general concept design, namely:<br />
- economy criterion i.e. profit,<br />
- criterion for the pollution of the environment i.e. biocide emissions from<br />
antifouling coatings,<br />
- accessibility criterion i.e. number of voyages.<br />
Said attributes are calculated thru computer simulation and optimisation of hull<br />
surface management practices is described including variation of optimum hull cleaning and<br />
coating schedules, and their attendant ship performance and economic benefits, with respect<br />
to ship speed, optimum docking intervals, fuel and all other relevant voyage/port cost<br />
projection, port fouling severity, biocide emission from antifouling coatings, wetted (steel<br />
substratum) surface blasting procedure.<br />
Environmental effects of three biocide emissions alternative strategies from<br />
antifouling coatings conceptual choices during entire life span of the ship are demonstrated.<br />
Based on aforementioned models data, the Suezmax Tanker operation policy strategy<br />
is analysed as an example of optimisation procedure with Pareto solutions.<br />
The applied alternative approach to multicriterial decision making process in ship<br />
operation policy procedure presents an improved methodology with a reasonable reliability in<br />
terms of procedure accuracy for Shipowner strategy management optimisation policy<br />
purposes.<br />
ix
Ključne riječi:<br />
- hrapavost substrata,<br />
- otpor trenja,<br />
- antivegetativni i antikorozivni premazi,<br />
- obraštaj.<br />
Key words:<br />
- hull roughness,<br />
- friction resistance,<br />
- anticorrosive and antifouling coatings,<br />
- fouling.<br />
x
POPIS OZNAKA<br />
GLOSARIJ (2. HRAPAVOST OPLAKANE POVRŠINE BRODSKOG TRUPA)<br />
AC<br />
antikorozivni premaz<br />
AHR<br />
Average Hull Roughness = prosječna hrapavost trupa<br />
APR<br />
Average Propeller Roughness = prosječna hrapavost vijka<br />
AV<br />
antivegetativni premaz<br />
BSRA<br />
British Ship Research Association, danas BMT<br />
DFT<br />
Dry Film Thickness = debljina suhog filma premaza<br />
gel<br />
želatina = koagulirani oblik koloidnih tvari, obično želatinske<br />
konzistencije, za razliku od otopljenog oblika (sola)<br />
ITTC 1978 International Tank Towing Conference<br />
MHR<br />
Mean Hull Roughness = srednja hrapavost na odabranoj lokaciji<br />
NSFI<br />
The Ship Research Institute of Norway<br />
OPB<br />
oplakana površina broda<br />
reologija<br />
znanost o tečenju fluida<br />
sol<br />
koloid ili disperzija organskog sastava u tekućem stanju<br />
WFT Wet Film Thickness (debljina mokrog filma premaza), µm<br />
GLOSARIJ (3. OBRAŠTAJ OPLAKANE POVRŠINE BRODSKOG TRUPA)<br />
cipridi<br />
ličinke balanida<br />
diatomeje<br />
jednostanične alge koje sa žutosmeđim kloroplastima i kremenim<br />
ljušturicama sadrže zlatno-smeđi pigment<br />
filament<br />
nit, vlakno izrađeno iz beskonačnih niti<br />
fitoplankton zajednica planktonskih biljaka; najsitnija biljna tvorevina koja pliva<br />
morem<br />
flagela (flagelum) nitasta tvorba koja služi za kretanje mnogim bakterijama i<br />
praživotinjama koje žive u vodi<br />
fototropni<br />
svjetlosenzibilni<br />
gel<br />
skrutnuti želatinozni oblik koloidne tvari<br />
glikoprotein (mukopolisaharidi) kopolimeri šećera i bjelančevina; izlučine organizama<br />
koji daju flori fleksibilnost čime ona održava strukturalni integritet<br />
posebno pri režimu plima i oseka<br />
halogenirani furanoni polimeri furanona (peterociklički ugljikovodici s jednim kisikovim<br />
atomom) s klorovodikom<br />
heterocikli kisika ciklički ugljikovodici s različitim brojem kisikovih atoma u prstenu<br />
indeks refrakcije omjer između kuta upadanja i kuta loma zraka svjetla<br />
kutikula<br />
zrela epiderma<br />
ligandi<br />
atomi ili molekule koji okružuju i dijele atome s centralnim atomom<br />
meroplankton životinje koje dio života provode u planktonu, a dio na morskom dnu.<br />
nefrotoksična otrovna za bubrege<br />
nutrient<br />
hranidbena tvar<br />
osmoza, osmotski tlak > molekularna koncentracija (osmotska vrijednost) = ukupni broj<br />
molekula otopljenih soli u jedinici volumena neke tekućine<br />
plankton<br />
zajednica živih bića koja u svojim pomicanjima s mjesta uglavnom<br />
zavise od gibanja vode<br />
xi
sesilni organizmi<br />
sinergisti<br />
tentakule<br />
tiolne grupe<br />
tunikati (plaštaši)<br />
zooplankton<br />
organizmi nesposobni za pokretanje s mjesta: trajno pričvršćeni za<br />
podlogu<br />
dva ili više sudionika procesa koji međusobnim djelovanjem<br />
proizvode jači efekt nego što bi ga imao svaki pojedinačno<br />
produljeni privjesci na glavi nižih oblika životinja; služe za primanje<br />
podražaja<br />
SH grupe (reaktivne grupe koje sadrže sumpor i vodik)<br />
na osnovi pričvršćeni ili slobodno plivajući životinjski organizmi<br />
zajednica planktonskih životinja<br />
GLOSARIJ (4. ANTIKOROZIVNA ZAŠTITA I PRIPREMA POVRŠINE)<br />
izocijanati<br />
MVTR<br />
polisiloksani<br />
White Spirit<br />
soli izocijanske kiseline (HNCO)<br />
brzina kojom vodena para prolazi kroz premaz (Moisture Vapour<br />
Transfer Rate)<br />
organski spojevi sa silicijem<br />
smjesa ugljikovodika frakcije nafte ravnolančanih zasićenih i<br />
nezasićenih ugljikovodika<br />
GLOSARIJ (5. ANTIVEGETATIVNI PREMAZI)<br />
3 R n Sn X organo kositreni spoj<br />
R = organski <strong>rad</strong>ikal dužine lanca n, primjerice etil-, propil, butil-<br />
Sn = kositar<br />
X = oksidna ili fluoridna grupa<br />
EC<br />
Europska zajednica<br />
ekstenderi<br />
tekuća punila u premazima<br />
EQS<br />
Environmental Quality Standard = Standard kvalitete za okoliš<br />
HBC<br />
High Build Coatings = Debeloslojni premazi<br />
hibrid SPC<br />
AV premaz sa svojstvima SPC i CDP tehnologija.<br />
IMO<br />
kolofonij<br />
kopal<br />
kumarin<br />
LL<br />
LR<br />
MARINTEK<br />
MARPOL<br />
MEPC<br />
MIC<br />
Non-Stick<br />
International Maritime Organization<br />
[rosin = engl.] žućkasta do tamnosmeđa prirodna smola iz drva, rabi<br />
se u proizvodnji boja(premaza), sapuna, papira, maziva itd., polimer<br />
smolnih kiselina s glavnom komponentom abijentinskom kiselinom.<br />
Topiva je u moru<br />
zajednički naziv za smole koje sadrže terpenske spojeve<br />
kristalni organski spoj iz biljaka<br />
Leaching Layer = sloj ispražnjenog (potrošenog) biocida s površine<br />
AV premaza; kod SPC AV ovaj LL je uvijek tanak ( ispod 15 µm ),<br />
glatke površine;<br />
Leaching Rate = brzina izlučivanja biocida iz jedinične površine u<br />
jedinici vremena; µg/cm 2 /dan<br />
novo ime; raniji naziv: The Ship Research Institute of Norway-NSFI<br />
Međunarodna konvencija o sprečavanju onečišćenja mora s brodova<br />
Marine Environment Protection Committee<br />
Minimum Inhibitory Concentration, najmanja koncentracija koja<br />
spriječava rast organizama<br />
neljepljivo; pojava vezana najnoviju generaciju AV premaza bez<br />
biocida<br />
xii
OAPCA<br />
Organotin Anti-Fouling Paint Control Act (član koji se odnosi na<br />
kontrolu premaza na bazi TBT<br />
PEC<br />
Predicted Environmental Concentration = Predviđena koncentracija<br />
(nekog štetnog spoja) u okolišu<br />
PNEC<br />
Predicted No-Effect Environmental Concentration= Predviđena<br />
koncentracija (nekog štetnog spoja) bez utjecaja na okoliš<br />
Polishing Rate brzina poliranja premaza<br />
Polishing<br />
sveukupno smanjivanje debljine filma. Može se odvijati bez<br />
zaglađivanja, ali ne i obratno.<br />
reološke karakteristike svojstva tečenja<br />
rosin<br />
kolofonij-prirodna smola crnogoričnog drveća<br />
sealer<br />
sloj za izravnavanje površine<br />
smoothing ili selfsmoothing efekt smanjivanja površinske hrapavosti ili samozagladjivanje<br />
premaza kao posljedica uklanjanja površinskih vrhova<br />
SOLAS<br />
Međunarodna konvencija o zaštiti ljudskih života na moru<br />
SPC<br />
Self Polishing Copolymer= Polimerni premaz ili vezivni sustav topiv<br />
u moru hidrolizom; ova kontrolirana kemijska reakcija odvija se samo<br />
na površini premaza; SPC tehnologija kombinira brzinu kontroliranog<br />
poliranja i optimum izlučivanja biocida; posjeduje svojstvo<br />
samozaglađivanja podloge; izlučeni slojevi debljine su ispod 15 µm<br />
sterička konformacija prostorni raspored elemenata nekog spoja<br />
Tailored coatings «skrojeni premazi» = premazi s programiranim zahtjevima odnosno<br />
parametrima<br />
TBT<br />
Tributiltin = tributilkositreni spoj<br />
tigmotaktičko svojstvo svojstvo obraštajne zajednice organizama da se prihvaćaju za hrapavu<br />
podlogu<br />
TLV<br />
Threshold Limit Value = vrijednost graničnog praga koncentracije<br />
biocida ispod kojeg obraštanje počinje (µg/cm 2 /dan)<br />
VOC<br />
Volatile Organic Compound = visoko hlapljiva komponenta<br />
kompozicije<br />
Wash off AV premazi premazi koji se ispiru<br />
GLOSARIJ (6. TEHNOEKONOMSKI MODEL)<br />
Poslovanje broda, pojmovi:<br />
Bareboat Charter zakup praznog broda<br />
Capesize<br />
VLCC i ULCC tankeri<br />
Demise Charter zakup broda s brodovlasnikovom posadom<br />
ME<br />
Middle East<br />
Med.<br />
Mediteran<br />
NEU<br />
Sjeverne luke Europske Unije<br />
Panamax<br />
tankeri s mogućnosti prolaza kroz Panamski kanal i, u pravilu,<br />
ograničenjem duljine preko svega na 750 stopa (228,6 m)<br />
Suezmax<br />
tankeri s mogućnosti prolaza kroz Sueski kanal, nosivosti<br />
150.000-170.000 DWT<br />
Time Charter brodarski ugovor na vrijeme<br />
ULCC<br />
Ultra Large Crude oil Carrier = ultra veliki tanker za sirovo ulje iznad<br />
300.000 DWT<br />
VLCC<br />
Very Large Crude oil Carrier = vrlo veliki tanker za sirovo ulje do<br />
300.000 DWT<br />
Voyage Charter brodarski ugovor na putovanje<br />
xiii
vozarina<br />
cijena koju naručitelj prijevoza plaća brodaru za prijevoz stvari<br />
morem; u proračunu se koristi pojam jednične vozarine:<br />
USD/DWT PL /Nm<br />
Opće karakteristike broda<br />
B<br />
širina broda, m<br />
DWT PL<br />
nosivost broda, plaćena, t<br />
DWT S<br />
nosivost broda, ukupna,<br />
L OA<br />
duljina preko svega, m<br />
L PP<br />
duljina između okomica, m<br />
MCR<br />
maksimalna trajna snaga (maximum continuous rating), kW<br />
S oplakana površina brodskog trupa, m 2<br />
SCR<br />
trajna snaga u službi (Service Continuous Rating), kW<br />
SMCR<br />
selektirana maksimalna trajna snaga (Selected Maximum Continuous<br />
Rating), kW<br />
S nadvođe površina trupa iznad VL, izložena djelovanju vjetra, m 2<br />
T D<br />
projektni gaz broda,<br />
V S<br />
brzina u službi, uzlovi<br />
V T<br />
brzina na pokusnoj plovidbi, uzlovi<br />
∆<br />
istisnina broda,<br />
Hidrodinamika<br />
CEFF<br />
faktor antivegetativnog premaza<br />
C F<br />
koeficijent otpora trenja glatkih (ravnih) ploča u ovisnosti o<br />
Reynoldsovom broju<br />
HRF<br />
faktor obraštaja, µm/dan<br />
PT<br />
vrijeme stajanja u luci, dani<br />
Z<br />
odnos akumuliranog vremena od aplikacije AV premaza prema udjelu<br />
vijeka trajanja AV premaza<br />
ρ gustoća mora, kg/m 3<br />
∆C F<br />
dodatak na hrapavost, (hull roughness penalty predictor). koeficient<br />
propulzije<br />
Hrapavost oplakane površine<br />
AHR dokiranja hrapavost uslijed dokiranja, µm<br />
AHR obraštaja hrapavost uslijed obraštaja, µm<br />
AHR početna početna hrapavost (izvorna hrapavost limova), µm<br />
AHR služba hrapavost u službi uslijed deterioracije substrata, µm<br />
AHR ukupna ukupna hrapavost oplakane površine (Average Hull Roughness), µm<br />
Hrapavost vijka<br />
APR dokiranja hrapavost uslijed dokiranja, µm<br />
APR obraštaja hrapavost uslijed obraštaja, µm<br />
APR početna početna hrapavost, µm<br />
APR služba hrapavost u službi uslijed deterioracije substrata, µm<br />
APR ukupna ukupna hrapavost površine vijka(Average Propeller Roughness), µm<br />
Pogon<br />
AFC<br />
godišnji trošak za gorivo (Annual Fuel Consumption) USD/god<br />
C HO cijena teškog goriva, HO = 300 USD/t (03/2007)<br />
DFC služba<br />
dnevna potrošnja goriva u službi (Daily Fuel Consuption) t/dan<br />
SFC<br />
specifični utrošak goriva (Specific Fuel Consumption), g/kW/h<br />
xiv
Brodska goriva:<br />
Heavy Fuel Oil or Residual Oil (HFO) 380 cst (ISO 8217; max. 991,0 kg/m 3 )<br />
Intermediate Fuel Oil (IFO) 180 cst<br />
Marine Diesel Oil (MDO) (862 kg/m 3 )<br />
Marine Gas Oil (MGO)<br />
Izlučivanje bakra<br />
MIC<br />
granični prag tj. najmanja koncentracija koja sprječava rast<br />
organizama, 10 µg/ cm 2 / dan<br />
GLOSARIJ (7. PRIMJENA METODE VIŠEATRIBUTNE SINTEZE U<br />
OPTIMIRANJU PROJEKTA POSLOVANJA BRODA)<br />
0 standardna ob<strong>rad</strong>a u doku (tip A) (u računalnom programu)<br />
AHR<br />
Average Hull Roughness = prosječna hrapavost trupa (µm)<br />
AK<br />
antikorozivni sustav premaza<br />
AV<br />
antivegetativni sustav premaza<br />
AVTYP izbor premaza prema trajnosti = AV 24, 36, 60 mjeseci ili FRC (60<br />
mjeseci)<br />
BSE<br />
Basic Ship Element (samo jedan brod)<br />
DCTR<br />
Docking Control = vrsta dokiranja:<br />
DCTR<br />
da ili ne<br />
DE<br />
Dock Element (koliko je razmaka plovidbi unutar dokiranja);<br />
Deskriptor<br />
opis sustava<br />
FRC<br />
Fouling Release Coating (premazi s niskom energijom površine;<br />
silikonski i sl.)<br />
NDCK<br />
Number of Dockings = broj dokiranja<br />
NVBD<br />
Number of Voyages between Dockings; broj putovanja između<br />
dokiranja<br />
NVBD<br />
broj putovanja između svakog od dokiranja (za zadano vrijeme<br />
eksploatacije broda)<br />
OPB<br />
oplakana površina broda<br />
OUTPUT<br />
izlazni ciljevi ili moguća ograničenja<br />
P AHR 1<br />
početna hrapavost;<br />
P AHR 2<br />
stalni prirast (deterioracija)<br />
P AHR 3<br />
porast nakon svakog dokiranja<br />
P AHR Crit hrapavost nakon koje brod ide u dok tipa 2<br />
P AHRj=4<br />
obraštanje kod stajanja u luci= f (intenziteta lučkog obraštaja, faktora<br />
AV premaza)<br />
P AmortizationExp troškovi amortizacije/ otplate kredita<br />
P AT<br />
površina poprečnog nadvodnog presjeka AT<br />
P AV<br />
parametri vezani za značajke odabira AV premaza odabranog broda<br />
P AV1<br />
A sustav zaštite: popravak starih antikorozivnih i antivegetativnih<br />
premaza i aplikacija novih; primijenjeni premaz: AV 1 (24 mjeseca<br />
zaštite) ; u programu:17 520 (sati)<br />
P AV2<br />
A sustav zaštite; AV 2 (36 mjeseci zaštite) ; u programu:26 280 h<br />
P AV3<br />
A sustav zaštite; AV 3 (60 mjeseci zaštite) ; u programu:43 800 h<br />
P B<br />
širina B<br />
P B EXTRA<br />
B sustav zaštite: potpuno uklanjanje starih premaza, pjeskarenje i<br />
aplikacija novog AK i AV sustava; u programu: (18,39 USD/m 2 )<br />
xv
P B<br />
parametri vezani za značajke odabranog broda<br />
P CAHRGRIND hrapavost nakon dokiranja u doku tipa 2<br />
P CrewExp<br />
troškovi za posadu<br />
P DWT<br />
nosivost DWT<br />
P EnergyExp<br />
troškovi za energiju<br />
P ETA<br />
djelotvornost poriva η; u programu: ETA<br />
P FRC,<br />
A sustav zaštite; FRC (60 mjeseci zaštite) ; u programu: 43 800 h<br />
P Freight Rate<br />
vozarina<br />
P H<br />
parametri vezani za značajke hrapavosti odabranog broda (vezano za<br />
odabranu plovnu rutu)<br />
P H<br />
visina H<br />
P HarbourTaxExp S lučke i špediterske usluge<br />
P InsuranceExp<br />
troškovi osiguranja<br />
P LPP<br />
duljina među okomicama L pp<br />
P LR<br />
duljina rute<br />
P MaintenanceExp troškovi održavanja isl.<br />
P OperInHarbExp troškovi boravka u luci<br />
P PriceOfDckT1 cijena dokiranja, tip 1<br />
P PriceOfDckT2 cijena dokiranja, tip 2<br />
P RateOfGrowthA obraštaj u luci tipa A<br />
P RateOfGrowthB obraštaj u luci tipa B<br />
P S<br />
oplakana površina S<br />
P SCR<br />
snaga u službi SCR (0,85 MCR)<br />
P T<br />
gaz T<br />
P T<br />
parametri vezani za troškove odabranog broda<br />
P TF<br />
parametri vezani za fiksne, kapitalne troškove<br />
P TOfDock1 vrijeme dokiranja, Tip 1<br />
P TOfDock2 vrijeme dokiranja, Tip 2<br />
P TOfExploitation vrijeme eksploatacije rute<br />
P TOfLA<br />
utovar u luci A<br />
P TOfUnlB<br />
istovar u luci B<br />
P TOfWA<br />
čekanje u luci A<br />
P TOfWB<br />
čekanje u luci B<br />
P Total Time<br />
proračunato ukupno vrijeme<br />
P TP<br />
parametri vezani za pogonske troškove<br />
P Vrijeme AB<br />
plovidba A→B<br />
P VrijemeBA<br />
plovidba B→A<br />
P VS<br />
brzina u službi<br />
P VTrial<br />
brzina na pokusnoj plovidbi<br />
P Z<br />
parametri vezani za za<strong>rad</strong>u (vezano za odabranu plovnu rutu)<br />
SA 2 1/2 standardno čišćenje u brodog<strong>rad</strong>nji: prema standardu ISO 8501-<br />
1:1988:<br />
SAGE<br />
Age of Ship (starost broda)<br />
SCUPOL<br />
C U polution (leaching); (izlučivanje bakra)<br />
SEXP<br />
Expenses (troškovi poslovanja)<br />
SINC<br />
Income (prihod)<br />
SNVOY<br />
Ship Number of Voyages (maksimalni broj putovanja)<br />
SPC TBT AF free AV samopolirajući premazni sustav, bez kositra<br />
SPROF<br />
Ship Profit (za<strong>rad</strong>a = prihod – troškovi poslovanja)<br />
VT<br />
visokotlačna pumpa za pranje obraštajnih naslaga i starih premaza na<br />
oplati broda<br />
{DE1.AVTYP,..., DEi.AVTYP,....}; i= 1 do NDCK (broj dokiranja)<br />
X AV<br />
xvi
X CTR<br />
X NV<br />
Y 1<br />
Y 2<br />
Y 3<br />
{BSE.DCTR}- mogućnosti pjeskarenja oplate nakon prelaza praga<br />
dozvoljene hrapavosti<br />
{DE1.NVBD,.., DEi.NVBD,....}; i= 1 do ND (broj dokiranja)<br />
ekonomski kriterij: za<strong>rad</strong>a (profit) brodovlasnika,<br />
ekološki kriterij: dinamika izlučivanja biocida iz AV premaza (stupanj<br />
zagađenja)<br />
društvena korist: maksimalni broj putovanja (dostupnost)<br />
xvii
POPIS SLIKA<br />
Sl. 2.1. Efekt 'pile' - opća shema kontinuirane deterioracije broda u službi i obraštaja............. 6<br />
Sl. 2.2. Utjecaj povećanja hrapavosti OPB na povećanje potroška goriva ................................ 9<br />
Sl. 2.3. Definiranje profila hrapavosti ...................................................................................... 13<br />
Sl. 2.4. Mjerenje hrapavosti ..................................................................................................... 13<br />
Sl. 2.5. Način odabira lokacija za mjerenje hrapavosti ............................................................ 16<br />
Sl. 2.6. Analiza izmjerenih podataka za jedan LNG brod........................................................ 17<br />
Sl. 2.7. Analiza izmjerenih podataka za isti LNG brod. Neobraštajući premaz....................... 17<br />
Sl. 2.8. Trodimenzionalno modeliranje mjerenja AHR uporabom trijangulacije..................... 19<br />
Sl. 2.9. Mjerenje hrapavosti preko poznatog upadnog kuta i duljine sjene.............................. 19<br />
Sl. 2.10. Podjela hrapavosti prema trajnosti i rasporedu na OPB ............................................ 20<br />
Sl. 2.11. Povećanje efektivne snage za otpor trenja na stičnim varovima,<br />
containerski brod 4.000 TEU ..................................................................................... 23<br />
Sl. 2.12. Povećanje efektivne snage za otpor trenja na stičnim varovima, tanker<br />
270.000 dwt................................................................................................................ 23<br />
Sl. 2.13. Porast snage sa starosti broda kod konstantne brzine ................................................ 25<br />
Sl. 2.14. Usporedba tipičnih profila hrapavosti: 173 µm (2-3 godine) i 550 µm (8-10<br />
godina) ....................................................................................................................... 26<br />
Sl. 2.15. Hrapavost starijeg broda; izvorni profil, efekt poliranja SPC AV premaza te<br />
nakon pjeskarenja....................................................................................................... 26<br />
Sl. 2.16. Histogram mjerenja učestalosti hrapavosti, 2 g.stari VLCC, prije<br />
premazivanja .............................................................................................................. 27<br />
Sl. 2.17. Histogram mjerenja učestalosti hrapavosti, 2 g.stari VLCC, nakon<br />
premazivanja .............................................................................................................. 27<br />
Sl. 2.18. MT LURÖ, 3.889 DWT chemical tanker, nakon prolaza kroz led, potpuno<br />
oštećenog AC i AV premaza (WÄRTSILA Diesel News) ........................................ 28<br />
Sl. 3.1. Prikaz jakog obraštaja podvodnog dijela broda ........................................................... 30<br />
Sl. 3.2. Površina diatomejske sluzi na AV premazu s bakrom; svaka stanica je<br />
približno 20 µm velika [32]........................................................................................ 32<br />
Sl. 3.3. Diatomeje iz fitoplanktona [29]................................................................................... 33<br />
Sl. 3.4. Prosječni godišnji obraštaj na brodovima u Jadranu.................................................... 34<br />
Sl. 3.5. Žirasti balanidi ............................................................................................................. 36<br />
Sl. 3.6. Zametak ličinke balanida. ............................................................................................ 36<br />
Sl. 3.7. Ličinka ciprida balanida veličine 1-2 mm napušta plankton u potrazi za<br />
pogodnom podlogom za prihvaćanje [29] ................................................................. 37<br />
Sl. 3.8. Mladi balanid nekoliko dana nakon pretvorbe iz ciprida ............................................ 37<br />
Sl. 3.9. Ciprid Balanus amphitrite; jedno od ticala (donja desna strana slike) izvire iz<br />
oklopa dviju ljuski [32] .............................................................................................. 38<br />
Sl. 3.10. Površina AV premaza s razvijenim balanidima (10-12 mjeseci) [29]....................... 39<br />
Sl. 3.11. Odrasli balanidi stvaraju naslage poput grozdova u kojima rastu jedan preko<br />
drugoga. Visina nakupina i grozdova na čvrstim objektima može prelaziti 20<br />
cm! [29]...................................................................................................................... 39<br />
Sl. 3.12. Neki predstavnici iz podreda Balanomorpha i porodice Balanidae [36]. .................. 41<br />
Sl. 3.13. Vrste Lepas anatifera i Conchoderma auritum[36]................................................... 42<br />
Sl. 3.14. Serpula vermicularis L; crv čekinjaš ......................................................................... 43<br />
Sl. 3.15. Hydroides norwegica, mali cjevasti crv. Cjevčice mladih crva stare 4 tjedna. ......... 44<br />
Sl. 3.16. Mercierella enigmatica; cjevasti crv ......................................................................... 44<br />
Sl. 3.17. Filograna (Salmacina) dysteri; kolonija crva............................................................ 44<br />
Sl. 3.18. Pomatoceros triqueter L; vanjski izgled crva nakon izlaska iz cijevi ....................... 45<br />
Sl. 3.19. Bugula neritina .......................................................................................................... 46<br />
xviii
Sl. 3.20. Zoobotryon verticillatum ........................................................................................... 46<br />
Sl. 3.21. Membranipora membranacea.................................................................................... 46<br />
Sl. 3.22. Vrsta Mytilus galloprovincialis.................................................................................. 47<br />
Sl. 3.23. Zelene alge iz roda Enteromorpha na oplati broda.................................................... 48<br />
Sl. 3.24. Četverobičaste zoospore (lijevo) i prihvaćena zoospora pomoću ljepljivog<br />
prstena za substrat (desno) kod zelene alge iz roda Enteromorpha........................... 49<br />
Sl. 3.25. Grozdasta skupina spora zelene alge iz roda Enteromorphae ................................... 49<br />
Sl. 3.26. Naseljavanje spora Enteromorphae u izbrazdanu površinu substrata<br />
(tragovi bojanja kistom) ............................................................................................. 49<br />
Sl. 3.27. Bujno razvijeno naselje zelene alge iz roda Enteromorpha....................................... 50<br />
Sl. 3.28. Mikroskopska slika niti smeđe alge iz roda Ectocarpus............................................ 51<br />
Sl. 3.29. Uklanjanje obraštaja broda ispiranjem pomoću mlaza vode iz visokotlačne<br />
pumpe......................................................................................................................... 58<br />
Sl. 3.30. Stvaranje novih rizoida i novih ogranaka nakon podrezivanja kod mlade<br />
zelene alge roda Enteromorphe [41].......................................................................... 59<br />
Sl. 3.31. Shematski prikaz čeličnih ploča za prihvat obraštaja ................................................ 60<br />
Sl. 3.32. Raspodjela obraštaja na brodskom vijku ................................................................... 64<br />
Sl. 3.33. Opsezi rebara na kojima je ispitivan obraštaj ............................................................ 65<br />
Sl. 4.1. Primjer izražene rupičaste korozije uzrokovan izostankom katodne zaštite<br />
[29] ............................................................................................................................. 78<br />
Sl. 4.2. Prikaz četiri stupnja čišćenja površine substrata.......................................................... 81<br />
Sl. 4.3. Ostaci kristala soli nakon pranja VT pumpom [29]..................................................... 83<br />
Sl. 4.4. Mehaničko oštećenje premaza ogolilo je čelični substrat; rezultat: jaka<br />
rupičasta korozija [29] ............................................................................................... 84<br />
Sl. 4.5. Uslijed lošeg pjeskarenja mjesta ispod rubova premaza odmah generiraju<br />
koroziju. [29].............................................................................................................. 84<br />
Sl. 4.6. Pjeskarenje podvodnog dijela broda ............................................................................ 85<br />
Sl. 4.7. Krivulje zadržavanja sjaja za tri premaza metodom ubrzanog umjetnog<br />
starenja ....................................................................................................................... 90<br />
Sl. 5.1 Engleski ratni brod, HMS Formidable, Malta, prva polovica 19. st. ........................... 92<br />
Sl. 5.2. Premazivanjem katranom, Toulon, Francuska, period 1750-75. ................................. 93<br />
Sl. 5.3. Primjer oblaganja oplatom od teaka i bakrenih ploča.................................................. 97<br />
Sl. 5.4. Krivulja izlučivanja biocida iz AV premaza.............................................................. 101<br />
Sl. 5.5. Presjek slojeva svježe nanesenog AV premaza te snimak istog nakon<br />
starenja (6-12 mjeseci) ............................................................................................. 103<br />
Sl. 5.6. Idealna površina svježe apliciranog konvencionalnog AV premaza ......................... 103<br />
Sl. 5.7. Izgled površine konvencionalnog AV premaza nakon trošenja matrice ................... 103<br />
Sl. 5.8. Pojava sandwich premaza.......................................................................................... 104<br />
Sl. 5.9. Ispražnjeni lanac polimernog veziva AV premaza s nepotrošenim biocidima.......... 105<br />
Sl. 5.10. Hrapavost površine premaza je velika, a nepotrošeni biocid ne dopire do<br />
površine.................................................................................................................... 106<br />
Sl. 5.11. Promjena profila premaza nakon perioda trošenja................................................... 109<br />
Sl. 5.12. Prikaz aplikacije primera i antivegetativnog premaza ............................................. 111<br />
Sl. 5.13. Prikaz aplikacije primera i High-build TBT premaza tijekom 3 dokiranja ............. 111<br />
Sl. 5.14 Otpuštanje biocida -konvencionalni premaz; (A): nekontrolirano<br />
eksponencijalno otpuštanje, (B): TBT SPC premaz - kontrolirano<br />
izlučivanje biocida. [64]........................................................................................... 111<br />
Sl. 5.15. Eksponencijalno izlučivanje biocida s kolofonijem kao dominantnim<br />
vezivom [66] ............................................................................................................ 114<br />
Sl. 5.16. Presjek kroz istrošeni CDP AV premaz [66] ........................................................... 115<br />
Sl. 5.17. Krivulje brzine izlučivanja biocida novih konvencionalnih CDP i TBTF<br />
SPC AV premaza [66].............................................................................................. 116<br />
xix
Sl. 5.18. Mikroskopski snimak TBT Free Intersmooth Ecoloflex SPC premaza [66]........... 117<br />
Sl. 5.19. Promjene performanci hibridnog, CDP i TBT SPC premaza u ovisnosti o<br />
vremenu trošenja [66] .............................................................................................. 119<br />
Sl. 5.20. Prikaz izlučivanja biocida bakra iz hibridnog premaza [66] ................................... 119<br />
Sl. 5.21. Poprečni presjek hibridnog premaza (Interswift 655) [66]...................................... 120<br />
Sl. 5.22. Tekstura svježe nanesenog premaza TBT Free SPC premaza [69] ......................... 122<br />
Sl. 5.23. Tekstura svježe nanesenog Foul Release premaza [69] ......................................... 122<br />
Sl. 5.24. Razlike među metodama su i deseterostruke (premaz BRA 640 ) Raspon<br />
vrijednosti drugih korekcijskih faktora kreće se od 2.9-5.4..................................... 126<br />
Sl. 6.1. Godišnji prirast opće hrapavosti ovisno o održavanju broda [75] ............................. 135<br />
Sl. 6.2. MB Pelješac, praćenje brzine, potroška goriva i okretaja vijka prema izvodu<br />
iz strojarskog Dnevnika [76].................................................................................... 138<br />
Sl. 6.3. Prikaz smanjenja brzine broda u službi u ovisnosti o danima izlaska iz doka,<br />
[76] ........................................................................................................................... 139<br />
Sl. 6.4. MB Pelješac: Prikaz krivulje pokusne plovidbe i krivulje službe............................. 143<br />
Sl. 6.5. MT IST, Praćenje brzine, potroška goriva i okretaja vijka prema izvodu iz<br />
strojarskog Dnevnika, [76]....................................................................................... 145<br />
Sl. 6.6. Porast ukupne hrapavosti za MT Ist, u razdoblju između V i VII dokiranja ............. 148<br />
Sl. 6.7 MT IST: Prikaz krivulje pokusne plovidbe i krivulje službe...................................... 152<br />
Sl. 6.8. Prikaz porasta snage pri održanju brzine, uz povećani potrošak goriva, [84]. .......... 155<br />
Sl. 6.9. Definicija optimalnog dokiranja [77]........................................................................ 161<br />
Sl. 6.10. Prikaz pada brzine nakon dokiranja [88] ................................................................. 168<br />
Sl. 7.1 Prikaz brodograđevnih ugovora i načina poslovanja, [90], [91]................................. 169<br />
Sl. 7.2. Strategije pri projektiranju dokiranja (primjer: T1=10, T2=20) ............................... 175<br />
Sl. 7.3. Usporedbene krivulje izlučivanja bakra (µg/ cm 2 / danu) iz AV SPC TBT free<br />
premaza i zadnje generacije novih konvencionalnih CDP premaza, [94] ............... 176<br />
Sl. 7.4. Krivulje izlučivanja bakra iz tri AV premaza tijekom vremena, ............................... 177<br />
Sl. 7.5. MADM strategija projektiranja, [100]....................................................................... 179<br />
Sl. 7.6. Simbolički prikaz parametara, varijabli i ciljeva ....................................................... 180<br />
Sl. 7.7. Shematski prikaz vektora projektnih varijabli X ....................................................... 186<br />
Sl. 7.8. Krivulja intenziteta obraštaja u raznim lukama prema Tablici 7.15. [9] ................... 195<br />
Sl. 7.9. OCTOPUS Navigation Panel/ Properties – gornji desni panel: ............................... 200<br />
Sl. 7.10. OCTOPUS Navigation Panel/Outputs: Skup projektnih ciljeva – gornji<br />
desni panel................................................................................................................ 201<br />
Sl. 7.11. OCTOPUS Navigation Panel/Outputs: Skup projektnih ograničenja – gornji<br />
desni panel ................................................................................................................ 202<br />
Sl. 7.12. Prikaz ekrana OCTOPUS DESIGNER-a s Pareto frontom i detaljima o<br />
nedominiranim projektima (= procedurama poslovanja broda)............................... 206<br />
Sl. 7.13. Uvećani prikaz dijela Pareto fronte oko projekta (A) i projekta (B) ....................... 206<br />
Sl. 7.14. Prikaz ekrana OCTOPUS DESIGNER-a sa (samo) odabranim rješenjima<br />
prema strategijama (A), (B) i (C);............................................................................ 207<br />
Sl. 7.15. Prikaz ekrana OCTOPUS DESIGNER-a sa 6 kombiniranih dijagrama s<br />
distribucijom projektnih varijabli i označenim rješenjima (A), (B) i (C) ................ 208<br />
Sl. 7.16. Dijagram hrapavosti i brzine broda ovisno o vremenu (strategija A)...................... 209<br />
Sl. 7.17. Dijagram hrapavosti i brzine broda ovisno o vremenu (strategija B)...................... 210<br />
Sl. 7.18. Prikaz hrapavosti i brzine broda za optimalni projekt prema strategiji C................ 212<br />
xx
POPIS TABLICA<br />
Tablica 3.1. Mjesečni prirast obraštajne mase i broja prihvaćenih balanida [40].................... 55<br />
Tablica 3.2. Prirast različitih organizama na obraštajnim pločama koje su<br />
postavljene pod različitim kutovima nagiba [33]....................................................... 59<br />
Tablica 3.3. Broj primjeraka glavnih skupina bentoskih životinja i morfološki<br />
način prisustva bentoskih alga u obraštajnim zajednicama koje su se razvile<br />
na čeličnim pločama međusobno zavarenih pod različitim kutovima u<br />
Malom Lošinju........................................................................................................... 62<br />
Tablica 3.4 Praćenje obraštaja na oplati MB Srakane koji se nalazio u kretanju.<br />
Debljina pokrova (crva cjevaša i algi) izražena je u mm........................................... 66<br />
Tablica 4.1. Europska skala stupnja korozije za antikorozivne premaze [51] ......................... 81<br />
Tablica 4.2. Tablica oštećenja prema ISO 4628/3-1982, te usporedba s Europskom<br />
skalom korozije:......................................................................................................... 82<br />
Tablica 4.3. Oznaka norme i njihov odnos............................................................................... 82<br />
Tablica 6.1 Povećanje snage uslijed hrapavosti, za vrijeme praćenja Dnevnika, u<br />
odnosu na uvjete pokusne plovidbe ......................................................................... 150<br />
Tablica 6.2 Snage u službi P S , kao zbroj snage u uvjetima pokusne plovidbe P T i<br />
povećanja snage uslijed hrapavosti ∆P R .................................................................. 151<br />
Tablica 6.3. Prikaz tretmana OPB za nekoliko brodova ........................................................ 156<br />
Tablica 7.1 Shematski prikaz mogućih operacija.................................................................. 170<br />
Tablica 7.2 Shematski prikaz trajanja pojedinih operacija .................................................... 171<br />
Tablica 7.3 Prikaz glavnih ulaznih parametara za odabrani brod ......................................... 172<br />
Tablica 7.4. Značajke tri tipa tankera: [102], [103], [104]..................................................... 188<br />
Tablica 7.5. Izvještaj brokerske kuće Compass Maritime Services (travanj 2007): .............. 189<br />
Tablica 7.6. Energetska bilanca Suezmax Alan, [103]........................................................... 190<br />
Tablica 7.7. Energetska bilanca električne energije za Suezmax Tanker Alan...................... 190<br />
Tablica 7.8. Parametri broda (Suezmax Alan) ....................................................................... 192<br />
Tablica 7.9. Fiksni, kapitalni troškovi (Suezmax Alan)......................................................... 192<br />
Tablica 7.10. Pogonski troškovi (Suezmax Alan).................................................................. 192<br />
Tablica 7.11. Odabrana plovna ruta; (Suezmax Alan) ........................................................... 193<br />
Tablica 7.12. Primjer izračuna vozarina za Panamax, Suezmax i Capesize tankere<br />
prema tri osnovne daljine (1 000Nm, 5 000 Nm i 10 000 Nm) [105] ..................... 193<br />
Tablica 7.13. Prikaz računanja prihoda na bazi vozarine (Suezmax Alan)....................... 194<br />
Tablica 7.14. Primjer računanja hrapavosti (Suezmax Alan)................................................. 194<br />
Tablica 7.15. Prikaz intenziteta obraštaja u raznim lukama [9]............................................. 195<br />
Tablica 7.16. Prikaz intenziteta obraštaja u određenim lukama ukrcaja i iskrcaja<br />
(Suezmax Alan)........................................................................................................ 196<br />
Tablica 7.17. Računanje koeficijenta porasta hrapavosti (ovisne o vremenu)<br />
(Suezmax Alan)........................................................................................................ 196<br />
Tablica 7.18. A= Standardni <strong>rad</strong>ovi kod održavanja OPB u doku.................................... 197<br />
Tablica 7.19. B= brušenje i aplikacija novog AKZ i AV sustava na OPB u doku: ............... 198<br />
Tablica 7.20. Usporedba jediničnih cijena sustava zaštite A i B ...................................... 198<br />
Tablica 7.21. Prikaz računanja AV zaštite (Tip A); (Suezmax Alan)............................... 198<br />
Tablica 7.22. Prikaz računanja AV zaštite, Tip B; (Suezmax Alan)................................. 199<br />
Tablica 7.23. Trajanje vremena dokiranja prema tipu dokiranja (sati) (Suezmax<br />
Alan); izvod iz računalnog programa....................................................................... 199<br />
Tablica 7.24. Prikaz maksimalne za<strong>rad</strong>e (Suezmax Alan); strategija A; izvod iz<br />
računalnog programa................................................................................................ 203<br />
xxi
Tablica 7.25. Maksimalno ispuštanje bakrenih biocida (zagađenje okoliša)<br />
Strategija A; (Suezmax Alan); izvod iz računalnog programa................................. 203<br />
Tablica 7.26. Prikaz broja plovidbi između dokiranja, tip premaza i tip dokiranja:<br />
(Suezmax Alan); Ukupni broj dokiranja: 6.............................................................. 204<br />
Tablica 7.27. Skupna tablica za broj putovanja; Strategija A; (Suezmax Alan);<br />
izvod iz računalnog programa.................................................................................. 204<br />
Tablica 7.28. Prikaz praćenja broja vožnji u odnosu na vremensko trajanje, brzinu<br />
broda te porasta ukupne hrapavosti oplakane površine, kao zbroja<br />
mehaničke i biološke hrapavosti; Strategija A; (Suezmax Alan); izvod iz<br />
računalnog programa............................................................................................... 204<br />
Tablica 7.29. Prikaz broja putovanja između dokiranja; Strategija A; (Suezmax<br />
Alan); izvod iz računalnog programa (Tablica predstavlja izvod iz Tablice<br />
7.26.) 205<br />
Tablica 7.30. Prikaz broja plovidbi između dokiranja, tip premaza i tip dokiranja:<br />
(Suezmax Alan); Ukupni broj dokiranja: 6; Strategija B......................................... 211<br />
Tablica 7.31. Prikaz za<strong>rad</strong>e (Alan); izvod iz računalnog programa Strategija B ................... 211<br />
Tablica 7.32. Prikaz zagađenja mora (Alan);izvod iz računalnog programa; Strategija<br />
B ............................................................................................................................... 211<br />
Tablica 7.33. Prikaz broja plovidbi između dokiranja, tip premaza i tip dokiranja:<br />
(Suezmax Alan); Ukupni broj dokiranja: 6; strategija C ......................................... 213<br />
Tablica 7.34. Prikaz za<strong>rad</strong>e (Alan);izvod iz računalnog programa; Strategija C................... 213<br />
Tablica 7.35. Prikaz zagađenja mora (Alan);izvod iz računalnog programa; Strategija<br />
C ............................................................................................................................... 213<br />
xxii
UVOD<br />
... to preserve her calking and make her glib or<br />
slippery to passe the water, and when it decayed by<br />
weeds, or barnacles ...<br />
(A Sea Grammar, by Captain John Smith, 1627)<br />
Hrapavost oplakane površine broda postat će predmet temeljitijeg znanstvenog i<br />
stručnog pristupa tek u 60-tim godinama 20. stoljeća. Do tog vremena udio cijene goriva u<br />
ukupnim troškovima poslovanja broda nije znatnije utjecao na elemente za<strong>rad</strong>e broda. Naglim<br />
podizanjem cijena nafte, 1973 godine, stubokom se mijenja odnos prema trošenju goriva.<br />
Procijenjeno je da samo deterioracija površine brodske oplate, bez obraštaja, uzrokuje<br />
povećanu potrošnju goriva od najmanje 10% . Računajući da ukupni godišnji potrošak goriva<br />
u brodarstvu iznosi oko 155 milijuna tona, novčani iznos štete prelazi preko 6 milijardi USD.<br />
Već na početku eksploatacije struktura čeličnog brodskog trupa izložit će se brojnim<br />
razornim čimbenicima. Sofisticirani proizvod, brod - svojim oblikom, veličinom, sveukupnim<br />
pogonom i opremom - prometujući svjetskim morima, dotičući najudaljenije luke, izvrgnut je<br />
najrazličitijim utjecajima. Svi oni, od sudara, abrazije, odbojnika, struganja lanaca, prolaza<br />
kroz led, uzrokuju povećanje deterioracije kao trajnog nezaustavljivog procesa koji razarajući<br />
tanki površinski film premaza razvija sve moguće oblike korozije. Pribroji li se tome i<br />
obraštaj po isteku djelovanja biocida iz antivegetativnog premaza, kao fenomen privremene<br />
hrapavosti, osim direktne štete na oplati javlja se i pad brzine, odnosno dodatni potrošak<br />
goriva.<br />
Hrapavljenje čeličnog lima naravni je proces starenja materijala, stoga i zahtjevi za<br />
karakteristikama OPB u službi moraju biti u realnim okvirima. Ranjivost oplakane površine<br />
brodskog trupa ilustrira činjenica da je jedina zaštita čelične oplate od razornog oceanskog<br />
ambijenta premazni sustav debljine reda veličine od samo nekoliko desetina milimetara. On<br />
mora ostati netaknut u visokoaeriranom i stalno uronjenom i kvašenom ambijentu, izdržati<br />
abraziju i mehaničke udarce od leda, odbojnika, lanaca, sudara.<br />
Stvaranje samo jedne izložene točke na oplati odmah generira pojavu korozije,<br />
podrazumijevajući da je antikorozivni i antivegetativni gornji sloj već nestao, uz dvostruku<br />
štetu: propadanje lima i povećani otpor.<br />
Brojni provedeni pokusi pokazuju da porastom hrapavosti oplakane površine broda od<br />
samo 10 µm efektivna snaga poraste za 1% pri očuvanju iste brzine.<br />
1
Isto tako iskustveno se potvrđuje da svakih 30 µm povećanja hrapavosti uzrokuje pad<br />
brzine za 1%.<br />
Radi postizanja što većeg g<strong>rad</strong>ijenta između ekonomske dobiti i investicije, pri izboru<br />
projekta novog<strong>rad</strong>nje naglasak je na dvjema bitnim točkama tehnoekonomskog poslovanja:<br />
projektu operativnog režima i dinamici održavanja broda u eksploataciji. Tu se javljaju<br />
teškoće jer mnogi relevantni podaci o poslovanju broda nisu dostupni. Stoga su brodovlasnici<br />
upućeni na su<strong>rad</strong>nju s operativnom službom u brodog<strong>rad</strong>ilištima. U zadnja dva desetljeća<br />
dolazi do bitnog pomaka na optimizaciji tehnoekonomskog modela, kreiranog na temelju<br />
kontrole i praćenja izmjere niza varijabli broda unutar doka i tijekom eksploatacije.<br />
(iz časopisa Ship Repair and Maintenance International)<br />
2
1. HIPOTEZA RADA<br />
Razvojem višekriterijalnog matematičkog modela, koji uključuje utjecaj hrapavljenja<br />
oplakane površine broda na troškove eksploatacije, moguće su za brodara znatne uštede.<br />
U skladu s takvim pristupom treba napraviti matematički model višeciljnog kriterija<br />
optimizacije poslovanja [za<strong>rad</strong>e(profita), izlučivanja biocida iz AV premaza te dokiranja i<br />
maksimalnog broja mogućih putovanja uz četiri izbora premaza (AV 24, 36 i 60 mjeseci te<br />
FRC (60 mjeseci), uz mogućnost brušenja oplate nakon prijelaza praga dozvoljene<br />
hrapavosti].<br />
Za iz<strong>rad</strong>u optimizacijskog modela poslužit će standardni Tehnoekonomski model.<br />
Metodologija <strong>rad</strong>a počiva na interdisciplinarnom pristupu, kombiniranjem matematičkofizikalnih<br />
i kemijsko-bioloških modela iz različitih područja:<br />
1. Matematike: Tako je na primjer odnos otpora broda, odnosno brzine broda i<br />
hrapavosti oplakane površine formuliran kao matematički problem:<br />
- optimuma nelinearnog cjelobrojnog modela, riješen generaliziranom metodom<br />
najstrmijeg g<strong>rad</strong>ijenta (GRG2 algoritam u modulu SOLVER programskog paketa<br />
Excel),<br />
- modela višekriterijalnog optimuma (višeatributna sinteza u optimizaciji projekta)<br />
2. Ekonomike poslovanja broda (simulacija režima plovidbe, troškova poslovanja uz<br />
raščlambu na kapitalne i tekuće troškove prema ciklusima (mirovanje, pretovar,<br />
plovidba, dokiranje). Odvojeno će se prikazati troškovi aplikacije različitih AV<br />
premaza i troškovi brušenja oplate, apliciranja novog sustava AKZ /AV premaza i<br />
troškovi dokiranja;<br />
3. Brodskog pogona (povećanja otpora broda uslijed hrapavosti i računanja ∆C F , dodatka<br />
zbog hrapavosti na koeficijent otpora trenja ploče);<br />
4. Fenomena stalne hrapavosti (izvorne, deterioracije i prirasta u doku) te biološkog<br />
obraštaja kao privremene hrapavosti;<br />
5. Biologije mora (flora i fauna obraštaja na oplakanoj površini brodskog trupa);<br />
6. Antivegetativni premazi (primjena i razvoj);<br />
7. Mehanizam izlučivanja biocida, zagađivanje okoliša;<br />
3
Pri iz<strong>rad</strong>i disertacije koristit će se:<br />
- vlastite baze podataka vezane uz poslovanje broda (strojarski i brodski dnevnici,<br />
podaci iz poslovanja brodarskih tvrtki, brodog<strong>rad</strong>ilišta te tvrtki za proizvodnju i<br />
aplikaciju AV premaza;<br />
- eksperimentalno istraživanje prirasta morske flore i faune na zaštićenim i<br />
nezaštićenim plohama iz različitih materijala, te <strong>rad</strong>ova u doku, vezano uz<br />
magistarski <strong>rad</strong> te pripremne <strong>rad</strong>ove za ovu disertaciju;<br />
- najnoviji propisi IMO-a i MARPOL-a uz legislativu za biocide.<br />
4
2. HRAPAVOST OPLAKANE POVRŠINE BRODSKOG TRUPA<br />
2.1. Uvod<br />
Fenomen hrapavosti oplakane površine trajni je proces, neodvojiv od broda, od<br />
početka g<strong>rad</strong>nje do kraja eksploatacije. Svi operativni segmenti tijekom g<strong>rad</strong>nje, polazeći od<br />
strukturne hrapavosti samih limova tipa tehnološkog procesa, kvalitete i performansi AC i AV<br />
premaza, kvalificiranosti <strong>rad</strong>ne snage i kvalitete aplikacije, sudionici su kumulativnog efekta<br />
hrapavosti novog<strong>rad</strong>nje.<br />
Na osnovu empiričkih podataka, za izvornu hrapavost novog<strong>rad</strong>nji ustanovljeno je<br />
područje graničnog praga hrapavosti TLV (Threshold Limit Value) od 70 µm. U popisu<br />
značajki svakog isporučenog broda bilježi se hrapavost oplate, u pravilu realne vrijednosti<br />
iznad graničnog praga, najčešće oko 100 µm. Najnovije tehnologije, uz primjenu<br />
visokokvalitetnih AC i AV premaza, s osobitim naglaskom na stalnu kontrolu kvalitete, imaju<br />
tendenciju snižavanja vrijednosti graničnog praga.<br />
Smanjenje potrošnje, goriva odnosno čim manji pad izvorne brzine broda, ovisi<br />
isključivo o racionalnom održavanju broda u službi i u pravilnom izboru AC i AV premaznog<br />
sustava. Praćenje općeg stanja oplakane površine ključno je za kreiranje tehnoekonomskog<br />
modela praćenja broda u službi.<br />
Dva su bitna čimbenika koji generiraju hrapavost:<br />
a) deterioracija oplakane površine, koja je trajni proces, i<br />
b) biološki obraštaj kao privremeni proces.<br />
Opću sliku hrapavosti oplakane površine najjednostavnije je prikazati dijagramom,<br />
Sl. 2.1, gdje je polazna točka referentna hrapavost novog<strong>rad</strong>nje pri isporuci broda. [1]<br />
Hrapavost uslijed deterioracije substrata, tijekom godina, ima stalni, uglavnom<br />
linearni porast. U doku se uklanja obraštaj koji je privremenog karaktera, ali koji se<br />
superponira trajnoj hrapavosti uzrokovanoj deterioracijom brodske oplate tijekom službe.<br />
5
Sl. 2.1. Efekt 'pile' - opća shema kontinuirane deterioracije broda u službi i obraštaja<br />
Uvođenjem novih tehnologija znanstvenici dolaze do relevantnih podataka o statusu<br />
oplakane površine broda (OPB) tijekom službe i za vrijeme dokiranja. Iako nove generacije<br />
brodova imaju kvalitetnu završnu ob<strong>rad</strong>bu OPB, ona je i dalje praćena stalnom deterioracijom<br />
u službi. Dobrim održavanjem broda može se g<strong>rad</strong>ijent deterioracije znatno smanjiti, u<br />
iznimnim slučajevima skoro i do tri puta, raspon se kreće od 18 µm do 55 µm/godišnje.<br />
Na kraju životnog vijeka prosječnih trgovačkih brodova, ovisno o održavanju te<br />
režimu <strong>rad</strong>a, srednje visine hrapavosti oplakane površine kreću se od 700 µm do 1.000 µm.<br />
Pjeskarenje oplakane površine te aplikacija novog sustava premaza postupak je koji se<br />
preporučuje bar jednom ili dva puta za vrijeme eksploatacije broda. Iako se tim postupkom ne<br />
može vratiti izvorna hrapavost, pouzdano je da će se gornje vrijednosti hrapavosti prepoloviti<br />
na kraju života broda.<br />
Stalnim mjerenjem stanja oplakane površine te praćenjem brodskih izvještaja moguće<br />
je predvidjeti optimalno vrijeme za spomenutu obnovu oplakane površine. Misao vodilja svih<br />
tih postupaka jest snižavanje deterioracije na što moguće manju mjeru.<br />
2.2. Utjecaj hrapavosti oplakane površine broda i vijka na otpor broda<br />
Utjecaj povećane hrapavosti oplakane površine broda u službi, pri istoj efektivnoj<br />
snazi, mjerljiv je preko povećanja otpora trenja, odnosno smanjene brzine. Za putničke i<br />
kontejnerske brodove očuvanje izvorne brzine uvjetovano je dovoljnom rezervom dodatne<br />
snage.<br />
Činjenica da otpor trenja dosiže i do 80% ukupnog otpora broda, izravni je pokazatelj<br />
važnosti statusa oplakane površine.<br />
6
Idealna površina čeličnog substrata ima slijedeće karakteristike [2]:<br />
(i) ne korodira<br />
(ii) ne podliježe obraštanju<br />
(iii) hidraulički je glatka<br />
(iv) kompatibilna je s materijalima i metodama g<strong>rad</strong>nje trupa<br />
(v) strukturnog je identiteta kao i sami trup broda<br />
(vi) ispunjava kriterije funkcije kao i cijene koštanja<br />
Ipak, usprkos tehnološkom napretku pri projektiranju, konstrukciji i propulziji broda,<br />
glatka, idealna površina nije dostižna jer nijedan substrat ne udovoljava navedenim<br />
karakteristikama.<br />
Podaci za AHR trupa i APR vijka dobiju se direktnim mjerenjem, što je vrlo<br />
dugotrajan posao koji se za svaki pojedini brod mora posebno izvesti. Ti podaci se također<br />
mogu s dovoljnom točnošću dobiti i preko provedbe simuliranja kretanja broda na stvarnoj ili<br />
tipičnoj ruti, ili prema podacima iz brodskog dnevnika, preko određenog niza formula,<br />
opisanih podrobnije u poglavlju 6. Tehnoekonomski model<br />
U istom poglavlju praćeni su i analizirani uvjeti i stanje u eksploataciji broda za<br />
prijevoz rasutih tereta i tankera, prema priloženim dnevnicima, u trajanju 2,5 godine, sa<br />
slijedećim parametrima:<br />
- vrsta i namjena broda,<br />
- glavne značajke broda,<br />
- broj dana u luci,<br />
- broj dana u plovidbi,<br />
- potrošak goriva,<br />
- stanje AV premaza,<br />
- broj dokiranja,<br />
- brzine broda (pokusna plovidba, brzina u službi nakon i neposredno pred<br />
dokiranje),<br />
- stanje oplakane površine trupa,<br />
- predviđena hrapavost trupa kao funkcije strategije održavanja,<br />
- predviđeni obraštaj i njezin efekt na snagu ili brzinu.<br />
Obzirom da ogledni brodovi iz ove studije, bulker Pelješac i tanker Ist nisu imali<br />
podatke o hrapavosti, za proračun veličine hrapavosti korištena je ITTC 1978 formula.<br />
Primjenom korelacionih uvjeta iz ITTC 1978 formule (2.1) za razne visine hrapavosti u službi<br />
7
te uvrštavanjem podataka za izračun efektivne snage otpora trenja, podrobnije je analiziran<br />
porast efektivne snage odnosno goriva kao posljedica povećanog otpora.<br />
Hrapavost trupa određuju četiri komponente, [3]:<br />
- izvorna hrapavost lima,<br />
- porast hrapavost uslijed dokiranja,<br />
- hrapavost u službi,<br />
- hrapavost od obraštaja.<br />
Osnova matematičkog izračuna za predviđanje hrapavosti AHR i njezin utjecaj na brod<br />
u službi procjena je udjela svake komponente koja je generira. U ovisnosti o čimbenicima koji<br />
je uzrokuju svaka se hrapavost računa odvojeno. Zbroj pojedinačnih hrapavosti daje ukupnu<br />
hrapavost AHR oplakane površine. Detaljno računanje pojedinih komponenti prikazano je<br />
poglavlju 6. Tehnoekonomski model.<br />
Međutim idealna hrapavost, tj. hrapavost u okvirima laminarnog strujanja, ovisno o<br />
duljini broda i brzini, u području od 20 - 70 µm, pri pretpostavci ∆C F = 0, nije realna.<br />
Potrebno je naglasiti da se oplakana površina uvijek referira na čeličnu podlogu. Drugi<br />
materijali, (ovim redom) stakloplastika, aluminij pa i drvo, pokrivaju isto područje, ali ovdje<br />
nisu predmet ovog razmatranja.<br />
Hrapavost limova ovisi u prvom redu o izvornoj hrapavosti nakon pjeskarenja,<br />
odnosno nakon apliciranja <strong>rad</strong>ioničkog premaza, te o kvaliteti i metodama <strong>rad</strong>a u<br />
brodog<strong>rad</strong>ilištima za vrijeme g<strong>rad</strong>nje broda. Hrapavost naknadnih AC i AV premaza ovisi o<br />
kvaliteti premaznog materijala, ali može znatno varirati u ovisnosti o kvaliteti aplikacije.<br />
Kod brodova u službi, deterioracija kao trajni proces sa svim popratnim efektima<br />
uzrokuje daljnju hrapavost oplakane površine broda. Hrapavost od obraštaja je najsloženija jer<br />
ovisi o tipu AV-premaza, metodi aplikacije, lokaciji na trupu, a iznad svega o vremenu<br />
boravka broda u luci.<br />
Radovi na studiji problematike otpora OPB, zbog nužnosti višekriterijalnog pristupa,<br />
uvijek su jednako aktualni. Najnoviji pristup problemu otpora načinili su Subramanian al. [4].<br />
U svom <strong>rad</strong>u koncentriraju se samo na element nekonzistentnosti otpora trenja uslijed<br />
obraštaja, objašnjavajući ga varijabilnim fizikalnim svojstvima obraštaja, elastičnosti i<br />
gustoći. Rezultate potkrepljuju mjerenjem vrijednosti reoloških svojstava graničnog sloja na<br />
uzorku obraštenom algama.<br />
Dobro zaštićeni trup novog broda, nakon otprilike 4 godine, već ima AHR reda<br />
veličine 230 µm. Pri godišnjem povećanju hrapavosti od 30 µm, efektivna snaga se povećava<br />
8
za približno 3 %. Tako samo uslijed trajne hrapavosti, tj. deterioracije, već nakon 4 godine<br />
eksploatacije porast snage pri očuvanju iste brzine iznosi oko 12,5%. [5]<br />
Vrijednost povećane potrebne snage zbog povećanog otpora, kvantificirat će se kroz<br />
količinu potrošenog goriva. Sl.2.2; [6]<br />
The Importance of Roughness<br />
% FUEL PENALTY vs. INCREASED ROUGHNESS<br />
12.0%<br />
10.0%<br />
8.0%<br />
6.0%<br />
4.0%<br />
2.0%<br />
0.0%<br />
200<br />
250<br />
300<br />
350<br />
400<br />
450<br />
500<br />
Roughness (microns)<br />
“Fuel Economy due to Improvement in Ship Hull<br />
Surace Condition”, R.L.Townsin et.al., Int’l<br />
Shipbuilding Progress, 33 (383), 1986, 127-130.<br />
550<br />
600<br />
650<br />
700<br />
750<br />
800<br />
850<br />
900<br />
950<br />
1000<br />
5<br />
Sl. 2.2. Utjecaj povećanja hrapavosti OPB na povećanje potroška goriva<br />
Cijena čišćenja broda funkcija je OPB, stupnja obraštaja, hrapavosti od korozije i<br />
premaza i željene ciljane glatke površine.<br />
Cijena čišćenja i premazivanja u doku obuhvaća:<br />
- cijenu čišćenja,<br />
- cijenu premaznog materijala,<br />
- cijenu aplikacije,<br />
- troškove energenata, dokovnih instalacija, priveza, remorkera, itd.<br />
Cijena infrastrukturnih i energetskih troškova dokiranja, instalacija, remorkera, obično<br />
se izražava kao USD/DWT odnosno USD/DWT/danu.<br />
Za čišćenje in situ (u plovnom stanju) i za čišćenje unutar doka, gubitak prihoda,<br />
fiksni i operativni troškovi nisu dodani opisu gornjih troškova. Oni se dodatno kalkuliraju, jer<br />
brod za vrijeme dokiranja nema prihoda ali fiksni i operativni troškovi i dalje teku. Tako<br />
razlučeni troškovi u postupku obnove OPB pomoć su brodaru da se odredi prema stvarnim<br />
troškovima i troškovima zbog izgubljenog vremena.<br />
9
Utjecaj pogoršanja stanja oplakane površine na povećani otpor i povećanu snagu kroz<br />
potrošnju goriva broda u službi, još uvijek se nedovoljno artikulira u brodograđevnim<br />
krugovima, postoji čak tendencija relativiziranja problema. Objašnjenje je jednostavno kad se<br />
zna da svi veći brodari s flotom od primjerice 30-tak brodova, na osnovu procijenjenog<br />
tehnoekonomskog modela, koriste svaki novi brod unutar optimalnog perioda, nakon kojeg<br />
brod u pravilu prodaju. Novi vlasnik, međutim, neće izlagati opterećivanju svoj proračun<br />
većom investicijom održavanja starog broda. S druge strane, posljedica česte promjene<br />
vlasnika pretpostavlja promjenu politike održavanja broda, u pravilu na račun pada kvalitete.<br />
Premda hrapavost propelera nije predmet ovog razmatranja, ipak, referirat ćemo se<br />
kratko na njezin utjecaj na otpor broda.<br />
Hrapavost površine vijka nije jednolična; u velikoj mjeri ovisi o položaju, prostornoj<br />
geometriji i karakteristikama vijka.<br />
Prva mjerenja hrapavosti površine mjerenjem otpora trenja provodi Schlichting<br />
koristeći otpor površine zrnca pijeska. Zbog vrlo neujednačene hrapavosti na površinama krila<br />
vijka, Schlichtingova metoda sa zrncima pijeska nije dala pouzdane rezultate. Tijekom<br />
vremena poboljšane su, pojednostavljene i definirane metode mjerenja hrapavosti vijka.<br />
Iako APR često nije prava mjera za mjerenje hrapavosti vijka, jer ne uzima u obzir i<br />
teksturu površine, ipak se gubitak efektivne snage zbog hrapavosti vijka dovoljno točno može<br />
odrediti formulom [7],<br />
∆P/P · 100% = 1.107 (APR) 1/3 – 1.479 za APR>8 (2.1)<br />
Hrapavost vijka dijelimo, kao i kod računanja oplakane površine broda, na četiri vrste<br />
hrapavosti: izvornu hrapavost, akumuliranu hrapavost u službi, hrapavost prigodom dokiranja<br />
te hrapavost uslijed obraštaja.<br />
Podrobniji opis računanja hrapavosti vijka prikazan je u poglavlju 6. Tehnoekonomski<br />
model.<br />
2.2.1. Određivanje koeficijenta otpora trenja površine brodske oplate<br />
Za izračunavanje koeficijenta otpora trenja glatkih (ravnih) ploča C F , u ovisnosti o<br />
Reynoldsovom broju, do danas je u uporabi tridesetak formula. [8], [9]<br />
Navedimo neke:<br />
Prandtl-Schlichting C F = 0,455 / (log R n ) 2,58 (2.2)<br />
Von Karman C F = 0,072 / R n<br />
0,2<br />
(2.3)<br />
ATTC 1947 (C F ) 0,5 = 4,132 log (R n C F ) (2.4)<br />
10
Blasius -laminarno strujanje C F = 1,328 / R n<br />
0,5<br />
0,21<br />
Lackenby C F = 0,0006 + 0,0791 / R n<br />
- glatke i obojane površine<br />
(2.5)<br />
(2.6)<br />
Baier C F = 1,89 + 1,62 (log 10 L / K S ) (2.7)<br />
- hrapave površine; duljine L i ekvivalentne hrapavosti pijeska K S<br />
ITTC-1957, Madrid C F = 0,075 / (log 10 R n – 2 ) 2 (2.8)<br />
Površina brodskoga trupa nije glatka, već hrapava, što je posljedak slijedećih uzroka,<br />
sastavnica:<br />
- izvorna hrapavost limova i tehnološka hrapavost (zavari, nekada zakovice);<br />
- hrapavost nastala u službi uslijed korozije, gomilanja slojeva loše očišćene boje,<br />
te hrapavosti sloja svježe boje;<br />
- hrapavost nastala uslijed ulubljivanja oplate, što se najčešće zbiva tijekom<br />
dokiranja;<br />
- hrapavost od obraštaja.<br />
Struktura hrapavosti prirodnih i tehničkih objekata, bez obzira <strong>rad</strong>i li se o optjecanju<br />
(raznovrsna vozila i plovila) ili protjecanju (cjevovodi) je vrlo različita. Da bi se mogli u<br />
praksi primjenjivati rezultati sustavnih ispitivanja koeficijenata otpora trenja, koji su dobiveni<br />
za cijevi umjetno ohrapavljene gusto nanesenim zrncima pijeska, određene su za sve važne<br />
"prirodne hrapavosti" njima ekvivalentne prosječne "umjetne" pješčane hrapavosti. Kod<br />
brodova ta hrapavost se naziva prosječna hrapavost trupa, AHR, i može se odrediti mjerenjem<br />
uz pridržavanja određene procedure.<br />
Određivanje otpora trenja trupa zahtijeva poznavanje koeficijenta otpora trenja<br />
hrapave površine, koji se dobiva kao zbroj otpora trenja glatke ploče C F i ∆C F , dodatka zbog<br />
hrapavosti na koeficijent otpora trenja ploče, kratko dodatka na hrapavost, (hull roughness<br />
penalty predictor).<br />
ITTC je za izračunavanje dodatka na hrapavost preporučio sljedeće formule:<br />
ITTC-1978, London 10 3 ∆C F = 1,05 (AHR/L pp ) 1/3 – 0.64 (2.9)<br />
AHR = prosječna visina hrapavosti oplakane površine, µm<br />
L PP<br />
= duljina broda između okomica, m<br />
ITTC 1990, Madrid 10 3 ∆C F = 44 [(AHR/ L) 1/3 – 10 (R n ) -1/3 ] + 0,125 (2.10)<br />
Formula ITTC iz 1990. godine (Madrid), prikladna je samo za neoštećene površine<br />
standardnog AV premaza (AHR < 225 µm), pa je to bio razlog da se u ovome <strong>rad</strong>u za<br />
11
izračunavanje dodatka na hrapavost ∆C F , za novog<strong>rad</strong>nje i brodova u službi prihvatila ranija<br />
formula ITTC 1978. [10]<br />
Na bazi formule ITTC-1978 (2.9) napravljen je računalni program tehnoekonomskog<br />
modela broda u službi.<br />
2.3. Metode mjerenja hrapavosti<br />
Hrapavu površinu označava pojava nebrojenih nepravilnih uzvisina, dolina, grebena,<br />
izbočina, ispupčenja, pukotina, brazda. Svaka definicija hrapavosti jednim parametrom bila bi<br />
neprimjerena budući da različite površine raznovrsnih profila mogu biti slične na osnovu<br />
jednog parametra i biti različite u odnosu na druge parametre.<br />
Postoje tri selektivna područja mjerenja hrapavosti OPB: mjerenja za vrijeme g<strong>rad</strong>nje<br />
broda te na primopredaji broda (1-3), mjerenja u službi (4-8), te mjerenja opće slike<br />
hrapavosti netom nakon izvlačenja broda na suho, tj. nakon dokiranja (9). Potonje je ujedno i<br />
najteže definirati, a upravo na toj hrapavosti je baziran otpor trenja u službi:<br />
1. hrapavost limova nakon pjeskarenja, u pravilu na Sa 2½<br />
2. hrapavost novog<strong>rad</strong>nje, samo <strong>rad</strong>ionički premaz apliciran (cca 20 µm)<br />
3. hrapavost novog<strong>rad</strong>nje nakon apliciranja AC i AV premaza (debljina nanesenih<br />
slojeva AC i AV sustava obično je u granicama: DFT = 250 – 500 µm)<br />
4. hrapavost u doku nakon pranja visokotlačnim pumpama<br />
5. hrapavost u doku nakon pjeskarenja<br />
6. hrapavost u doku nakon aplikacije AC i AV premaza (OPB čišćena VT pumpama)<br />
7. hrapavost u doku nakon aplikacije AC i AV premaza (OPB čišćena pjeskarenjem)<br />
8. hrapavost u vodi nakon čišćenja od obraštaja (podvodno brušenje četkama)<br />
9. hrapavost mjerena pred dokiranje: uključen biološki obraštaj i deterioracija<br />
(korozija, oštećenja, greške AC i AV premaza)<br />
Prije 2. svjetskog rata karakteristike površine trupa definirale su se pomoću tzv.<br />
ekvivalentne hrapavosti zrnaca pijeska, a proračun otpora bazirao se na Niku<strong>rad</strong>se-ovim<br />
testovima s cijevima. Nakon rata BSRA (danas BMT) prva uvodi mjerenja hrapavosti, te<br />
proučava odnos hrapavosti i povećanog otpora trenja. Prvi mjerni instrument The Wallgauge1<br />
razvila je BSRA na brodu Lucy Ashton, još 1952.g. sa zadaćom da se ispita odnos hrapavosti i<br />
otpora trenja [11]. Radi praktičnosti i ekonomičnosti, za mjerenje hrapavosti oplakane<br />
površine broda uveden je pojam prosječne hrapavosti trupa AHR (Average Hull Roughness).<br />
12
Činjenica je da AHR, koja predstavlja prosjek vrijednosti očitanja na otprilike 1200<br />
mjernih točaka oplakane površine trupa daje prihvatljivu korelaciju između hrapavosti i<br />
otpora broda. Profil hrapavosti analizira se na uzorku dimenzija 2 mm × 50 mm, prema Sl.2.3<br />
i Sl.2.4, [12].<br />
Sl. 2.3. Definiranje profila hrapavosti<br />
Sl. 2.4. Mjerenje hrapavosti<br />
NSFI je razvio drugi uređaj za mjerenje hrapavosti nazvan Monotester 2. Taj<br />
elektronsko / mehanički uređaj predstavljao je u to doba veliki napredak, razvijen s ciljem da<br />
se prebrode nedostaci Wallgauge-a. Prednost Monotestera 2 je u tome što se rezultati<br />
očitavaju trenutno, a nedostatak -dulje vrijeme <strong>rad</strong>a za isti broj informacija.<br />
Slika profila hrapavosti projicirala se na staklenu ploču prekrivenu grafitnim prahom<br />
preko optičkih leća. Taj sustav mjerenja je dugo vremena bio u uporabi unatoč nedostacima,<br />
poput <strong>rad</strong>a s krhkim i skupim stakalcima. Također je bilo netočno mjerenje hrapavosti<br />
površina koje su imale visinu hrapavosti ispod 70 µm. Nadalje, sređivanje rezultata očitanja je<br />
zahtijevalo relativno dugo vrijeme ob<strong>rad</strong>be.<br />
Za dobivanje točnije slike realnog profila površine substrata u svakom slučaju trebalo<br />
bi uzeti i topografiju odnosno teksturu površine u obzir,međutim, to bi znatno otežalo<br />
proračun tehnoekonomskog modela. [13]<br />
Kako se vidi iz priloženih replika 3 i 4., ista vrijednost AHR od 400 µm prouzročit će<br />
i četverostruko različit efekt na snagu!<br />
13
Replika br. 3; AHR = 400 µm; ∆P= 27 %<br />
Replika br. 7; AHR = 400 µm; ∆P= 7 %<br />
2.3.1. Mjerenje hrapavosti BMT analizatorom<br />
Uvođenjem elektroničke tehnologije uvelike je napredovala tehnika mjerenja i<br />
ob<strong>rad</strong>be podataka. Najnovija generacija BMT analizatora trenutno očitava rezultat AHR. Tako<br />
se izbjegla ranija subjektivna analiza ocjenjivanja krivulje hrapavosti golim okom preko<br />
zamagljenog stakla.<br />
Mjerenje se u pravilu izvodi na 100 lokacija po 12 uzoraka i za svaku lokaciju<br />
izračuna se vrijednost prosječne hrapavosti, MHR (Mean Hull Roughness). Na taj se način,<br />
na osnovu 1.200 očitanja, dobije prosječna visina hrapavosti (AHR) za čitavu oplakanu<br />
površinu. Premda metoda nije egzaktna jer ne ilustrira realni status površine, obzirom da se<br />
temelji na mjerenju samog jednog parametra (AHR), ipak se u praksi pokazala vrlo korisnom.<br />
Ipak, zbog nedovoljnog poznavanja topografije deteriorirane površine, općeprihvaćeni<br />
standard mjerenja AHR elektroničkim BMT analizatorom nužno traži reviziju. Nastoji se da<br />
procedura mjerenja obuhvati sve relevantne parametre hrapavosti, a time poveća točnost i<br />
pouzdanost metode.<br />
Mjerenje AHR u plovnom stanju također je moguće provesti, ali se rjeđe izvodi.<br />
2.3.1.1. Osnove procedure uzorkovanja<br />
Cilj: mjerenje hrapavosti sastoji se od obilježavanja 100 sličnih površina na plovilu,<br />
ili se površina bokova i dna razdijeli na slične podpovršine. Izvješće se odnosi na slučajno<br />
14
odabranu lokaciju površine. Pri izboru treba izbjegavati površine koje prelaze preko varova,<br />
kao izvornim elementima strukturne hrapavosti.<br />
Pogreška metode: udaljenost točaka od najviše 1.5 m, prema BMT analizatoru, za<br />
malu vrijednost hrapavosti nije relevantna, ali u slučaju velike hrapavosti ili u slučaju velikih<br />
mehaničkih oštećenja pogreške mogu biti zamjetne. [14]<br />
Veličina uzorka i orijentacija:<br />
- idealna veličina uzorka na svakoj lokaciji morala bi biti jednaka,<br />
- najveća odstupanja javljaju se između bokova i dna zbog otežanog pristupa,<br />
- uobičajeno uzorkovanje vrši se u smjeru strujanja vode.<br />
Timing - period uobičajeno specificiran kao vrijeme sušenja između završetka<br />
premazivanja i uranjanja doka. U tom vremenu treba izvršiti mjerenje hrapavosti. Nije<br />
moguće specificirati minimalni timing za vrijeme sušenja premaza, budući da je to funkcija:<br />
- performansi AC i AV premaznog materijala,<br />
- broja i debljine apliciranih slojeva,<br />
- naravi i prijamljivosti substrata,<br />
- <strong>rad</strong>nih uvjeta, temperature i ventilacije,<br />
- broja i debljine apliciranih slojeva.<br />
Osnovni uvjet za provedbu mjerenja je pretpostavka da je premaz tvrd. Treba naglasiti<br />
problem usporedbe hrapavosti broda nakon premazivanja u doku, i hrapavosti nakon<br />
uronjavanja. Katkad, primjerice u slučaju konvencionalnih premaza, ovi lagano u dodiru s<br />
vodom omekšaju, posljedica čega su niža očitanja vrijednosti. I kod nove generacije<br />
visokokvalitetnih samopolirajućih premaza, dolazi do pogrešnih očitanja, jer su debljina i<br />
tvrdoća površine ovisni o stabilnosti kemijskog sastava premaza.<br />
2.3.1.2. Postupak mjerenja<br />
Uređaj se sastoji od mjerne glave smještene na uređaju s kotačima. Mjerna glava ima<br />
zaobljeni stilus koji slijedi konture, odnosno obrise površine trupa na lokaciji za mjerenje, po<br />
kojoj prolazi uređaj s kotačima. Podaci sa stilusa prenose se preko kabela do jedinice<br />
analizatora, koji se ispisuju na omotu papira.<br />
U svakom slučaju procedura zahtijeva nesmetani pristup brodu u doku (skele, dizalice,<br />
crijeva za vodu, vozila). Mjerenje hrapavosti u doku mora se provesti nakon što je brod opran<br />
vodom, ali i prije nego počnu operacije pjeskarenja, budući da i kristali soli i čestice prašine<br />
15
mogu utjecati na točnost očitavanja. Prije mjerenja je također potrebno da se AV premaz<br />
dovoljno osuši da može prihvatiti kuglicu stilusa. Potrebna je koordinacija s upravom doka,<br />
jer ta operacija mora biti nesmetano obavljena prije spuštanja broda u more.<br />
Očitanja se dijele prema odnosu oplakane površine plovila. Primjerice, brod s<br />
8 000 m 2 dna i 4 000 m 2 bokova trebao bi imati 66% očitanja s dna i 33% s bokova. Ta se<br />
očitanja moraju raspodijeliti što jednoličnije moguće, na 10 sekcija oplakane površine trupa.<br />
Dok se često na pramcu i krmi uzima propisani broj očitanja, na drugim površinama trebaju<br />
dodatna očitanja da se dobije statistički signifikantna vrijednost.<br />
Točno izvješće bazirat će se na pažljivo odabranih 100 lokacija OPB, koje u najvećoj<br />
mjeri predstavljaju čitavu površinu broda, dno, bokove i pojas gaza. U tu svrhu brod je<br />
razdijeljen na 10 približno jednakih sekcija, počevši od pramca do krme. Svaka sekcija na<br />
desnom boku broda označava se sa SS (Starboard Side). Dno desne strane se označava SF<br />
(Starboard Flat). Analogno, lijeva strana broda je PS, odnosno PF. Svako mjerenje u<br />
pojedinoj sekciji numerira se u smjeru od kobilice prema uzvoju (boku), odnosno za<br />
vertikalne stranice obaju bokova, od uzvoja prema palubi, slika 2.5.; [12]<br />
Sl. 2.5. Način odabira lokacija za mjerenje hrapavosti<br />
Za svaku lociranu površinu s koje se uzimaju očitanja, na elektroničkom instrumentu<br />
pojavljuje se četveroznamenkasti kôd, primjerice 9SF2 ili 3PS4:<br />
9SF2 = Starboard Flats, stanica br. 9, desna strana dna broda, druga lokacija od<br />
kobilice prema boku broda<br />
16
3PS4 = Port Side, stanica br.3, lijeva strana boka broda na četvrtoj lokaciji, od<br />
uzvoja prema palubi broda<br />
Izvješće o mjerenju sadrži:<br />
- ime plovila,<br />
- lokacija dokiranja i država,<br />
- datum dokiranja,<br />
- tip mjerenja, unutar ili izvan doka,<br />
- datum mjerenja,<br />
- ime mjeritelja,<br />
- broj baždarenja.<br />
Analiza izmjerenih podataka za jedan LNG brod prikazana je na Sl.2.6. i 2.7, [12]<br />
Sl. 2.6. Analiza izmjerenih podataka za jedan LNG brod<br />
Sl. 2.7. Analiza izmjerenih podataka za isti LNG brod. Neobraštajući premaz<br />
17
2.3.2. Mjerenje hrapavosti uspoređivanjem sa standardom.<br />
Drugu metodu procjene hrapavosti površine broda, i njezin efekt na otpor trenja,<br />
raz<strong>rad</strong>io je NSFI [15]. Mapa uključuje 5 trodimenzionalnih plastičnih reprodukcija površine<br />
brodskog dna, s varirajućim stupnjem hrapavosti. Usporedbom različitih područja oplakanog<br />
trupa s tim plohama može se vizualno odrediti hrapavost brodskog dna. Na osnovu te<br />
determinacije, i uz pomoć tablice, može se procijeniti porast otpora povezan s hrapavosti, i<br />
odrediti najbolji tretman za povećanje brzine broda.<br />
Slični instrument na bazi uspoređivanja sa standardom je tzv. Rubertov komparator,<br />
kojim se mjeri hrapavost vijka. Instrument se sastoji od 6 komparatora koji predstavljaju<br />
replike površina propelera brodova u službi. Zasniva se na mjerenju topografije površine<br />
stilusom, koji je izravno vezan na računalo.<br />
2.3.3. Metoda procjene hrapavosti spektrofotometrijskom metodom<br />
Za brzu procjenu hrapavosti OPB primjenjuje se spektrofotometrijska matoda. Temelji<br />
se na mjerenju gustoće određenog tona boje, koja korespondira određenoj numeričkoj<br />
vrijednosti za hrapavost površine. Cjelovita skala tona za svaku boju razdijeli se na tri jednaka<br />
analogna područja.<br />
Vrijednosti u gornjem području hrapavosti AHR, od 221 do 300 µm, pokrivaju nijanse<br />
crvenoga; srednje područje hrapavosti AHR od 140 do 220 µm, nianse crnoga; a najniže<br />
vrijednosti, od 60 do 139 µm, nijanse zelene boje. Nizom tako obojenih slika dobije se živi<br />
uvid promjene obojenog premaza tijekom vremena u službi. Ta metoda ima posebnu<br />
vrijednost pri uspoređivanju hrapavosti različitih plovila, ili prilikom uspoređivanja tipova<br />
premaza.<br />
2.3.4. Metoda mjerenja hrapavosti optičkim laserom<br />
Premda dosadašnjim <strong>rad</strong>ovima (Grigson, Raupach, Sigal i Danenberg) pokušavali su<br />
redefinirati mjerenje hrapavosti uvodeći parametar geometrije površine, nazvan kvaliteta m<br />
dimenzioniranu kao gustoća hrapavosti (van Rijn, 2002). Njihovo razmatranje ne obuhvaća<br />
fleksibilnu hrapavost obraštaja živog svijeta.<br />
Subramanian et al. [16] razvijaju posebnu metodu mjerenja hrapavosti obraštaja,<br />
artikulirajući fleksibilnost obraštaja, slijedom čega i neravnomjernu raspodjelu hrapavosti na<br />
OPB. Subramanian polazi od predpostavke da se strujanjem mijenja oblik i prostorna<br />
razdijeljenost fleksibilne hrapavosti, što uzrokuje nepouzdanost mjerenja. Mjerenje baziraju<br />
na tzv. nekontaktnoj metodi mjerenja hrapavosti obraštaja u statičkim i u dinamičkim<br />
18
uvjetima. Ova metoda koristi tehniku efekta zasjenjenih područja, prouzročenih iluminacijom<br />
pod različitim kutovima, s ciljem rekonstrukcije modela površine. Tehnika određivanja<br />
hrapavosti iluminacijom tek je u začetku, ali je dobra osnova za određivanje hrapavosti<br />
fleksibilnih površina sa svojstvima elastičnosti. Rezultati na Sl.2.8 pokazuju da, rastom<br />
hrapavosti, koeficijent hrapavosti raste neproporcionalno.<br />
Sl. 2.8. Trodimenzionalno modeliranje mjerenja AHR uporabom trijangulacije<br />
Sl. 2.9. Mjerenje hrapavosti preko poznatog upadnog kuta i duljine sjene<br />
19
2.4. Podjela hrapavosti<br />
Opsežna je literatura o deterioraciji, ili porastu hrapavosti brodske oplate sa starošću<br />
broda. Deterioraciju ili slabljenje izvornih performanci broda uvjetuje niz faktora, čije<br />
međusobno ispreplitanje otežava kvantifikaciju i otkrivanje zakonitosti njihovog međusobnog<br />
djelovanja.<br />
Problem hrapavosti, odnosno efekt oštećenja uronjene površine brodskog trupa u<br />
eksploataciji, neodvojivo je povezan s različitim biološko-fizikalno-kemijskim čimbenicima<br />
koji su, uz elementarne nepogode, neodvojivo inkorporirani u živi morski ambijent.<br />
Prema elementu trajnosti hrapavost dijelimo (Sl 2.10) [17] na:<br />
a) privremenu<br />
b) trajnu<br />
Sl. 2.10. Podjela hrapavosti prema trajnosti i rasporedu na OPB<br />
Privremena hrapavost topografski je određena, a zahvaća manje ili više izolirana<br />
područja na površini brodske oplate. Uzrokuju je:<br />
- pogreške samog sustava AV premaza (ljuštenje, boranje, poroznost,<br />
odslojavanje itd.),<br />
- korozija,<br />
- obraštaj.<br />
20
Privremenu hrapavost moguće je standardnim postupcima, tijekom <strong>rad</strong>ova u doku, u<br />
velikom stupnju uspješno, kadkad i u potpunosti odkloniti.<br />
Trajnu hrapavost oplate broda, ili deterioraciju broda u službi, određuje nepovratno<br />
progresivno razaranje strukture brodske oplate. Uz brojne druge uzroke fenomena<br />
deterioracije najznačajniji su:<br />
- stanje čeličnog substrata nakon nanašanja <strong>rad</strong>ioničkog premaza,<br />
- hrapavost premaza uslijed nekvalitetne aplikacije,<br />
- plastična deformacija premaza,<br />
- <strong>rad</strong>ovi za vrijeme dokiranja,<br />
- mehanička oštećenja.<br />
Trajna i privremenu hrapavost sastoji se od dva različita procesa:<br />
- biološki,<br />
- fizikalni.<br />
Biološka hrapavost, kao posljedica obraštaja, nije jednolična; mijenja se i oblikom i<br />
teksturom. Za razliku od fizikalne hrapavosti, biološka hrapavost je elastična, što znatno<br />
utječe na pogreške u kvantifikaciji<br />
U novije vrijeme predlaže se, <strong>rad</strong>i točnijeg izračuna gubitka brzine kao posljedice<br />
nejednolične hrapavosti obraštaja, dodatno dimenzioniranje biološke hrapavosti parametrima<br />
gustoće i elastičnosti, [4].<br />
Procjena privremene hrapavosti obraštaja temelji se na podacima o:<br />
- djelotvornom vijeku trajanja AV premaza,<br />
- duljini vremena broda u luci,<br />
- ekološkim uvjetima u luci.<br />
Fizikalnu hrapavost ili deteroraciju, kao proces trajne hrapavosti, definira stalno<br />
razaranje oplakane površine tijekom eksploatacije broda. Uzroci mogu biti mehanički i<br />
nemehanički. U mehaničke uzroke spadaju sve vrste sudara (led, struganje sidrenih lanaca,<br />
lučke instalacije), ali kadkad i preenergično čišćenje s posljedicom trajne abrazije površine<br />
lima. U nemehaničke fizikalne uzroke ubrajaju se:<br />
- elektrokemijska reakcija (korozija) zbog neprimjerene katodne zaštite,<br />
- nepotpuna priprema površine prije aplikacije premaza,<br />
- porozni izlučeni AV premaz,<br />
- ljuštenje premaza zbog nekompatibilnosti između AC i AV premaza,<br />
21
- sastav premaza (veliki udjeli otapala, prevelika absorpcija vode kao omekšavala,<br />
plastična deformacija, nepotpuna polimerizacija),<br />
- loša aplikacije premaza,<br />
- nepoštivanje režima sušenja slojeva,<br />
- utjecaj okoliša pri aplikaciji premaza u doku (vlaga, vjetar, temperatura),<br />
- vremenski uvjeti pod kojima brod plovi,<br />
- izvorna hrapavost substrata.<br />
Hrapavost brodske oplate, sa znanstvenog stajališta, interdisciplinarnog je značaja.<br />
Stoga i podjela hrapavosti, kao fenomena, nije egzaktna. Nerijetko se jedna vrsta hrapavosti<br />
pripisuje drugoj, a češće različiti tipovi hrapavosti imaju iste razorne efekte. Prijedlog<br />
najnovijih tehnoloških rješenja za savršeno glatke nehrapave brodske površine, danas na<br />
razini futurističkih rješenja, osnova je mogućeg djelotvornijeg rješavanja problema hrapavosti<br />
oplakane površine broda.<br />
2.5. Izvorna hrapavost oplakane površine<br />
Iako je izvorna hrapavost novog<strong>rad</strong>nje odijeljena od hrapavosti deterioracijom, već u<br />
izvornoj hrapavosti dio je čimbenika inicijacije procesa deterioracije broda u službi. [2]<br />
Izvornu hrapavost uzrokuju:<br />
- strukturna hrapavost substrata prije i nakon pjeskarenja,<br />
- pogreške na varovima limova,<br />
- mehanička oštećenja limova prilikom operacije zavarivanja,<br />
- nedovoljna adhezija <strong>rad</strong>ioničkog premaza na čelični lim uslijed kondenzacije,<br />
- nestručna aplikacija <strong>rad</strong>ioničkog, AC i AV premaza,<br />
- nedovoljno kvalitetan sastav i loša reologija AC i AV premaza,<br />
- nedovoljna inkompatibilnost između AC i AV premaza,<br />
- curenje premaza vezano za debljinu premaza i prekratko vrijeme sušenja,<br />
- hrapavost AV premaza.<br />
Premda danas više ne računamo s hrapavošću glava zakovica preklopnih limova,<br />
hrapavost samih varova znatni je dio otpora trenja. Samo otpor stičnih varova, prosječne<br />
visine 3 mm, može absorbirati i do 2% efektivne snage, Sl.2.11 i Sl.2.12. [18].<br />
22
Sl. 2.11. Povećanje efektivne snage za<br />
otpor trenja na stičnim varovima,<br />
containerski brod 4.000 TEU<br />
Sl. 2.12. Povećanje efektivne snage<br />
za otpor trenja na stičnim varovima,<br />
tanker 270.000 dwt<br />
Brušenje varova uobičajeno je kod nekih jedinica ratne mornarice, primjerice na<br />
podmornicama, te na skupim megajahtama; u potonjem primjeru uglavnom iz estetskih<br />
razloga. Otpor stikova veći je od otpora šavova vara, jer su pozicionirani okomito na<br />
strujanje. Iskustveno se uzima da je otpor šavova samo desetina otpora stikova, iako duljina<br />
šavova znade doseći i deseterostruku vrijednost duljine stikova.<br />
U skladu s današnjim kriterijima limovi se pjeskare uz kvalitetu Sa 2½ prema<br />
standardu ISO 8501-1:1988.<br />
ITTC 1978 korelacijskom formulom izračunata je minimalna teoretska hrapavost<br />
oplakane površine u ovisnosti o duljini i brzini broda, na bazi hrapavosti od 20-40 µm.<br />
Međutim, kad bi se uspilo i postići idealnu hrapavost, takva površina substrata ne bi bila<br />
dostatna za sidrenje premaza (anchor pattern).<br />
Iako klasifikacijska društva definiraju amplitudu hrapavosti supstrata za cinkove<br />
primere do 50 mikrona, već i manje hrapavosti (25-30 µm) pogodne su za 'sidrenje' nove<br />
generacije cink-silikatnih premaza. Međutim iskustvo pokazuje da je za dobro sidrenje epoksi<br />
premaza optimalna hrapavost 65-75 µm.<br />
Studije su pokazale, da se ulaganja u dobre i pouzdane sustave AC i AV premaza<br />
višestruko vraćaju kroz redukciju troškova održavanja i smanjenu potrošnju goriva.<br />
Kontrola kvalitete i aplikacije premaza bitna je u tijeku završnih <strong>rad</strong>ova. Tako<br />
referiraju da su u istom brodog<strong>rad</strong>ilištu dva blizanca, obojana jednakim premazima istog<br />
proizvođača isporučeni s AHR 75 µm odnosno 186 µm, [2]<br />
23
Nedostatak nekadašnjih AC i AV premaza bila je nedovoljna kompatibilnnost sa<br />
substratom. Dodatni problem predstavljao je kemijski sastav formulacije AC i AV premaza,<br />
nerijetko međusobno neusklađenih fizikalnih svojstava. S tog razloga problem AC i AV<br />
premaza tretirao se odvojeno. U primjeni AC premaza težilo se manjem broju debljih<br />
premaza, kratkog vremena sušenja i brze polimerizacije, dok se na AV premaze postavljao<br />
zahtjev za duljim vijekom trajanja.<br />
Međutim zahtjev za manjim brojem debljih slojeva premaza povećavao je izvornu<br />
hrapavost, zbog:<br />
- mase debelog sloja; kompozicija debljih premaza mora biti izvanredno<br />
strukturirana, u suprotnom dolazi do curenja premaza uslijed nepotpune pretvorbe<br />
disperzijske otopine premaza (sol) u kruto koloidno stanje premaza (gel)<br />
- brzine sušenja; brzo rukovanje i kratki intervali aplikacije s kompozicijama s<br />
lakohlapljivim otapalima kadkad poremete režim sušenja i pogorša fizikalna<br />
svojstva površine premaza.<br />
Element izvorne hrapavosti novog<strong>rad</strong>nje bitni je čimbenik generiranja deterioracije, pa<br />
je važno poštivati standard za svaki parametar izvorne hrapavosti.<br />
2.6. Deterioracija oplakane površine broda u eksploataciji<br />
Deterioraciju označavamo kao trajni proces pogoršanja izvornih performanci broda<br />
tijekom eksploatacije. Za razliku od obraštaja, kao privremene hrapavosti, deterioracija<br />
brodske oplate je trajni, ireverzibilni proces, i prati svako plovilo tijekom njegove službe. Cilj<br />
održavanja površine trupa u eksploataciji jest održavati plovilo što je moguće bliže izvornom<br />
stanju za vijeka trajanja broda. Na Sl. 2.13 prikazan je utjecaj dobrog održavanja OPB, sa<br />
starošću broda. [19]<br />
Proces deterioracije je neupitan, ali ne postoji utemeljeni jednostavni odnos između<br />
vijeka broda i veličine hrapavosti oplakane površine. U svakom slučaju dobro održavanje,<br />
ispravna katodna zaštita, dobre performance i kvaliteta AC i AV premaza uz broj dokiranja i<br />
njihov vremenski razmak nedvojbeno usporavaju dinamiku procesa hrapavljenja broda u<br />
eksploataciji.<br />
Prirast hrapavosti deterioracijom je kumulativni proces s godišnjim prirastom od<br />
približno 30 µm. Međutim, vrijednost varira ovisno o tipu i uvjetima eksploatacije broda. U<br />
konačnici za status OPB najrelevantnija je poslovna strategija, prema kriteriju kvalitete<br />
održavanja broda.<br />
24
Sl. 2.13. Porast snage sa starosti broda kod konstantne brzine<br />
U osnovi hrapavost u eksploataciji determinira:<br />
- izvorna hrapavost,<br />
- pogreške na bočnim i uzdužnim linijama varova,<br />
- utjecaj okoliša kao struganje sidrenih lanaca, oštećenja uslijed odbojnika<br />
remorkera, oštećenja uslijed leda, osobito u pojasu gaza, manji sudari i sjedanja<br />
na dno, te sve vrste mehaničkih oštećenja,<br />
- elektrokemijske reakcije (korozija) zbog neprimjerene katodne zaštite,<br />
- nepotpuno čišćenje površine prije aplikacije premaza,<br />
- svojstva pripisana AC i AV premazu - loša kvaliteta i primjena AV premaza,<br />
- ljuštenje i plastična deformacija premaza uslijed prevelikog udjela otapala i<br />
nedovršene polimerizacije, poremećeni režim sušenja, poroznost izvorne matrice<br />
nakon izlaska biocida iz premaza,<br />
- vremenski uvjeti plovidbe,<br />
- broj dokiranja i njihov interval,<br />
- utjecaj okoliša,<br />
- obraštaj.<br />
25
Na slici 2.14 prikazani su tipični profili hrapavosti oplakane površine, nakon<br />
uklanjanja obraštaja, u iznosu od AHR= 173 µm na 2-3 godine starim brodovima, te<br />
AHR = 550 µm na 8 do 10 godina starim brodovima, [20]<br />
Sl. 2.14. Usporedba tipičnih profila hrapavosti: 173 µm (2-3 godine) i 550 µm (8-10 godina)<br />
Na slici 2.15 prikazan je učinak poliranja AV premaza na starijem brodu (11 godina),<br />
gdje je AHR smanjena poliranjem AV premaza za 50 µm, [21]. Krivulja 3 prikazuje profil<br />
hrapavosti od AHR =80 µm, nakon obnove istog broda pjeskarenjem. Vrijednost za AHR je<br />
ista, kao da se <strong>rad</strong>i o novoisporučenom brodu ( 80-100 µm).<br />
Međutim, vraćanje na izvornu hrapavost nije realno. U ovom slučaju, obzirom da se<br />
<strong>rad</strong>i o starijem brodu s uznapredovalom hrapavosti od 600 µm, najbolje što se moglo postići<br />
pjeskarenjem, jest hrapavost od 150 µm,.<br />
Sl. 2.15. Hrapavost starijeg broda; izvorni profil,<br />
efekt poliranja SPC AV premaza te nakon pjeskarenja<br />
26
Na dijagramima 2.16 i 2.17 prikazani su histogrami mjerenja učestalosti hrapavosti<br />
kod dvije godine starog VLCC, prije i poslije nanašanja AV premaza, nakon prvog dokiranja.<br />
Visina AHR je porasla zbog nestručnog nanošenja premaza (curenje, nejednolika DFT<br />
premaza, prelazi preko ranijih neravnina) te, manjim dijelom, oštećenjima za vrijeme<br />
dokiranja. [18].<br />
Sl. 2.16. Histogram mjerenja učestalosti<br />
hrapavosti, 2 g.stari VLCC, prije<br />
premazivanja<br />
Sl. 2.17. Histogram mjerenja učestalosti<br />
hrapavosti, 2 g.stari VLCC, nakon<br />
premazivanja<br />
U jednoj od studija koja obuhvaća sustavnu kontrolu i mjerenje oštećenja OPB na 6<br />
kontejnerskih brodova kroz period od 8 godina, na ruti Europa-Australija, referira se o 80%<br />
oštećenja temeljem 1.162 izvješća, koji se odnose na mehaničke uzroke. Riječ je mahom o<br />
oštećenjima sudaranjem ili nasukavanjem, na prilazu ili unutar luka. [21].<br />
Od toga se 50% oštećenja odnosi na sudare s lučkim instalacijama. Tako se prosječno<br />
svaki brod teško sudario jednom u 4 godine. Sudar s drugim plovilom, uglavnom u luci,<br />
statistika pokazuje da se dogodio jednom u pet godina. Na popisu čestih slučaja oštećenja<br />
redovno je i abrazija brodskog dna, odnosno premaza.<br />
I unutar doka dolazi do povećanja hrapavosti OPB. Mjerenja pokazuju da:<br />
- 68% brodova poveća hrapavost oplate broda zbog neizbježnih sudara unutar<br />
ograničenog <strong>rad</strong>nog prostora,<br />
- više od od 80 % brodova s hrapavošću u području od 100-200 µm ohrapavi za<br />
25 µm,<br />
27
- kod hrapavijih trupova s donjim pragom hrapavosti od 600 µm, tijekom <strong>rad</strong>ova u<br />
doku hrapavost nije zamjetno varirala.<br />
Ipak, prolaz kroz led predstavlja ekstremni slučaj pojave korozije. Referira se da je<br />
prolazom kroz led novog broda (14 mjeseci) čitavim pojasom gaza, potpuno ogoljena<br />
površina lima. U uvjetima visoke aeracije i stalnog oplakivanja nezaštićene površine substrata<br />
dolazi do teške rupičaste korozije(dubina oštećenja i do 9 mm!). [22]. Sl. 2.18.<br />
Sl. 2.18. MT LURÖ, 3.889 DWT chemical tanker, nakon prolaza kroz led, potpuno<br />
oštećenog AC i AV premaza (WÄRTSILA Diesel News)<br />
28
3. OBRAŠTAJ OPLAKANE POVRŠINE BRODSKOG TRUPA<br />
3.1. Uvod<br />
Obraštajem nazivamo zajednice bentoskih alga i životinja koje se prihvaćaju,<br />
pričvršćuju i rastu na podvodnim dijelovima brodova i drugih plovnih objekata. Obraštaj nije<br />
samo fenomen koji se javlja na brodskoj oplati, već se on se javlja na lukobranima, nasipima,<br />
u cjevovodima sustava za hlađenje morem, industrijskim postrojenjima. Tragovi ostataka<br />
organskih obraslina na uronjenim površinama, vrlo su stari. Već oko 400 g. prije Kr.<br />
izvješćuje Aristotel o štetama nastalim kao posljedica usporavanja brodova uzrokovanih<br />
obraštajem.<br />
Veliki naš prirodoznanstvenik Ante Ercegović u svome djelu 'Život u moru' [23] piše:<br />
Morski životni prostor utječe na građu živih bića kao cjelina tj. svim svojim ekološkim<br />
uvjetima zajedno. Morski životni prostor odlikuje se osobinama, koje su znatno<br />
različne od osobina životnog prostora kopna. Glavnije su osobine: vodena otopina<br />
koja u sebi sadržava sve elemente potrebne za život autotrofnih bića i propušta<br />
svjetlost u debelom sloju; njena velika gustoća; visoka koncentracija soli, jednolikost<br />
glavnih bioloških uvjeta, u prvom redu temperature, slanoće i ionske reakcije te laka<br />
pokretljivost i prenosivost vodenih čestica i od toga zavisna povezanost raznih<br />
dijelova, naročito putem struja.<br />
Djelovanje morskog životnog prostora kao cjeline čini, da je velika biocenoza<br />
morskog života kao cjelina građena na osobiti način i pokazuje neke osobine kojima<br />
se razlikuje od kopnenog i slatkovodnog života. Te su osobine naročito:<br />
trodimenzionalnost, sesilnost životinjskog svijeta, jednostaničnost i pokretljivost<br />
planktonskog bilja, morfološka jednostavnost ali i relativna bujnost organizama.<br />
Ovdje je važno naglasiti da postoje dva glavna tipa obraštaja. Prvi se odvija<br />
neposredno nakon uranjanja broda u more i sastoji se uglavnom od jednostaničnih bentoskih<br />
alga (Diatomeae) koje u svojoj građi sadrže sluz koloidne prirode (gel). Već taj primarni sloj<br />
sluzi, koji je uglavnom jednolike debljine povećava otpor trenja broda, ali neusporedivo<br />
manje od sekundarnog koji slijedi. Ovaj drugi tip obraštajnog sloja sadrži višestanične<br />
organizme kao što su školjke, rakovi vitičari (balanidi), morske alge koji, već 2-4 mjeseca<br />
nakon dokiranja, zamjetno uzrokuje porast otpora trenja.<br />
29
Godišnji prirast obraštaja, poput broda na slici 3.1. dosiže i punih 5-6 cm debljine.<br />
Sl. 3.1. Prikaz jakog obraštaja podvodnog dijela broda<br />
Zabilježeni su slučajevi kod jako obraštenih brodova da su sadržavali 100-300 tona<br />
mase obraštajnog sloja na oplakanoj površini broda [24].<br />
Dok se procijenjene prosječne jedinične vrijednosti obraštajne mase za alge kreću od<br />
20-30 kg/m 2 , ista vrijednost za životinjske organizme dostiže i 100 kg/m 2 [25].<br />
U osnovi primjena AV premaza u borbi protiv obraštanja mora zadovoljiti dva<br />
osnovna kriterija:<br />
- AV premaz mora odbijati kolonizaciju mikro- i makroorganizama od podvodne<br />
površine brodske oplate,<br />
- istovremeno mora održati površinu što je moguće glatkijom.<br />
U okviru temeljne teme utjecaja različitih čimbenika na povećanje hrapavosti brodske<br />
oplate, fenomen obraštaja zahtijeva posebnu studijsku ob<strong>rad</strong>bu. Ovdje nije toliko važno<br />
obrazložiti problem s gledišta biološke znanosti koliko kvantificirati utjecaj biološke<br />
hrapavosti na opću hrapavost oplakane površine broda i slijedom toga na povećani otpor<br />
broda [26].<br />
Procjenjuje se da povećani utrošak goriva (10% ukupnog goriva) zbog prevladavanja<br />
povećanog hidrodinamičkog otpora uslijed obraštaja, za cjelokupnu svjetsku flotu iznosi<br />
preko šest milijardi US dolara [27].<br />
30
Obraslo dno netom izvučenog broda pruža vrlo zanimljivu sliku obraštaja u njegovoj<br />
jedinstvenoj sinergiji koja se stubokom mijenja u izravnoj ovisnosti o gazu broda. Tijekom<br />
vremena većina organizama dehidrira, splasne i stisne se, ali u osnovi ih određuje njihova<br />
urođena vitalnost.<br />
Pojava obraštaja nije ograničena na pojedina mora i oceane jer se on može odvijati<br />
bilo gdje. Ipak, obraštaj progresivno opada udaljavanjem od Ekvatora. U obrštaju su praktično<br />
zastupljene sve glavne taksonomske skupine morskih organizama.<br />
Tri su zajednička čimbenika svojstvena oblicima životinjskog rasta i rasta algi koji<br />
prekrivaju podvodni dio trupa [28]:<br />
- sposobnost da se brzo i čvrsto prihvate za površinu,<br />
- kapacitet vrlo brzog početnog rasta,<br />
- neograničeni reproduktivni potencijal.<br />
Zahvaljujući veličini i ekološkoj različitosti morskog prostora omogućeno je<br />
oblikovanje velikog broja morskih zajednica s velikom biološkom i ekološkom raznolikošću,<br />
te rasprostranjenošću. Opažaju se i znatne migracije pojedinih organizama iz jednog područja<br />
u drugo.<br />
Crisp procjenjuje da je u obraštaju na brodskim konstrukcijama prisutno između<br />
4.000-5.000 najrazličitijih svojti bentoskih algi i životinja [29]. Od nebrojenih svojti bentoske<br />
flore i faune za obraštaj brodske oplate bitni su organizmi sesilnog karaktera, tj. organizmi<br />
koji se izravno hvataju za podlogu podvodnog trupa, i tu nastavljaju rast. Dakle, težište je na<br />
organizmima obraštajnih zajednica koji svojim prihvaćanjem za površinu brodske oplate<br />
prouzrokuju biološku hrapavost.<br />
Kad je riječ o djelovanju morske flore i faune vrijedi spomenuti da su u prošlosti<br />
daleko najveći razorni efekt uzrokovali brodotočci, koji su pretvarali u prah čitave flote<br />
drvenih brodova [30].<br />
Većina organizama, kad se jednom prihvate za podlogu, ostaju trajno na istom mjestu.<br />
Njihova vezanost za određeno razmjerno malo područje vezana je uz uz ciklus njihove<br />
reprodukcije. Tako, alge ili bilo koji organizam koji je pričvršćen za podlogu ne može<br />
kolonizirati novo područje, osim ako se ne razvija putem pokretnih rasplodnih stanica. Mnogi<br />
sesilni organizmi razmnožavaju se ispuštajući nespolene (spore) i spolne (spermiji, spemaciji,<br />
jaja) rasplodne stanice u more gdje se nošene strujom udaljavaju od roditeljskih organizam te<br />
osvajaju nova područja. Ti organizami zbog slučajne oplodnje kod spolnog ciklusa proizvode<br />
veliki broj spolnih rasplodnih stanica kako bi se povećale šanse za oplodnju i preživljavanje.<br />
Izgledi za oplodnju može se povećati sezonskim mriještenjem i biokemijskom privlačnošću<br />
između jaja i spermija. U mnogim slučajevima, nakon oplodnje, razvijaju se ličinke koje<br />
31
predstavljaju naprednu fazu u životnom ciklusu životinja. Ličinke se razlikuju izgledom od<br />
odrasle jedinke, spolno nisu zrele i često žive potpuno drugačijim oblikom života od odrasle<br />
jedinke. U odraslu jedinku ličinka se pretvara procesom metamorfoze. Za razliku od životinja,<br />
morske se alge razmnožavaju izbacivanjem velikog broja nespolnih (spore) i spolnih (gamete)<br />
rasplodnih stanica koje sudjeluju u razvoju pojedinih nespolnih (sporofiti) ili spolnih<br />
(gametofiti) generacija.<br />
Svaki obraštaj karakterizira biološka progresija u kojoj broj svojti, brzina prihvaćanja<br />
za podlogu i rast, variraju od lokacije do lokacije, ali opća shema je ista. [31]<br />
Obzirom na specifične uvjete i ambient, organizmi koji se nalaze na uronjenim<br />
površinama oblikuju posebne životne zajednice koje se naseljavaju po izvjesnom biološkom<br />
slijedu.<br />
Eksperimenti su pokazali da se na novoobojenu površinu već nakon 2-7 sati natalože<br />
vrlo fine čestice mulja i truleži, dok se nakon 4 do 8 sati nalazi već između 50-100.000<br />
bakterija / cm 2 .<br />
Obraštaj počinje oblikovanjem tankog, sluzastog, želatinoznog sloja, sastavljenog u<br />
prvom redu od bakterija, početnih stadija algi i diatomeja te različitih produkata organskog i<br />
anorganskog podrijetla. U najotpornije sluzi spada smeđe obojena sluz koja se naseljava i na<br />
najkvalitetnije premaze, a prihvaća se jednako čvrsto i na glatkim površinama niske<br />
površinske adhezije.<br />
Dakle, fina prevlaka sluzi predstavlja hranjivu podlogu za sljedeće slojeve viših<br />
organizama koji, vođeni biološkim slijedom, dalje rastu i razmnožavaju se.<br />
Sl. 3.2. Površina diatomejske sluzi na AV premazu s bakrom; svaka stanica je približno<br />
20 µm velika [32]<br />
32
Sl. 3.3. Diatomeje iz fitoplanktona [29]<br />
Uloga sluzi je višeznačna. Tako rezultati nekih istraživanja pokazuju da sluzavi slojevi<br />
mogu promijeniti djelotvornost AV premaza oblikovanjem koncentriranog filma toksične<br />
substance koja se izlučuje iz AV premaza u doticaju s morem (više od tisuću puta u zasićenoj<br />
slanoj vodi). Taj sloj koncentriranog toksina iz AV premaza može djelovati različito:<br />
povećavajući toksičnost na površini doticaja more/brodska struktura ili sprečavajući<br />
djelovanje toksina na organizme. Potonje može biti rezultat:<br />
- pretvaranja toksina u manje štetni, toksični spoj (poznat je fenomen nekih<br />
bakterija da toksin bakrenog sulfata reduciraju u neškodljivi bakreni sulfid),<br />
- stvaranjem barijere koja sprečava izlučivanje toksina iz AV premaza.<br />
U svakom slučaju sluzavi film pogoduje prihvaćanju balanida. Usporedbe su izvedene<br />
s cipridima prihvaćenim na trajno izloženom staklu i staklu izloženom svakodnevnom<br />
uranjanju. Mjerenja su pokazala, da se na stalno uronjene ploče prihvatilo i 20 puta više<br />
balanida, negoli na pločama koje su se očišćene svaki dan uranjale. I druga ispitivanja<br />
potvrđuju da su cipridi balanida uvijek odabirali ploče sa sluzi [33].<br />
Autori su nabrojili moguće putove kojima sluz favorizira prihvaćanje:<br />
1. obuhvaćanjem ličinaka,<br />
2. promjenom nijanse podloge ili stupnja refleksije površine,<br />
3. hranjiva su podloga,<br />
4. stvaranjem barijere između otrovnih sastojaka premaza i ličinaka,<br />
5. povišenjem vrijednosti pH (povišenje alkaliteta) što ubrzava stvaranje kalceroznih<br />
(vapnenastih) naslaga,<br />
6. utjecajem na elektrodni potencijal površine podloge.<br />
Nameće se zaključak da je količina kasnijeg obraštaja u dobroj mjeri funkcija podloge,<br />
pa je i otrovno djelovanje obojenih premaza u prvom redu namijenjeno borbi protiv stvaranja<br />
sluzi.<br />
33
Sekundarna naseobina (kolonija) sastoji se uglavnom od balanida ili rakova vitičara<br />
(Cirripedia), školjkaša (Lamellibranchiata), mekušaca (Mollusca) i različitih vapnenastih crva<br />
(Serpulida), i može nastaviti prihvaćanje sve dok se potpuno ne prekrije primarni sloj. Postoji<br />
mogućnost da se na sekundarni sloj razvije u tercijalni sloj koristeći za hranu postojeću<br />
koloniju. Treći sloj uglavnom se sastoji od višestaničnih algi [31].<br />
Sa stanovišta otpora koji generira obraštena brodska oplata navedeni organizmi čine<br />
najznačajniji dio ukupne biomase. Kvantificiranje veličine utjecaja hrapavljenja površine<br />
obraštajem otežano je nemogućnošću validne korelacije između eksperimenata i stvarnog<br />
stanja broda u službi.<br />
Sl. 3.4. Prosječni godišnji obraštaj na brodovima u Jadranu<br />
3.2. Pregled dominantnih organizama u obraštaju<br />
Prema kriteriju veličine morski organizmi se dijeli na mikro- i makroorganizme.<br />
Većina mikroorganizama ne mijenja veličinu, dok drugi dio predstavlja samo pčetni oblik<br />
budućeg makroorganizma. Kako je udio mikroorganizama u biomasi obraštajnog sloja<br />
zanemariv, težište prikaza bit će na hrapavosti brodske oplate izazvanoe makroorganizmima.<br />
34
Dakle, početni oblici mnogih makroorganizama, sudionika obraštaja, mikroskopskih<br />
su veličina. Od najvećeg utjecaja na obraštaj imaju sitne ličinke rakova vitičara ili rasplodne<br />
stanice nekih algi. One, u potrazi za idealnim substratom, nošene morskim strujama,<br />
procesom složene pretvorbe (metamorfoza) mijenjaju pokretnu (vagilnu) fazu u čvrstu<br />
nepokretnu (sesilnu).<br />
Prihvaćanje ličinki i rasplodnih stanica iz stadija planktona na sluzastu površinu<br />
substrata, trenutak je kad dolazi do preobrazbe u mladu jedinku, nakon čega slijedi<br />
nezaustavljiv eksponencijalni rast. U protivnom, ako je bitka za pogodnim substratom<br />
izgubljena, planktonske ličinke ili rasplodne stanice ugibaju.<br />
Prema tome, kako čitavi niz čimbenika utječe na život u morskoj sredini, kriterij za<br />
veličinu obraštaja nije jednoznačan.<br />
U moru, kao i na kopnu, postoje reprodukcijski ciklusi putem kojih se organizmi<br />
razmnožavaju. Osim toga, cijeli živi svijet mora u najužoj je vezi s različitim ekološkim<br />
čimbenicima kao što su temperatura, svjetlo, morske struje, valovi, hranjive soli, tekstura<br />
morskog dna, kao i geografska širina i godišnje doba.<br />
3.2.1. Fauna<br />
Sastav obraštajnih zajednica morske makrofaune sadržan je u četiri velika koljena:<br />
- člankonošci (Arthropoda),<br />
- kolutićavci (Annelida),<br />
- lovkaši (Tentaculata),<br />
- mekušci (Mollusca).<br />
3.2.1.1. Člankonošci (Arthropoda)<br />
Cirripedia ili rakovi vitičari pripadaju koljenu člankonošci (Arthropoda) i podrazredu<br />
rakovi (Crustacea). Najrasprostranjeniji su primjerci dviju porodica: Balanidae (iz podreda<br />
Balanomorpha-brumbuljci) i Lepaidae (iz podreda Lepadomorpha), koji su prisutni doslovno<br />
u svim morima svijeta. Mogu se naći i na najneuobičajenijim mjestima: na leđima kornjača,<br />
kitova, sabljarki, ili na drvu nošenim strujom. Ličinke balanida se ubrajaju u meroplankton tj.<br />
one organizme koji provode samo dio života lebdeći slobodno u moru, dok drugi dio života<br />
provode pričvršćeni na morskome dnu. Balanidi su najčešći sudionici obraštaja brodskih<br />
oplata. Usprkos općem vjerovanju, sve vrste rakova vitičara nisu jednako čvrsto prihvaćene za<br />
substrat. Tako balanidi žirastog oblika imaju sposobnost lateralnog pomicanja unutar<br />
raspoložive površine, a mogu i vertikalno rasti u kolonama u borbi za prostor. Labavije su<br />
35
pričvršćeni za podlogu za razliku od tzv. balanida gušćeg vrata. Ovi polupričvršćeni balanidi<br />
imaju vrlo složen i kompliciran mehanizam prihvaćanja za brodsku oplatu gdje u početnoj<br />
fazi ispuštaju polutekuće ljepljive tvari s ciljem ispitivanja optimalne podloge. Iako sličnog<br />
izgleda balanidi nisu mekušci poput volaka, školjaka i oštriga, već su daleki rođaci jastozima,<br />
rakovima i morskim račićima.<br />
Cipridima nije potrebno ni svjetlo ni hrana koju uskladišćuju tijekom ličinačkog<br />
stadija nauplius. U slučaju da ne nađe pogodan substrat, ne dolazi do metamorfoze i ciprid<br />
ugiba.<br />
Mali žirasti balanidi su najpoznatiji rakovi vitičari koji obitavaju uz obalu. Oni nakon<br />
izlijeganja iz jaja i prezimljavanja s odraslom jedinkom kao mlađ, ulaze u plankton kao<br />
nauplius ličinka. Nakon otprilike jednomjesečnog plivanja, prelazeći 5-6 presvlačenja stalno u<br />
potrazi za idealnom površinom optimalne orijentacije prema morskoj struji, nauplius prelazi u<br />
stadij ciprida.<br />
Sl. 3.5. Žirasti balanidi<br />
Sl. 3.6. Zametak ličinke balanida.<br />
36
Kada obitava kao plankton (ličinački stadij naupliusa) rak se hrani i ne može se<br />
prihvatiti za podlogu. Veličina mu tada iznosi do 1 mm [29].<br />
Sl. 3.7. Ličinka ciprida balanida veličine 1-2 mm napušta plankton u potrazi za pogodnom<br />
podlogom za prihvaćanje [29]<br />
Do metamorfoze ciprida u mladi balanid dolazi kada ovaj svojim osjetilima odabere<br />
podlogu idealne orijentacije prema morskim strujanjima U tom času ciprid ticalima ispušta<br />
ljepljivu tekućinu nakon čega se ova stvrdne (polimerizira). Time je mladi balanid trajno<br />
pričvršćen za podlogu.<br />
Balanidima je potrebno dva dana da se iz forme ciprida transformiraju u potpuno<br />
pričvršćeni minijaturni oblik malog vulkana.<br />
Sl. 3.8. Mladi balanid nekoliko dana nakon pretvorbe iz ciprida<br />
Mladi balanid koji se nakon nekoliko dana pretvorio iz pričvršćenog ciprida hrani se<br />
planktonima preko otvora među ljušturama. Veličina uzduž dulje osi iznosi 615 µm. [32]<br />
37
Sl. 3.9. Ciprid Balanus amphitrite; jedno od ticala (donja desna strana slike) izvire iz oklopa<br />
dviju ljuski [32]<br />
Balanidi se hrane filtrirajući more te stoga upravo bujaju u morima s velikim brojem<br />
jedinki fitoplanktona i zooplanktona. Ljepila kojima se cipridi pričvršćuju za substrat vrlo su<br />
djelotvorna, često se povezuju s djelovanjem epoksi ljepila. Na analogiju dvokomponentnim<br />
ljepilima ukazuju neki podaci da se proces lijepljenja odvija izlučivanjem dviju različitih<br />
komponenata: bjelančevinastog substrata i agensa za premošćivanje. Pri tome je interesantno<br />
naglasiti da komponente izlučuju različiti sustavi lučenja. U trenutku biokemijskog<br />
privlačenja obiju komponenti odvija se proces stvrdnjavanja ljepila. Točni mehanizam<br />
međudjelovanja, međutim, za sada ostaje zagonetkom [34], [35].<br />
Ljepila kojima se neki cipridi prihvaćaju za substrat rezistentni su i na temperature od<br />
112°C. Također, najjače prihvaćeni primjerci balanida otpadaju s brodske oplate tek pod<br />
tlakom mlaznice visokotlačne pumpe od 550-600 bara. Danas se <strong>rad</strong>i i s tlakovima i do 1.800<br />
bara. Nadalje, ta ljepila otporna su na kiseline, baze i otapala. Kako bi se istražila kvaliteta tih<br />
ljepila obavljena su istraživanja znanstvenika stomatologa (!) koji su nastojali otkriti<br />
nepoznati sastav takvog visokodjelotvornog ljepila.<br />
Kalcij za građu školjke balanida ovi organizmi također crpe iz mora, a budući da<br />
sunčeva energija nije preduvjet rasta balanidima, oni obrastaju brodsku oblogu duboko ispod<br />
vodne linije.<br />
38
Sl. 3.10. Površina AV premaza s razvijenim balanidima (10-12 mjeseci) [29]<br />
Sl. 3.11. Odrasli balanidi stvaraju naslage poput grozdova u kojima rastu jedan preko<br />
drugoga. Visina nakupina i grozdova na čvrstim objektima može prelaziti 20 cm! [29]<br />
Unutar tri do pet godina, koliko traje životni vijek balanida, oni otpadaju u čitavim<br />
grozdovima. Kako je vidljivo sa slika, promjer baze raka vitičara zna doseći i do 65 mm, a što<br />
je još znakovitije, već kod promjera baze od 25 mm, počinje pupati mladi rak na tijelu<br />
roditelja. Kroz 3 mjeseca obraštaj raka vitičara doseže 450 jedinki po četvornom metru<br />
površine.<br />
Za ilustraciju spomenimo da masa inkrustacija samo od balanida, u uvjetima toplijih<br />
mora i stacionarnog stanja, kroz vremenski period od jedne godine na nezaštićenoj oplakanoj<br />
površini broda srednje veličine (ili izostanka djelovanja AV premaza) može doseći i tridesetak<br />
tona.<br />
39
Razorni efekt balanida na hrapavost brodske oplate potaknuo je veliki broj<br />
znanstvenika da istraže njihov životni ciklus, primjenjujući specifičnu metodologiju za<br />
kronološko praćenje biološkog slijeda [35]:<br />
- skupljanje balanida roditelja,<br />
- njihov prijenos u laboratorij,<br />
- identifikacija vrste,<br />
- odjeljivanje ličinke od roditelja,<br />
- klasifikacija stadija zrelosti ličinke (ustanovljeno 6 stadija zvanih n a u p l i u s ),<br />
- promatranje i proučavanje razvoja embrija,<br />
- selekcija embrija i prijenos na hranjivu podlogu,<br />
- registriranje pojava razvoja embrija do ličinke(ciprida) od treće do šeste faze,<br />
- razvoj ličinke do odrasle zrele jedinke.<br />
Iz podreda Balanomorpha i porodice Blanidae dvije najčešće vrste su:<br />
- Balanus eburneus (Gould, 1841.) (u narodu: pasji zub) - uzdužno izbrazdan<br />
izraženih rubova; raste na školjkama, vapnenastim algama, brodovima; naraste<br />
do visine od 7-8 cm; nalazi se u marinama i lukama; može narasti od 15-18 mm<br />
baznog promjera, a u morskim rukavcima i do 30 mm; stvara znatne teškoće<br />
plovilima i ribarskoj opremi. (Sl. 3.12.).<br />
- Megabalanus tintinnabulum (Linnaeus, 1758.) (u narodu: pasji zub); vapnenaste<br />
je boje, poroznih stijenki, kratkih i oštrih šiljaka; mali primjerci su<br />
plavoljubičaste-ružičaste boje, baze pravilno simetrične: rjeđe se nađu na<br />
brodskoj oplati dok su česti na naseljima dagnji; može narasti do baznog<br />
promjera od 50-60 mm; živi do 40 m dubine; uobičajeno sudjeluje u obraštaju<br />
dna brodova (Sl. 3.12.)<br />
40
Sl. 3.12. Neki predstavnici iz podreda Balanomorpha i porodice Balanidae [36].<br />
Iz podreda Lepadomorpha i porodice Lepaidae dvije su karakteristične vrste:<br />
- Lepas anatifera (Linnaeus, 1767.) (u narodu guščji vrat i lopar); lijepe je<br />
tamnosmeđe boje narančastih rubova oklopa sastavljenog od 5 pločica s<br />
perjanicom; jaja i ličinke polaže od rujna do travnja; može narasti i do 5 cm;<br />
prihvaća se za sve plivajuće objekte (naftne platforme), dna brodova, čak i na<br />
plivajućim algama; nekada je napadala čitave flote drvenih brodova; danas<br />
neusporedivo manje zastupljena; nije isključena njezina uloga kod ishrne riba;<br />
rasprostranjena je u svim morima, čak i na Antarktiku; nedavno je pronađena u<br />
Meksičkom zaljevu na dubini od 96 metara, vjerojatno u zoni jake struje;<br />
Sl. 3.13.<br />
- Conchoderma auritum (Linnaeus, 1767.); ima od 2-5 pločica; može narasti i do<br />
10 cm, jednolične je boje; jaja i ličinke polaže od rujna do veljače; danas<br />
posebno ugrožava velike tankere a živi pričvršćena za tijela kitova, kornjače, dna<br />
brodova i plutača; rasprostranjena je u toplim, umjerenim i hladnim morima;<br />
Sl. 3.13.<br />
41
Sl. 3.13. Vrste Lepas anatifera i Conchoderma auritum[36]<br />
Budući da balanidi 'osjećaju' stupanj (ne)vjerojatnosti za dostupnom čvrstom<br />
podlogom, osiguravaju se enormnim reprodukcijskim potencijalom. Za ilustraciju navedimo<br />
da jedan balanid može producirati tijekom jedne godine 30.000 novih jedinki, odnosno za<br />
svog životnog vijeka od 5 godina 150.000 jedinki. Prednjači jedna vrsta balanida naseljena uz<br />
australsku obalu: Elminius modestus (Darwin, 1854.), koja svakih osam tjedana producira<br />
10.000 novih ličinki. [28]<br />
3.2.1.2. Kolutićavci (Annelida)<br />
Iz koljena kolutićavaca (Annelida) potječe najveći razred mnogočetinaša (Polychaeta).<br />
Pripadaju mu 64 porodice s oko 1.600 rodova i više od 5.000 svojti. Od ovih su za obraštajne<br />
zajednice najvažniji sesilni predstavnici iz reda Sedentaria (crvi cjevaši) čije se tijelo<br />
zamjetno razlikuje od nesesilnih pokretnih mnogočetinaša. Crvi cjevaši međusobno se znatno<br />
razlikuju budući da svaka vrsta izgrađuje cijev na poseban način iz različitog materijala. Vrste<br />
reda Sedentaria žive pričvršćene za različite substrate u moru gdje svojim vapnenastim<br />
strukturama bitno utječu na veličinu obraštajnog sloja. Oni pričinjavaju velike štete<br />
naseljavajući brodske vijke, usisne rešetke, osovine, kormilne štence, te znatno povećavajući<br />
otpor broda. Njihovi ostaci se vremenom toliko natalože na morskom dnu da sudjeluju u<br />
stvaranju tvrdog morskog dna.<br />
Iako su rasprostranjeni u svim morima, njihov dominantni živi svijet je Indijski ocean<br />
i Sredozemno more.<br />
42
U najzastupljenije vrste iz porodice Serpulidae koje obraštaju brodove ubrajaju se:<br />
- Serpula vermicularis (Linnaeus) (crv čekinjaš); ima cjevčice izbrazdane s pet<br />
uzdužnih kanala s izraženim poprečnim prstenima, promjera oko 4 mm, dužine<br />
50-70 mm; blijedoružičaste su boje; naseljavaju stijene, plutače, brodove, lučke<br />
instalacije; dobro podnose zagađeni okoliš; umjereno su otporni na AV<br />
premaze [37]<br />
- Hydroides norwegica (Gunnerus, 1768.); često raste u velikim masama i katkada<br />
je golem da ga nazivaju koraljem; raspršuje se planktonskim ličinkama i posebno<br />
je čest na norveškoj obali i nekim dijelovima Sredozemnog mora; živi i u<br />
Jadranskom moru; brodovi s čestim pristajanjem posebno su ugroženi ovom<br />
vrstom; dužina je od 20-30 mm, a promjer oko 3 mm [37]<br />
- Mercierella enigmatica (Fauvel, 1923.) (cjevasti crv); tijelo mu je izbrazdano<br />
finim naborima koji katkad mogu imati stršeće rubove; stvaraju gustu<br />
vapnenastu strukturu; duljine je 12-25 mm, promjera 1-2 mm; žive u svim<br />
svjetskim morima. [37]<br />
- Filograna (Salmacina) dysteri (Huxley, 1855.) (kolonija crva); promjer jedinki<br />
iznosi 0,3-0,5 mm, a dužina 30-50 mm, cjevčice su im skoro skrivene<br />
razgranatim ružičastim i crvenim vijencima [37]<br />
- Pomatoceros triqueter (Linnaeus); pokazuje otvor i boje razgranatog vijenca<br />
(krune); promjer iznosi 3-5 mm, a dužina 15-25 mm; oblikuje velike nakupine na<br />
brodovima u morima umjerenih temperatura; vrlo osjetljiv na AV premaze;<br />
otporan na velika temperaturna područja; široko ekološki rasprostranjen zalazi i<br />
u špiljska staništa; jedna od najuobičajenih vrsta u Jadranskom moru na<br />
dubinama do 30 m. [37]<br />
Sl. 3.14. Serpula vermicularis L; crv čekinjaš<br />
43
Sl. 3.15. Hydroides norwegica, mali cjevasti crv. Cjevčice mladih crva stare 4 tjedna.<br />
Sl. 3.16. Mercierella enigmatica; cjevasti crv<br />
Sl. 3.17. Filograna (Salmacina) dysteri; kolonija crva<br />
44
Sl. 3.18. Pomatoceros triqueter L; vanjski izgled crva nakon izlaska iz cijevi<br />
3.2.1.3. Lovkaši (Tentaculata)<br />
U treću skupinu sjedilačkih (sesilnih) životinja sudionika obraštaja spada koljeno<br />
lovkaša (Tentaculata), od kojih je najutjecajniji razred mahovnjaka (Bryozoa).<br />
Mahovnjaci (Bryozoa) su morske su životinje često nazivane morske zamršene vlasi<br />
(sea-mats) koje nespolnim pupanjem tvore velike zajednice. Uz balanide najčešće g<strong>rad</strong>e<br />
obraštajne zajednice. To su vrlo sitne jedinke mekane strukture, poput mahovine prihvaćene<br />
za substrat (odatle im i naziv), koje znaju narasti i do nekoliko metara. Imaju tentakule oko<br />
usta raspoređene u obliku vjenčića ili potkovice izvana zaštićene hitinskim ili vapnenastim<br />
cjevčicama otvorene prednjim krajem. Ovaj zanimljivi fenomen posebno je uočljiv<br />
neposredno nakon dokiranja obraslog broda. U tom trenutku sve životinjice izviruju iz<br />
cjevčica da bi se kod dodira smjesta povukle u nutrinu cjevčice. Poznate su vrste rodova<br />
Bugula, Zoobotryon i Membranipora, [36]:<br />
45
Sl. 3.19. Bugula neritina<br />
Sl. 3.20. Zoobotryon<br />
verticillatum<br />
Sl. 3.21. Membranipora<br />
membranacea<br />
- Bugula neritina Linnaeus, 1758; naseljava oplate brzih broda pri brzinama čak<br />
i iznad 15 uzlova!<br />
- Zoobotryon verticillatum Delle Chiaje, 1828; kolonije su i do nekoliko metara<br />
dužine; grančice jedinki su debele oko 2 mm; raste u vijencima dužine do<br />
0,5 m.<br />
- Membranipora membranacea Linnaeus, 1767; ova vrsta pupanjem i grananjem<br />
stvara kolonije sluzavih vapnenastih inkrustacija koje su često vidljive na<br />
balanidima, školjkama i algama.<br />
3.2.1.4. Mekušci (Mollusca)<br />
U četvrtu veliku skupinu sudionika obraštaja ubrajaju se mekušci (Mollusca) građom<br />
najrazvijenija unutar bezkralješnjaka. To su životinje s mekanim nekolutićavim tijelom, koje<br />
nemaju unutrašnji skelet već vanjsku ljušturu koja služi za zaštitu i kao potporni organ.<br />
Poznato ih je oko 128.000 svojti raspoređenih u 7 taksonomskih razreda. Kao sudionici<br />
obraštaja najpoznatiji su školjkaši Lamellibranchiata iz razreda Bivalvia, koji su ime dobili<br />
zbog dvodijelne ljušture. Tijelo im je smješteno unutar dviju nesimetričnih ljuštura. Neki<br />
predstavnici mekušaca provode polusesilni način života dok su drugi sesilni i pričvršćeni za<br />
podlogu ili zatvoreni u nekom supstratu. Bušenje čvrstog substrata obavljaju kemijskim,<br />
mehaničkim ili na oba načina.<br />
Unutar školjkaša Lamellibranchiata kao najčešći mekušci koji se naseljavaju na<br />
podvodne dijelove brodskih trupova. jesu oni iz porodice daganja (Mytilidae) Imaju<br />
spljošteno tijelo obavijeno mekanim plaštom koji izlučuje desnu i lijevu stranu vapnene<br />
ljušture. Školjka čvrste strukture je vrlo slabo pričvršćena koncima poput finog antiknog<br />
46
prediva zvanim bisus koji se lako odljepljuje. Javljaju se u grozdovima poput vijenca na<br />
pojasu gaza broda za razliku od balanida, mahovnjaka i crva cjevaša koji mahom jednoliko<br />
prekrivaju trup broda.<br />
U Jadranskom moru naročito su u prirodnim i obraštajnim zajednicama zastupljene<br />
vrste:<br />
- Mytilus galloprovincialis (Lamarck, 1819.) (dagnja); crnoplave je boje; česta<br />
je u plitkom moru (do nekoliko metara dubine) gdje na stijenama, plutačama,<br />
sidrenim lancima, lukobranima luka i drugdje oblikuje svoja naselja.<br />
- Ostrea edulis (Linnaeus, 1758.) (kamenica); bijele je do svijetlosmeđe boje;<br />
njene ljušture su po građi puno čvršće od ljuštura dagnje; uobičajeno g<strong>rad</strong>i<br />
zajednice na stacionarnim objektima. [36]<br />
Sl. 3.22. Vrsta Mytilus galloprovincialis<br />
3.2.2. Flora<br />
Najveći dio biljne obraštajne mase podvodnog dijela broda čine zelene alge (odjeljak<br />
Chloropphyta). Obzirom da im je kao autotrofnim organizmima za fotosintu potrebno<br />
sunčevo svjetlo nalazimo ih poput gustog i niskog tepiha u području pojasa gaza, odmah uz<br />
vodnu liniju. Crvene (odjeljak Rhodophyta) i smeđe (odjeljak Ochrophyta) alge, međutim,<br />
smještaju se niže od pojasa gaza gdje rastu pojedinačno.<br />
Budući da su znatno otpornije od životinjskih organizama, sa sposobnošću prihvaćanja<br />
za brodski substrat i do brzina od 11 uzlova, alge čine najveći dio obraštaja na brodovima.<br />
Usporedbe <strong>rad</strong>i možemo kazati da maksimalne brzine broda kod kojih se prihvaćaju<br />
životinjski organizmi ne prelaze 3-4 uzla.<br />
Ipak, između nekoliko tisuća svojti morskih algi, samo ih se nekoliko pokazalo<br />
rezistentnim na vrlo oštre i specifične uvjete života na podvodnom dijelu broda. Kako smo<br />
već prije naveli među najotpornije pokazale su se svojte rodova Enteromorpha (zelena alga) i<br />
Ectocarpus (smeđa alga). Tako je ustanovljeno da zigote svojti rodova Enteromorpha i<br />
47
Ectocarpus mogu preživjeti i čitavih šest tjedana u potpunom mraku [38] Zanimljivo je<br />
naglasiti da svojte rodova Enteromorpha i Ectocarpus, uz diatomeje i jednostanične alge,<br />
naseljavaju i svjetska mora (kozmopliti).<br />
Zelene alge se razmnožavaju spolno, nespolno i vegetativno. Razlike između<br />
nespolnog i vegetativnog razmnožavanja je u tomu što se kod nespolne reprodukcije spore<br />
otpuštaju iz roditeljske stanice te klijaju u novu algu, dok se kod vegetativne reprodukcije<br />
alga raspada u manje komadiće (fragmente), pri čemu se iz svaki komadića može razviti nova<br />
alga. Zbog toga podvodno čišćenje podloge koja je obrasla algom može općenito pospješiti<br />
brzo širenje neke alge na nova područja.<br />
Prema tome, usprkos velikom propagiranju podvodnog čišćenja, odnosno brušenja<br />
četkom brodske oplate, može biti upravo kontraproduktivno. Naime čišćenjem se raspršuju<br />
sitni djelići alge i tako pogoduju njezino širenje.<br />
3.2.2.1. Zelene alge iz roda Enteromorpha<br />
Najproblematičniji dijelovi biljnog obraštaja morska su zelena alga iz roda<br />
Enteromorpha. Zahvaljujući enormnom reproduktivnom potencijalu kao i sposobnosti<br />
prilagodbe na najrazličitije uvjete okoliša, svojte roda Enteromorphu nalazimo u svim<br />
svjetskim morima.<br />
Kolonizacija novih područja posljedica je stvaranja velikog broja sićušnih plivajućih<br />
spora koje brzo nađu mjesto na koje se prihvaćaju i razvijaju u novu algu.<br />
Sl. 3.23. Zelene alge iz roda Enteromorpha na oplati broda.<br />
48
Sl. 3.24. Četverobičaste zoospore (lijevo) i prihvaćena zoospora pomoću ljepljivog prstena za<br />
substrat (desno) kod zelene alge iz roda Enteromorpha.<br />
Prilikom rasta alge povećava se kontaktna površina lijepljenja alge, a time i sila<br />
kidanja sa substrata. [32]<br />
Sl. 3.25. Grozdasta skupina spora zelene alge iz roda Enteromorphae<br />
Naseljavanje spora Enteromorphae privlači izbrazdana površina substrata. Širina i<br />
dubina brazdi iznosu 5 µm. Spore klize i ispunjavaju brazde pri čemu samo nekoliko<br />
povezanih spora može prouzročiti vrlo brzo obraštanje trupa. [32]<br />
Sl. 3.26. Naseljavanje spora Enteromorphae u izbrazdanu površinu substrata<br />
(tragovi bojanja kistom)<br />
49
Upravo zahvaljujući produkciji velikog broja plivajućih spora, uz dodatni potencijal<br />
vegetativne reprodukcije, ova zelena vrpčasta alga stvara sluz na brodskoj oplati, koja je<br />
preduvjet za razvijanje bogatog obraštaja. Kod zelenih algi iz roda Enteromorpha debljina<br />
sluzi je manja od 10 µm. U trenutku prihvaćanja, bjelančevinasta izlučina se stvrdnjava<br />
(polimerizira) unutar svega nekoliko sati. Prihvaćena spora svojim rastom unutar jednog<br />
tjedna oblikuje nit dugu nekoliko milimetara. Primjerice, nekoliko centimetara duga alga iz<br />
roda Enteromorpha može proizvesti milijune spora od koje će svaka pojedina proklijati u<br />
novu algu [32].<br />
Sl. 3.27. Bujno razvijeno naselje zelene alge iz roda Enteromorpha<br />
3.2.2.2. Smeđe alge iz roda Ectocarpus<br />
Uz svojte zelenih algi iz roda Enteromorpha kao značajni čimbenici obraštajnih<br />
zajednica su smeđe nitaste alge iz roda Ectocarpus. Nitasta smeđa alga iz roda Ectocarpus,<br />
može biti tamno smeđe ili zeleno smeđe boje. Za njene asimilacijske procese potrebna je<br />
manja količina svjetla nego kod svojti iz roda Enteromorpha, te se može naći znatno dublje<br />
ispod vodne linije.<br />
50
Sl. 3.28. Mikroskopska slika niti smeđe alge iz roda Ectocarpus<br />
Svojte roda Ectocarpus izvanredno su otporne na toksine iz AV premaza, pa često<br />
preživljavaju njihovo djelovanje, što ukazuje na nedovoljnu djelotvornost AV premaza na ove<br />
alge.<br />
3.3. Čimbenici obraštaja<br />
Izloženost podloge jedan je od ekoloških čimbenika koji utječe na kvalitativni i<br />
kvantitativni sastav obraštajnih zajednica.. Količina prihvaćenih organizama ovisi o<br />
čimbenicima koji uvjetuju broj rasplodnih stanica i ličinaka koji dolaze u kontakt s površinom<br />
za obraštanje, kao i čimbenicima koji ograničavaju sposobnost istih da se prihvate za površinu<br />
i dalje razvijaju.<br />
Broj rasplodnih stanica i ličinaka koje dolaze u kontakt s uronjenom površinom ovisi o<br />
zemljopisnoj lokaciji, sezoni, salinitetu, temperaturi, službi broda, te o teksturi podloge.<br />
Nema dvojbe da biotički slijed flore i faune određuje kvalitetu i kvantitetu obraštaja.<br />
Slijed se prekida s rastom obraštajne zajednice karakteristične za podlogu i mjesto.<br />
Struktura tih zajednica bazira se na složenoj interakciji između različitih prisutnih<br />
organizama i njihovog odnosa prema ekološkim čimbenicima. Dominantni organizmi u<br />
ovisnosti o geografskoj širini, godišnjem dobu, podlozi i biotičkim čimbebicima utječu na<br />
uvjete sredine i stoga mogu imati utjecaj na budući rast i prihvaćanje drugih organizama.<br />
Unutar tog procesa oblikovanja obraštajnih zajednica događa se ili sinergija ili antagonizam<br />
među organizmima. Tako su mikrobiolozi iz Plymoutha i Nottinghama ustanovili da spore<br />
zelene alge iz roda Enteromorpha mogu odgovoriti na neke kemijske signale koje i same<br />
bakterije koriste [32]. U ovom slučaju signali bakterija potiču naseljavanje spora algi. Druge<br />
51
akterije proizvode spojeve koje inhibiraju naseljavanje spora algi, a neke bakterije čak<br />
ubijaju spore. Australski znanstvenici dokazali su da crvena alga Delisea pulchra sprečava<br />
obraštanje. Naime, bez prisutnosti ove alge razvio se bujni obraštaj dok je na susjednim<br />
površinama s algom obraštaj izostao. Grupa kemijskih spojeva odgovorna za ovakav prirodni<br />
antivegetativni efekt pripada spojevima iz skupine furanonima. Zanimljivo je, da taj osnovni<br />
monomer pripada grupi ketona čiji kemijski sastav ima peteročlani ciklički ugljikovodik s<br />
heteroelementom kisikom. Protivobraštajni efekt polimera furana na neke alge i bakterije<br />
možda može biti rješenje za sprečavanje naseljavanje obraštajnih organizama. Postoji mnogo<br />
sličnih primjera u kojima neke životinje ili biljke drže površine čistim od obraštaja. Međutim,<br />
o mehanizmu djelovanja tih organizama malo se zna.<br />
Godišnji slijed naseljavanja obraštajnih organizama sličan je u područjima slične<br />
klime, iako se i tu javljaju razlike. Neki su znanstvenici čak pokušali raz<strong>rad</strong>iti karte obraštaja<br />
po područjima, ali one su bile proturječne i stoga od male referentne vrijednosti.<br />
Također su opažene razlike u godišnjim temperaturnim varijacijama. Tako je na<br />
Istočnoj obali Amerike puno kraće sezonsko obraštanje nego na istoj geografskoj širini<br />
zapadne obale SAD. Progresivna restrikcija sezone razmnožavanja je općenito povezana s<br />
rastućom geografskom širinom. Čini se da su morski organizmi podvrgnuti dugotrajnim<br />
periodičkim fluktuacijama više biotičke nego fizikalne prirode. Tako rijetkost neke svojte<br />
može biti posljedica porasta neke druge svojte.<br />
Dakle obraštaj je kompleksna pojava vezana za sva mora, a odvija se na svim<br />
dubinama čiji karakter i veličinu uvjetuje niz fizikalnih, kemijskih i bioloških čimbenika.<br />
Slijedeći shematski prikaz ilustrira različite međuovisne čimbenika koji određuju<br />
fenomen obraštaja [39]. Budući da biološki čimbenici nisu predmet ovog razmatranja, u<br />
daljnjem tekstu naglasak će biti samo na fizikalno-kemijskim čimbenicima.<br />
52
GODIŠNJA KOLEBANJA (FLUKTUACIJA GODIŠNJIH KOLEBANJA)<br />
- Salinitet<br />
- Kisik i ostale komponente<br />
- Podloga<br />
- Ovisnost o gravitaciji i<br />
svijetlu<br />
- Dubina mora, udaljenost od<br />
kopna, morske struje<br />
- Brzina broda<br />
- Zagađenje okoliša<br />
UTJECAJ OKOLINE<br />
FIZIKALNI I KEMIJSKI<br />
ČIMBENICI - Najčešće zastupljeni<br />
- Temperatura<br />
organizmi<br />
OBRAŠTAJNE<br />
ZAJEDNICE<br />
BIOLOŠKI ČIMBENICI<br />
- Način prehrane<br />
- Borba za opstanak među<br />
organizmima istih i različitih<br />
svojti<br />
- Proizvodnja nove organske<br />
materije asimilacijom<br />
- Životni vijek jedne generacije<br />
- Reprodukcija i plodnost<br />
- Genetska dispozicija<br />
(nasljeđe)<br />
H<br />
O<br />
M<br />
E<br />
O<br />
S<br />
T<br />
A<br />
T<br />
S<br />
K<br />
I<br />
M<br />
E<br />
H<br />
A<br />
N<br />
I<br />
Z<br />
M<br />
I<br />
SEZONSKA KOLEBANJA<br />
53
3.3.1. Fizikalni i kemijski čimbenici<br />
Temperatura mora utječe na rasprostranjenost organizama više nego bilo koji drugi<br />
čimbenik sredine. Već sama činjenica da temperature mora nisu stalne upućuje na nužnu<br />
prilagodbu. Upravo temperaturna kolebanja određuje raspodjelu života u moru.<br />
Temperatura ne utječe samo na fiziološka stanja i životne procese u organizmima<br />
(tjelesna temperatura, brzina metabolizma, reproduktivni ciklusi), već strogo određuje<br />
različite kemijske i fizikalne čimbenike morske sredine. U prvom redu uvjetuje količinu i<br />
brzinu otapanja kisika, ugljičnog dioksida i vapnenca, dok je gustoća i viskoznost morske<br />
vode izravna funkcija temperature.<br />
Temperatura mora utječe na plodnost organizama, razvoj i veličinu larvalnog stadija,<br />
odnosno veličinu odraslog organizma, dakle na fazu naseljavanja na podvodnom dijelu broda.<br />
Zbog viših i povoljnijih temperatura koje vladaju u tropskim područjima kvalitativni sastav<br />
obraštajnih zajednica je veći nego u hladnijim područjima. .<br />
Imajući u vidu temperature koje vladaju tijekom godišnjih doba, moguće je područja<br />
na Zemlji podijeliti na nekoliko zona polazeći od polova prema ekvatoru:<br />
- polarna zona sjevera i juga,<br />
- umjerene zone sjevera i juga,<br />
- suptropske i tropske zone,<br />
- posebne zone.<br />
U polarnim zonama postoji kratko razdoblje aktivnog obraštaja koji se podudara s<br />
razdobljima prije i poslije sredine ljeta kada su svjetlo i temperatura najintenzivniji. Na nekim<br />
mjestima vrijeme obraštaja može biti i dulje zbog učinka toplih struja.<br />
Unutar umjerenih zona postoji dulje razdoblje aktivnog obraštaja koje se proteže od<br />
proljeća do rane jeseni.<br />
U suptropskim i tropskim zonama aktivni obraštaj se odvija tijekom čitave godine, pri<br />
čemu njegov kvalitativni i kvantitativni sastav ovisi o aktivnosti obraštajnih organizama u<br />
određenom vremenu.<br />
Dakle, obraštaj je u suptropskim i tropskim zonama bolje razvijen nego u ostalim<br />
zonama, a što je posljedica sezonske reprodukcije i veće zastupljenosti različitih organizama<br />
(bioraznolikosti). U svakom slučaju oblikovanje obraštaja i intenzitet rasta organizama osim o<br />
temperaturi ovise o zemljopisnom položaju kao i o efektu strujanja vodenih masa. Tako se<br />
problemi svojstveni jednom području ne mogu pribrojiti drugom. Primjerice duga zimska<br />
sezona u lukama Sjevernog Atlantika, oštećuje brodske premaze, ali istovremeno uklanja<br />
54
organizme koji su se naselili prošlih godina. Dodatno, u polarnom području, u ekstremnim<br />
uvjetima plovidbe u ledenim kanalima nestaju svi organizmi u području pojasa gaza.<br />
Posebne zone obuhvaćaju područja gdje oceanske struje i valovi nastali kao posljedica<br />
plime i oseke, u velikoj mjeri modificiraju tipične obraštajne zajednice za taj geografski<br />
položaj. Dobar primjer za to je Humboldtova (peruanska) morska hladna struja sa zapadnog<br />
dijela Južne Amerike. Obilje obraštajnih zajednica u tom području objašnjava se izmjenom<br />
toplog površinskog sloja mora s hladnim masama iz dubljih slojeva, bogatim hranjivim<br />
solima nitrata i fosfata koji, uz obilje sunčeve svjetlosti, snažno potiču osnovu hranidbenog<br />
lanca.<br />
Godišnja su kolebanja temperature mora u funkciji sezonskog dizanja i padanja sunca.<br />
Tako je npr. najviša temperatura mora u Jadranu tijekom kolovoza kada je položa Sunca<br />
najviši.<br />
Svjesni kompleksnosti fenomena obraštaja već krajem polovice 20. stoljeća<br />
znanstvenici počinju pojavu sustavno proučavati.<br />
Tako je Saroyan [40] na pokusnim betonskim pločama dimenzija 30×30 cm<br />
(Tablica 3.1.) uronjenim u more (Point Reyes, Kalifornija; uzorci A), tijekom 12 mjeseci,<br />
struganjem i vaganjem organske biomase došao do podataka o mjesečnom prirastu biomase<br />
obraštaja.<br />
U drugoj seriji pokusa u istom vremenskom razdoblju autor je koristio staklene<br />
podloge, dimenzija 20×20 cm, u istraživalačkoj stanici u Miami Beach-u na Floridi, (uzorci<br />
B) pri čemu je koristio metodu direktnog brojenja jedinki balanida.<br />
Tablica 3.1. Mjesečni prirast obraštajne mase i broja prihvaćenih balanida [40]<br />
UZORCI A B<br />
MJESEC<br />
Ukupna biomasa<br />
(g)<br />
Ukupan broj prihvaćenih<br />
balanida<br />
Siječanj 0 989<br />
Veljača 0 540<br />
Ožujak 8 981<br />
Travanj 26 1288<br />
Svibanj 9 1127<br />
Lipanj 112 1510<br />
Srpanj 74 1965<br />
Kolovoz 99 926<br />
Rujan 25 1477<br />
Listopad 27 1690<br />
Studeni 15 707<br />
Prosinac 0 351<br />
55
U seriji uzoraka A vidljivo je da tijekom prosinca, siječnja i veljače izostaje obraštaj,<br />
dok su između ožujka do listopada uočena dva ciklusa obraštaja.<br />
I u seriji uzoraka B zabilježen je jači obraštaj tijekom proljeća i ljeta nego tijekom<br />
jeseni i zime Osim toga, u ovoj seriji uzoraka veći je obraštaj zabilježen zbog geografskog<br />
položaja na kojem su zabilježene više temperature mora nego kod prethodne serije uzoraka.<br />
Slijed kojim se odvija naseljavanje organizama u prvom redu ovisi o sezonskim<br />
temperaturama i seljenjima organizama, obzirom da temperatura utječe na reproduktivne<br />
cikluse koji uključuju proizvodnju rasplodnih stanica, razvoj ličinačkih stadija, njihovo<br />
otpuštanje, plivanje i prihvaćanje za podlogu.<br />
Sezonske promjene u kvalitativnom sustavu obraštajnih zajednica te njihovom rastu<br />
osjetno su veće u područjima većih temperaturnih kolebanja [39]. U ovisnosti o dinamici<br />
pričvršćivanja organizama za obraštajnu podlogu utvrđena su četiri osnovna tipa:<br />
Tip 1 - pričvršćenje organizama se obavlja tijekom cijele godine zbog malih kolebanja<br />
temperatura mora koje ne utječu na reproduktivni ciklus tih organizama; redovna pojava u<br />
tropskim morima.<br />
Tip 2 - pričvršćivanje organizama se obavlja kontinuirano tijekom cijele godine s<br />
pojačanom frekvencijom za vrijeme jednog razdoblja ili sezone; u tom razdoblju ili sezoni<br />
uvjeti su nešto bolji od ostalih razdoblja, ali se rast organizama odvija ipak nesmetano; ta je<br />
pojava vezana za suptropska mora.<br />
Tip 3 - pričvršćivanje organizama se odvija tijekom određene sezone, jer postoje jasno<br />
izražene razlike u temperaturi mora; Ova pojava vezana je za mora u umjerenim područjima.<br />
Tip 4 - razmnožavanje i pričvršćivanje organizama se odvija godišnje tijekom dva<br />
odijeljena razdoblja; Ta pojava vrijedi za mora u umjerenim područjima.<br />
Postoji velika razlika među navedenim tipovima pričvršćivanja organizama za<br />
podlogu i oblikovanju obraštajnih zajednica. Neki tipovi se mogu i preklapati, kao što je to<br />
slučaj kod tipova 3 i 4 jer se oni odvijaju unutar istih temperaturnih granica.<br />
Salinitet je najizrazitije i najvažnije svojstvo morske vode, a izražen je: sadržajem<br />
soli, specifičnošću komponenata i njihovim stalnim omjerom. Isparavanjem mora raste njegov<br />
salinitet, što je najočitija pojava u područjima stalnih i toplih suhih vjetrova te površinskih<br />
voda oceana. U tim područjima slanost može doseći i više od 38‰. Naprotiv, u krajevima sa<br />
slabijim isparavanjem, velikim prilivom rijeka te otapanjem ledenih bregova, slanost se kreće<br />
od 32-35‰. Međutim postoje područja sa velikim kolebanjem saliniteta. Tako u finskim<br />
vodama Baltika salinitet može pasti samo na 2-3‰, dok u vodama Perzijskog zaljeva može<br />
narasti i do 40-41‰.<br />
56
Salinitet utječe na niz svojstava morske vode kao što su sniženje ledišta i povišenje<br />
vrelišta, sniženje specifične topline, povišenje nutarnjeg trenja (viskoznosti), električne<br />
vodljivosti, indeksa refrakcije i površinske napetosti te konačno na molekularnu koncentraciju<br />
i osmozu.<br />
Mnogi organizmi koji žive u moru (slanoj vodi) ugibaju u slatkoj (neslanoj). Ta<br />
značajka može utjecati na oblikovanje obraštajnih zajednica, odnosno može ih uništiti. Tako<br />
se brodovi u Matadi (Zair), na ušću rijeke Kongo, zbog velikog dotoka slatkih voda, koje<br />
znatno snižavaju salinitet u tom dijelu Atlantskog oceana, automatski očiste od algi, a balanidi<br />
ugibaju.<br />
S druge strane, imamo suprotni fenomen na ušćima Amazone i Orinoca: velike rijeke<br />
nose razgrađenu organsku tvar u more te uvijek dolazi do velikog obraštanja usprkos skoro<br />
boćatoj vodi.<br />
Neke luke su poznate po bogatom obraštaju: Soerabaya, Colombo, Mormugao, Rio de<br />
Janeiro.<br />
Tako je obraštaj u manje slanom Baltiku slabiji nego u Sjevernom Atlantiku, pri<br />
približno istim temperaturama. Sredozemno more ima visoki salinitet i obilje organskih tvari,<br />
ali je u njemu obraštaj manji nego u mnogim toplijim tropskim područjima jednakog<br />
saliniteta.<br />
Neposredni utjecaj saliniteta na organizme očituje se u molekularnoj koncentraciji i<br />
sastavu komponenata svih tkivnih tekućina. Samo mali broj živih bića u moru može podnijeti<br />
znatnija kolebanja vrijednosti saliniteta. Tako svako odstupanje od biološkog slijeda,<br />
uvjetovanog optimalnim sadržajem slanosti, ima za posljedicu trenutno smanjivanje<br />
zastupljenosti odabrane svojte.<br />
Iznos i omjer komponenata soli u tjelesnim tekućinama morskih organizama očito je<br />
izazvan odnosom s vanjskim uvjetima i kod većine organizama kompatibilan je morskom<br />
ambijentu.<br />
Kisik i ostale komponente - Aeracija je svakako najbitniji čimbenik bujanja života u<br />
moru. Kisik uz mineralne soli čini osnovu hranidbenog slijeda obraštajnih organizama.<br />
Podloga - Jedan od čimbenika koji utječe na sastav i razvoj obraštajnih zajednica je<br />
tekstura podloge. Iako se obraštaj razvija na svim podlogama, vrsta materijala i njegova<br />
tekstura utječu na količinu obraštaja. Spore ili ličinke organizama obraštajnih zajednica vrlo<br />
su selektivne u odnosu na naseljavanje, te se <strong>rad</strong>ije naseljavaju na hrapavim nego glatkim<br />
podlogama. Međutim, taj opće prihvaćeni stereotip o boljem obraštanju hrapavih nego glatkih<br />
57
podloga, nije potpuno točan. Dokaz tomu je neometano naseljavanje i na vrlo glatkim<br />
površinama visoko glatki gel coat poliesterskih plovila.<br />
Sl. 3.29. Uklanjanje obraštaja broda ispiranjem pomoću mlaza vode iz visokotlačne pumpe<br />
Za proučavanje brodskog otpora od primarne su važnosti oni sesilni organizmi koji su<br />
izravno pričvršćeni za brodsku oplatu i koji generiraju najveću hrapavost. Ti organizmi ne<br />
skidaju se niti otpadaju niti pri najvećim brzinama broda. Radi ilustracije navedimo da se<br />
školjke i vapnenasti crvi prihvaćaju takvim silama za podlogu da su često potrebni tlakovi<br />
vode na mlaznicama za ispiranje i do 800-1.000 bara.<br />
Upravo zbog te činjenice, od primarne je važnosti temeljito čišćenje obraštene oplate<br />
slatkom vodom, visokotlačnim mlaznicama, odnosno danas već rjeđe struganjem i četkanjem<br />
čeličnim četkama.<br />
I danas ima jakih zagovornika brušenja obraštaja PVC rotacionim četkama, premda je<br />
dokazano da učinak podrezivanja, kao na kopnenim biljkama, stimulira još bujniji rast. Na<br />
donjoj slici se vidi efekt podrezivanja mlade zelene alge roda Enteromorpha. gdje se vidi<br />
stvaranje novih bazalnih rizoida i novih ogranaka.<br />
58
Sl. 3.30. Stvaranje novih rizoida i novih ogranaka nakon podrezivanja kod mlade zelene alge<br />
roda Enteromorphe [41]<br />
Ovisnost o gravitaciji i svjetlu<br />
Iako ne postoje signifikantni dokazi, postoje indicije da sila gravitacije utječe na<br />
obraštaj. Tako su obavljeni različiti pokusi s ciljem određivanja raspodjele obraštaja na<br />
površinama koje su smještene pod različitim kutovima. Rezultati su pokazali da je obraštaj<br />
neusporedivo veći na donjoj strani horizontalne površine nego na bilo kojem mjestu koje ima<br />
drugi položaj i kut.<br />
Slično gravitaciji, svjetlo i osvjetljenje imaju utjecaj na prihvaćanje ličinaka<br />
organizama. Tako se najveći broj ličinaka prihvaća na donjoj, tamnijoj horizontalnoj površini<br />
uronjene površine. Većina organizama u obraštajnim zajednicama su negativno ili pozitivno<br />
fototropni. Kod nekih organizama ličinke su pozitivno fototropne u stadiju otpuštanja, dok<br />
tijekom metamorfoze postaju negativno fototropne. Ličinke ciprida balanida pripadaju ovoj<br />
potonjoj skupini, jer tijekom prihvaćanja traže tamu i pričvršćuju se glavom dalje od izvora<br />
svjetla.<br />
Kako bi se ispitao utjecaj gravitacije i svjetla na obraštajne organizme postavljene su<br />
ploče u more pod različitim kutovima nagiba [33]. Upotrijebljene su ploče površine 387 cm 2<br />
koje su bile izložene 23 dana u moru, te ploče površine 310 cm 2 koje su bile izložene 88 dana<br />
u moru. U tom istraživanju najveći je intenzitet obraštaja zapažen kod horizontalno položenih<br />
ploča s donje, tamne strane (Tablica 3.2).<br />
Tablica 3.2. Prirast različitih organizama na obraštajnim pločama koje su postavljene pod<br />
različitim kutovima nagiba [33]<br />
Organizmi<br />
59<br />
Prikloni kut, °<br />
0° 45° 90° 135° 180°<br />
Izvor<br />
Acanthodesia tenuis 165 125 7 3 6 1
Electra hastingsae 32 51 3 3 0 1<br />
Balanidi 217 23 19 4 5 1<br />
Bivalvia 165 26 1 0 2 1<br />
Hydroida 11 4 1 1 2 1<br />
Balanus eburneus 841 426 293 183 42 2<br />
Bugula neritina 446 298 34 9 2 2<br />
Hydroides hex. 776 204 96 30 10 2<br />
Phalusia hygomania 63 28 0 0 0 2<br />
Perophora virides 212 5 1 17 3 2<br />
Sabellaria vulgaris 2 22 40 321 390 2<br />
Rezultati, premda statistički nisu signifikantni, ipak ukazuju na činjenicu da su<br />
horizontalne površine koje nisu izložene svjetlu neusporedivo više obrasle životinjskim<br />
organizmima od površina koje su izložene svjetlu. S druge strane, rast algi izravno ovisi o<br />
kvalitetu (valnoj dužini) i kvantitetu (intenzitetu) svjetla.<br />
Sl. 3.31. Shematski prikaz čeličnih ploča za prihvat obraštaja<br />
Analogijom izvedbe pokusa prema Pomerata i Reinera [40], odnosno<br />
Mc Dougalla [40], izvedena su ispitivanja u malološinjskom brodog<strong>rad</strong>ilištu [42].<br />
60
Napravljena je, u skladu s pokusom citiranih autora, konstrukcija od neobojenih<br />
čeličnih ploča (St.42.2), debljine 5 mm i dimenzija 20×20 cm (400 cm 2 ). Ploče su u<br />
konstrukciji međusobno zavarene pod određenim kutovima, te slobodno spuštene u more na<br />
dubinu od 2.<br />
Ploče su vađene iz mora jednom mjesečno i čišćene čeličnom četkom od organizama<br />
koji su sortirani i dalje kvantificirani odnosno izbrojeni.<br />
Ispitivano je slobodno naseljavanje svih organizama, ali su sve inkrustacije, <strong>rad</strong>i<br />
jednostavnosti, svrstane u tri vodeće skupine: balanidi, crvi cjevaši i alge, odnosno sluz.<br />
(Tablica 3.3)<br />
61
Tablica 3.3. Broj primjeraka glavnih skupina bentoskih životinja i morfološki način prisustva bentoskih alga u obraštajnim zajednicama koje su<br />
se razvile na čeličnim pločama međusobno zavarenih pod različitim kutovima u Malom Lošinju.<br />
MJESEC BALANIDI [izbrojani primjerci] CJEVASTI CRVI [izbr. primjerci] ALGE [izgled promatrane površine]<br />
Nagib, ° 0° 45° 90°A 90°B 135° 360° 0° 45° 90°A 90°B 135° 360° 0° 45° 90°A 90°B 135° 360°<br />
sluz sluz sluz sluz sluz sluz<br />
Siječanj 0 1 1 1 2 0 0 0 2 0 1 0 čuperci t. rijetka t. rijetka t.<br />
sluz sluz čuperci sluz<br />
Veljača 1 3 3 8 1 1 1 0 1 4 12 6 rijetke vlati tamne niti sluz sluz alge rijetke alge<br />
sluz<br />
Ožujak 3 5 8 10 3 2 3 2 2 3 9 9 rijetke alge sluz sluz sluz alge čuperci t.<br />
sluz sluz<br />
Travanj 10 10 9 10 2 1 5 3 5 8 9 14 ibid ibid alge ibid ibid jednolična<br />
Svibanj 14 18 10 14 5 3 7 5 5 6 5 12 ibid sluz alge ibid ibid trava<br />
sluz sluz<br />
Lipanj 19 14 18 10 5 5 10 12 7 16 15 15 alge slaba t. ibid trava ibid ibid<br />
sluz<br />
Srpanj 24 16 19 11 7 5 12 14 9 12 17 16 ibid alge ibid ibid ibid ibid<br />
Kolovoz 28 13 16 12 8 6 16 17 13 19 18 20 alge ibid ibid ibid ibid ibid<br />
slabe sluz<br />
Rujan 6 9 16 10 8 4 16 7 16 13 12 15 alge ibid ibid ibid ibid ibid<br />
čuperci čuperci sluz rijetke<br />
Listopad 9 3 4 8 4 2 14 6 5 9 13 12 algi ibid algi ibid rijetke alge alge<br />
sluz rijetke sluz<br />
Studeni 1 2 9 3 2 3 3 1 4 4 5 6 rijetke alge ibid ibid alge ibid rijetka t.<br />
sluz<br />
sluz<br />
Prosinac 0 0 1 0 1 2 0 0 0 1 0 1 sluz sluz rijetke alge rijetke alge<br />
Napomena:<br />
Sluzi ima i preko ljeta ali se manje primjećuje od algi. Na donjim površinama (360 o i 45 o ) alge su tamnije boje i neujednačene debljine.<br />
90 o A = vertikalna strana okrenuta prema N strani (manje svjetla); 90 o B = strana više izložena insolaciji.<br />
Vrijednosti u stupcima predstavljaju izbrojene balanide, odnosno cjevaste crve na podlozi od 400 cm 2 (čelični lim, neobojeni, 20 x 20 cm).<br />
62
Utjecaj dubine mora, struja i udaljenost od kopna<br />
Dubina mora, morske struje i udaljenost od kopna ekološki su čimbenici koji snažno<br />
utječu na obraštaj. U plitkim vodama koje prekrivaju kontinentalni rub (šelf) jaka<br />
osvijetljenost i obilje mineralnih tvari (hranjivih soli) iz morskog dna i ušća rijeka stvaraju<br />
uvjete za visoku produktivnosti flore i faune, a koja se ne može naći u otvorenim vodama<br />
oceana.<br />
Brzina broda, odnosno relativna brzina strujanja mora uz brodsku oplatu jedan je od<br />
glavnih čimbenika koji utječu na prihvaćanje i kasniji rast obraštajnih organizama. Brodovi<br />
koji se kratko zadržavaju u lukama i na sidru, znatno su manje izvrgnuti obraštaju od brodova<br />
koji dulje vremena miruju. U vrijeme recesije i neizvjesnosti, dio svjetske flote primoran je na<br />
duga čekanja. Sve to odmah znači i pojačani obraštaj na brodovima, a time i povećani otpor<br />
odnosno pad njihove brzine i povećanu potrošnju goriva.<br />
Ratne mornarice su osobito ugrožene jer su kod njih iznimno duga stajanja i vrlo<br />
kratki periodi velikih brzina.<br />
Dok se ličinke balanida prihvaćaju kod malih brzina (do 3.0 uzla), spore morskih algi<br />
pričvršćuju se za podlogu i pri brzini od 10 uzlova. Međutim, najjači obraštaj se na brodu<br />
razvija za vrijeme mirovanja.<br />
Tip i količinu obraštaja definira vrijeme provedeno u luci. Kontejnerski i brzi putnički<br />
brodovi plove više ili manje stalno, uz kratke boravke u lukama. Obraštaju ih mahom alge, za<br />
razliku od sporih teretnih brodova na koje se prihvaćaju mahom životinjski organizmi.<br />
Nadalje, morske alge iz roda Enteromorpha zahtijevaju samo anorganske nutriente (hranjive<br />
soli) i svjetlo, te se optimalno razvijaju u uvjetima brzog strujanja mora i aeracije. Međutim,<br />
školjkaši, čija je prehrana mnogo selektivnija, već je brzina od 2-3 uzla ograničavajući<br />
čimbenik. Kod ličinki balanida, potrebno je od 24-48 sati kako bi nakon početnog prihvaćanja<br />
za podlogu došlo do metamorfoze. Ta je faza svakako najranjivija u životnom ciklusu<br />
balanida, te je ona izravno ovisna o brzini broda.<br />
Općenito se može reći da u pogledu utjecaja brzine broda na obraštaj postoje dva<br />
suprotstavljena čimbenika:<br />
- prvi, koji pomaže u borbi s obraštajem obzirom da strujanje mora duž oplate<br />
sprečava prihvaćanje i rast organizama,<br />
- drugi, koji je suprotan prvome, jer se samim strujanjem omogućava bolja<br />
raspodjela hranjivih tvari, kisika i ostalih čimbenika koji pomažu obraštanju.<br />
63
Analogno pokusu s rotirajućim kružnim diskom (često u uporabi kod pokusa), sličnu<br />
pojavu možemo opaziti na brodskim propelerima, nakon izvlačenja broda na suho.<br />
Obraštenost se smanjuje kako se udaljavamo od osovine odnosno glavine propelera<br />
prema vršcima krila. Tako su u pravilu vršci krila slobodni od obraštaja, zatim slijede sve<br />
gušće i bujnije alge, a često puta i velike naslage balanida na samoj glavini vijka i korijenu<br />
krila, prema shemi na slici 3.32.<br />
Sl. 3.32. Raspodjela obraštaja na brodskom vijku<br />
Kod manjih čamaca, koji više vremena miruju, balanide možemo naći po čitavim<br />
krilima. Međutim, treba znati da je tom prihvaćanju prethodilo stajanje od desetak i više dana,<br />
kada su se balanidi čvrsto prihvatili. Jednom prihvaćeni balanidi ne otpadaju niti pri najvećim<br />
brzinama. Jedino im se usporava rast.<br />
Na šest odabranih brodova Lošinjske plovidbe, koji su uglavnom plovili<br />
Sredozemljem, provedena su istraživanja njihova obraštaja. Rasipanje dobivenih rezultata nije<br />
davalo relevantne zaključke budući da usporedba nije bila moguća zbog velikog broja<br />
međusobno teško usporedivih varijabli: upotrijebljeni AV premazi nisu bili isti, istraživane su<br />
različite vrste brodova (od kontejnerskih-putničkih do teretnih), brodovi su različito vrijeme<br />
proveli u lukama i u plovidbi, brodovi su plovili različitim brzinama i na različitim rutama.<br />
Međutim, dobiveni su ipak zanimljivi podaci, koji potvrđuju pouzdanost rezultata o<br />
obraštaju. Primjerice, dva broda na plovidbenoj ruti Jadran – Turska – Izrael različito su<br />
obrasla: u jednom slučaju prevladavali su balanidi, a u drugom crvi cjevaši. Inhibiraju li jedni<br />
drugima rast i razmnožavanje, nije poznato.<br />
64
Kao ogledni primjer za analizu obraštaja brodske oplate poslužio je MB Srakane.<br />
Brod je dokiran jednom godišnje, s dva stajanja od po mjesec dana. Plovi na relaciji: Jadran –<br />
Izmir – Haifa – Aleksandrija.<br />
Značajke broda:<br />
obalni teretnjak, 2460 dwt;<br />
L OA = 69,6 m,<br />
B = 12,0 m,<br />
T = 5,76 m,<br />
V S = 12,2 uzl.<br />
Mjeren je obraštaj na opsezima smještenim na pozicijama cca 0,2, 0,5 i 0,8 L pp , prema<br />
priloženoj skici. Ispitivane površine su istih dimenzija kao i kod prethodnog pokusa:<br />
20 × 20 cm (400 cm 2 ). Svaki presjek po opsegu imao je 6 ispitivanih površina, prema<br />
priloženoj skici.<br />
Sl. 3.33. Opsezi rebara na kojima je ispitivan obraštaj<br />
Rezultati ispitivanja prikazani su u Tablici 3.4. Količina balanida i crva cjevaša je<br />
izražena brojem primjeraka, a algi nekim morfološkim značajkama. Uzorci su sakupljani<br />
prema shemi na sl.3.31.<br />
65
Tablica 3.4 Praćenje obraštaja na oplati MB Srakane koji se nalazio u kretanju. Debljina<br />
pokrova (crva cjevaša i algi) izražena je u mm<br />
Položaj 1 (bliže krmenom dijelu, cca 0,2 L pp )<br />
Položaji<br />
ispitivanih<br />
I II III IV V VI<br />
površina<br />
Prikloni kut 0 o 0 o 45 o 135 o 45 o 45 o<br />
ALGE<br />
CRVI CJEVAŠI<br />
Alge gotovo<br />
nezamjetne<br />
Gusti tepih;<br />
10-20 mm<br />
Ibid Ibid Ibid Jako izražena smeđa<br />
alga 5-8 mm<br />
Vrlo intenzivna<br />
zelena alga 10 mm<br />
Ibid Ibid Ibid Ibid Ibid<br />
BALANIDI 162 kom 153 Ibid Ibid 64 kom 168 kom<br />
100-250 kom 100-300 Ibid Ibid 50-200 prosjek 50-220 prosjek<br />
prosjek<br />
8 mm<br />
prosječna visina<br />
6 mm Ibid Ibid 2 mm 4 mm<br />
Položaj 2 (sredina, cca 0,5 L pp )<br />
Položaji<br />
ispitivanih<br />
I II III IV V VI<br />
površina<br />
Prikloni kut 0 o 0 o 45 o 135 o 90 o 90 o<br />
ALGE<br />
CRVI CJEVAŠI<br />
Alge skoro<br />
nezamjetne<br />
Tepih visine<br />
10-15 mm<br />
Ibid<br />
Ibid<br />
Vrlo slabe<br />
alge<br />
Gusti tepih<br />
15-25 mm<br />
BALANIDI 126 kom 240 >300 kom<br />
sve prekriveno<br />
80-160<br />
prosjek<br />
80-300 >300 kom<br />
prosjek<br />
Zeleno smeđe<br />
krpe algi 2-5 mm<br />
Crvi se skupljaju<br />
osobito na<br />
rubovima kobilice<br />
5-10 mm<br />
>300 kom<br />
sve prekriveno<br />
>300 kom<br />
prosjek<br />
Jako smeđe<br />
alge 5 mm<br />
Gusti tepih<br />
20 mm<br />
Vrlo intenzivna<br />
zelena alga<br />
10 mm<br />
Ibid<br />
15 mm<br />
176 kom >300 kom<br />
sve prekriveno<br />
50-250<br />
prosjek<br />
>300 kom<br />
prosjek<br />
8 mm 8 mm 8 mm 3 mm 3 mm 5 mm<br />
Položaj 3 (bliže pramcu, cca 0,8 L pp )<br />
Položaji<br />
ispitivanih<br />
I II III IV V VI<br />
površina<br />
Prikloni kut 0 o 0° 45° 135° 45° 45°<br />
ALGE Alge skoro nezamjetne Ibid Vrlo slaba<br />
trava<br />
CRVI<br />
CJEVAŠI<br />
Tepih visine 5mm;<br />
Crvi su većinom<br />
polegli uz oplatu broda<br />
Ibid<br />
Zelena alga<br />
2 mm<br />
Ibid Ibid Ibid Gusti tepih alge<br />
isprepleten<br />
crvima 10 mm<br />
Jače zelena<br />
alga 5 mm<br />
BALANIDI 138 kom 275 121 156 112 kom 141 kom sve<br />
prekriveno<br />
80-200<br />
prosjek<br />
100 -300 100-200 100-200 100-200<br />
prosjek<br />
Ibid<br />
100-200<br />
prosjek<br />
10 mm 3 mm 3 mm 3 mm 4 mm 3 mm<br />
66
Zagađenje okoliša<br />
Onečišćenje okoliša ima veliki utjecaj na sastav i rasprostranjenost flore i faune<br />
obraštajnih zajednica. Tako je na oplatama brodova koji plove američkim Velikim jezerima<br />
morski živi svijet gotovo desetkovan zbog velikog utjecaja slatkih voda, ali i onečišćenih i<br />
otpadnih voda postojećih luka. Na razvoj obrštajnih zajednica djeluju i kemikalije koje istječu<br />
iz kemijskih tvornica te uzrokuju ugibanje mnogih organizama. Tako su primjerice na rijeci<br />
Trave kod Lübeck-a (Sjeverna Njemačka) dna brodova nakon napuštanju luke potpuno<br />
očišćena od obraštaja.<br />
Postoje zabilješke da je istjecanje sumpornih para iz morskog dna jednog od zaljeva na<br />
grčkom otoku Thera (nekad Santorino) spriječilo obraštanje grčkih galija [43].<br />
3.4. Mehanizam lijepljenja organizama za substrat<br />
Fenomen obraštanja podrazumijeva trajno prihvaćanje organizama za oplatu<br />
broda [34]. Pri tome sesilni organizmi koriste ljepila u 3 različite faze:<br />
1. za sitne ličinke kojima se osvajaju obraštajne površine,<br />
2. u trenutku pričvršćenja za podlogu,<br />
3. za vrijeme rasta.<br />
Rastom organizma sila adhezije mora prevladati silu otkidanja prihvaćenih<br />
organizama kroz stvaranje veće kontaktne površine ili jačom silom lijepljenja.. Životinje<br />
imaju drugačiji mehanizam lijepljenja od biljaka. Tako, ljepljiva izlučevina balanida, koji se<br />
mogu lateralno pomicati, posjeduje svojstvo elastičnosti (stlačive tekućine), čime lako nalaze<br />
idealnu površinu za svoj sesilni život. Upravo sposobnost gibanja površinom brodske oplate<br />
nekih sesilnih organizama, koji proizvode izvanredno čvrsta ljepila, daje im prednost pred<br />
drugim nepokretnim organizmima pri čemu druge organizme isprepliću i inhibiraju im rast, ili<br />
ih jednostavno prignječe. Borba za životni prostor je jedan od oblika međusobnog djelovanja<br />
organizama u morskom okolišu, te organizmi s mogućnošću prilagođavanja imaju više<br />
izgleda za preživljavanje.<br />
Dakle, kod morskih organizama koji proizvode ljepilo (cement), pojedine razvojne<br />
faze imaju ograničene pokretljivosti. Taksonomske skupine Hidroida i Bryozoa rastu pomoću<br />
grana iz stabla (stolon), koje je čvrsto prihvaćeno za podlogu, a iz kojeg izlaze bočne grane<br />
poput izdanaka iz korijena drveća. Crvi cjevaši (Serpulida) izlučuju vapnenastu cijev čiji<br />
stražnji kraj ostaje permanentno prihvaćen za podlogu, vjerojatno s minimalnom debljinom<br />
ljepila. U svim ovim primjerima kemijsko vezivanje živih organizama za podlogu omogućeno<br />
67
je biokemijskim mehanizmom živih stanica. Najveći broj morskih ličinaka za početno<br />
prihvaćanje odabire hrapavu površinu na kojima je sila adhezije vrlo jaka.<br />
Kemijska struktura bioadheziva, kao i mehanizam lijepljenja organizama za podlogu<br />
danas su predmet intenzivnog istraživanja u laboratorijima velikih proizvođača<br />
antivegetativnih premaza. Poznato je da pojedine skupine organizma izlučuju specifične vrste<br />
polimera koje ime služi kao ljepilo. Tako bakterije izlučuju lance polisaharida, neki<br />
životinjski organizmi izlučuju mukopolisaharide sa sulfoniranim granama, dok je cement<br />
balanida uglavnom sastavljen iz proteina. Mehanizam lijepljenja odvija se u slijedećem<br />
fazama:<br />
- organizam izlučuje ljepljivu tvar organima za lučenje (dlačice, žlijezde);<br />
- tekuća ljepljiva tvar omogućuje organizmu pipanje odnosno odabir površine za<br />
prihvaćanje;<br />
- u trenutku prepoznavanja idealne površine za prihvaćanje (primjerice već<br />
pričvršćeni srodnik emitira signale koji pokazuju podlogu na kojoj se može<br />
živjeti), organizam izlučuje agens za stvrdnjavanje ljepljive tvari;<br />
- ljepljiva tvari se pomiješa s komponentom za premošćivanje, nakon čega slijedi<br />
polimerizacija (stvrdnjavanje) ljepila.<br />
Ekstrakcija enzima iz ljepljive tvari dokazuje da se u procesu pričvršćivanja<br />
organizma za podlogu <strong>rad</strong>i o složenoj biokemijskoj reakciji bioadhezije.<br />
Pretpostavka o postojanju proteinskog substrata kojeg životinja izlučuje prilikom<br />
ispipavanja (odabira) podloge za prihvaćanje, te drugog agensa, kojim dolazi do<br />
premošćivanja (polimerizacije), odnosno do bioadhezije, dokazana je brojnim ispitivanjima.<br />
Na taj način je oborena teorija prema kojoj je u samoj ljepljivoj tvari prisutan i agens za<br />
premošćivanje. Tu se uistinu <strong>rad</strong>i o analogiji s modernim dvokomponentnim ljepilima.<br />
Fizikalni zakoni između sila ljepljivog medija i substrata vrlo rano zaokupljaju<br />
zanimanje znanstvenika. Već 1874. Stefan, na primjeru tankog filma tekućine između dva<br />
staklena diska, postavlja matematičku formulu za silu lijepljenja (Stefanova adhezija).<br />
Međutim, Stefan proučava samo koeficijente viskoziteta nestlačivih tekućina (newtonske<br />
tekućine). Za razliku od toga, mnoge biološke tekućine imaju svojstvo elastičnosti i točku<br />
tečenja (nenewtonske tekućine).<br />
Kemijski promatrano, sila adhezije ljepila koja nastaje pri vezanjeu dvaju adherenda<br />
ovisi samo o koheziji dvaju sudionika kemijskog procesa polimerizacije (premoštavanja).<br />
Većina životinjskih ljepila sastoji se od makromolekula proteina. Tako ljepila balanida sadrži<br />
nisku proporciju nepolarnih bočnih lanaca i visoku proporciju amino kiselina s hidroksilnim<br />
skupinama (serin i treonin). Visoki udio hidroksilnih skupina svojstvo je mnogih ljepljivih<br />
68
materijala kao što su glikoli, šećeri, glikoproteini i mukopolisaharidi. Dokaz tome su mnoge<br />
hidroksilne skupine koje sadrži ljepilo balanida. Za razliku od sastava životinjskih ljepila koja<br />
su uglavnom proteinskog sastava, biljna ljepila sadrže polisaharide.<br />
Pri odabiru AV premaza oni moraju imati svojstvo snižavanja adhezijske moći<br />
organizma na substrat. Tako je 1998. i 1999. godine Ministarstvo zaštite mora i obalnog<br />
pojasa donje Saksonije u Njemačkoj organiziralo skupni projekt u trajanju od 24 mjeseca s<br />
ciljem ispitivanja adhezijske moći organizama za 3 različite vrste premaza. [43]<br />
Radilo se o neljepljivim premazima (non-stick coatings), samopolirajućim premazima<br />
i premazima na bazi mikro-vlakana. Brodovi su odabrani prema tipu i operativnom profilu<br />
(područje, brzina, dani u moru).<br />
Dva putnička trajekta Wappen von Borkum i Frisia X, koji su plovili na relaciji<br />
između Istočnofrizijskih otoka, predstavljala su reprezentativni substrat za cjelovito praćenje<br />
svih parametara. U projekt su uključena i dva patrolna broda (W 5 i W 8), istraživački brod<br />
Buise, te dva ribarska broda Land Wursten i Neptun.<br />
Tri broda su bila potpuno premazana određenom vrstom AV premaza, dok su na druga<br />
tri broda premazi naneseni u obliku 4-8 traka na sredini broda, na opsegu glavnog rebra.<br />
Ispitivani su sljedeći parametri:<br />
- sastav i razvoj obraštajnih zajednica,<br />
- površine koju prekrivaju dominantni organizmi,<br />
- težina osušene biomase,<br />
- adhezija balanida,<br />
- stanje premaza.<br />
Rezultati za tri različita brodska premaza bili su sljedeći:<br />
- Silikonski neljepljivi (non-stick) premazi: adhezijska moć balanida bila je vidno<br />
reducirana; prosječna adhezijska moć se kretala u rasponu od 20 do 120 kPa;<br />
balanidi s promjerom baze do 3 mm jednostavno su nestali uslijed trenja<br />
plovidbom; adhezijska sila (tlakovi prianjanja) balanida kretala se oko 40 kPa što<br />
je neusporedivo s epoksi premazima čija adhezijska sila iznosi 2.000 kPa.<br />
Zabilježeno je da na neljepljivim teflonskim premazima balanidi pokazuju<br />
peterostruko veće tlakove prianjanja, od 200 kPa;<br />
- Samopolirajući premazi: adhezijske su sile za balanide varirale od 50 do 100<br />
kPa; stupanj obraštaja balanida i makroalgi pao je na 40% tijekom jedne godine;<br />
intenzitet obraštaja ovisio je o brzini broda, tako da je brod najmanje brzine<br />
najjače obrastao;<br />
69
- Premazi na bazi mikro-vlakana: visoko signifikantnu razliku u protuobraštaju<br />
balanida pokazali su premazi od mikrovlakana; balanidi su obrasli samo 2-3%, a<br />
makroalge samo 12% ispitivane površine broda, čak i u uvjetima vrlo sporih<br />
brodova.<br />
3.5. Osnovni principi borbe protiv obraštaja<br />
Primjena toksičnih metala u borbi s obraštajem počela je u prvo vrijeme oblaganjem<br />
brodova metalnim pločama. U drugoj polovini 19. i prvoj polovini 20. stoljeća miješane su<br />
toksične metalne komponente u premaze, dok je u drugoj polovini 20. stoljeća metalna<br />
komponenta postala dio sintetizirane makromolekule kopolimera u premaznom sustavu.<br />
Prve temeljitije studije o toksičnim metalima znanstvenici su proveli tek početkom<br />
1920. godine. U studije su najprije bili uključeni teški metali. Parker (1924.), a kasnije i Kohl<br />
(1954.), su ispitivali metale: aluminij, željezo, krom, olovo, kositar, cink, bakar, živu i kadmij.<br />
Unutar režima testiranja najdjelotvorniji su se pokazali bakar, kadmij, cink i živa. Jednako<br />
tako, bez obraštaja se pokazalo i srebro, ali smo dotle dok nije korodiralo te je efekt<br />
protuobraštanja potpuno izostao.[45]<br />
Zanimljivo je kazati da elementarni kositar u studijama Parker (1924.) i Kohl (1954.)<br />
nije pokazao nikakvo djelovanje. Međutim, samo dvadesetak godina kasnije (1974.),<br />
organokositreni spoj (3-butil-kositreni-oksid) je u spoju s kopolimerima metakrilne kiseline,<br />
postao osnova za čitavu generaciju visokodjelotvornih AV premaza. Ti premazi su se koristili<br />
do početka osamdesetih kada dolazi do ekološkog udara u engleskom i atlantskom podmorju<br />
francuske obale. Naime, tada je otkriven visoki toksički učinak organokositrenih spojeva, što<br />
je u konačnici rezultiralo potpunom zabranom organokositrenih spojeva u AV premazima s<br />
prvim siječnjem 2003. godine.<br />
Danas je u literaturi uveden pojam biocida, koji se odnosi se na metalnu komponentu<br />
koja sudjeluje u intoksikaciji ili inhibiranju rasta živih organizama.<br />
Polazeći od činjenice da su makromolekule bjelančevina živih stanica sastavljene od<br />
liganda (niza molekula na kojima se nalaze reaktivne skupine), uspjela se dokazati<br />
pretpostavka da se na tim mjestima vezuju teški metali, te blokiraju rast i život organizma.<br />
Dakle, molekule liganda, kao sastavni dijelovi makromolekula proteina s reaktivnim<br />
hidroksilnim, karboksilnim, tiolinim, fosfatnim, imidazolnim i drugim skupinama, vezanjem<br />
metala poremećuju metabolitički ciklus organizma. Iz toga proizlazi da se vezani metal na taj<br />
način uključuje u životni ciklus stanice, te temeljem međureakcije liganda i organskog<br />
70
substrata, uzrokuje intoksikaciju organizma. Posljedice intoksikacije organizma mogu se<br />
jednostavno definirati kao inhibicija ili poremećaj biokemijskih procesa u metabolitičkom<br />
ciklusu. [39]<br />
Navest ćemo najkarakterističnije akutne toksične efekte metala na organizam:<br />
- razg<strong>rad</strong>nja proteina: potrebna je visoka koncentracija toksina da se izazove<br />
zgrušavanje i taloženje proteina; pokusi na ličinkama balanida pokazuju da ion<br />
bakra najprije razgrađuje proteine koji g<strong>rad</strong>e membrane stanica na površini<br />
organizma, a tek nakon toga prodire u unutrašnjost stanice gdje izaziva<br />
zgrušavanje proteine unutar stanice; dakle, bakar se biokemijskom reakcijom<br />
veže na proteinsku makromolekulu stanice te razgrađuje protein;<br />
- inaktivacija enzima: vezujući se na ligande (reaktivne skupine) proteina stanice,<br />
teški metali usporavaju, zaustavljaju ili mijenjaju vitalne životne procese<br />
(respiraciju, transport tekućina membranom, transfer energije) inaktivacijom tj.<br />
blokiranjem <strong>rad</strong>a enzima; svakako najjači efekt pokazali su organokositreni<br />
spojevi čija prisutnost je utjecala na promjenu spola volaka uz obalu sjeverne<br />
Engleske;<br />
- degenerativni efekti: najveći broj <strong>rad</strong>ova odnosi se na nefrotoksična svojstva<br />
teških metala za koji se pretpostavlja da inhibiraju osmoregulatorni sustav kod<br />
transporta tkivnih tekućina kroz membranu prouzrokujući promjenu aktivnosti<br />
žlijezda za lučenje.<br />
Svi toksični učinci ili njihove kombinacije na žive organizme mogu se događati<br />
istodobno, ili jedna za drugom na svakom stupnju žive stanice. Prema tome složenost izranja<br />
iz sinergističkih ili antagonističkih učinaka toksina, te je najvažnije točno poznavati efekt<br />
toksičnosti AV premaza.<br />
Dobro je poznato da tipični organizmi obraštaja pokazuju velike razlike u osjetljivosti<br />
prema toksinima. Te razlike općenito ovise o složenosti organizama. Tako najjednostavniji,<br />
bakterije, pokazuju najveću otpornost, organizmi iz skupina Balanida i Bryozoa umjerenu,<br />
dok vrlo malu otpornost pokazuju najrazvijeniji, Tunicata.<br />
Visoka ekološka svijest dovodi do zabrane AV premaza čije se djelovanje temelji na<br />
visokoj intoksikaciji organizama. Tako je štetni visokodjelotvorni spoj kositra u AV<br />
premazima zabranjen i zamijenjen s neusporedivo manje štetnim spojevima bakra. Međutim i<br />
manje štetni bakar svoje djelovanje bazira na intoksikaciji.<br />
Suočeni s činjenicom, da se AV efekt bazira na intoksikaciji, a pri čemu se uvijek<br />
oštećuje okoliš, proizvođači premaza svjesni su nužnosti proizvodnje novih AV premaza na<br />
71
posve drugačijoj osnovi. Proizvođači premaza danas se koncentriraju na svojstva same<br />
površine, koja će odbijati prihvaćanje organizama. Skupina znanstvenika iz Birminghama u<br />
su<strong>rad</strong>nji sa specijalistima za materijale iz Floride, imaju za cilj sintetizirati podlogu koju<br />
organizmi neće prepoznati, ili će je prepoznati kao 'neprijateljsku'. [32]<br />
Cilj je proizvesti AV premaz takve površine, čiju je topografiju moguće mjeriti na<br />
određenoj mikroskali s ciljem da osjetilni organ mikroorganizma odvrati rasplodnu stanicu od<br />
prihvaćanja. U slučaju uspjeha bilo bi to rješenje za budućnost.<br />
Dakle, otkrivanje najslabije karike u najosjetljivijem životnom ciklusu ličinaka ili<br />
rasplodnih stanica tijekom prihvaćanja za substrat temelj je novog pristupa u rješavanju<br />
tehnologije suvremenih AV premaza.<br />
Jedan od prijedloga za alternativne AV premaze bazira se na mehanizmu<br />
biokemijskog neprivlačenja za substrat. Radovi na ličinkama balanida pokazuju da ih može<br />
privući netopivi protein arthropodin kojeg prepoznaju tijekom prihvaćanja za podlogu.<br />
Ličinke odgovaraju osjećajući molekularnu matricu koja se prije pokaže na površini zrele<br />
kutikule, i tok prihvaćanja počinje. Točna duljina lanca arthropodina nije poznata ali izgleda<br />
da lanac sadrži nekoliko amino kiselina. Ako, dakle, naseobina ličinaka prepoznaje<br />
molekularnu konfiguraciju, postoji mogućnost sintetiziranja molekularnog premaza koji će<br />
odbijati takvo naseljavanje.<br />
U svakom slučaju, proces lijepljenja je biokemijski proces u kojem sudjeluje cijeli niz<br />
makromolekula sadržanih u izlučevinama živih organizama. Primjerice balanidi često imaju<br />
ljepilo ispod baznih pločica, koje nije još potpuno polimeriziralo (stvrdnulo se). To pokazuje<br />
da organizmi imaju izvanrednu moć prilagodbe i da oni osjećaju površinu.<br />
72
4. ANTIKOROZIVNA ZAŠTITA I PRIPREMA POVRŠINE<br />
Brodovi su izloženi iznimno agresivnom morskom okolišu, pri čemu su vanjske<br />
površine, a posebno oplakana površina trupa, najranjivije. Koroziju i obraštaj čeličnog<br />
substrata nije moguće u cijelosti izbjeći pa je primjena ispravnog premaznog sustava od<br />
presudne važnosti<br />
U cilju svođenja deterioracije površine trupa na najmanju moguću mjeru, priprema<br />
čelične podloge i primjena antikorozivnog premaza prije aplikacije završnog antivegetativnog<br />
premaza, od bitnog su značaja.<br />
4.1. Korozija<br />
Sve čelične konstrukcije u moru podvrgnute su koroziji, koja je stalni i kontinuirani<br />
proces. Sistem zaštite ima dvojaku ulogu:<br />
- spriječiti skupu zamjenu korodirane površine<br />
- održavati površinu intaktnom što dulje vremena u svim <strong>rad</strong>nim uvjetima<br />
Morski zrak je stalno zasićen solju tako da se i na metalnim površinama, iznad razine<br />
mora, javlja stalna kondenzacija. Osim toga i djelovanjem vjetra na svim izloženim<br />
površinama taloži se morska sol. Na taj način, uz obilne količine kisika i visoke prosječne<br />
temperature, ispunjeni su svi uvjeti za nastajanje korozivne atmosfere, [45].<br />
Čelik je zahvaljujući izvanrednom svojstvu čvrstoće, dominantni konstrukcijski<br />
materijal za g<strong>rad</strong>nju brodova. To je metal heterogenog sastava koji u svojim mikroskopskim<br />
česticama utjecajem vode (vlage) i kisika iz zraka, generira galvanski članak. Već i najmanja<br />
razlika potencijala pokreće elektrokemijsku reakciju<br />
Dodatno se elektrokemijski proces korozije snažno pooštrava u području pojasa gaza<br />
zbog jake turbulencije mora (plovidbom u balastu) i nadvođa u ekstremnim uvjetima<br />
izmjeničnog vlaženja i sušenja, jakog vjetra, visoko zasićene aerirane atmosfere morske soli i<br />
snažnog katalitičkog ultravioletnog efekta, [47].<br />
4.1.1. Postupci rješavanja problema korozije<br />
Tri su postupka za rješavanje problema korozije: uporaba plemenitih, korozijski<br />
postojanih, primjena antikorozivnih premaza i katodna zaštita.<br />
73
4.1.2. Uporaba plemenitih nehrđajućih čelika<br />
Uporaba nehrđajućih čelika je optimalno rješenje. Budući da je nehrđajućem čeliku<br />
glavni nedostatak visoka cijena, koristi se samo na najizloženijim dijelovima (vanjski<br />
cjevovodi i vitalni dijelovi opreme na brodovima i offshore konstrukcijama). Privremeno<br />
kompromisno jeftinije rješenje je oblaganje standardnih brodskih ugljičnih čelika nehrđajućim<br />
oblogama (cladded steel). Ipak, standardni brodograđevni čelik, i čelik povišene čvrstoće,<br />
nemaju zamjene u skoroj budućnosti.<br />
4.1.3. Uporaba antikorozivnih premaza<br />
Poznavanje osnovne funkcije antikorozivnih premaza preduvjet je za razumijevanje<br />
njihovog djelovanja. Premazi predstavljaju barijeru između visokoreaktivnih agensa u moru,<br />
iona klorida, sulfata, karbonata i kiselina i alkalija iz čelične ili aluminijske podloge.<br />
Činjenica da samo tanki film odvaja dva vrlo visoko reaktivna medija (more i čelična<br />
površina broda) , ukazuje na vitalnu važnost neprekinutosti AC premaza.<br />
Osim kontinuiranosti AC premaz mora posjedovati jednoliku debljinu suhog filma<br />
premaza (DFT), u protivnom, mjesta manje debljine postaju točke inicijacije korozije i<br />
razaranja čelične strukture. Uvjet, da samo nekoliko stotinki milimetra AC premaza formira<br />
dielektričku barijeru, dakle da spriječi kontakt zraka, vlage i slane atmosfere s čeličnim<br />
substratom, teško je posve ispuniti.<br />
Brodski premazi, poput drugih premaza, moraju imati dobru adheziju, žilavost,<br />
kemijsku otpornost, otpornost na vremenske uvjete, vlažnost i more. Nadalje, moraju štititi<br />
brodsku strukturu od abrazije, a i u ekstremno oštrim vremenskim uvjetima trebaju ostavljati<br />
dobri vizualni dojam. Izloženi djelovanju soli, moraju spriječiti prolaz iona kroz premaz i<br />
posjedovati visoki koeficijent elastičnosti [48].<br />
Dakle, na brodske premaze postavljaju se iznimno oštri zahtjevi. Optimalni AC<br />
premaz mora ispuniti sve navedene funkcije kroz period dovoljno dug da bi opravdao cijenu<br />
koštanja i aplikacije.<br />
Idealni premaz trebao bi imati slijedeća svojstva [49]:<br />
1. Izvanrednu otpornost na vodu: Premaz mora izdržati stalni dodir s vodom i morem, i to<br />
tako da ne dolazi do snižavanja adhezije, pucanja, omekšavanja, bubrenja, stvaranja<br />
mjehurića. Premaz nadalje mora izdržati konstantni ciklus, od stanja potpuno mokre do<br />
stanja potpuno suhe površine.<br />
2. Niska apsorpcija vode: Apsorpcija vode u premazu je količina vode koja je<br />
inkorporirana u međumolekularnom prostoru temeljne smole. Kad je premaz već<br />
74
jednom formiran, i u uporabi, sadržaj vode postiže ravnotežno stanje. U suhom stanju<br />
voda evaporira, a u mokrom, premaz apsorbira vodu. Svaki premaz ima svoj vlastitu<br />
razinu apsorpcije, ali povećana apsorpcija, premda nije kritična, može sudjelovati u<br />
koroziji ako se kombinira s drugim faktorima korozije. Premazi više kvalitete pokazuju<br />
nižu apsorpciju vode.<br />
3. Brzina prolaza vodene pare: Brzina prolaza vodene pare je bitni fenomen u zaštiti<br />
čelika. To je djelovanje vodene pare u molekularnom stanju, prolazom kroz organsku<br />
supstancu. Dok je apsorpcija vode količina vode zadržana unutar premaza, MVTR<br />
(Moisture Vapour Transfer Rate) je brzina kojom vodena para prolazi kroz premaz.<br />
Svaki premaz ima svoju karakterističnu brzinu prolaza vodene pare, ali, općenito, vrijedi<br />
odnos: što je niža MVT brzina premaz je bolje kvalitete.<br />
4. Otpor prolazu iona: Premaz mora biti otporan za prolaz iona, i on je zapravo prepreka<br />
penetraciji klorida, sulfata, karbonata, ili drugih iona. Penetriranjem u film ioni mogu<br />
inducirati koroziju ispod površine premaza.<br />
5. Osmotski otpor : Taj fenomen snažno djeluje na trajnost premaza. Može se definirati kao<br />
prolaz vode kroz semipermeabilnu membranu iz otopine niže koncentracije u otopinu<br />
više koncentracije. Kako svi organski premazi propuštaju vodenu paru, oni su<br />
polupropusne membrane koji djeluju na principu osmoze. To se odnosi na premaze<br />
izložene vodi: premaz nanešen na nečistu površinu s kloridima, sulfatima ili drugim<br />
ionima, penetriranjem vodene pare stvara koncentriranu otopinu na svojoj površini koja<br />
prolazom kroz premaz rezultira nastajanjem mjehurića i kidanjem filma premaza.<br />
6. Otpor elektroendoosmozi: Ovaj fenomen predstavlja drugi uzrok kidanja filma premaza,<br />
a definiran je silom vode kroz membranu kao električki potencijal u smjeru pola istog<br />
naboja membrane. Mnogi premazi su negativno nabijeni pa čelična površina u slučaju i<br />
najmanjeg izlaganja postaje katodom, odnosno sadrži višak negativnih elektrona.<br />
7. Dielektrična sila: Premaz mora biti jaki dielektrik da pruži otpor prolazu bilo kojih<br />
postojećih elektrona od anode na ogoljenim mjestima čeličnog substrata.<br />
8. Otpor na vodu: Vrlo je važna izvanredna otpornost na vodu budući da su neke strukture<br />
stalno izložene vodi. Premaz mora zadržati originalna svojstva sjaja, debljine, boje, i<br />
homogenost kontinuiteta filma kroz nekoliko godina, a da ne dođe do delaminiranja<br />
filma, pucanja i gubljenja mehaničkih svojstava.<br />
9. Otpor na kemikalije: Uz otpornost na ionsku penetraciju premaz mora općenito biti<br />
otporan na kemikalije budući da je stalno izložen solima, kiselinama i alkalijama unutar<br />
širokog pH područja kao i organskim substancama (diesel gorivo, benzin, mazivo i sl.)<br />
Otpornost na alkalije je važna za primer. Jedna od kemijskih reakcija u procesu korozije<br />
75
je nastajanje jakih alkalnih uvjeta oko katode. Tako se temeljni premaz (primer) koji nije<br />
otporan na alkalije "kida" oko područja katode, s posljedicom širenja erozije ispod<br />
premaza.<br />
10. Adhezija: Premaz mora imati visoka adhezijska svojstva. To je iznimno važno svojstvo.<br />
Jaka adhezija premaza prije svega je potrebna da prevlada fizikalno djelovanje osmoze i<br />
elektroosmoze i da ne dođe do kidanja filma i delaminacije uslijed mehaničkih<br />
oštećenja. Dakle, jaka adhezija sprečava vodenu paru od prolaska kroz premaz i<br />
kondenzaciju, u protivnom slaba adhezija prouzrokuje pojavu mjehurića na premazu.<br />
11. Otpor abraziji: Premaz mora biti visoko otporan na abraziju. Premaz koji nije vrlo žilav,<br />
tvrd i otporan na mehaničke udare brzo će erodirati na bilo kojoj površini gdje je došlo<br />
do abrazije. Primjeri su površine na pojasu gaza, zatim habanja od brodskih lanaca,<br />
užadi, bokobrana, leda, te mehaničkih oštećenja u luci i dokovima.<br />
12. Otpor na prethodni premaz: Premazi koje naknadno apliciramo na istrošenu površinu<br />
postojećeg premaza moraju biti kompatibilni s prethodnim da se izbjegne otapanje starih<br />
slojeva. Stoga zaštita počinje od podloge, odnosno primera na koji se nanašaju daljnji<br />
slojevi premaza.<br />
13. Inhibicija: Premaz mora imati inhibitorsko djelovanje. To znači da bi kod oštećenja sam<br />
materijal premaza minimizirao kidanje i ograničio koroziju.<br />
14. Laka primjena: Premaz bi se morao lako primjenjivati. To je važno svojstvo premaza za<br />
kritičnu izloženost. Veličina i oblik površina otežavaju aplikaciju. Čak i u najboljim<br />
uvjetima za primjenu premaza, brodska struktura obiluje zavarenim spojevima,<br />
kutovima, izloženim rubovima kao potencijalnim točkama korozije.<br />
15. Otpornost na gljivice i bakterije: Djelovanje bakterija i gljivica može uništiti i premaze<br />
najviše kakvoće. Otpor biološkim agensima često je svojstvo koje nije moguće<br />
predvidjeti.<br />
16. Popravci: Premazi se moraju lako popravljati (touch-up), i vratiti na početnu debljinu<br />
premaza, a time i djelotvornost.<br />
17. Otpornost na starenje: Svojstva premaza moraju ostati nepromijenjena za čitavo<br />
predviđeno vrijeme trajanja.<br />
18. Izgled: Stalnost izgleda jedno je od najvažnijih svojstava filma premaza za vrijeme<br />
predviđenog trajanja.<br />
Podrobniji opis antikorozivnih premaza dan je je u poglavljima 4.4. i 4.5.<br />
76
4.1.4. Uporaba katodne zaštite<br />
Ovdje se rabe tzv. žrtvovane anode ili, pak, sistem narinute struje. Smisao uporabe<br />
žrtvovanih anoda za zaštitu čelične brodske oplate jest ciljana ug<strong>rad</strong>nja metala koji su veće<br />
elektronegativnosti i niže plemenitosti od površine koju treba zaštititi [50]. Primjerice,<br />
potencijali tri najčešće žrtvovanih legura metala u uporabi, u odnosu na sumpornu kiselinu<br />
(H 2 SO4) su : legura cinka = 1,08 V, legura aluminija = 1,14 V i legura magnezija = 1,6 V.<br />
Elektrolitski čiste metale, međutim nije moguće upotrebljavati, budući tijekom<br />
elektrolize na anodi formiraju "pokožicu" ili neprobojni film koji usporava ili zaustavlja tijek<br />
elektrona. Kao aktivatori za povećanje učinkovitosti legura i sprječavanje pasivizacije<br />
oksidnog filma na površini rabe se kadmij, indij ili živa(rjeđe).<br />
Karakteristike legure cinka i legure aluminija [50]<br />
Legura cinka: Al = (0,10-0,30)% + Cd = (0,025-0,10)% + cink ostatak<br />
- Drugi elementi, maksimalni udjeli: Fe = 0.003%, Cu = 0,005%, Pb = 0,005%,<br />
Si = 0,005%<br />
- Značajke: kapacitet = 781 Ah/kg, iskoristivost = 95% čistog cinka<br />
- Potrošak = 11,2 kg/Ah x god, potencijal prema čeliku = 0,23 V,<br />
gustoća = 7,13 kg/dm 3<br />
Legura aluminija: Zn = (0,5-5,0)% + In = (0,005-0,05)% + aluminij ostatak<br />
- Drugi elementi, maksimalni udjeli: Si = 0,10%, Cu = 0,003%, Fe = 0,13%<br />
- Značajke: kapacitet = 2.600 Ah/kg, iskoristivost = 88% čistoga aluminija<br />
- Potrošak = 3,37 kg/Ah x god, potencijal prema čeliku = 0,29 V<br />
-<br />
Gustoća = 2,78 kg/dm 3<br />
Cink-anode, ili protektori, još su u najširoj uporabi usprkos boljim karakteristikama<br />
aluminijskih anoda, koje su 30% lakše i do 50% jeftinije.<br />
Smještaj protektora je uglavnom oko uzvoja broda (uglavnom na ljuljnim kobilicama),<br />
te na krmi, na kojoj su zbog blizine propelera znatno gušće postavljeni. Protektori se<br />
postavljaju i na podvodnom dijelu na mjestima gdje su smještene usisne rešetke.<br />
Izostanak katodne zaštite može 'žlijebljenjem' zavarenog spoja toliko oslabiti spojeve<br />
limova da ih praktički nestane. Ipak, intenzivni oblik teške rupičaste korozija najčešći je oblik<br />
deterioracije.<br />
77
Sl. 4.1. Primjer izražene rupičaste korozije uzrokovan<br />
izostankom katodne zaštite [29]<br />
Sustav narinute struje mnogo djelotvornije štiti podvodni dio, i redovito je u uporabi<br />
na većim brodovima i stacionarnim objektima (plovni dokovi, platforme, itd.), gdje je<br />
dokiranje rijetko, a zamjena otežana. Smisao takve zaštite je "svladavanje potencijala",<br />
odnosno energetskog toka istosmjernom strujom suprotnog predznaka preko ispravljača, čime<br />
je omogućeno stalno mjerenje razlike potencijala između anode i čelične podloge.<br />
Teoretski bilo bi moguće posve zaštititi goli čelik uronjen u elektrolit. Takvi pristup,<br />
međutim, iziskivao bi veliku količinu anoda, a time i veliki potrošak struje, što bi bilo vrlo<br />
neekonomično. Stoga se pribjegava kompromisnoj primjeni visokodjelotvornih premaza, i<br />
katodnoj zaštiti, na najizloženijim mjestima. Mjesta katodne zaštite su male izložene površine<br />
tzv. mjesta moguće rupičaste korozije. Upravo ta mjesta izvorišta su snažnog<br />
elektrokemijskog potencijala.<br />
Iskustveno se uzima da bi kapacitet struje generiran preko anode trebao zaštititi jednu<br />
desetinu cjelokupne gole površine čelika.<br />
Korozija se sprečava narinutim naponom s više od 800 mV u potencijalnom polju<br />
između čelika i elektrolitske ćelije: srebro/srebreni klorid. Međutim, kako su anode relativno<br />
malene u odnosu na površinu trupa, a morska voda ima mali električni otpor, potrebno je<br />
narinuti veće napone od 800 mV na anodi, da bi se tako djelovanjem obuhvatila čitava<br />
površina oplakanog dijela trupa. No, to ima i negativne efekte, jer je napon uz samu anodu<br />
daleko veći nego što je potrebno. Stoga pri naponima od oko 950 mV, koji su najčešće u<br />
uporabi, nastaje oštećenje premaza, saponifikacija i oslobađanje vodika - čimbenici razaranja<br />
premaznog filma. Uljni te bitumenski premazi najviše su osjetljivi na tim područjima, pa<br />
78
izdržljivost raste slijedećim redoslijedom: premazi na bazi kloriranog kaučuka, vinilni<br />
premazi, epoksidi iz katrana kamenog ugljena i, na koncu, čisti epoksidi.<br />
Zbog tih se razloga uz anodu ugrađuju tzv. štitovi, koji se pričvršćuju uz trup.<br />
Alternativno, na opisanim se mjestima apliciraju kemijski otporni materijali, poput epoksidnih<br />
smola, debljine 1-3 mm, pojačani staklenim vlaknima.<br />
4.2. Predob<strong>rad</strong>ba čeličnog substrata<br />
U cilju zaštite važno je dobro poznavati karakteristike čeličnog substrata (uobičajeni<br />
naziv: crna metalurgija, cm, za brodograđevne limove i profile) i definirati nužne stupnjeve<br />
ob<strong>rad</strong>be i premazni sustav, u skladu s propisanom procedurom.<br />
U referentne karakteristike površine spada:<br />
- stupanj okujine i hrđe,<br />
- stupanj onečišćenja kemijskim spojevima iz zraka ili vode (sumporni dioksid,<br />
klorid i drugi spojevi),<br />
- profil hrapavosti površine što utječe na potrošak boje (AHR), te 'sidrenje<br />
premaza' (anchor pattern).<br />
Nekoliko nacionalnih normi propisuju kriterij za ob<strong>rad</strong>bu površine:<br />
- švedski standard SIS 055900, danas u potpunosti preslikan kao<br />
ISO 8501-1:1988, u tekstualnom (opisnom) i slikovnom dijelu; ISO 8504-1992<br />
- britanski standard BS 4232,<br />
- američki standard SSPC,<br />
- japanski standard JSRA SPSS 1975 proširio je SIS 055900 na površine zaštićene<br />
<strong>rad</strong>ioničkim temeljnim premazom za kvalitete pripreme vara i termičkih<br />
oštećenja.<br />
Iako navedeni standardi tretiraju različito isti problem analogna im je specifikacija<br />
završnih rezultata. Standardi se zapravo referiraju jedni na druge, i međusobno kompariraju.<br />
Primjerice, švedski standard daje slikovni prikaz određenih stupnjeva čišćenja, a druga dva su<br />
deskriptivni, jer opisuju postupke, opremu i materijal potrebne za postizanje specificiranog<br />
finiša.<br />
Prema IVA (kratica za diferencirani sistem za određivanje različitih stupnjeva čistoće<br />
čeličnih površina nakon pripreme površine) poredani su usporedbeni stupnjevi površinske<br />
zaštite:<br />
79
IVA SSPC ASTM<br />
C St 3 SP 3 Čišćenje motornim alatom<br />
A, B, C Sa 2 SP 6 Komercijalno pjeskarenje 3-kvaliteta<br />
A, B, C Sa 2½ SP 10 Pjeskarenje do skoro bijelog 2-kvaliteta<br />
A, B, C Sa 3 SP 5 Pjeskarenje do bijelog metala 1-kvaliteta<br />
ISO 8501-1:1988, kao i švedski standard, referira stanje prije čišćenja te se, prema<br />
tome, stupnjuje završni rezultat * :<br />
A - novovaljani čelik: površina čelika je počela korodirati dok se okujina počela<br />
odvajati;<br />
B - čelik nakon 2-3 mjeseca izlaganja: površina je počela korodirati, a okujina se<br />
odvajati;<br />
C - čelik nakon jedne godine izlaganja: otpala okujina s jače ili slabije izraženom<br />
korodiranom površinom; vidljiv je početak dubinske korozije;<br />
D - čelik nakon 3 godine izlaganja: okujina je otpala, a površina korodirala; vidljiva je<br />
znatna dubinska korozija.<br />
Definicije stanja površine triju glavnih standarda:<br />
- Bijeli metal (Sa3) - podpuno odstranjenje sve vidljive hrđe, okujine, premaza i<br />
strane tvari. U praksi se rabi samo za rijetke pozicije.<br />
- Skoro bijeli metal (Sa 2½) - čišćenje pjeskarenjem do skoro bijelo–sive metalne<br />
površine dok nije očišćeno najmanje 95% površine od vidljivih ostataka;<br />
okujina, korozija i ostali kontaminanti bit će posve uklonjeni s mogućim<br />
obrisima u vidu mrlje, crte ili točke; norma postaje referentnom jer je realni<br />
kompromis između standarda Skoro bijeli metal Sa 3 i standarda Komercijalno<br />
Sa 2.<br />
Standard Sa 2½ je isključivo u uporabi u brodograđevnoj praksi.<br />
- Komercijalno (Sa 2) - čišćenje pjeskarenjem dok najmanje 2/3 svakog elementa<br />
nije oslobođeno vidljivih ostataka; skoro sva okujina, korozija i ostali<br />
kontaminanti bit će odstranjeni. Standardi zaštite Sa 1 i Sa 2 ne koriste se u<br />
praksi.<br />
Na fotografijama (Sl. 4.2) prikazana su četiri stupnja čišćenja površine substrata, [50]<br />
* Izlaganje je provedeno unutar oštrih atmosferskih uvjeta.<br />
80
Sl. 4.2. Prikaz četiri stupnja čišćenja površine substrata<br />
U uporabi su i drugi standardi za pripremu površine:<br />
- ASTM D610,<br />
- ISO 4268 (Sadrži Ri skalu korozije),<br />
- Europska skala stupnja korozije za antikorozivne premaze (European Scale of<br />
Degree of Rusting for Anticorrosive Paints).<br />
Potonja se vrlo često susreće u korelaciji pripreme površine i sustava zaštite (navedeni<br />
su postotci korozije), [51]:<br />
Tablica 4.1. Europska skala stupnja korozije za antikorozivne premaze [51]<br />
Re 1 Re 2 Re 3 Re 4 Re 5 Re 6 Re 7 Re 8 Re 9<br />
0,05 % 0,5 % 1,0 % 3,0 8,0 15/20 % 40/50 % 75/85 % 95 %<br />
81
Novim standardom ISO 8501-1:1988 tretira se navedena materija (amplituda profila<br />
R Z = 70µm prosječno, min. 50 µm, max. 100 µm). U nastavku je prikazana tablica oštećenja<br />
prema ISO 4628/3-1982, te usporedba s Europskom skalom korozije:<br />
Tablica 4.2. Tablica oštećenja prema ISO 4628/3-1982, te usporedba s Europskom skalom<br />
korozije:<br />
Stupanj % korozije na površini ISO skala korozije Europska skala korozije<br />
Ri 0 0 Ri 0 Re 0<br />
Ri 1 0,05 Ri 1 Re 1<br />
Ri 2 0,5 Ri 2 Re 2<br />
Ri 3 1 Ri 3 Re 3<br />
Ri 4 8 Ri 4 Re 5<br />
Ri 5 40/50 Ri 5 Re 7<br />
4.3. Stupnjevi korozije i onečišćenja<br />
Slijedeća tablica ilustrira deskriptivno i standardnim oznakama različite načine<br />
čišćenja čelične podloge i njihovu međurelaciju. Za bolju ilustraciju navedeni su razni mogući<br />
načini čišćenja i njihov odnos prema standardima:<br />
Tablica 4.3. Oznaka norme i njihov odnos<br />
Opis BS 4232;1967 SSPC SIS 055900-1988<br />
Pjeskarenje do bijelog metala Prva kvaliteta SSPC-SP5 A,B,C,D do Sa 3<br />
Pjeskarenje do skoro bijelog Druga kvaliteta SSPC-SP10 A,B,C,D do Sa 2½<br />
'Komercijalno pjeskarenje' Treća kvaliteta SSPC-SP6 A,B,C,D do Sa 2<br />
Struganje/pjeskarenje Izvan kvalitete SSPC-SP7 B,C,D do Sa 1<br />
Pjeskarenje nakon atmosferskog<br />
utjecaja<br />
Izvan kvalitete SSPC-9 B,C,D do Sa 2<br />
Čišćenje pomoću alata na pogon Izvan kvalitete SSPC-SP3 B,C,D do St 2-3<br />
Čišćenje novog čelika plamenom Izvan kvalitete SSPC-SP4 Nije predviđeno<br />
Čišćenje ručnim alatima Izvan kvalitete SSPC-SP2 Nije predviđeno<br />
Čišćenje otapalima Izvan kvalitete SSPC-SP1 Nije predviđeno<br />
Očito je da samo tehnika pjeskarenja osigurava pouzdanu pripremu podloge. I tu se<br />
pruža niz mogućnosti budući da stupnjevi čišćenja, premaz i refleksija površine uveliko ovise<br />
o vrsti abraziva kao i o sastavu čelika. Kad se <strong>rad</strong>i o pjeskarenju starog čelika važno je<br />
kvantificirati oku nevidljive tragove nečistoća. Bitno je eliminirati sve kemijske kontaminante<br />
s čeličnog substrata. Pri tome se tragovi ostataka mogu odrediti kvantitativno. Primjerice pri<br />
82
upotrebi abraziva velikih promjera dna korodiranih rupa ne mogu se temeljito očistiti od<br />
sulfatnih soli, a posebno su štetne hidrofilne soli željeznih klorida, posljedica kojih su kisele<br />
kapljice na supstratu (Sl.4.3).<br />
Sl. 4.3. Ostaci kristala soli nakon pranja VT pumpom [29]<br />
Površina čelika nakon pjeskarenja ima potpuno promijenjeni profil, dok se nakon<br />
pjeskarenja starog čelika slika još drastičnije mijenja. Postoje različiti stupnjevi hrapavosti, a<br />
svaki se može izraziti prosječnom vrijednosti za visinu hrapavosti izraženu kao amplitudu<br />
između vrha i dola vala. Kod novog čelika, gdje rupičaste korozije nema, visina amplitude je<br />
daleko manja od veličine zrna abraziva. U nekim slučajevima doseže samo 1/10 promjera<br />
čestice.<br />
U praksi se kao abraziv rabi čelična sačma te korund. Abrazivi od čelične sačme (u<br />
normalnoj recirkulaciji), koji se koriste u automatskim pjeskarilicama, češće se primjenjuju od<br />
kvarcnog pijeska iako je adhezijska moć kvarcnog pijeska zamjetno veća. To je osobito važno<br />
za 'sidrenje' premaza (anchor pattern). Iako klasifikacijska društva definiraju amplitudu<br />
hrapavosti za cinkove primere do 50 mikrona već i manje hrapavosti (25-30 µm) pogodne su<br />
za sidrenje cink-silikatnih premaza. Međutim za dobro sidrenje epoksi premaza traži se<br />
hrapavost od 65-75 µm [51].<br />
83
Za traženu kvalitetu obrađene površine substrata (Sa 2½), tj. do najviše 75 µm<br />
hrapavosti (brijeg-dol), sastav <strong>rad</strong>ne mješavine čelične sačme mora se kretati u granicama:<br />
40% (0,8 mm), 30% (0,6mm), 20% (0,4mm) i 10% (0,2mm).<br />
Pri upotrebi korunda, promjer zrna je u granicama od 0,7-1,5 mm.<br />
Tretiranje abrazivima čeličnog substrata ima dvojaki učinak:<br />
- smanjenje opće hrapavosti unutar 1000 µm (unutar redovitog održavanja trupa<br />
tijekom dokiranja za čitavo vrijeme eksploatacije broda),<br />
- ispunjen je preduvjet za primjenu novih sustava premaza na bazi polimera vinila,<br />
vinil-katrana, kloriranih kaučuka, epoksida, katran-epoksida, cinkovih epoksida,<br />
cinkovih silikata.<br />
Oplakana površina osobito u području pojasa gaza, bez AC premaza, uslijed<br />
mehaničkih oštećenja, trenutno su izvrgnuta koroziji (Sl.4.4.)<br />
Sl. 4.4. Mehaničko oštećenje<br />
premaza ogolilo je čelični substrat;<br />
rezultat: jaka rupičasta korozija [29]<br />
Vrlo često loše izvedeni lokalni, ograničeni zahvati pjeskarenja na oštećenim<br />
mjestima mogu pospješiti rupičastu koroziju pod rubovima staroga premaza (Sl.4.5.)<br />
Sl. 4.5. Uslijed lošeg<br />
pjeskarenja mjesta ispod<br />
rubova premaza odmah<br />
generiraju koroziju. [29]<br />
84
Nakon desetak godina eksploatacije broda za deterioriranu strukturu brodske oplate<br />
najbolje je rješenje cjelovito pjeskarenje. (Sl.4.6.)<br />
Ovakav <strong>rad</strong>ikalan postupak ima najjače opravdanje u općem snižavanju hrapavosti<br />
substrata, jer će se u protivnom, lokalnim pjeskarenjem i stalnim popravcima (touch up) uz<br />
nagomilavanje slojeva premaza sukcesivnim dokiranjima tijekom vijeka broda, nejednolika<br />
hrapavost broda progresivno povećavati, sukladno tome rast će i otpor broda.<br />
Međutim, zbog imanentnog nepovratnog procesa deterioracije strukture čeličnog lima<br />
ni potpuno pjeskarenje brodske oplate neće dostići vrijednost izvorne hrapavosti.<br />
Sl. 4.6. Pjeskarenje podvodnog dijela broda<br />
4.4. Temeljni premazi<br />
Temeljni premazi (shop primeri) moraju imati odlike prodiranja da bi se zasitila<br />
porozna površina i održala adhezija unutar vremena trajanja sistema. Vrlo je važan izbor<br />
primera, jer o njemu ovisi odabir slijedećih premaza kao i kvaliteta spajanja brodske strukture<br />
(zavarivanje).<br />
Funkcija temeljnih premaza je zaštita čeličnih limova i profila tijekom g<strong>rad</strong>nje broda.<br />
Karakterizira ih ograničeno vrijeme trajanja koje može iznositi od 4-6 tjedana do 6-8 mjeseci.<br />
85
Primjena je limitirana strogo na vrijeme neposredno po završnom pjeskarenju i odprašivanju<br />
podloge.<br />
Primere dijelimo po sastavu kompozicije i efektima:<br />
- Primer cinkovog silikata sastoji se od dvo- ili trokomponentnog primera sa<br />
sadržajem cinkovog praha od 92-94% na količinu osušenog filma, dok preostali<br />
dio čini vezivo, organski ili anorganski silikatni polimer. Topiv je u vodi, stoga<br />
nezapaljiv. Razvija dim kod ob<strong>rad</strong>be (zavarivanje i rezanje) i donekle utječe na<br />
kvalitetu zavarenog spoja. Debljina premaza ne smije prelaziti 30 µm. Dobra<br />
adhezija za iduće slojeve premaza postiže se nanašanjem polivinil-butiralfosfornog<br />
premaza kiselog tipa, ili druge vrste premaza, kompatibilnog s<br />
cinkovim primerom, što je potrebno za cjelovitu povezanost sa završnim<br />
slojevima. Trajnost tih premaza kreće se do 12 mjeseci, što se dijelom može<br />
pripisati elektrokemijskom učinku anodnog djelovanja.<br />
- Primer cinkovog epoksida je dvokomponentni primer koji se sastoji od<br />
pigmenta cinčanog praha u koncentraciji 92-94% na osušeni film u vezivu od<br />
epoksidne smole i poliamida kao ubrzivača. Preporučena debljina premaza je 18-<br />
25 µm. Vijek trajanja iznosi do 9 mjeseci. Ostale karakteristike su iste kao<br />
cinkovog silikata. Usprkos problemu ob<strong>rad</strong>be i relativno lošijoj adheziji cinkova<br />
primera, gdje udio suhe mase prelazi i 90%, svaka čestica cinkovog praha kad se<br />
podvodno aktivira djeluje kao anoda čime je čelični lim oplate potpuno zaštićen.<br />
Postiže se kontinuirano zaštićena ploha, umjesto lokalne zaštite pomoću cinkprotektora.<br />
Djelovanje galvanskog članka ovisi o pripremi podloge, jer i<br />
najmanja nečistoća prekida električni krug zaštite i dezaktivira sistem.<br />
- Željezno-oksidni pigmentirani epoksid je dvokomponentni primer koji se sastoji<br />
od pigmentiranih polimera željeznog oksida i ubrzivača, redovno spoj poliamida.<br />
Debljine od 18-25 µm i trajnosti od 4-6 mjeseci, taj primer također nema<br />
škodljivih utjecaja kod ob<strong>rad</strong>be (zavarivanje i rezanje).<br />
- Polivinil-butiralni kopolimeri bazirani na fenolnim spojevima. Pigment je<br />
željezni oksid s korozivnim inhibitorima, cinkovim kromatima ili cinkovim<br />
fosfatima. Može također sadržavati fosfornu kiselinu. Preporučena debljina<br />
suhog premaza iznosi 12-18 µm, a trajanje premaza oko četiri mjeseca. Nema<br />
škodljivih utjecaja kod ob<strong>rad</strong>be.<br />
86
4.5. Antikorozivni premazi<br />
Do kraja 19.st. premaz je predstavljao jednostavnu fizičku smjesu lanenog ulja i praha<br />
olovnog tetraoksida (Pb 3 O 4 ili minija), ili lanenog ulja i cinkovog oksida (cinkovo bjelilo).<br />
Takvi premazi već davno nisu u uporabi. Formulacija današnjih premaza kompleksnog je<br />
sastava tako da i male varijacije mogu znatno poremetiti svojstva premaza.<br />
Kontrola korozije postiže se:<br />
- kombinacijom fizičke barijere samog premaza i inherentnog mu svojstva visoke<br />
električne otpornosti,<br />
- uvođenjem anorganskih pigmenata, inhibitora korozije.<br />
Djelovanje pigmenata temelji se na sprečavanju korozije snižavanjem<br />
elektropotencijala. Ti anorganski pigmenti su obično olovni i cinkovi kromati. Osim kromata<br />
može se upotrebiti sam cinkov prah, koji tada ima ulogu žrtvovane elektrode. Dodatni je<br />
problem takve zaštite što se u reakciji elektrolize oslobađa molekula vodika, posljedica čega<br />
je otapanje metala i bubrenje filma.<br />
Kompozicija antikorozivnog premaza za zaštitu brodskog trupa sadrži pet<br />
komponenata:<br />
- Vezivo je smjesa jednostavnih ili složenih prirodnih ili sintetičkih smola i drugih<br />
kemijskih komponenata. Funkcija dodanih sastojaka jest poboljšanje<br />
performanci premaza, odnosno postizavanje trajnih i čvrstih, ujedno i<br />
fleksibilnih filmova dobre adhezije.<br />
- Pigment je bitni sastojak premaza koji daje pokrivnu moć, pojačava film<br />
premaza, daje mu boju, utječe na postojanost filma i štiti od UV zračenja.<br />
- Ekstender je uobičajeni termin za punilo. To mogu biti i specijalni pigmenti<br />
različitog oblika i veličine koji u točnim omjerima premazu daju sjaj i pospješuju<br />
aplikaciju na substrat, omogućavajući i nanošenje debljih premaza, te<br />
poboljšavajući i mehanička svojstva filma premaza.<br />
- Otapala daju viskozitet premazu te omogućavaju postizavanje točne debljine<br />
suhog filma premaza (DFT). Otapala su jedini faktor odnosa debljine mokrog i<br />
suhog filma premaza.<br />
- Sikativi (sušila), omekšavala i ostali aditivi imaju funkciju kontroliranja sušenja<br />
premaza. Funkcija sušila jest intervencija u intermedijarnim reakcijama vezanja<br />
kisika iz zraka na reaktivne molekule premaza (oksidacija ili površinsko<br />
sušenje), nakon čega slijedi polimerizacija premaza (proces unutrašnjeg sušenja<br />
filma).<br />
87
Prema složenosti, premaze dijelimo na konvencionalne (standardne), i složene ili<br />
sofisticirane. Konvencionalni premazi zasnivaju se na lanenom ulju ili njegovom<br />
poboljšanom izdanju na bazi sintetičkog alkidnog veziva. Lako se apliciraju, ali su im<br />
svojstva zamjetno slabija od složenijih premaza.<br />
Prema djelovanju veziva, premaze dijelimo u tri glavne grupe:<br />
- oksidirajući,<br />
- fizički sušivi ili jednokomponentni,<br />
- kemijski sušivi ili dvokomponentni.<br />
Svi konvencionalni premazi pripadaju oksidirajućim premazima, dok složeni premazi<br />
mogu biti ili fizički, ili kemijski sušivi premazi.<br />
4.5.1. Oksidirajući premazi<br />
Oksidirajući ili premazi sušivi na zraku su uljni i alkidni premazi, relativno kratkih<br />
molekularnih lanaca otopljenih u vrlo viskoznom vezivu. Prodorom kisika u film premaza<br />
lanci se povezuju. Hlapljenjem otapala, najčešće white spirit, kisik nastavlja prodirati u<br />
premaz, vezujući se za molekule i produljujući lance do veličine kad ih imobilizira. Tim<br />
premazima limitirana je debljina filma budući da može doći do istodobnog površinskog<br />
hlapljenja otapala i zaustavljanja prodiranja kisika u nutrinu premaza. Tada otapalo iz<br />
nutarnjih slojeva ostaje unutar premaza čime se zaustavlja proces oksidacije.<br />
Predstavnici: uljni premazi, alkidni premazi, uretanska ulja, epoksi esteri, fenolni<br />
premazi. Uporaba: palube, nadgrađa, strojarnice, pojas gaza.<br />
4.5.2. Fizički sušivi premazi<br />
Fizički sušivi su skupina složenih premaza s duljim molekularnim lancima čije<br />
otapanje zahtijeva velike količine otapala. Tijekom hlapljenja otapala lanci se povezuju i<br />
imobiliziraju. Nedostatak fizički sušivih premaza jest da se oni ponovno mogu otopiti<br />
djelovanjem otapala. S druge strane to biva prednost jer se mogu nanašati povrh prethodnih<br />
premaza, lako se povezujući s tim slojevima. Otapala otope površinski sloj filma tako da se<br />
novim premazom dobije homogeni sloj koji stari i novi premaz stopi u jedinstvenu cjelinu. Ta<br />
se skupina uglavnom sastoji od asfalta i katrana, odnosno bitumenskih premaza. Pogodni su<br />
za primjenu jer nisu bazirani na kemijskoj reakciji, i stoga što okolišna temperatura, osim u<br />
ekstremnim uvjetima, ne utječe na kvalitetu aplikacije. Brzina sušenja otapala i strujanje zraka<br />
dva su parametra koja određuju brzinu sušenja. Ne smiju se premazivati drugim premazima<br />
osim antivegetativnim, zbog opasnosti curenja bitumena kroz film. Dobro podnose vlagu pa<br />
88
se kao primer mogu primijeniti na podvodnim dijelovima broda, pigmentirani s aluminijem.<br />
Ne zahtijevaju specijalne postupke pripreme.<br />
Predstavnici:<br />
1. Bitumenski premazi (konvencionalni). Primjena: podvodni primer (pigmentiran s<br />
aluminijem); antikorozivni premazi u tankovima, lančanicima.<br />
2. Klorirani kaučuk - nanašanje premaza zahtijeva posebnu pripremu zbog<br />
mogućnosti da otapalo oljušti prethodne slojeve premaza. Sadrži male količine<br />
krutih tvari, otporan je na vodu, vlagu i mehanička oštećenja, traži dobru pripremu<br />
(pjeskarenje) i specijalna otapala; nije ovisan o temperaturi aplikacije. Primjena:<br />
oplakana površina oplate, paluba.<br />
3. Vinilni premazi – vrlo otporni na vodu, vlagu i mehanička oštećenja; sadrže male<br />
količine suhe tvari, traže dobru pripremu (pjeskarenje); ne podnose vlagu za<br />
vrijeme aplikacije (moguće ljuštenje), iziskivaju specijalna otapala i nisu ovisni o<br />
temperaturi aplikacije. Primjena: pojas gaza, bokovi broda, nadgrađe.<br />
4. Vinil-katranski premazi (kombinacija konvencionalnih i složenih premaza).<br />
Nanašanje traži specijalnu pripremu (pjeskarenje) zbog mogućnosti da otapalo<br />
oljušti prethodne slojeve filma premaza; vrlo dobra otpornost na vodu i ulja.<br />
Primjena: primer za oplakanu površinu, zaštitni premazi za balastne i skladišne<br />
tankove.<br />
4.5.3. Premazi s kemijskom vezom<br />
Premazi s kemijskom vezom (dvokomponentni) su složeni premazi. Imaju vezivo i<br />
učvrščivač s tako formiranim molekularnim lancima da isključivo pridržavanjem točno<br />
propisanih omjera miješanja postižu ciljani efekt. Njihova iznimna mehanička čvrstoća,<br />
otpornost na abraziju te otpornost na djelovanje agresivnih kemikalija rezultat su kemijske<br />
veze. Nedostatak im je potreba savršeno pripremljene podloge (pjeskarenje je obvezatno)<br />
budući da otapala iz završnog sloja, primjerice kod epoksidnih premaza, ne mogu difundirati<br />
u prethodne međupremaze. To je razlog što je za postizanje adhezije nužno hrapavljenje,<br />
odnosno pjeskarenje podloge. To nije zajednička karakteristika za sve vrste takvih premaza<br />
jer, primjerice, dvokomponentni poliuretanski premaz ipak se otapanjem dovoljno čvrsto veže<br />
za podlogu.<br />
Svi ti premazi moraju biti aplicirani u određenom temperaturnom rasponu, diktiranim<br />
kemijskom reakcijom.<br />
89
Novi generički tip premaza s kemijskom vezom su polisiloksani, polimerne molekule<br />
s karakterističnom grupom silicij-kisik (Si-O), koja najnovijim premazima daje izvanredna<br />
svojstva na starenje [52]. Uvođenjem nove tehnologije polisiloksana u epoksidne molekule<br />
poboljšane su performanse dvokomponentnim premazima. Treba istaknuti svojstvo inertnosti<br />
polisiloksanskog lanca na djelovanje kisika, ultravioletnih i sunčevih zraka, kao i izvanrednoj<br />
otpornosti na kemijske agense. U usporedbi s dvokomponentnim premazima poliuretanima,<br />
ne sadrže izocijanate, a imaju i višu stabilnost sjaja.<br />
Prednosti dvokomponentnih premaza na osnovi tehnologije polisiloksana:<br />
- mogu se neogranično premazivati bez skupog struganja<br />
- posjeduju visoku otpornost na starenje<br />
- ne sadrže štetne izocijanate i teške metale<br />
- sadrže niski udio hlapljivih komponenata.<br />
Na slici 4.7 prikazane su krivulje zadržavanja sjaja tri premaza metodom ubrzanog<br />
umjetnog starenja (weathering) za konvencionalni polialkidni premaz, dvokomponentni<br />
poliuretanski premaz u usporedbi s dvokomponentnim premazom na bazi tehnologije<br />
polisiloksana (oznaka 1001). [52]<br />
Sl. 4.7. Krivulje zadržavanja sjaja za tri premaza metodom ubrzanog umjetnog starenja<br />
Predstavnici složenih dvokomponentnih premaza:<br />
1. Poliuretanski premazi. Minimalna temperatura aplikacije iznosi 0 o C. Iziskuju<br />
specijalna otapala. Unatoč dobrom vezivanju za prethodni film premaza postoji<br />
mogućnost otapanja, odnosno pojava ljuštenja prethodnih slojeva. Ima vrlo<br />
dobra mehanička svojstva. Primjena: nadgrađa.<br />
90
2. Epoksidni premazi. Ovisni o temperaturi aplikacije (min +10 o C), zahtijevaju<br />
specijalna otapala. Pri nanašanju na staru podlogu postoji mogućnost otapanja<br />
prethodnih premaza. Intervali između aplikacija točno su određeni. Vrlo su<br />
otporni na vodu, otapala, ulja i kemikalije. Iziskuju dobru prethodnu pripremu<br />
(pjeskarenje). Uporaba: tankovi i vanjski dio trupa.<br />
3. Epoksi-katranski premazi kombinacija su epoksi spojeva i katrana, ovisni o<br />
temperaturi aplikacije (min +10 o C), visoki sadržaj krutih tvari. Javljaju se<br />
problemi adhezije s prethodnim filmom premaza: vrijeme između aplikacija<br />
točno je određeno. Iziskuju dobru pripremu površine (pjeskarenje). Vrlo su<br />
otporni na vodu, kemikalije, ulja, te mehanička oštećenja. Primjena: primer za<br />
podvodne dijelove broda, zaštitni premazi za balastne i teretne tankove.<br />
4. Cink-epoksidni premazi - sadrže 92-94% suhog cinčanog praha. Iziskivaju<br />
specijalna otapala, ovise o temperaturi aplikacije (+10 o C min), vrlo im je<br />
kratko vrijeme sušenja, otporni su na mehanička oštećenja. Zbog anodnog<br />
učinka cinka prema površini trupa izvrsna su katodna zaštita čelične oplate.<br />
Primjena: primer na pjeskarenoj podlozi. Napomena: opisani u temeljnim<br />
premazima.<br />
5. Cink-silikatni premazi sličnih su svojstava cink-epoksidnih premaza.<br />
Primjena: zaštitni premazi za offshore konstrukcije, te dijelove broda koji su<br />
izvrgnuti mehaničkim oštećenjima. Specijalna vrsta služi i kao temeljni<br />
premaz. Napomena: opisani u temeljnim premazima<br />
91
5. ANTIVEGETATIVNI PREMAZI<br />
Pojam termina antivegetativnog premaza novijeg je datuma, a definira ga efekt<br />
biocidnog djelovanja na živi svijet morskog ambijenta koji se prihvaća i raste na oplakanoj<br />
površinu brodskog trupa.<br />
5.1. Povijesni razvoj<br />
Usporedi li se povijest tisućljetne zaštite drvenih brodova, ista je nedvojbeno<br />
zanimljivija od jedva stoljeća i pol stare željezne (čelične) brodog<strong>rad</strong>nje. Stoga povijest<br />
drvene brodog<strong>rad</strong>nje posebno artikuliramo.<br />
5.1.1. Zaštita od obraštaja drvenih brodova<br />
Zaštita podvodnog dijela brodskog trupa spominje se već u 5. st. p.K. Zaštićivanje je<br />
imalo trojaku ulogu: štititi površinu od obraštanja, osigurati nepropusnost trupa, te spriječiti<br />
naseljavanje brodotočaca.<br />
Da bi ispunili trojnu ulogu, oplakanu površinu trupa u Antici i Srednjem vijeku često<br />
premazuju smjesom loja, katrana i pakline, u najrazličitijim omjerima. Jedan zapis iz 412.<br />
godine p.K. navodi smjesu arsena i sumpora u ulju, drugi, pak, da Grci koriste smjesu voska i<br />
pakline.<br />
Sl. 5.1 Engleski ratni brod, HMS Formidable, Malta, prva polovica 19. st.<br />
I velika istraživalačka putovanja krajem Srednjeg i početkom Novog vijeka pratio je<br />
teški obraštaj brodske oplate. Tadašnje spore i nezgrapne galijune, u doba kad nije bilo<br />
dokova, moralo se naginjati <strong>rad</strong>i čišćenja, često u teškim i opasnim uvjetima nepoznatog<br />
teritorija. Nevjerojatna je bila tadašnja domišljatost da se raznim sistemima kolotura, koristeći<br />
92
plimu i oseku, nagne veliki jedrenjak. U obalnim g<strong>rad</strong>ovima izgrađene su velike barže s<br />
uređajima pomoću kojih je bilo olakšano naginjanje broda. [43]<br />
Male brzine tih jedrenjaka, te premazi slabe kvalitete, uzrokom su da je brodove<br />
trebalo često temeljito čistiti. ...nakon uklanjanja obraslina s dna brodova kod Syracuse,<br />
otplovio je do Malte - piše u dnevniku španjolski moreplovac 1565. godine. [43]<br />
Imamo podatak da je Kolumbo premazivao brodove smjesom kitove masti i katrana, a<br />
W. Raleigh 1595. premazuje dna svojih jedrenjaka paklinom s trinidadskih naftonosnih polja<br />
Trinidada. Zapisano je da je Vitus Behring 1728. zakatranio brod na svom dugom putu do<br />
najzapadnije točke Američkog kontinenta.<br />
Kao curiosum za spomenuti je da podvodna oplata biva dodatno zaštićivana drvenom<br />
oblogom. Godine 1727. britanski Admiralitet preporučuje punjenje šupljina krpama, pređom,<br />
papirom, kosom, itd., dok se vanjska strana te dodatne oplate premazivala smjesom pakline,<br />
katrana i sumpora. Tako zaštićena dodatna drvena obloga predstavljala je isključivu zaštitu<br />
kroz dvije godine. Naime, budući nije bila dio strukture, ta se oplata dala lako zamijeniti.<br />
Uspostavom redovne prekooceanske trgovine izgrađuju se luke: Havana, za Španjolce;<br />
Saldanha Bay blizu Cape Town-a i Tanjong Priok, za Nizozemce. Tu se brodovi čiste od<br />
obraslina i premazuju različitim zaštitnim smjesama. U mirno doba, međutim, i trgovci drugih<br />
narodnosti koriste spomenute luke. [43]<br />
Sl. 5.2. Premazivanjem katranom, Toulon, Francuska, period 1750-75.<br />
93
Međutim već u antici, kao djelotvorna zaštita oplakane površine brodskog trupa, pored<br />
premazivanja paklinom, bila je poznata upotreba metalnih obloga. Pri tome metalna bariera<br />
imade dvostruki učinak: smanjuje obraštanje 1 i sprečava napadaje brodotočaca. Ovidije, 20<br />
godina p.n.e. naziva te organizme teredin navis 2 (brodski drvotočac), zbog razornog učinka na<br />
čitave flote, što je neusporedivo teže od svih ratovanja i havarija zajedno.<br />
Olovne ploče<br />
Kao metalne obloge služile su olovne ploče. Oplakana površina oblagana je olovnim<br />
pločama već u 7. st. p.K.. što potvrđuju ostatci Feničke galije, koja je doživjela brodolom na<br />
obali zapadne Sicilije. I sicilski kralj Hieron II u 3. st. p.K.. rabi olovne ploče na svojim<br />
galijama. Ploče se prikivale brončanim čavlima, a između ploča i oplate bila je postavljena<br />
katranom impregnirana jedrenina.<br />
Početkom Novog vijeka, 1535., Vitezovi sv. Ivana s Malte svoju veliku karaku, Santa<br />
Anna, oblažu olovnim pločama. [43]<br />
Engleski kralj Charles II naručuje olovne ploče, i osobno prati godinama rezultate<br />
efekte oblaganja. Zaštita je primarno bila namijenjena protiv brodotočaca, ali nije spriječila<br />
obraštanje. Navodi se kako su bili prisiljeni zamijeniti željezne čavle bakrenim, uslijed<br />
nestajanja željeza (tada je nepoznata pojava galvanske struje).<br />
Postavljanje olovnih ploča službeno prestaje 1682, iako je 1691, prema podacima, još<br />
u službi dvadesetak brodova zaštićenih olovnim pločama.<br />
Cinkove ploče<br />
Premda je zaštita cinkovim pločama još od ranije poznata, u uporabi je tek u 18. st. U<br />
brodskom dnevniku francuskog jedrenjaka Le Meilleur Ami, 500 t, pozitivno se piše o<br />
kvaliteti zaštite, s primjedbom da se obrasline lako skidaju. Težina ploča je iznosila oko 4 500<br />
kg na ukupno 380 m 2 oplakane površine. To su bile kovane ploče prosječne debljine oko 1,7<br />
mm. Budući da se u to vrijeme moglo raspolagati samo nerafiniranim cinkom, kvaliteta je bila<br />
ispod razine današnjih cink-protektora.<br />
Bakar i bakrene slitine<br />
Unatoč ranijim pokušajima, oblaganje bakrenim pločama ušlo je u stalnu uporabu tek<br />
u 18. stoljeću. Prvi brod obložen bakrenim pločama bila je engleska fregata Alarm, 1758.<br />
Uloga bakrenih ploča bila je zaštita od brodotočaca. Prema zabilješci iz brodskog dnevnika, u<br />
1 Biocidni efekt teških metala na organizme otkriven je mnogo kasnije<br />
2 Linnaeus kasnije preuzima isti naziv kao znanstveni: Teredo navalis<br />
94
usporedbi s ostalim brodovima, dno je nakon izvlačenja ostalo relativno čisto, s iznimkom<br />
kormila na kojem su bili željezni čavli. Zaključilo se da bakrene obloge mogu zaštititi brod i<br />
od obraštanja. Učinak bakrenih obloga, odnosno istodobne zaštite od brodotočaca i<br />
obraštanja, pokrenuo je primjenu takve zaštite i na druge brodove. Valja napomenuti da je<br />
takva zaštita bila vrlo skupa, primjerice primjenjuje je samo ratna mornarica i rijetki trgovački<br />
brodovi. Krajem 18. st. međutim, oblaganje bakrenim pločama bilo je već uvelike uvedeno.<br />
Tako engleski Parlament, 1780, zabranjuje izvoz bakra kao strateškog materijala. Krajem<br />
istog stoljeća gotovo svi engleski ratni brodovi bili su obloženi bakrenim pločama.<br />
5.1.2. Početci zaštite željeznih brodova<br />
Prvi željezni brod bila je teglenica Trial, porinuta u Coalbrookdaleu, u Engleskoj, dok<br />
je prvi željezni brod Aaron Manby isporučen 1822. u Tiptonu, nedaleko Coalbrookdalea.<br />
Plovio je između Parisa i Rouena.<br />
Godine 1838. Lloyd's Register klasificira prvi željezni jedrenjak, bark od 271 t. Od<br />
1844. naziv je klase: A.I. građen od željeza, dok su se poznata Rules and Tables of Scantlings<br />
pojavila 1854.<br />
Slijedeći način zaštite drvenih brodova, prvi željezni brodovi (naravno oni koji su<br />
pripadali najjačim brodarima i ratnim mornaricama) oblagani su bakrenim pločama. Međutim,<br />
prvo iskustvo bilo je porazno: željezo je nestajalo, a fenomen je nazvan bolešću željeza.<br />
Suočeni s problemom bolesti željeza, Admiralitet 1820. formira komitet na čelu s<br />
čuvenim fizičarom H. Davy-em. Davy u su<strong>rad</strong>nji s M. Fa<strong>rad</strong>ayem počinje opsežna ispitivanja.<br />
Trebalo je objasniti zašto bakrene ploče u dodiru sa željezom uzrokuju otapanje željeza<br />
(nestajanje željeza) i obraštaju, i zašto te iste bakrene ploče na oplati drvenog broda ne<br />
obraštaju.<br />
Davy je prve rezultate objavio 1824. i dokazao da se između dva metala u slanoj<br />
otopini, uz prisutnost kisika, formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija jednog<br />
od metala. Fenomen je u potpunosti objašnjen kasnije, kad je pojam elektronegativnosti<br />
(e-pozitivnosti) razjašnjen elektronskom teorijom o nabojima. Na osnovu ispitivanja predložio<br />
je da se male količine cinka ili kovanog željeza stave u kontakt s bakrom, da se spriječi<br />
korozija željeza. Brojnim pokusima utvrđeno je da se na taj način privremeno spriječila<br />
korozija željeza. Tako su protektori (anode cinka ili kovanog željeza) zaustavili galvanski<br />
članak između bakra i željeznog substrata, ali je učinak protuobraštaja izostao, jer su se na tim<br />
mjestima ponovno počeli naseljavati organizmi.<br />
95
Da bi se riješio dvostruki problem, zaustavila erozija željeznih ploča i spriječio<br />
obraštaj, napravljen je <strong>rad</strong>ikalni kompromis odjeljivanjem bakrenih ploča od željeznog trupa<br />
drvenim oblogama. Dakle, najsigurnija zaštita od korozije i obraštaja čeličnih brodova<br />
sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge kao bariere između čeličnog substrata<br />
i bakrenih ploča. Učinak teakove obloge bio je dvojak:<br />
- spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra, dakle korozija<br />
manje plemenitog željeza, i<br />
- znatno je smanjeno obraštanje jer se bakar, sad fizički odvojen od željeznog<br />
substrata, u dodiru s morem postupno otapao, djelujući tako kao toksin na<br />
organizme obraštaja.<br />
Međutim preskupe teakove obloge primjenjivali su isključivo ratni, i rijetki trgovački<br />
brodovi. Otpadanje bakrenih ploča u plovidbi, i njihovo brzo trošenje, predstavljalo je dodatni<br />
problem. Davy-evi suvremenici zacijelo nisu shvatili bit otkrića, pa je Admiralitet još dugo<br />
nastojao zaštititi bakrenu oblogu različitim premazima. Lutanja su bila evidentna: bakrene<br />
ploče nije trebalo premazivati jer se bakar u dodiru s morem otapa i toksično djeluje na<br />
organizme. S druge strane, teakove obloge bile su skupo rješenje. Dakle, problem zaštite<br />
trebalo je riješiti bez upotrebe bakrenih i teakovih obloga.<br />
Situaciju je opisao poznati kemičar W. J. Hay [53], dvadesetak godina, kasnije pred<br />
udruženjem brodograđevnih inženjera:<br />
...Štete koje dolaze od oksidacije i obraštanja željeza, kao nužnost čestog dokiranja te<br />
gubitak brzine, skoro su doveli do prestanka g<strong>rad</strong>nje željeznih brodova. To je<br />
upozorilo Admiralitet, 1847, da prestane g<strong>rad</strong>iti željezne brodove. Ministarstvo je<br />
počelo pregovore o prodaji svih željeznih brodova, kad je pouzdani izvještaj moje<br />
aplikacije zaštite, na brodu HMS Undine, preokrenuo interes u korist preostalih<br />
nekoliko brodova. Naposljetku taj eksperiment spasio je i veličanstveni jedrenjak<br />
Simon koji je trebao biti predan Peninsular&Oriental kompaniji.<br />
Prema oskudnim podacima može se zaključiti da je cijeli postupak oblaganja teakovim<br />
plankama bio zaštićen vojnom tajnom. Njemački car Wilhelm II. obložio je svoje krstarice<br />
teakovinom i pločama Muntz-metala (60% Cu + 40% Zn), što je niže cijene od čistog bakra.<br />
Primjer takvog oblaganja prikazan je na velikom polumodelu u Pomorskom muzeju u<br />
Veneciji, gdje se vidi dio oplate od teaka i bakrenih ploča na željeznoj oplati trupa bojnog<br />
broda Italia, 15654 t, izgrađenom 1888. u brodog<strong>rad</strong>ilištu Castellamare di Stabia. [43]<br />
96
Sl. 5.3. Primjer oblaganja oplatom od<br />
teaka i bakrenih ploča<br />
Željezni brodovi su zaštićivani, osim bakrenim, i cinkovim oblogama kao jeftinijim<br />
metalom, ali daleko slabijih svojstava protiv obraštanja. Tako 1852. bilježe da je u britanskim<br />
vodama bilo preko 1000 brodova obloženih cinkovim pločama. Pored niza ratnih brodova i<br />
slavni Great Britain, izgrađen 1845. od željeza kao putnički brod, bio je obložen cinkovim<br />
pločama. Godine 1850. dodana mu je zbog pojačanja drvena kobilica.<br />
Vijek trajanja tadašnjih brodova premašuje današnja mjerila: nakon punih 37 godina<br />
eksploatacije, 1882, Great Britain je obložen sa 70 mm drvenom oblogom i cinčanom<br />
oplatom. Kod rekonstrukcije broda 1972. uočljivi su ostatci cinka na kobilici. Ta je zaštita<br />
služila isključivo protiv zloglasnog Terreda Navalis. Spektralna analiza je pokazala da se <strong>rad</strong>i<br />
o nerafiniranom cinku kojega možemo svrstati u današnje komercijalne vrste s udjelima olova<br />
(cca 1%), i u tragovima bakra, željeza i kadmija. Iako oblaganje cinkovim pločama nije štitilo<br />
od obraštanja, taj sistem zaštite čeličnih trupova korišten je do kraja 19.st. [53]<br />
5.1.3. Preteče današnjih AV premaza<br />
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635. autora<br />
engleskog zlatara W. Beale-a, u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza<br />
minerali, dok su ostali podatci nepoznati.<br />
Prvi koji je praktično prišao problemu, kemičar W.J.Hay, predložio je za zaštitu<br />
željeznog trupa dva sloja premazne mase:<br />
- prvi sloj za sprečavanje korozije,<br />
- drugi sloj za sprečavanje obraštanja.<br />
97
Citirat ćemo Hay-evo izvješće iz 1848.:<br />
...Paljenjem drvenog ugljena u kotlovima pod limovima postiže se dobra adhezija<br />
premaza. Prva se prevlaka sastoji od smjese s jednakim dijelovima prirodnog asfalta<br />
(pakline) i pročišćenog mineralnog ulja. Nakon što se prvi premaz stvrdne nanosi se<br />
drugi, koji je u stvari isti, ali se dodaje primjesa od 10 funti finog usitnjenog praha<br />
bakrenog suboksida i bakrenog peroksida (prašine) do četvrtine ukupne smjese. [53]<br />
Upravo zahvaljujući primjeni Hayevih premaza, u svibnju 1847. odustalo se od<br />
prodaje broda HMS Undine što je zaustavilo prodaju i drugih željeznih brodova. Prema<br />
kasnijem ispitivanju obraštene površine, ta smjesa nije samo štitila željezo od oksidacije nego<br />
je formirala i izvrsnu zaštitu između bakrenih oksida i željeza. S jedne strane mogućnost<br />
zaštite broda premazima, a s druge manufakturni nivo proizvodnje takvih premaza, snažno su<br />
potakli istraživanje formulacija za brodske premaze definirane kvalitete u uvjetima<br />
industrijske proizvodnje.<br />
Rijetko se može naći područje gdje je domišljatost tako prisutna kao kod brodskih<br />
premaza. Tako je tijekom 19. stoljeća patentirano stotinjak premaza s komponentama minija,<br />
bakrenih spojeva, lanenog ulja, u najrazličitijim kombinacijama. Jedan od primjera je kuhanje<br />
finog crnog bakrenog oksida u lanenom ulju. Danas te empirijske pokuse možemo objasniti<br />
kemijskom reakcijom sinteze između bakrenog oksida i karbonskih kiselina u lanenom ulju,<br />
čime nastaje toksični organometalni spoj.<br />
Do kraja 1871. već je preko dvije stotine patenata, i svi se drže u velikoj tajnosti.<br />
Moglo bi se izdvojiti McInnes-ov premaz iz Liverpoola, kao jedan od vrlo djelotvornih,<br />
baziran na organobakrenim spojevima (sapuni bakra), koji se primjenjivao na toplo preko<br />
prvog premaza organoolovnog spoja. Taj prvi jednostavni AC premaz dobiven je kuhanjem<br />
finog praha minija u lanenom ulju.<br />
Pravu revoluciju izaziva kapetan John Rahtjen koji 1860. patentira u Bremershavenu<br />
dvije kompozicije premaza. Smatraju ga, bez premca, pretečom u tehnologiji proizvodnje<br />
brodskih premaza. Rahtjen izostavlja katran kao bazu i nadomješta ga šelakom. Prvi sloj<br />
podvodne brodske oplate pokriva minijem, dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i arsen.<br />
Njegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje, već su se i brzo sušili. Uvidom u<br />
godinu 1911/12, čak 85% britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima.<br />
Nekako u isto vrijeme kad Rahtjen patentira svoj izum, u Trstu se Giuseppe Moravia<br />
javlja sa sličnim izumom kojeg kasnije otkupljuju Amerikanci.<br />
98
Patent braće Holzapfel, 1879. nudi složenu kompoziciju smola otopljenih u smjesi<br />
otapala uz dodatak katrana iz kamenog ugljena, borovog ulja, željeznog oksida, antimonovog<br />
oksida te klorida žive, arsena i olova.<br />
Još 1887. brodove dokiraju, <strong>rad</strong>i čišćenja i premazivanja, svaka dva do tri mjeseca.<br />
Sve do 1960- tih godina efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci.<br />
Prva tvornica u Engleskoj počela je <strong>rad</strong>om 1904. u Fellingu, a od 1918. nosi naziv<br />
International Paints and Compositions Co Ltd. U zemljama Beneluxa, preteča današnje<br />
korporacije Sigma Coatings utemeljena je već 1722. Manufakturna proizvodnja počinje u<br />
Trstu 1863, a u Skandinaviji tek u 20. stoljeću. U Danskoj Hempel počinje 1915. U SAD<br />
industrijska proizvodnja datira od 1863. Japan, pak, odmah po uvođenju željeznih brodova<br />
proizvodi i zaštitne premaze.<br />
5.2. Klasifikacija antivegetativnih (AV) premaza<br />
Idealni AV premaz odgovarao bi nultom stupnju prihvaćanja organizama na oplakanu<br />
površinu trupa. To znači da brod s takvom AV zaštitom ne bi trebalo dokirati za čitavi<br />
eksploatacijski period od dvadesetak godina. Međutim i s tako zamišljenim idealnim<br />
premazom, zbog propisanih periodičnih pregleda (propeler, kormilo, podvodni usisi, katodna<br />
zaštita), nužno je dokiranje.<br />
Opsežna je literatura o AV premazima, kao interdisciplinarnu karakterizira je<br />
nesustavnost podjele. Proizvođačima premaza, brodog<strong>rad</strong>iteljima i brodovlasnicima,<br />
najvažniji je komercijalni efekt. Stoga je odluka o izboru optimalnog AV premaza često<br />
podložna oprečnim zahtjevima.<br />
Nekoliko je temeljnih parametara za izbor optimalnog AV premaza:<br />
- odnos vremena u službi i u luci,<br />
- period između dva dokiranja,<br />
- područje plovidbe,<br />
- brzina broda,<br />
- kompatibilnost AV s antikorozivnim premazom (AC),<br />
- adhezija AV na AC premaz,<br />
- stupanj glatkoće/hrapavosti substrata,<br />
- pravila aplikacije premaza,<br />
- namjena broda.<br />
U početku industrijske proizvodnje antivegetativni premazi označeni su kao<br />
formulacije pigmenata, veziva, otapala, aditiva i bioaktivnog materijala, uobičajenog naziva<br />
99
iocid. U većini otapalo je white spirit ili slično otapalo na bazi nafte. Izbor veziva je<br />
najkritičnija točka svakog AV premaza.<br />
Važniji zahtjevi za vezivo:<br />
- posjedovanje definiranog stupnja topljivosti u moru,<br />
- dobra adhezija,<br />
- brzo sušenje,<br />
- formiranje čvrste, glatke i elastične površine.<br />
Antivegetativni premaz (engl. antifouling), [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu<br />
učinka otrovnosti:<br />
- premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov,<br />
- premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost,<br />
- premaz u kojem je i samo vezivo toksično,<br />
- premaz kombiniranog djelovanja.<br />
AV premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na:<br />
- konvencionalne,<br />
- samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC),<br />
- nove konvencionalne (CLP, CDP),<br />
- samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free),<br />
- hibridne: SPC bez kositrenih spojeva / CDP konvencionalni,<br />
- najnovije bez biocida, neobraštajući (Biocide Free, Non-Stick Coatings, FRC<br />
(Fouling Release Coatings).<br />
5.2.1. Konvencionalni premazi<br />
Konvencionalne tipove antivegetativnih premaza, Saroyan [55] dijeli:<br />
- premazi male debljine - formulacija sadrži vinilnu smolu kao netopljivo vezivo s<br />
velikom količinom bakrenog oksida da se proizvede učinak toksičnosti<br />
kontaktom,<br />
- premazi velike debljine (high build) – to su različite kombinacije netopljivog<br />
veziva (vinili) s topljivim vezivom (kolofonij) s nižim udjelima biocidnog<br />
materijala (biocidi).<br />
Takvi premazi, danas svrstavani kao stari tipovi AV, nisu bili trajni i brzo su se ljuštili.<br />
Da bi se postigla ravnoteža između fizikalnih i kemijskih svojstava premaznog filma, ovi su<br />
se morali pažljivo formulirati. Trebalo je istodobno postići žilavost, trajnost i dobru adheziju<br />
100
za podlogu. Primjerice, premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva<br />
filma.<br />
Biocidi mahom pripadaju skupini teških metala. Najotrovniji je arsenov trioksid o čijoj<br />
primjeni referira jedan podatak još iz 1791. [43] Premda se arsen u pravilu izbacio iz uporabe,<br />
još u 20. stoljeću primjenjivao se u sinergijskoj kombinaciji sa živinim spojevima u<br />
premazima gdje je glavni biocid bio bakreni (I) oksid.<br />
Komponenta biocida je fino raspršena u AV sistemu premaza iz kojeg se izlučuje<br />
dodirom s morem. Može biti prisutna kao kruti pigment, kao vezivo ili kao tekućina otopljena<br />
u vezivnoj fazi.<br />
Bakreni (I) oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim premazima i<br />
upravo na bakrenom oksidu najelegantnije je pratiti tehnologiju razvoja premaza do danas.<br />
Biocidni učinak definiran je brzinom izlučivanja biocida, a izražava se količinom izlučenom<br />
iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme: µg biocida/cm 2 površine substrata/dan<br />
(LR = Leaching Rate)<br />
Brzina izlučivanja biocida mora uvijek biti iznad vrijednosti graničnog praga (TLV-<br />
Threshold Limit Value) odnosno MIC (Minimum Inhibitory Concentration) koji za bakreni<br />
(I) oksid iznosi 10 µg /cm 2 /danu.<br />
Na slici. 5.4. vidi se tipični oblik padajuće krivulje izlučivanja biocida s vremenom do<br />
točke graničnog praga koncentracije toksina, ispod kojega počinje naseljavanje organizama.<br />
Dakle uranjanjem u more substrata sa svježe premazanim konvencionalnim premazima brzina<br />
izlučivanja biocidnog materijala eksponencijalno će padati do kritične točke kad koncentracija<br />
izlučenog biocida nije dovoljna da spriječi obraštanje.<br />
Sl. 5.4. Krivulja izlučivanja biocida iz AV<br />
premaza<br />
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type, T<strong>rad</strong>itional)<br />
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća (kolofonij) s relativno malim udjelima<br />
bioaktivnog materijala (20-25% Cu 2 O), ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog<br />
materijala.<br />
101
U oba slučaja <strong>rad</strong>ilo se jednostavnoj disperziji metalne komponente u vezivu, ishod<br />
čega je eksponencijalna brzina izlučivanja toksičnog materijala [28].<br />
Nedostatak konvencionalnih premaza sastojao se u tome što je brzina izlučivanja<br />
biocida, tj. korisne mase toksina, u disproporciji s prihvaćanjem obraštajne zajednice<br />
organizama za podlogu. Kako brzina podloge, tj. broda, raste, brzina izlučivanja biocida sve<br />
je veća, i kod brzine od 8-10 uzlova prihvaćanje organizama se zaustavlja. Najintenzivnije<br />
prianjanje organizama nastaje kad brod miruje jer je tada naseljavanje neometano. U toj<br />
kritičnoj fazi izlučivanje toksina je najmanje pa protuobraštajni učinak izostaje. Najveća<br />
količina toksičnih supstanci biva beskorisno odnesena gibanjem broda. Dakle, brod u stalnoj<br />
službi tj. gibanju, ne bi trebao AV premaze.<br />
Kod konvencionalnih premaza eksponencijalno pada učinak protiv obraštanja, osim<br />
toga taj mehanizam ne omogućava djelotvorno korištenje biocida iz dubljih slojeva premaza,<br />
koji tako ostaju nepotrebno izgubljeni. Također osušeni AV premaz često puca uslijed<br />
nedovoljne čvrstoće veziva. Cjelovitost sloja neće jamčiti ni dodatna premazivanja<br />
Svojstvo eksponencijalne brzine izlučivanja biocida iz konvencionalnog AV premaza<br />
svrstava ih u premaze nekontrolirane brzine izlučivanja. Intervencijom u vezivnoj sastavnici<br />
pokušalo se poboljšati svojstva konvencionalnih AV premaza. Zapravo je tek razvoj kemije<br />
polimera omogućio primjenu i drugih veziva.<br />
Uvođenjem prirodne smole iz kore drveća (kolofonija) u sustav veziva AV premaza,<br />
često opisnog naziva kao premazi topljivog veziva (Soluble Matrix Coatings), konvencionalni<br />
tipovi premaza znatno su modificirani. Mehanizam djelovanja tih AV premaza bazirao se na<br />
istodobnom otapanju i toksina i veziva, posljedica čega je bilo stanjivanje filma. Vezivo je<br />
tako formulirano da je brzina otapanja činilac koji kontrolira pristup mora toksičnim<br />
česticama. U tom slučaju vezivo je uglavnom kolofonij, često kopolimeriziran s vinilima ili<br />
akrilnim smolama koje su netopljive, ali imaju učinak stvaranja kontinuiranog filma<br />
Plovila zaštićena konvencionalnim AV premazima na bazi kolofonija moraju brzo<br />
nakon aplikacije biti uronjena u more. Ako kolofonij ima vremena reagirati s kisikom, brzina<br />
izlučivanja će se znatno povećati, odnosno posljedično će se skratiti trajnost premaza.<br />
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih omekšavala i aditiva da se dobije<br />
kontinuirani premaz uvijek je slab i može se primijeniti u tankom sloju.<br />
Jednako tako vezivo u konvencionalnim premazima mogu otopiti i različita<br />
onečišćenja nafte, ulja, itd. Nadalje, erozija premaza broda u službi može pokazati<br />
nekontroliranu brzinu. Ta može biti tako velika da izostane učinak povećanja debljine<br />
premaza.<br />
102
Prvi konvencionalni AV premazi imali su relativno kratku trajnost. U anaerobnim<br />
uvjetima luka aktivne su bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora reduciraju do sulfida koji<br />
mogu reagirati s bakrenim oksidom AV premaza. Na taj način bakterije pretvaraju aktivni<br />
topljivi bakreni oksid (biocid) u neaktivni netopljivi bakreni sulfid, dakle biocidni efekt se<br />
zaustavlja i obraštaj počinje.<br />
Na slici 5.5. prikazan je pojednostavljeni presjek slojeva svježe nanesenog<br />
konvencionalnog premaza; izlučivanje bakra (crvene točkice) iz konvencionalnog premaza<br />
teče neposredno nakon uranjanja broda u more [56]<br />
Sl. 5.5. Presjek slojeva svježe nanesenog AV premaza<br />
te snimak istog nakon starenja (6-12 mjeseci)<br />
Sl. 5.6. Idealna površina svježe apliciranog konvencionalnog<br />
AV premaza<br />
Sl. 5.7. Izgled površine konvencionalnog AV premaza nakon<br />
trošenja matrice<br />
103
Akumulacija premaza za premazom, nakon niza dokiranja, uz neizbježna mehanička<br />
oštećenja superponirana tijekom godina, uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza.<br />
Ta se pojava naziva sandwich premaz. Sama pojava sandwich premaza uz koroziju, znatno<br />
povećava prosječnu hrapavost čelične podloge, Sl.5.8.<br />
Sl. 5.8. Pojava sandwich premaza<br />
Veliki napredak brodog<strong>rad</strong>nje početkom 1960-tih godina temelji se prvenstveno na<br />
g<strong>rad</strong>nji specijaliziranih brodova, koji su veličinom i snagom prelazili dotadašnje kriterije.<br />
Shvatljivo je da su tada postavljeni i novi zahtjevi za AC i AV premaze:<br />
- laka primjena u svim klimatskim zonama,<br />
- visoki standardi za kontrolu korozije,<br />
- brza aplikacija,<br />
- dulji vijek trajanja.<br />
Slijedom nove koncepcije, stare konvencionalne premaze iz 50-tih, slabih<br />
performansi, trebalo je poboljšati. Tako se unutar skupine konvencionalnih AV premaza javlja<br />
nova grupa, komercijalnog naziva dugotrajni (Long Life) AV premazi. [57]<br />
Konvencionalni tipovi AV poboljšane verzije postoje pod raznovrsnim nazivima,<br />
često pod komercijalnim nazivom: unaprijeđeni (Advanced AF) AV premaz, dugotrajni (Long<br />
Life AF) i AV premazi s netopljivom matricom (Insoluble Matrix). Zajedničko im je što su u<br />
premazni sustav konvencionalnih AV premaza dodana netopljiva veziva, vinili, epoksidi ili<br />
klor kaučuk, <strong>rad</strong>i pojačavanja filma.<br />
Osnova djelovanja: topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom, a<br />
netopiva smola (vezivo) zaostaje na površini kao skelet. Taj kostur je ispražnjeni polimerni<br />
lanac netopivog veziva (klorkaučuka, vinila, akrila). Općenito za kompoziciju AV premaza,<br />
baziranoj na navedenim vezivima, mora biti upotrijebljeno vrlo jako otapalo i visoki sadržaj<br />
104
iocida. Upravo komponenta jakog otapala isključuje primjenu Long-Life AV premaza na<br />
mekim primerima, zbog mogućnosti otapanja mekog veziva iz primera [58].<br />
Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva upotrebljavani su i drugi biocidi,<br />
kao živa i arsen, ali su brzo napušteni zbog visoke otrovnosti. Kako proces izlučivanja ovisi o<br />
difuziji, vrlo je teško da biocid difundira iz dubljih slojeva na površinu, pa je ishod velika<br />
količina nepotrošenog biocida. Vijek trajanja tako poboljšanih konvencionalnih AV premaza,<br />
ovisno o uvjetima, iznosio je 16-24 mjeseca. Gomilanje premaza bilo je problem, i nakon<br />
nekoliko dokiranja dolazilo je do ljuštenja i guljenja premaza. Dakle i kod unaprjeđenih<br />
konvencionalnih AV premaza nije se mogla izbjeći pojava sandwich premaza [59]. Povećana<br />
debljina filma poboljšanih konvencionalnih premaza jamčila je dulji vijek trajnosti, uz neke<br />
intervencije. Tako se moglo izbrusiti iscrpljeni AV premaz da bi se aktivirao sloj biocida u<br />
nižim slojevima premaza ili programirati brzinu izlučivanja u dvo-slojnom sustavu da se<br />
izlučivanje nastavlja nakon što je vanjski sloj premaza s biocidom iscrpljen. Na taj način<br />
programirana brzina izlučivanja provodila se na velikom broju AV premaza s vezivima na<br />
bazi klorkaučuka i vinila.[60]<br />
Međutim i poboljšana varijanta konvencionalnih AV premaza bazirala se na istom<br />
principu nekontrolirane brzine izlučivanja toksina. Glavne prednosti takvih unaprijeđenih<br />
konvencionalnih premaza (Advanced) jesu znatno veća mehanička čvrstoća i dulji vijek<br />
trajanja.<br />
Osnovno ograničenje ovog tipa AV premaza je u činjenici da je ispražnjeni lanac<br />
polimernog veziva porozan, apsorbirajući vezivo iz slijedećeg premaza. Stoga je prije<br />
nanašanja novog sloja premaza na iscrpljeni porozni materijal bilo nužno aplicirati sloj za<br />
izravnavanje Vidljivo je da je samo dio biocida iskorišten. Efektivni vijek trajanja iznosio je<br />
od jedne do dvije godine.<br />
Sl. 5.9. Ispražnjeni lanac polimernog<br />
veziva AV premaza s nepotrošenim<br />
biocidima<br />
U konvencionalne premaze spadaju i takozvani reaktivirani AV premazi. Njihov vijek<br />
trajanja može se produljiti povećanjem debljine suhog sloja premaza (DFT). Hrapavost<br />
105
površine premaza je velika, a nepotrošeni biocid (crvene točkice) iz nutrine ne može doprijeti<br />
do površine.<br />
Sl. 5.10. Hrapavost površine premaza je velika, a<br />
nepotrošeni biocid ne dopire do površine<br />
Reaktivirani AV premazi razvijeni su na istoj osnovi kao i Long-Life, ali im je dulji<br />
vijek trajanja. Debljine tih premaza dosižu i do 500 µm, a glavni im je nedostatak povećanje<br />
hrapavosti nakon brušenja podloge. Prednost im je što se uklanjanje istrošenog premaza može<br />
izvršiti u moru. Porozni sloj premaza, koji zaostaje nakon što se toksin izlučio, može se<br />
ukloniti posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza.<br />
Da bi se reaktivirao sloj biocida u dubljim slojevima premaza razvijene su različite<br />
tehnologije podvodnog brušenja rotacionim četkama. Nakretanjem broda u balastnom stanju<br />
mogu se ob<strong>rad</strong>iti velike ravne površine (dno, bokovi i pojas gaza) dok manje pristupačne<br />
dijelove trupa i propelere, mogu ronioci očistiti. Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko<br />
skidanje sloja premaza. Osim toga neki dijelovi površine ostaju neočišćeni a drugi se<br />
preintezivnim četkanjem otkriju do golog metala. Danas ti premazi više nisu u uporabi.<br />
Nedostaci konvencionalnih AV premaza:<br />
- skupa priprema podloge<br />
- eksponencijalna brzina izlučivanja biocida (neekonomična predozirana količina<br />
skupog biocida)<br />
- trajnost uvjetovana debljinom premaza [28]<br />
- kumulativno povećavanje hrapavosti: AHR iznosi 30 µm po svakom dokiranju,<br />
premda se referira o rasponu od 10-40 µm AHR)<br />
- dio biocida zaostaje neiskorišten u premazu<br />
- brušenje premaza sa zaostalim biocidom u suhom doku opterećuje okoliš<br />
- porast potroška goriva.<br />
106
5.2.2. AV samopolirajući premazi s organokositrenim spojevima<br />
Godine 1943. W.H. Tisdale [31] pronalazi visoku otrovnost u nekim organskim<br />
spojevima s kositrom, a 1950. Institut u Utrechtu ispituje organokositrene spojeve kao<br />
moguće komponente fungicida. Ispitivanje toksičnosti organokositrenih spojeva dovodi do<br />
otkrića jakog biocidnog efekta tributolkosditrenog spoja na morsku floru i faunu. Cardarelli<br />
pokreće ideju o mogućnosti primjene organokositrenih spojeva u AV premazima.<br />
Polazeći od otkrića jakog biocidnog učinka trebalo je analogijom s biocidom bakrenog<br />
(I) oksida ispitati spoj u konvencionalnim AV premazima. Početkom 60-tih prvi rezultati<br />
primjene TBT-biocida, međutim, uvelike razočaravaju. Naime, tekući TBT spoj migrirao je<br />
prebrzo iz obojenog AV premaza, što znači da je razina aktivnosti bila nedovoljna da bi<br />
spriječilo obraštanje.<br />
Intenzivni <strong>rad</strong> na studiju organokositrenih spojeva nastavili su laboratoriji u SAD-u,<br />
Nizozemskoj i Danskoj [60]. Smisao je istraživanja bio kako imobilizirati TBT spoj da se<br />
spriječi njegova prebrza migracija iz AV premaza. Eksperimentiralo se različitim<br />
kombinacijama kopolimerizacije i polimerizacije s tributilkositrenim spojevima. Konačno je<br />
sintetiziran kopolimer između: monomera tributiltin (met) akrilata (TBTA) n i monomera<br />
metilmetakrilata (MMA). Formulacijom kopolimera tributilkositrenog spoja u AV premaze,<br />
kao veziva, omogućilo je kontroliranu brzinu izlučivanja kositrenog biocida, što je bilo<br />
glavnim nedostatkom dotadašnjih konvencionalnih premaza. Upravo taj kopolimer označava<br />
novu generaciju AV premaza početkom 70- tih godina<br />
Unutar perioda od 25 godina razvijene su tri serije proizvoda baziranih na TBT<br />
kopolimerima, s tim da je treća generacija s kraja sedamdesetih godina prošlog stoljeća,<br />
vremenski blizu zabrani TBT AV premaza. [65]<br />
AV premazi bazirani na organokositrenim kopolimerima unose preokret u<br />
performance dotadašnjih premaza. Odlika je u postignutom kontroliranom izlučivanju<br />
biocida. Organokositreni biocidi, sada kemijski vezani na kopolimer, otpuštali su se iz veziva<br />
kontaktom s morem procesom hidrolize i/ili ionskom izmjenom. Preostali lanac polimera se<br />
otopio ili isprao, omogućujući da se djelovanju mora izloži nova svježa površina premaza.<br />
Tim mehanizmom moglo se postići linearno izlučivanje biocida, a AV djelovanje produžiti<br />
sve dok se ne istroši posljednji sloj premaza. Dakle proces hidrolize i ionske izmjene na<br />
graničnom laminarnom sloju more/premaz učinilo je taj tip AV neusporedivo djelotvornijim<br />
od svih dotadašnjih AV premaza. Evidentno je da je AV djelovanje direktno proporcionalno<br />
debljini premaza.<br />
Premazi na bazi kopolimera TBTA-MMA odmah u početku pokazuju izvanredni<br />
biocidni efekt unutar velikog područja sudionika obraštanja. Što je još važnije, AV premaz s<br />
107
iocidom, kemijski vezanim za polimerni lanac akrila, specifičnim mehanizmom kemijske<br />
reakcije ima dvostruki učinak:<br />
- kontrolirano se izlučuje tri-butil-kositreni spoj iz veziva kopolimernog sastava,<br />
- premaz se zaglađuje.<br />
Usporedimo li TBT AV premaze s konvencionalnim tipovima uočit ćemo distinkciju:<br />
- u konvencionalnim AV premazima biocidi predstavljaju fizičku smjesu s<br />
vezivom,<br />
- u TBT premazima biocidi su kemijski vezani s vezivom.<br />
5.2.2.1. Mehanizam djelovanja TBKA-MMA AV premaza<br />
Vezivo na bazi kopolimernog sistema TBTA-MMA reagira s morem i oslobađa<br />
bioaktivnu molekulu TBT (molekulu tributilkositrenog spoja). Istodobno preostali dio<br />
kopolimernog lanca veziva postaje slabo topljiv te se ispire smičnim silama koje se javljaju na<br />
trupu tijekom plovidbe. Smične su sile (turbulencija) najveće na bregovima premaza pa dolazi<br />
do zaglađivanja ili poliranja. Odatle i korijen naziva nove grupe AV premaza, tributilkositreni<br />
samo-polirajući premazi TBT SPC (engl. Tri-Butyltin Self-Polishing Copolymers<br />
TBT SPC).<br />
Kako je princip TBT SPC premaza da aktivna površina biva kontinuirano obnavljana,<br />
vijek trajanja ovih AV premaza može se programirati:<br />
- promjenom brzine poliranja, i/ili<br />
- promjenom debljine sloja.<br />
Tu je naravno i praktička granica za ukupnu debljinu suhog filma (DFT).<br />
Pravilnim formuliranjem TBT SPC premaza prema traženim individualnim svojstvima<br />
broda, protuobraštaj se može programirati kroz dugi period. Glavna razlika TBT SPC u<br />
odnosu na ranije AV premaze jest u činjenici da je ovdje biocid kemijski vezan za<br />
kopolimerno vezivo, a njegovo otpuštanje temelji se na kontroliranoj reakciji hidrolize s<br />
morskom vodom. Površinska akcija je dominantna, sloj za slojem se otapa ne mijenjajući<br />
dobre performance. Kada se biocid oslobodi, polimerni lanac veziva postaje topljiv u moru,<br />
kao posljedica stvaranja natrijevih i kalijevih soli. Ove se soli lagano otapaju i ispiru (odatle<br />
im i jedan od naziva Wash Off AV premazi).<br />
Pojednostavljeni prikaz kemijske reakcije:<br />
Na + Cl - (natrijev klorid iz mora) + TBT-kopolimer-------- TBK-klorid + Na-kopolimer<br />
108
(<strong>rad</strong>ikal tributil-kositra iz premaza otapa se reakcijom hidrolize koja teče u području<br />
laminarnog sloja premaz-more; reakcijom substitucije kation natrija iz mora zamjenjuje<br />
kation kositrenog spoja iz kopolimernog veziva i veže se za kopolimerno vezivo, dok anion<br />
klorida iz mora veže trikositreni spoj u formi topivog tri-kositrenog klorida)<br />
Ovom reakcijom nastaju i neke netopljive soli kalcija i magnezija koje se ispiru<br />
morem. Svi komercijalni TBT SPC bazirani su na kopolimerima koji sadrže kemijski vezane<br />
molekule tributilkositrenog spoja.<br />
Samopolirajući učinak osigurava linearnu brzinu izlučivanja nakon uranjanja trupa u<br />
more. Upravo linearna brzina izlučivanja biocida osnova je dobre AV performance SPC<br />
premaza.<br />
Osim biocida na bazi kositra u TBT SPC dodaju se još i drugi biocidi: bakreni I oksid,<br />
bakreni tiocijanat, tributil kositreni fluorid, trifenil kositreni hidroksid.<br />
Svojstvo TBT SPC premaza njihova je sposobnost zaglađivanja. Poprečni presjek<br />
svježe apliciranog sustava TBT SPC premaza istog je izgleda kao u konvencionalnih ali, za<br />
razliku od tih, nakon starenja potrošena površina premaza jednolična je i glatka. Zaglađivanje<br />
je rezultat različite brzine poliranja na bregovima i dolovima premaza, jer je turbulencija<br />
izazvana strujanjem vode veća na bregovima (Sl.5.11).<br />
Slika ilustrira promjenu profila premaza nakon perioda trošenja:<br />
- A-originalni profil premaza nakon aplikacije TBK SPC premaza<br />
- B-profil premaza nakon perioda trošenja postaje glatkiji.<br />
Sl. 5.11. Promjena profila premaza nakon perioda<br />
trošenja<br />
Uvođenje novog premaznog sustava na bazi TBT SPC zahtijevalo je zamašnu<br />
investiciju. Izbor optimalnog premaznog sustava uključivao je sofisticiranu tehnologiju i<br />
cjelovito istraživanje relevantnih parametara broda. [61]<br />
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva<br />
bitno se promijenio koncept održavanja broda.<br />
109
Jedan od temeljnih ciljeva ekonomičnog poslovanja jest reduciranje broja dokiranja i<br />
vremena provedenog u doku. Trajnost AV premaza trebala je biti u skladu sa zahtjevima<br />
Klasifikacijskih zavoda za periodičkim pregledima. Budući da je trajnost novih TBT SPC AV<br />
premaza premašivala vremenski interval propisanog periodičnog pregleda broda, nužno je<br />
bilo uspostaviti optimalni model za svaku novog<strong>rad</strong>nju posebno.<br />
Učinak samopoliranja formulacije TBT SPC AV premaza [62] programirao se prema<br />
parametrima :<br />
- redoslijed intervala dokiranja,<br />
- područje plovidbe broda,<br />
- brzini broda,<br />
- AHR (prosječnom hrapavošću oplakane površine broda).<br />
Zadnju generaciju TBT SPC sredinom 1980-tih čine tzv. debeloslojni (High-Build)<br />
TBT SPC premazi. Predstavljaju najjače odlike TBT SPC premaza:<br />
- manje od 50% udjela TBTM u premazu (monomera tri-butil-kositra),<br />
- niži udio kositra,<br />
- veći učinak brzine poliranja.<br />
Niži udio kositra u molekuli monomera postigao se kombinacijom postupka<br />
kopolimerizacije s metilmetakrilatom (MMA), kad je umjesto kopolimera nastao terpolimer<br />
sastavljen iz četiri monomera s većim udjelima reaktivnih karboksilnih - COO grupa. Budući<br />
da je reakcija poliranja kontrolirana (uvjetovana) upravo brojem tih reaktivnih grupa<br />
polimernog lanca, reakcijom s morem rezultira veća brzina poliranja.[63]<br />
Naziv High-Build dobili su po visokom udjelu (>50%) krute tvari. Debljina jednog<br />
sloja iznosi i 150 µm filma premaza. Tako je u dva do četiri nanašanja moguće dosegnuti i do<br />
500 µm DFT-a. Uvjetovanost debljine suhog sloja premaza viskozitetom, onemogućavala je<br />
prethodnoj generaciji AV premaza gornja svojstva. S takvim visokovrijednim premazima,<br />
izgledalo je, da će se ispuniti idealna zamisao o primjeni samo dvaju premaza AC i AV, čija<br />
će ukupna debljina slojeva zadovoljiti standardnu DFT.<br />
Potencijalne uštede primjenom debeloslojnih TBT SPC HB premaza impresivne su,<br />
uspoređene s konvencionalnim tipovima. [56] Primjerice standardna AV zaštita novog broda s<br />
konvencionalnim Long-Life AV premazima zahtijeva 5 dokiranja u intervalima od 18<br />
mjeseci. Potrebno je ukupno 15 premaza odnosno 5 sealer slojeva i 10 (2 × 5 slojeva)<br />
konvencionalnih AV premaza. Kod TBT SPC HB potrebna su samo 2-3 dokiranja s ukupno 3<br />
premaza, (Sl. 5.12 i 5.13).<br />
110
Sl. 5.12. Prikaz aplikacije primera i antivegetativnog<br />
premaza<br />
Sl. 5.13. Prikaz aplikacije primera i High-build TBT<br />
premaza tijekom 3 dokiranja<br />
Opće prednosti organokositrenih AV premaza:<br />
- predvidive performanse,<br />
- produljeni interval među dokiranjima,<br />
- nema pojave 'sandwich premaza',<br />
- produljeni period bez obraštanja,<br />
- izglađivanje površine premaza brodskog trupa (smoothing),<br />
- lakša i kraća procedura održavanja u suhom doku,<br />
- kontrola obraštanja (Sl.5.14).<br />
- vijek trajanja razmjeran debljini osušenog filma.<br />
Sl. 5.14 Otpuštanje biocida -<br />
konvencionalni premaz; (A):<br />
nekontrolirano eksponencijalno<br />
otpuštanje, (B): TBT SPC premaz -<br />
kontrolirano izlučivanje biocida. [64]<br />
111
Ekonomski pokazatelji primjene TBT SPC AV sustava<br />
Od 1980-1989. udio primjene jednog generičkog tipa TBT SPC na novog<strong>rad</strong>njama<br />
porastao je od 28% na 93%. [57] U tom razdoblju 60% cjelokupne svjetske flote premazivano<br />
je TBT SPC AV premazima, s tendencijom konstantnog porasta. Razlozi tomu svakako su u<br />
ekonomičnosti. (Jedan je brodog<strong>rad</strong>itelj komentirao TBT SPC premaze: "Uvođenjem TBT<br />
SPC pronađen je lijek protiv svih bolesti, panacea"). Tako je procijenjeno da su samo brodovi<br />
pod britanskom zastavom uštedili više od 100 mil. USD zahvaljujući izvanrednim<br />
performansama primijenjenih SPC TBT AV premaza.<br />
Navest ćemo nekoliko pokazatelja:<br />
- akcija zaglađivanja-potrošak goriva: obraštanje može prouzročiti porast potroška<br />
goriva i do 40%. SPC TBT AV premaz može sačuvati trup od obraštanja kroz 5<br />
godina; dodatno, čistoća podvodnog trupa uslijed jedinstvenog učinka<br />
zaglađivanja i poliranja reducirala je hrapavost izvornog premaza, slijedom toga<br />
pad otpora i potrošak goriva;<br />
- povećani period međudokiranja - primjena AV SPC TBT premaza povećala je<br />
period međudokiranja od dvije na pet godina;<br />
- reducirana cijena dokiranja – primjenom SPC TBT smanjen je broj i cijena<br />
dokiranja, budući da SPC TBT premaz zahtijeva samo dobro ispiranje vodom<br />
pod tlakom; kod konvencionalnog AV premaza bilo je potrebno dugotrajno<br />
čišćenje uz primjenu sealer sloja i novi AV premaz u zamjenu za istrošeni.<br />
Vrijeme oko 1980-tih, kad proizvođači uvode TBT SPC, poklapa se s alarmantnim<br />
podatcima o škodljivosti organokositrenih spojeva, posebno za morsku faunu. Premda neke<br />
države, poput Japana već 1991. zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva, od 1. siječnja<br />
2003 godine zabranjena je aplikacija TBT AV premaza.<br />
5.2.3. Novi konvencionalni AV premazi<br />
Podaci o štetnosti TBT SPC potresli su i brodog<strong>rad</strong>itelje i proizvođače premaza,<br />
budući da je trebalo u kratko vrijeme naći zamjenu TBT SPC premazima. Tako se vrlo brzo<br />
nekoliko proizvoda bez organokositrenih spojeva (nazvanih TBT Free) pojavilo na tržištu. Za<br />
proizvođače je to značilo korak natrag, odnosno povratak na konvencionalne premaze na bazi<br />
bakrenog oksida. Javile se i dvojbe uz moguće posljedice zabrane i zamjene TBT:<br />
- prerano nekontrolirano obraštanje,<br />
- veći broj dokiranja,<br />
112
- nepoznati ekološki rizici uslijed povećane primjene alternativnih biocida i<br />
njihovih metabolita,<br />
- moguća akumulacija novih organskih biocida.<br />
Problemi u tehnologiji proizvodnje alternativnih TBT-free premaza vrlo su složeni.<br />
Temeljna zamisao polazi od razvoja, po okoliš neškodljivih, prihvatljivih biocida. Kad su<br />
novi proizvodi ponuđeni trebale su ih sve strane i prihvatiti. Prvi premazi unapređenih<br />
konvencionalnih TBT Free AV premaza, primijenjeni na tankerima, pokazali su najdulji<br />
period bez obraštaja od 3 godine.[65]<br />
Novi premazi reaktiviraju bakreni I oksid kao osnovni biocid. Osim nedostatnog<br />
biocidnog učinka bakrenog I oksida u konceptu konvencionalnih AV premaza, nužno je bilo<br />
reducirati njegovo nekontrolirano izlučivanje. Budući da je u oba slučaja, i starih i novih<br />
konvencionalnih premaza, biocid bakra bio samo fizički raspršen u vezivu, veća kontrola<br />
izlučivanja mogla se postići inkorporiranjem komponenata sa sinergijskim djelovanjem.<br />
Stoga se intenziviralo pronalaženje formulacije s različitim dodatcima agensa sa<br />
sinergističkim svojstvima, nazvanim pojačala za biocide - biocide boosters. Otkriveni<br />
sinergisti, biocide boosters, udovoljili su zahtjevima:<br />
- niska topljivost u moru (idealno:
Usporedi li se tok eksponencijalne krivulje izlučivanja biocida starih konvencionalnih<br />
AV premaza, (Sl. 5.5), s novim konvencionalnim, (Sl.5.15), uočljiv je znatno blaži nagib. To<br />
je jasni dokaz o sinergijskom djelovanju inkorporiranih pojačala biocida na brzinu izlučivanja<br />
bakrenog biocida.<br />
Sl. 5.15. Eksponencijalno izlučivanje biocida s kolofonijem kao dominantnim vezivom [66]<br />
Porastom sadržaja kolofonija (smolne kiseline i njihovi derivati) vezivni sustav postaje<br />
mekši i topljiviji u moru. Takve AV premaze s vezivom visokog udjela smolnih kiselina i<br />
njihovih derivata katkada nazivaju AV topivog veziva, Soluble Matrix AF ili CDP AF<br />
(Controled Depletion Polymer ). Zajedničko im je svojstvo sadržaj kolofonija (više od 50%),<br />
biocidi na bazi bakra, bakreni oksid i bakreni tiocijanat (za svijetle premaze) s aditivima u<br />
svrhu pojačavanja biocidnog efekta tzv. Biocide Boosters.<br />
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine CLP premazi, nazvani<br />
prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom (Contact Leaching Polymers). Za razliku od<br />
CDP premaza topivog veziva, CLP premazi sadržavaju niži udio kolofonija, rezultat čega je<br />
tvrđe i netopivije vezivo, odatle i naziv Insoluble Matrix AF. Ovdje podjela na premaze<br />
topivog i netopivog veziva nije precizna. Tako bi se, teoretski, premazi s topivim vezivom<br />
trebali otopiti i isprati, što nije slučaj. Naime trošenjem takvi premazi postaju sve netopiviji<br />
uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojeva, kao što su nečistoće iz<br />
prirodnog proizvoda kolofonija ili različiti organski dodaci iz formulacije veziva.<br />
Vijek trajanja novih konvencionalnih CDP AV premaza, u usporedbi sa starim<br />
konvencionalnim, trostruko je dulji, i iznosi i do 36 mjeseci.<br />
114
Na slici 5.16 prikazan je snimak, elektronskim mikroskopom, presjeka tipičnog CDP<br />
AV premaza na čeličnoj podlozi. Rotiranjem premazanih ploča kroz 90 dana simulirani su<br />
uvjeti broda u službi. [65] Debljina izlučenog sloja 55 µm, a neizlučenog sloja 100 µm.<br />
Sl. 5.16. Presjek kroz istrošeni CDP AV premaz [66]<br />
5.2.4. Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)<br />
Zabranom upotrebe organokositrenih spojeva u AV premazima trebalo je u kratkom<br />
vremenu istražiti analogne sustave. Japanska tvrtka Nippon Paint već 1990. uvodi prvi SPC<br />
TBT-Free hidrolitički AV premaz, dvije godine prije negoli je Japan zabranio upotrebu<br />
organokositrenih spojeva u brodskim premazima, i 11 godina prije nego je stupila na snagu<br />
IMO odredba o zabrani kositra na svim trgovačkim brodovima.<br />
Zamjena kositrenog biocida s bakrenim, i povratak na konvencionalne premaze<br />
premda poboljšane verzije, nije zadovoljila. Trebalo je istražiti tehnologiju u kojoj bi bakreni<br />
biocid imao učinak samopoliranja kao u tehnologiji TBT SPC premaza. Istraživanje je<br />
iziskivalo znatni novčani izdatak. Cijena testiranja samo jednog novog AV premaza na okoliš<br />
i čovjeka, npr. u Americi, iznosila je više od 4 mil. USD. Ta činjenica donekle objašnjava<br />
relativno mali broj novih AV premaza bez kositra sa samopolirajućim djelovanjem. Uz to, za<br />
svaki novi proizvod AV premaza bez kositra, potrebna je pažljiva formulacija ciljanog<br />
djelovanja da bi se postigla optimalna biocidna sinergija i AV performansa. Stoga je bilo<br />
teško naći zamjenu za univerzalna biocidna svojstva organokositrenih spojeva.<br />
Trebalo je sintetizirati novu grupu AV premaza bez kositra, TBT Free SPC koji će<br />
imati učinke identične onima za organokositrene spojeve: kontroliranu brzinu izlučivanja,<br />
učinak samopoliranja i izglađivanja površine.<br />
Početkom 1990-tih patentirani su novi proizvodi na bazi kopolimernog veziva koji su<br />
sadržavali bakrene i cinkove akrilate, oponašajući analogne spojeve s TBT akrilatom. Niža<br />
115
iocidna aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera, u odnosu na TBT SPC, korigirana je<br />
inkorporiranjem u formulaciju već navedenih pojačala za biocide, boosters-biocide,<br />
sinergijskog djelovanja. Od pojačala za biocide najviše se navodi spoj cinkovog piritiona koji<br />
je jedan od prihvatljivih ekoloških spojeva jer nije trajan, ne akumulira se i brzo se razgrađuje.<br />
Mehanizam otpuštanja biocida iz TBT Free SPC premaza teče analogno prema<br />
reakciji TBT SPC s morem:<br />
Na + Cl - (natrijev klorid iz mora) + Cu-kopolimer-------- Cu-klorid + Na-kopolimer<br />
Bakarni spoj je vezan na akrilat u kopolimernom vezivu. Djelovanjem hidratiziranih<br />
molekula natrijevog klorida iz mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra<br />
nakon čega teče reakcija ionske izmjene: ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se<br />
ion natrija veže za hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera. Na taj način vezivo postaje topljivo<br />
te se postupno ispire i tako premaz samopolira.<br />
Učinak samopoliranja identičan je onome za TBT SPC premaze. Reakcija otapanja<br />
odvija se samo na graničnom laminarnom sloju premaza u kontaktu s morem, dok ostali dio<br />
nutarnjeg filma svojom hidrofobnom prirodom sprečava penetriranje mora.<br />
Činjenica da je topljivost polimernog veziva ograničena samo na površinski sloj AV<br />
premaza uvelike omogućuje kontrolu otpuštanja biocida, pa je izlučeni sloj AV premaza<br />
uvijek tanak (
Novi TBT Free AV premaz na bazi bakrenog akrilata jamči dobra svojstva koja imaju<br />
i TBT SPC AV premazi:<br />
- niži potrošak goriva,<br />
- visoki stupanj kontrole obraštanja,<br />
- kontrola izlučenog sloja,<br />
- kontrola brzine poliranja i otpuštanja biocida,<br />
- samozaglađivanje,<br />
- produljena trajnost premaza do 60 mjeseci,<br />
- žilav i trajni film, idealan za upotrebu na novog<strong>rad</strong>njama,<br />
- nije nužna primjena sloja za izravnavanje (sealer).<br />
Od 1990. tvrtka International i partner Nippon Paint Marine Coatings uvode nove<br />
TBT-Free SPC AV premaze na osnovi tehnologije bakrenog akrilata, pod komercijalnim<br />
nazivom Ecoloflex, za:<br />
- obalne brodove, Intersmooth 360 ili 365 Ecoloflex SPC,<br />
- oceanske brodove, Intersmooth 460 ili 465 Ecoloflex SPC.<br />
Na slici 5.18. prikazan je mikroskopski snimak premaza TBT Free Intersmooth<br />
Ecoloflex SPC, na bazi kopolimera bakrenog akrilata sa samopolirajućim svojstvima nakon<br />
perioda 'trošenja' u moru kroz period vremena od 15 mjeseci; izlučeni sloj biocida debljine je<br />
svega 15 mikrona; velike čestice su kristali bakrenog I oksida.<br />
Sl. 5.18. Mikroskopski snimak TBT Free Intersmooth Ecoloflex SPC premaza [66]<br />
117
Činjenica da je topljivost polimernog veziva ograničena samo na površinski sloj AV<br />
premaza uvelike omogućuje kontrolu otpuštanja biocida, pa je izlučeni sloj AV premaza<br />
uvijek tanak (
Sl. 5.19. Promjene performanci hibridnog, CDP i TBT SPC premaza<br />
u ovisnosti o vremenu trošenja [66]<br />
Diagram na slici 5.19. prikazuje razliku između promjene relativnih performanci<br />
hibridnog premaza Ecoloflex SPC na bazi bakrenog akrilata i CDP premaza na bazi<br />
kolofonija), i jednog TBT SPC premaza, u ovisnosti o vremenu trošenja.<br />
Tok promjene krivulje hibrida potvrđuje sinergijski učinak različitih tehnologija.<br />
Na slikama 5.20 i 5.21 prikazani su rezultati ispitivanja jednog komercijalnog<br />
proizvoda iz grupe hibridnih proizvoda. (Interswift 655)<br />
Na slici 5.20 prikazano je izlučivanje biocida bakra iz hibridnog premaza (Inerswift<br />
655) u ovisnosti o vremenu testiranja, mikrogrami/cm 2 /danu dok je na slici 5.21. poprečni<br />
presjek hibridnog premaza (Interswift 655), snimljen elektronskim mikroskopom, nakon<br />
umjetnog starenja premazanih ploča izloženih rotaciji u moru kroz period od 90 dana. Vidljiv<br />
je izlučeni sloj debljine 25 µm i neizlučeni sloj debljine približno 75 µm.<br />
Sl. 5.20. Prikaz izlučivanja biocida bakra<br />
iz hibridnog premaza [66]<br />
119
Sl. 5.21. Poprečni presjek<br />
hibridnog premaza<br />
(Interswift 655) [66]<br />
Oslonac na bakrene spojeve u AV premazima (5.2.3, 5.2.4, 5.2.5) značajka je svih<br />
današnjih AV tehnologija:<br />
- polako otpuštajućih premaza (Slow-Release Coatings),<br />
- samopolirajućih premaza (Selfpolishing Paints),<br />
- epoksidnih premaza,<br />
- kopolimera,<br />
- različitih sistema oblaganja pločama.<br />
Proizvođači jamče da zadnja generacija AV premaza na bazi bakra ima ista svojstva<br />
kao i TBT SPC, samo bez posljedica za okoliš. Čak i ta činjenica nije dovoljna da u uvjetima<br />
strožeg kriterija ne podsjeti da je i bakar biocid. Tako u Nizozemskoj, nakon što je upotreba<br />
bakra zabranjena u AV premazima, brzo ukidaju zabranu, pa je ponovo reaktiviraju. Primjer<br />
absurdnosti stanja: nizozemski brodovlasnici upućuju brodove u Belgiju, u kojoj nema<br />
zabrane za AV premaze na bazi bakra, premazuju ih, nakon čega se vraćaju u nizozemske<br />
luke.<br />
U međuvremenu je u Parizu osnovana Organizacija za ekonomsku kooperaciju i<br />
razvitak (OECD) koja, u su<strong>rad</strong>nji s Europskom komisijom, priprema propise koji će, glede<br />
ispuštanja škodljivih tvari u more, obvezivati sve članice i nečlanice EU. [67]<br />
5.2.6. AV premazi bez biocida, neobraštajući premazi<br />
(Biocide-Free, Non-Stick, Fouling Release Coatings)<br />
Temelj drugačijeg razmišljanja u sprečavanju obraštanja bez štetnog djelovanja na<br />
morski biosvijet idealan je premaz savršene glatke površine s nultim obraštanjem. To je<br />
120
uputilo novim AV premazima bez biocida, koje proizvođači brodskih premaza nazivaju 'Sveti<br />
Gral'. Nekoliko AV premaza bez biocida pojavilo se na tržištu. Baziraju se većinom na<br />
silikonskim ili teflonskim polimerima koji stvaraju površinu stupnja klizavosti koji<br />
onemogućava organizmima da se prihvate. Međutim, u stacionarnim uvjetima, usprkos<br />
klizavosti površine, nije moguće izbjeći djelomično obraštanje.<br />
Na području AV premaza bez biocida intenzivno <strong>rad</strong>e brojni istraživački timovi. Tako<br />
nizozemska tvrtka Qia preuzima američki proizvod SafeBoatSkin. Tvrtka je usmjerila<br />
ispitivanje novog proizvoda u Švedskoj, jer je to zemlja najoštrijih ekoloških propisa.<br />
Nizozemski proizvod SafeBoatSkin, baziran na vodi koja sadrži polimer Carnauba voska,<br />
testiran je s još 17 sličnih netoksičnih premaza u Institutu za primijenjeno istraživanje okoliša<br />
pri stockholmskom Institute of Applied Environmental Research (ITM). Rezultati su pokazali<br />
da se <strong>rad</strong>i o jedinom potpuno netoksičnom AV premazu koji djeluje na principu odbijanja<br />
organizama od skliske glatke podloge. Navode da se proizvod lako aplicira preko virtualno<br />
svake postojeće površine, samo se treba osušiti i očistiti [68].<br />
U SAD, drugi pristup AV premazima bez biocida, jest upotreba kemijske tvari koja će<br />
biti prihvatljiva za okoliš i djelovati na način da odbija organizme. Jedan od takvih proizvoda<br />
ima kompanija EPAINT. Proizvod je baziran na vodi, a sadrži derivate zosterične kiseline koji<br />
odvraćaju obraštanje putem kemijske signalizacije.<br />
U budućnosti, na području AV premaza bez biocida, planira se koristiti po okoliš<br />
povoljne proizvode uključujući fotoaktivne metode za kontrolu obraštanja, optički čiste AV i<br />
AV premaze na bazi obnovljivih izvora.<br />
5.2.7. Silikonski premazi<br />
U 1980-tim počelo se razmatrati projekt premaza koji bi imao svojstvo neprianjanja<br />
organizama. Prema zamisli, takvi idealni i elegantni premaz bio bi netoksičan, bez biocida i<br />
niske energije površine. Upravo danas, na ishodištnoj zamisli o primjeni silikona u<br />
premazima, veliki se broj proizvoda uspješno primjenjuje. Osnovni materijal tih premaza je<br />
polimer sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana (PDMS). [69]<br />
Niska energija površine ključno je svojstvo ovih PDMS polimera. Objašnjenje je u<br />
iznimno velikoj savitljivosti polimernog lanca PDMS molekula kojom može postići prostornu<br />
konfiguraciju najniže energije. Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki, potpuno<br />
različite površinske teksture od one koju imaju TBT free SPC premazi (Sl. 5.22 i 5.23).<br />
121
Sl. 5.22. Tekstura svježe nanesenog premaza TBT Free SPC premaza [69]<br />
Usprkos atraktivnim ekološkim performansama silikonski premazi još su daleko od<br />
šire primjene. Jedan od razloga je u velikoj cijeni početne instalacije, i u činjenici da<br />
silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna svojstva jer najveći udio u svjetskoj<br />
floti (tankeri, brodovi za rasuti teret):<br />
- ne operira u uvjetima dostatne brzine,<br />
- ne koristi dovoljno svoj kapacitet.<br />
Sl. 5.23. Tekstura svježe nanesenog Foul Release premaza [69]<br />
5.2.8. Premazi na bazi mikrovlakana<br />
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove<br />
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV. Premaz se aplicira tako da se<br />
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana [70].<br />
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći<br />
122
svilenkastu površinu koja ima izgled i osjećaj baršuna. To je učinak mikro-vlakana koji<br />
sprečava teška obraštanja bio-organizama, od nakupljanja i rasta.<br />
Ta mikrovlakna proizvod su ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati<br />
preko pet godina na podlogama koje se kreću (plove), a dvostruko više na stacionarnim<br />
površinama. Prije primjene AV na bazi mikro-vlakana preporučuje se nanijeti primer i sealer<br />
bez otapala na bazi epoksida. Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege<br />
iznosi do 5 godina.<br />
Nanošenje premaza izvodi se t<strong>rad</strong>icionalnom opremom bezzračnog raspršivanja.<br />
Mikro-vlakna se raspršuju odmah nakon ljepljivog premaza. Za razliku od svih prethodnih<br />
sistema, gdje se točno označava vrijeme uranjanja broda u more, ovdje je to irelevantno.<br />
U slučaju dugotrajnog mirovanja plovila, može doći do blagog obraštanja koje se<br />
može lako ukloniti vodom ili će se samo otpasti u plovidbi.<br />
Premda je ovaj tip zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja, očekuje se da će<br />
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima. Time bi se postigla<br />
sveobuhvatna AKZ i AV zaštita.<br />
5.3. Metode mjerenja izlučivanja biocida iz AV premaza<br />
Djelotvornost AV premaza ovisi o više parametara, pri čemu najjači utjecaj svakako<br />
imaju količina i dinamika izlučivanja bioaktivnog materijala. Uz to su važna i slijedeća<br />
svojstva:<br />
- fizikalne i mehaničke osobine AV premaza<br />
- volumna koncentraciju pigmenta (PVC)<br />
- raspodjela čestica biocida (PSD)<br />
- ukupna (težinska) količina bakrenog oksida<br />
- debljina suhog filma premaza<br />
- debljina slojeva koji se ljušte kod poliranja<br />
- brzina njihovog postupnog smanjivanja.<br />
- hrapavost premaza<br />
- osobine mnogobrojne bioobraštajne zajednice.<br />
Razvijani su različiti matematički modeli koji definiraju izlučivanje biocida iz<br />
različitih kompozicija premaza, simuliranjem realnih uvjeta oplakane površine u moru. Prvi<br />
pokušaj matematičkog modeliranja dinamike ispuštanja biocida izveden je 1969 godine<br />
123
(MARSON) testiranjem izlučivanja bakrenog oksida iz konvencionalnog AV-premaza na bazi<br />
netopivog veziva [71], [72].<br />
De La COURT i VRIES poboljšavaju model uzimajući u obzir dispergiranost površine<br />
pigmenta u premazu.<br />
Uvođenjem novih TBT AV premaza, MONAGHAN te CAPRARI i MARSON<br />
razvijaju empiričke modele za kvantifikaciju izlučivanja kositrenih spojeva. Unatoč<br />
intenzivnom <strong>rad</strong>u, rezultati nisu bili reproducibilni stoga i nepouzdani zbog manjkavosti<br />
postupka kalibracije unutar metode.<br />
SOMASEKHARAN i SUBRAMANIAN razvijaju difuzioni model za kvantifikaciju<br />
ispuštanja biocida iz kositrenog akrilata na TBT SPC premazima.<br />
Prvi difuzioni modeli ispuštanja biocida za kositreni akrilat nisu uključivali ispitivanje<br />
i bakrenog oksida kao drugog biocida kao ni utjecaj viskoziteta medija (mora). Ipak model je<br />
poslužio za približnu ocjenu djelotvornosti premaza.<br />
Nastavak <strong>rad</strong>a na razvijanju novih matematičkih modela na TBT SPC premazima<br />
obuhvaćao je mjerenja brzine ispuštanja oba biocida (kositar i bakar), hidrolizu i eroziju<br />
veziva(polimera) premaza.<br />
Danas u uvjetima zabrane premaza na bazi kositra, postoji nekoliko metoda za<br />
mjerenje izlučivanja bakrenih spojeva (najčešće bakrenog oksida) te jednog ili više organo ili<br />
organometalnih biocida. Kontrola ispuštanja biocida je individualna za svaku vrstu premaza.<br />
Obzirom na složenost i kompleksnost problema razvijene su i razne metode ispitivanja [72]:<br />
5.3.1. (ISO, 2000a; 2000b) i ASTM (ASTM, 2005); kraće 'ASTM/ISO' metoda<br />
Mjerenje ovom metodom uključuje uporabu rotirajućeg cilindra, s nanesenim AV<br />
premazima. Nedostatak ove metode leži u nedovoljno pouzdanim simuliranim realnim<br />
uvjetima u moru.<br />
5.3.2. CEPE metoda ravnoteže težina, (Mass Balance Method)<br />
Ova metoda predstavlja pojednostavljeni generičko empirijski model za određivanje<br />
ispuštanja biocida koji se osniva na jednostavnom principu da količina izlučenog biocida ne<br />
može biti veća od izvorne količine. (ne može se sve utrošiti).<br />
U proračun ulazi vijek trajanja AV premaza (mjeseci), količina biocida (težinski<br />
postotak) tijekom trajanja premaza te težinski postotak aktivnog dijela u biocidu. Također se<br />
uzima u obzir specifična gustoća mokrog filma premaza kao i njegova debljina. Model<br />
pretpostavlja linearno otpuštanje biocida tijekom prva dva tjedna koje je kasnije konstantno.<br />
124
5.3.3. HEP metoda (Harbour Exposed Panel)<br />
Ova metoda kombinirana je u laboratoriju i u realnim uvjetima, istražuje na pokusnim<br />
panelima statičke i dinamičke uvjete.<br />
5.3.4. Metoda određivanja ispuštanja biocida preko brzine poliranja (zaglađivanja)<br />
premaza<br />
Metoda se bazira na kalkulaciji brzine izlučivanja aktivne komponente na osnovi<br />
poznatog udjela volumena biocida u filmu i poznate brzine poliranja premaza (odnosno brzine<br />
stanjivanja premaza, definicija ablacije ili erozije)<br />
5.3.5. Dome metoda<br />
Ova je metoda pokazala najbolje rezultate. Izvodi se uz pomoć ronilaca i čamca. U<br />
posudu s uzorkom mora stavlja se uzorak s AV premazom. Metoda se bazira na mjerenju<br />
brzine izlučivanja biocida izravno iz oplakane površine premazanog pilot broda u realnim<br />
uvjetima broda u službi. Ova je metoda međutim, razvijena isključivo za potrebe američke<br />
Mornarice.<br />
Svaka od navedenih metoda kvantifikacije brzine izlučivanja biocida iz AV premaza<br />
signifikantno precjenjuje stvarno izlučivanje. Sl.5.24.<br />
Potrebni su daljnji <strong>rad</strong>ovi na usklađivanju korekcijskih faktora putem korelacije<br />
laboratorijskih mjerenja i kalkulacije brzine izlučivanja bakra s otpuštanjem in situ različitih<br />
premaza unutar realnih uvjeta okoline.<br />
125
Sl. 5.24. Razlike među metodama su i deseterostruke (premaz BRA 640 )<br />
Raspon vrijednosti drugih korekcijskih faktora kreće se od 2.9-5.4.<br />
5.4. Legislativa<br />
Prvi podaci o štetnosti organokositrenih spojeva datiraju iz kasnih sedamdesetih<br />
godina 20.stoljeća. Radilo se o umjetnim uzgajalištima školjki u blizini marina na Zapadnoj<br />
obali Francuske. Školjke su se deformirale pri relativno niskoj koncentraciji kositra u moru.<br />
Ubrzo zatim na jugoistočnoj obali Engleske otkriveno je da ženka dogwhelk (vrsta ribeškoljke)<br />
utjecajem čak i vrlo niskih udjela kositra promijenila spol.<br />
Ekologe je šokirao podatak da je akutnu toksičnost prouzročila koncentracija kositra<br />
od svega 1 n kositra u vodi (1 g Sn /10 9 g mora).<br />
126
Nakon otkrića škodljivosti organokositrenih spojeva uslijedile su restrikcije. U<br />
početku se legislativa usmjerava na plovila manja od 25 metara. Objašnjenje je bilo<br />
jednostavno: jahte dugo ostaju usidrene u marinama prouzrokujući relativno visoku emisiju<br />
kositrenih spojeva u more. Francuska vlada 1987. ograničava primjenu AV premaza s TBT<br />
za plovila ispod 25 m dužine. Godine 1988. američki Kongres, aktom OAPCA (Organotin<br />
Anti-Fouling Paint Control Act), donosi isti zakon. Slična ograničenja korištenja TBT u AV<br />
premazima propisuju i druge države. Japan, pak, već 1992. donosi zakon o potpunoj zabrani<br />
korištenja TBT-a u AV premazima.<br />
To je bilo glavnim razlogom da su se organokositreni spojevi našli na EC listi (lista<br />
Europske Unije) od 26 toksičnih supstanci koje treba nadzirati. Britanija je postavila<br />
Environmental Quality Standard (EQS) za organokositreni spoj: 2 dijela organokositra/10 9 g/l<br />
(češće u literaturi), odnosno 2 dijela /10 9 kg/m.<br />
Minimum Inhibitory Concentration (MIC), odnosno najniža koncentracija biocida koja<br />
sprječava rast organizama za TBT iznosi 2 mikrograma, što uvrštava taj spoj, prema EEC<br />
(European Economic Community), na granicu između štetnog i otrovnog.<br />
Škodljive učinke organokositrenih spojeva razmatrao je IMO već 1990, kad je Marine<br />
Environment Protection Committee (MEPC) preporučila mjere za eliminaciju<br />
organokositrenih spojeva iz AV premaza.<br />
Globalno otpuštanje organokositrenih spojeva u more iz premaza brodova svjetske<br />
trgovačke flote procjenjuje se na 750 - 1500 t, u 1996. godini. Podaci se temelje na procjeni<br />
zbrojenih oplakanih površina cjelokupnog brodovlja, od 148 x 10 9 m 2 , s prosječnom brzinom<br />
izlučivanja od 2-4 mikrograma TBT/cm 2 /danu. Glavna kategorija plovila su tankeri, brodovi<br />
za rasuti teret i brodovi za generalni teret.<br />
Prema drugom proračunu, međutim, <strong>rad</strong>i se o još većoj količini, tj. 1400 - 2400 t.<br />
Temeljito ispitivanje TBT-a otkriva da se taj organokositreni spoj raspada vrlo sporo, uslijed<br />
čega se nalaze znatne naslage kositra na morskom dnu. To je i potaklo <strong>rad</strong>ikalne promjene<br />
odnosa prema kositrenim spojevima u brodskim premazima.<br />
Kako je odabrani MIC odnosno TLV (Threshold Limit Value) (granični prag) za<br />
kositar 2 µg/cm 2 /dan a za bakar 10 µg/cm 2 /dan, kositar je peterostruko otrovniji od bakra. Iz<br />
predhodnog je razvidno da je izlučivanje bakra iz AV premaza višestruko veće. Procjenjuje<br />
se da oplakana površina svjetskog brodovlja (oko150 × 10 9 m 2 (2006 god.) izlučuje godišnje<br />
oko 9.000 t bakra. U Tehnoekonomskom modelu jedan od postavljenih kriterija za poslovanje<br />
broda je količina izlučenog bakra iz AV premaza.<br />
Dne 5. listopada 2001. IMO usvaja Konvenciju o kontroli škodljivih sustava AV<br />
premaza. Tom se Konvencijom isključuje upotreba organokositrenih spojeva u AV<br />
127
premazima. Dogovoreni referentni datum je 1.siječnja 2003., a teče do 1.siječnja 2008. do<br />
kojeg vremena su TNT spojevi potpuno zabranjeni.<br />
Petogodišnji interval sankcionira maksimalno trajanje AV premaza od 60 mjeseci,<br />
apliciravši zadnji TBT SPC premaz 31.12.2002.<br />
Od novih alternativnih AV sistema bez tributil-kositrenog-alkila zahtijevalo se:<br />
- brza deg<strong>rad</strong>acija AV-agensa u okolišu,<br />
- brzo djelovanje na ciljane organizme i ograničeno djelovanje ne neciljane<br />
organizme<br />
- minimalna toksičnost na neciljane organizme pri koncentraciji koju imaju u<br />
okolišu<br />
- minimalna bioakumulacija toksikološki signifikantnih spojeva,<br />
- neškodljive koncentracije po okoliš.<br />
U okviru istraživalačkog projekta Green Efforts for Existing Ships, kojeg provodi<br />
norveški Institut MARINTEK, uz potporu norveške vlade i udruge brodovlasnika, testiraju<br />
se AV premazi na odabranim brodovima u službi.<br />
Prate se svi parametri, od operativnih uvjeta, stupnja aktivnosti, područja plovidbe,<br />
brzine, intervali među dokiranjima. Ukupno 22 tvrtke potpisale su zajednički pothvat, i<br />
direktno uključene u aktivnosti pokusnog programa. Podaci prikupljeni za svaki brod<br />
objektivno su ocijenjeni.<br />
Program je započeo s lipnjem 2000. godine, a prvi pokusni brod, bulkcarrier Tancred,<br />
dokiran je slijedećeg mjeseca, i na njemu određene površine za obavljanje testiranja. Poslije<br />
Tancreda obrađeno je još 16 brodova. Od ispitivanih brodova 14 je premazano zadnjom<br />
generacijom samopolirajućih AV premaza na bazi organobakrenih spojeva, a dva AV<br />
sustavom bez biocida.<br />
Samopolirajući AV premazi sadržavali su bakreni (I) oksid kao biocid dok su premazi<br />
bez biocida bazirani na silikonskim premazima. Izvedba ovog projekta i važnost zajedničkog<br />
sofisticiranog pristupa opravdana je, i poučna za sudionike. Zacijelo je to djelotvoran put<br />
povezivanja znanosti, tehnologije i iskustva. [73]<br />
S ekološkog gledišta, osim biocida u AV premazu, naglašena je i visokohlapljiva<br />
sastavnica (VOC-Volatile Organic Compound). Iako se smjera potpuno izostaviti VOC-a iz<br />
AV premaza, danas to još nije moguće.<br />
128
Jedan od važnih zahtjeva ekologa za AV premaz jest minimalna bioakumulativnost.<br />
Ova se izračunava pomoću biokoncentracijskog faktora za organizme u moru (BCFbioconcentration<br />
factor). Smatra se da BCF>100 škodi okolišu.<br />
Rizik po okoliš može se odrediti usporedbom s koncentracijom kod koje nema učinka<br />
toksičnosti. [69] Kvantitativno to se može izraziti kao:<br />
kvocijent rizika = PEC / PNEC<br />
PEC= predviđena škodljiva koncentracija u okolišu (Predicted Environmental Concentration)<br />
PNEC = predviđena neškodljiva koncentracija (Predicted No-Effect Concentration)<br />
Kvocijent rizika PEC/PNEC mora biti
6. PRORAČUN GUBITKA SNAGE USLIJED HRAPAVOSTI I VALIDACIJA<br />
MODELA<br />
6.1. Uvod<br />
Ekonomičnost broda temelji se na tri međusobno neovisne varijable: konjunkturi na<br />
tržištu, performansama broda i ugovorenim točkama među strankama. Dakle, točna procjena<br />
ekonomičnosti često nije moguća, jer zahtijeva sveobuhvatno poznavanja operativne<br />
ekonomije broda u službi.<br />
Ciljani efekt dobre ekonomičnosti broda može se definirati kao minimum operativnih<br />
troškova za održavanje kvalitete performansi, s najmanje odstupanja od izvornih, unutar<br />
maksimalnog perioda broda u eksploataciji. Proizlazi da je kvaliteti kontrole potrebno obratiti<br />
posebnu pozornost i dati joj rigidnije smjernice za tolerancije standarda. Dakle, za<br />
kvantifikaciju poslovanja broda u službi potrebno je da sve operacije budu zasnovane na<br />
pouzdanim financijskim pokazateljima uz opće pravilo o ekonomičnosti da brod u što kraćem<br />
vremenu mora prenijeti što je moguće više tereta.<br />
Potreba za standardima performansi i za njihovu primjenu u sadašnjim i budućim<br />
brodovima, izravna su posljedica korjenito izmijenjenog odnosa prema udjelu cijene goriva u<br />
ukupnim operativnim troškovima poslovanja. Potrošak goriva ostaje i dalje dominantni<br />
činitelj u poslovanju broda.<br />
Cijene održavanja i popravaka u stalnom su porastu pa je i s te strane očito, da je<br />
ekonomski interes usmjeren na kakvoću performansi broda u službi. Brod je skup proizvod pa<br />
je optimiziranje njegove ekonomičnosti bitni temelj projekta.<br />
Za procjenu ekonomičnosti gubitka snage uslijed hrapavosti potrebno je utvrditi i<br />
ekonomsku granicu za parametar brzine prema snazi, temeljem iskustvene zakonitosti,<br />
obzirom na porast troškova goriva u odnosu na ukupne troškove. S tog razloga brojna<br />
tehnoekonomska istraživanja temeljena na optimizaciji broda u službi, akcentiraju važnost<br />
interdisciplinarnog pristupa problemu nadzora i održavanja performansi broda u službi.<br />
Premda bi razmatranje svih faktora korištenja energije dalo cjelovitiju kvantifikaciju<br />
performansi broda, izdvajanje otpora trenja oplakane površine trupa, kao prevladavajuće<br />
sastavnice, dostatno je za uspostavljanje tehnoekonomskog modela.<br />
Tehnoekonomski program na temelju troškova dokiranja i gubitaka u vremenu izvan<br />
službe broda, određuje prosječni godišnji trošak održavanja broda. Obrazac konvencionalnog<br />
ponašanja i relativiziranje problema ozbiljna je teškoća pri praćenju performansi broda u<br />
službi.<br />
130
Svrha ovog <strong>rad</strong>a i jest identificirati utjecaj performansi trupa, određenije - hrapavosti<br />
trupa na eksploatacijska svojstva broda prema polazišnim referencijama.<br />
Primjenom matematičkih formula na temelju studije brojnih tehnoekonomskih<br />
podataka brodova moguće je dovoljno pouzdano, unutar redovitog dokiranja, procijeniti<br />
utjecaj veličine hrapavosti na pogoršanu energetsku bilancu broda u službi.<br />
Matematička procjena gubitka snage uslijed hrapavosti s primjerima kasnije validacije<br />
modela, međutim, samo je instrument za dobivanje okvirnih podataka, ali i takva kvalifikacija<br />
alata pokazala se vrlo korisnom u analizi operativno-ekonomske službe broda.<br />
Raspoloživi strojarski Dnevnici broda za rasuti teret i tankera, praćenih unutar<br />
razdoblja od 30 mjeseci, poslužili su kao vrijedni dokument za realni uvid u opće stanje broda<br />
u službi, ali i kao materijalni dokaz za parametre koji se mjere i registriraju.<br />
Relevantni podatci iz strojarskih Dnevnika uvršteni su u dva matematička modela sa<br />
svrhom ocjene odstupanja predviđenih od realnih performansi broda. Iako se dobiveni<br />
rezultati iz formula za gubitak snage zbog povećanog otpora broda razlilaze unutar određenog<br />
područja, u svakom slučaju su pouzdani instrument za primjenu u praksi. Uz gubitak snage<br />
zbog hrapavosti OP trupa, koji je predmetom ove studije, izračunan je i gubitak snage zbog<br />
hrapavosti vijka. Osim matematičkih formula za izračun gubitka snage preko koeficijenta<br />
otpora, gubitak snage određen je i putem iskustvene zakonitosti.<br />
Osim AHR OP, u formulu koeficijenta otpora uvrštena je i procjena vrijednosti APR<br />
vijka, kao elementu otpora i propulzije, o čemu u praksi postoje različita mišljenja.<br />
U drugom dijelu ovog poglavlja predlažu se moguća rješenja za sniženje hrapavosti<br />
OP tijekom prvih deset godina broda u službi. Smisao takvih zahvata je vraćanje odnosno<br />
približavanje izvornom stanju substrata. Takva <strong>rad</strong>ikalna rješenja (pjeskarenje, primjena<br />
novog AC i AV premaznog sustava, i ob<strong>rad</strong>ba vijka) predlažu se jednom ili dva puta tijekom<br />
službe broda. Poželjno je da prvi takvi zahvat bude proveden između pete i desete godine<br />
eksploatacije.<br />
Na kraju ovog poglavlja, izborom formula za optimalno dokiranje analizirana je i<br />
problematika dokiranja.<br />
6.2. Metodologija računanja hrapavosti<br />
Određivanje otpora trenja trupa zahtijeva poznavanje koeficijenta otpora trenja<br />
hrapave površine koji se dobiva zbrajanjem otpora trenja glatke ploče C F i dodatka zbog<br />
hrapavosti na koeficijent otpora trenja ploče ∆C F .<br />
131
Potonja komponenta koeficijenta otpora trenja ∆C F ., kraće se zove dodatak na<br />
hrapavost (hull roughness penalty predictor).<br />
Kako je ranije spomenuto (2.2.1) postoji veći broj formula za izračunavanje<br />
koeficijenta otpora trenja glatkih (ravnih) ploča C F , u ovisnosti o Reynoldsovom broju.<br />
Za izračunavanje dodatka na hrapavost ∆C F , ITTC preporučuje sljedeće formule:<br />
10 3 ∆C F = 1,05 (AHR/L pp ) 1/3 – 0.64 (ITTC-1978, London) (6.1)<br />
AHR = prosječna visina hrapavosti oplakane površine, µm<br />
L PP<br />
= duljina broda između okomica, m<br />
10 3 ∆C F = 44 [(AHR/L ) 1/3 – 10 (R n ) -1/3 ] + 0,125 (ITTC 1990, Madrid) (6.2)<br />
Formula ITTC iz 1990. godine (Madrid) prikladna je samo za neoštećene površine<br />
standardnog AV premaza (AHR < 225 µm), pa je to bio razlog da se u ovome <strong>rad</strong>u za<br />
izračunavanje dodatka na hrapavost ∆C F , za novog<strong>rad</strong>nje i brodove u službi prihvatila ranija<br />
formula ITTC 1978. [10].<br />
Učinak hrapavosti oplakane površine na povećani otpor trenja broda računa se preko<br />
koeficijenta hrapavosti broda u službi C S , kao razlika dodataka na hrapavost broda u službi i<br />
na pokusnoj plovidbi:<br />
C S = ∆C FS - ∆C FT (6.3)<br />
∆C FS - dodatak na hrapavost za brod u službi<br />
∆C FT<br />
∆C FS = [1,05 (AHR U /L PP ) 1/3 – 0,64] · 10 -3 (6.4)<br />
- dodatak na hrapavost za brod na pokusnoj plovidbi<br />
∆C FT = [1,05 (AHR P /L pp ) 1/3 – 0,64] · 10 -3 (6.5)<br />
Primjenom koeficijenta hrapavosti C S , moguće je odrediti i povećanje snage uslijed<br />
hrapavosti oplakane površine trupa ∆P R :<br />
∆P R = 0,05 · Ω -1 · ρ · S · V 3 · C S · 10 -3 , kW (6.6)<br />
ρ - gustoća mora = 1 025 kg/m 3<br />
S - oplakana površina, m 2<br />
V S<br />
- prosječna brzina u službi za puni gaz, m/s<br />
Ω - ukupni stupanj djelovanja propulzije = 0,7<br />
Drugi način proračuna porasta snage je primjena iskustvene aproksimacije<br />
(P 2 /P 1 = (V 2 /V 1 ) m ), pri čemu se obično odabire eksponent 3.0 (kubna parabola).<br />
132
Sam termin kubne parabole nije posve točan. Naime eksponent krivulje snage u<br />
funkciji brzine se mijenja u rasponu od 2 do 6, ovisno o vrsti broda. Tako eksponent kod<br />
sporijih i manjih teretnih brodova iznosi od 2 do 3. Kod velikih brzih containerskih brodova<br />
kao i velikih putničkih brodova eksponent se kreće od 4 do 6,2, ovisno o porastu brzine. Kod<br />
nominalne snage i brzine svojedobno najbržeg putničkog broda United States, ovaj eksponent<br />
iznosi oko 5.<br />
Za velike i spore brodove za rasuti teret i tankere, poput brodova koji se razmatraju,<br />
eksponent se kreće oko 3. Istodobno vijci tih brodova apsorbiraju snagu ovisno o promjeni<br />
broja okretaja prema iskustvenoj aproksimaciji. Srednja vrijednost eksponenta biva nešto<br />
iznad 3.<br />
Pretpostavlja se da u uskom <strong>rad</strong>nom području za promjenu brzine pri konstantnoj<br />
snazi se mijenja samo koeficijent C u jednadžbi, a eksponent ostaje isti [2]. Nova krivulja ima<br />
isti tok, ali s odmakom od referentne krivulje.<br />
Opći izraz za snagu: P = C V 3 , kW (6.7)<br />
Kočena snaga na pokusnoj plovidbi: P B = C T V 3 T , kW (6.8)<br />
Trajna snaga u službi: P S = SCR = C S V 3 S , kW (6.9)<br />
Maksimalna trajna snaga MCR (Maximum Continuous Rating) jest snaga za koju je<br />
motor projektiran a vezana je za dani srednji efektivni tlak MEP (Mean Effective Pressure) i<br />
brzinu vrtnje koljenčaste osovine. Danas se normalno brzina broda u službi specificira za<br />
trajnu snagu u službi SCR (Service Continuous Rating) koja iznosi (0,8-0,9)MCR [74].<br />
Krivulja pokusne plovidbe T korigira se za tzv. faktor a (postotni dodatak na službu)<br />
koji se dodaje na krivulju pokusne plovidbe i tvori krivulju službe S.<br />
Ucrtana krivulja S nalazi se iznad krivulje pokusne plovidbe T i odmaknuta je po<br />
ordinati za dogovoreni postotak za službu (sea margin). To obično iznosi 15%, ali može biti i<br />
znatno više, ovisno o vrsti i veličini broda te o području službe.<br />
Presjecište krivulje službe S i trajne snage u službi SCR definira brzinu u službi V S .<br />
Svako daljnje pogoršavanje stanja oplate (deterioracija, obraštaj) i/ili vremenskih<br />
uvjeta (more, vjetar) kreirat će nove familije krivulje službe S, povećavajući dogovoreni<br />
postotak na službu, na osnovu kojega je i izvedena izvorna krivulja službe S. U skladu s tim<br />
i njihova sjecišta s trajnom snagom u službi SCR pomiču se u lijevo prema ishodištu<br />
rezultirajući sve manjim brzinama u službi.<br />
Dodatno, stariji brodovi u pravilu imaju sve nižu snagu u službi. To se dobro vidi iz<br />
strojarskih Dnevnika, ovdje na primjerima dvaju brodova. Tako opterećenja stroja iznose<br />
svega 67%MCR (MT IST) odnosno 70%MCR (MB PELJEŠAC). To nepovoljno utječe na <strong>rad</strong><br />
133
motora, poglavito na izgaranje, ispiranje i ispušnu emisiju, uz povišeni specifični potrošak<br />
goriva.<br />
Navedimo i jedan od načina računanja porasta snage uslijed hrapavosti vijka [9]:<br />
∆P/P = 1,107 x (APR) 1/3 – 1,479 (APR >8 µm), % (6.10)<br />
APR = prosječan iznos visine hrapavosti vijka, µm<br />
6.2.1. Računanje hrapavosti oplakane površine brodskog trupa<br />
Vjerojatno najdelikatniji dio kod procjene povećanja porasta snage predstavlja<br />
određivanje prosječne visine opće hrapavosti (AHR U ). Naime, sama formula je bazirana na<br />
uvrštavanju jednog jedinog brojčanog iznosa. Kako se mjerenje praktički nikad ne izvodi u<br />
doku, iz više razloga, služimo se približnim metodama, mjereći ukupnu hrapavost na bazi<br />
nekoliko parametara.<br />
Tako je opća hrapavost AHR U , vezano za značajke hrapavosti odabranog broda i<br />
odabrane plovne rute, predstavljena zbrojem četiri parametra:<br />
- izvorne ili početne hrapavost limova<br />
- hrapavosti u službi uslijed deterioracije substrata<br />
- hrapavosti tijekom dokiranja<br />
- hrapavosti od obraštaja<br />
AHR ukupna = AHR početna + AHR služba + AHR dokiranja + AHR obraštaj , µm<br />
Ovdje je nužno naglasiti aproksimativnu vrijednost za opću hrapavost. S jedne strane<br />
zbrajaju se dvije potpuno različite vrste hrapavosti, trajne (fizikalne) i privremene(biološke). S<br />
druge pak, formula uključuje srednju statističku vrijednost samo jednog parametra tj. visine<br />
neravnina, a potpuno izostavlja topografiju površine. Ipak, i ovakvim instrumentarijem<br />
moguće je s dovoljnom točnošću izračunati dodatak na hrapavost.<br />
Tako se ukupna prosječna visina hrapavosti oplakane površine, AHR U (Average Hull<br />
Roughness) dijeli se na [9]:<br />
Izvornu ili početnu hrapavost substrata – koja ovisi o kvaliteti limova i tehnici<br />
ob<strong>rad</strong>be u brodog<strong>rad</strong>ilištu. Ispravno sačmarenje / pjeskarenje i nanašanje primera na podlogu<br />
prije ob<strong>rad</strong>be bitni je preduvjet očuvanja kvalitete podloge. U skladu s današnjim kriterijima<br />
limovi se pjeskare uz kvalitetu Sa 21/2 prema standardu ISO 8501-1:1988. Prosječna AHR<br />
(AHR = k = MAA) profila lima je (R z ) = 70 µm unutar raspona od 50 do 100 µm. Međutim, u<br />
proračunu se danas operira s izvornom referentnom vrijednosti od 100 µm, koja je suma<br />
hrapavosti substrata, AC i AV premaza te hrapavosti uslijed mogućih oštećenja prije<br />
134
primopredaje broda. Zanimljivo je da referentna hrapavost novog<strong>rad</strong>nje pokazuje stalnu<br />
tendenciju pada. Tako je u 50-tim godinama 20. stoljeća iznosila 200 mikrona, sredinom 70-<br />
tih 150 µm, u usporedbi s aktualnom izvornom hrapavosti od navedenih 100 µm. To se može<br />
pripisati pjeskarenju kao jedinoj današnjoj ob<strong>rad</strong>bi, umjesto nekadašnjim metodama izlaganja<br />
atmosferilijama, ob<strong>rad</strong>bi fosfornom kiselinom i mehaničkom tretmanu.<br />
Hrapavost u službi uslijed deterioracije praćena je preko opsežne studije od 147<br />
brodova u službi [9]. Tako se sustavno mjerila deterioracija i kvalitativna promjena izvornih<br />
performansa substrata kao posljedica brojnih faktora: korozije, struganja sidrenih lanaca,<br />
obalnih odbojnika, operacije remorkera, manjih nasukavanja / sjedanja na dno, prolaza kroz<br />
područja s ledom, te manjim sudarima.<br />
Iz eksperimentalnih spoznaja rezultiraju vrijednosti za porast AHR kao elementa<br />
deterioracije. Tako se uzima mjesečni prirast AHR oko 2,8 µm/mjesečno<br />
Prema Perry-u [75] pak porast hrapavosti ovisi o načinu poslovanja brodara, i može<br />
doseći do 50 µm godišnje!<br />
Sl. 6.1. Godišnji prirast opće hrapavosti ovisno o održavanju broda [75]<br />
Hrapavost pri dokiranju - prema spomenutoj studiji oko 70% brodova, uslijed<br />
nepažljivog <strong>rad</strong>a, poveća hrapavost pri dokiranju. Iskustveno se uzima da taj porast iznosi<br />
14 µm po svakom dokiranju.<br />
Hrapavost uslijed obraštanja, kao fenomen privremene superpozicije do momenta<br />
uklanjanja, upravo zbog neujednačenosti (izrazita makro struktura) najkompleksnija je<br />
varijabla OPB, pa je nju najteže kvalitativno i kvantitativno procijeniti [9].<br />
Procjena hrapavosti uslijed obraštanja, µm:<br />
135
AHR obraštaj bokova = HRF · PT · CEFF (6.11)<br />
AHR obraštaj dna = 0,75 · HRF · PT · CEFF (6.12)<br />
HRF - faktor obraštaja (µm/dan) ovisno o pojedinim lukama<br />
PT - vrijeme stajanja u lukama (dani)<br />
0,75 - pretpostavka manjeg obraštaja na donjoj, tamnoj strani dna<br />
CEFF - faktor antivegetativnog premaza<br />
Z<br />
CEFF = 1,0 - [2,72/e z – 0,24 (Z -1,0) 0,263 ] (6.13)<br />
- odnos akumuliranog vremena od aplikacije AV premaza prema udjelu vijeka trajanja<br />
AV premaza.<br />
Za efektivno vrijeme AV premaza faktor antivegetativnog premaza (CEFF) jednak je<br />
ništici. Nakon isteka vijeka trajanja AV premaza, CEFF eksponencijalno teži jedinici što<br />
znači da AV premaz više ne pruža nikakvu zaštitu obraštanju.<br />
Prirast faktora obraštanja HRF, [3]:<br />
kvalitativna skala opis HRF, µm/dan<br />
0,0 čisto 0,0<br />
2,0 slabo vidljivi tragovi 5,334 · 10 -4<br />
4,0 vidljivi tragovi 7,849 · 10 -3<br />
6,0 lagani obraštaj 3,828 · 10 -2<br />
8,0 lagani do umjereni 0,1178<br />
10,0 umjereni obraštaj 0,2822<br />
12,0 umjereni do jaki 0,575<br />
14,0 jaki obraštaj 1,052<br />
6.2.2. Računanje hrapavosti brodskog vijka<br />
Slično kao pri računanju hrapavosti oplakane površine trupa, i hrapavost vijka ima<br />
podjelu prema [9].<br />
APR ukupna = APR početna + APR služba + APR dokiranja + APR obraštaja , µm<br />
Prema preporuci ITTC 1978. pretpostavlja se da APR početna nije veća od 30 µm.<br />
APR službe , odnosno deterioracije, trebala bi se kretati oko 20 µm/godišnje.<br />
Pretpostavlja se da se finim brušenjem APR dokiranja smanjuje za 10 µm/dokiranju.<br />
APR obraštaja se iskustveno uzima kao linearni prirast (0-1/3 opće hrapavosti) između dva<br />
dokiranja.<br />
136
6.3. Validacija čimbenika hrapavosti na primjeru dvaju brodova<br />
Vrednovanje spomenuta četiri čimbenika hrapavosti koji su sumarno predstavljeni<br />
općom prosječnom visinom hrapavosti AHR U , provedena je na primjeru dvaju brodova; broda<br />
za rasuti teret Pelješac i tankera Ist, pri određivanju porasta snage.<br />
Iz podataka strojarskih dnevnika navedenih brodova, korišteni su elementi za procjenu<br />
vrijednosti AHR za oba broda. Uvrštavanjem koeficijenta hrapavosti broda u službi C S ,<br />
izračunao se učinak povećane AHR na pogoršanu energetsku bilancu brodova.<br />
6.3.1. Brod za prijevoz rasutih tereta Pelješac<br />
Značajke broda:<br />
L oa = 232,80 m<br />
L pp = 220,00 m<br />
B = 32,20 m<br />
H = 18,60 m<br />
T des = 13,49 m<br />
DW = 71 229 t<br />
∆ = 85 172 t , pri ljetnom gazu T = 13,849 m<br />
S = 5 500 m 2 (dno) + 6 950 m 2 (bokovi i pojas gaza) = 12 450 m 2<br />
S nadvođe = 3 210 m 2<br />
Četverokrilni vijak, D = 7,10 m, P = 5,27 m<br />
Vrijeme praćenja Strojarskog Dnevnika: 11/01/2002 - 21/08/2004 godine [76]<br />
Ulazak u službu: 02/1984 (nakon 'nultog' dokiranja).<br />
Računanje hrapavosti oplakane površine<br />
U razdoblju praćenja brodskog Dnevnika za vrijeme od dvije godine i 7 mjeseci brod<br />
je, od njegove navršene 17-godine do 20,5 godine, bio već u dobi za rashod. Brzina je pala za<br />
2,3 uzla u odnosu na početnu od 14,5 uzlova tako da je sadašnja oko 12,2 uzlova pri tipičnoj<br />
brzini vrtnje vijka od 76 min -1 . Prosječni dnevni potrošak goriva iznosi 29 t.<br />
Na dijagramu, Sl. 6.2, prikazana je brzina broda, broj okretaja vijka te dnevni potrošak<br />
goriva u vremenu od 930 dana. Nije opažen pad brzine, odnosno može se zaključiti da on<br />
postoji ali se veličinski kompenzira poliranjem AV premaza, pa se i brzine nisu mijenjale.<br />
137
90<br />
brzina, uzl. gorivo, t/dan okr.vijka, o/min<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000<br />
dani nakon izlaska iz doka, od 20. do 930. dana<br />
Sl. 6.2. MB Pelješac, praćenje brzine, potroška goriva i okretaja vijka prema izvodu iz<br />
strojarskog Dnevnika [76]<br />
Dijagram 6.2 razlikuje se od uobičajenog toka (Sl. 6.3) gdje su zamjetni padovi brzine<br />
odnosno porasta potrošnje goriva [77]. Razlog je u poznatoj činjenici što starih brodova, s<br />
velikom hrapavošću AHR, daljnje povećavanje hrapavosti nema više velikog utjecaja na<br />
brzinu i snagu. Taj se pad brzine kompenzira učinkom poliranja premaza koji snizuje otpor<br />
trenja i do 3 % [75].<br />
138
Sl. 6.3. Prikaz smanjenja brzine broda u službi u ovisnosti o danima izlaska iz doka, [76]<br />
Vrijeme praćenja:<br />
I - početno stanje, nakon primopredaje<br />
II - pred VII dokiranje = 199 mjeseci<br />
III - 18 mjeseci nakon izlaska iz doka = 217 mjeseci<br />
IV - neposredno pred VIII dokiranje = 224 mjeseci<br />
V - 21/08/04, zadnji dan praćenja Dnevnika = 246 mjeseci<br />
AHR ukupna = AHR početna + AHR služba + AHR dokiranja + AHR obraštaj, µm<br />
AHR P = 100 µm (pretpostavljeno)<br />
Dokiranja ukupno 8:<br />
I (10/86), II (03/89), III (05/91), IV (06/93), V (07/95),<br />
VI (01/03/98, Cadiz), VII (08/11/00, Pirej), VIII (04/12/02, Istambul)<br />
Hrapavost uslijed dokiranja, µm:<br />
I : AHR D I = 0<br />
II: AHR D II = 6 · 14,00 = 84<br />
III : AHR D III = 7 · 14,00 = 98<br />
IV: AHR D IV = 7 · 14,00 = 98<br />
139
V : AHR D V = 8 · 14,00 = 112<br />
U vremenu od 224 mjeseca brod je dokiran 8 puta pa je srednje vrijeme<br />
međudokiranja 28 mjeseci. Razmak između VI-VII dokiranja iznosi 31 mjesec, odnosno VII -<br />
VIII dokiranje 25 mjeseci.<br />
Hrapavost uslijed službe (deterioracija, korozija, premazi, mehanička oštećenja)<br />
AHR S I = 100 µm (referentna)<br />
AHR S II = neposredno pred VII dokiranje = 199 mjeseci · 2,80 µm/mj. = 557 µm<br />
AHR S III = 18 mjeseci nakon izlaska iz doka = 217· 2,80 = 608 µm<br />
AHR S IV = neposredno pred VIII dokiranje = 224 · 2,80 = 627 µm<br />
AHR S V = 21/08/04 (zadnji dan praćenja Dnevnika) = 246 · 2,80 = 689 µm<br />
Procjena hrapavosti uslijed obraštanja, µm:<br />
MB Pelješac stalno plovi u toplim, praktički suptropskim morima, pa je odabran<br />
faktor obraštanja HRF= 0,575.<br />
VI - VII dokiranje, 31 mjesec:<br />
AHR obraštaj bokova = HRF · PT · CEFF = 0,575 · 498,09 · 0,7317 = 209,56 µm<br />
AHR obraštaj dna = 0,75 · AHR obraštaj bokova = 157,17 µm<br />
Ukupni obraštaj pred VI dokiranje, 23 mjeseca 366,73 µm<br />
VII - VIII dokiranje; 25 mjeseci:<br />
AHR obraštaj bokova = HRF · PT · CEFF = 0,575 · 401,68 · 0,4939 = 114,07 µm<br />
AHR obraštaj dna = 0,75 · AHR obraštaj bokova = 85,55 µm<br />
Ukupni obraštaj pred VIII dokiranje, 25 mjeseci 199,62 µm<br />
Godišnje vrijeme provedeno u luci PT (Port Time) iznosi na osnovu godišnjeg<br />
praćenja podataka: 4627,55 sati/24 = 192,81 dan odnosno 53% ukupnog vremena.<br />
PT 31 = 192,81 · 31/12 = 498,09 dana<br />
PT 25 = 192,81 · 25/12 = 401,68 dana<br />
CEFF 31 = 1,0 - [2,72/e z – 0,24(Z-1,0) 0,263 ] = 0,7317 (Z = 31/18)<br />
CEFF 25 = 1,0 - [2,72/e z – 0,24(Z-1,0) 0,263 ] = 0,4939 (Z = 25/18)<br />
Kao pretpostavljeni realni vijek trajanja odabran je period od 18 mjeseci.<br />
140
Za AV sustav zaštite, koji je bio između VII I VIII dokiranja, i normalno dalje<br />
predložen za aplikaciju, Hempel je predložio 7199B COMBIC TBT Free AV premaz koji je<br />
izrađen na osnovu parametara brzine od 13 uzlova, aktivnosti broda od 80% te intervala<br />
dokiranja od 30 mjeseci.<br />
Iz Dnevnika je vidljivo da nije postignuto vrijeme (PT= 53%), ni zahtijevana brzina,<br />
zbog sniženja učinka potpune AV zaštite. Stoga je pretpostavljeno da je obraštanje počelo 18<br />
mjeseci nakon dokiranja. Prigodom sva tri dokiranja primijećene su mjestimične nakupine<br />
algi na pojasu gaza i početak naseljavanja balanida na ravnoj plohi dna broda.<br />
Proračun ukupne hrapavosti, AHR U , µm<br />
Vrijeme praćenja<br />
Vrste hrapavosti, µm I II III IV V<br />
Početna hrapavost, AHR P 100 100 100 100 100<br />
Deterioracija(služba), AHR S 0 557 608 627 689<br />
Hrapavost uslijed dokiranja, AHR D 0 84 98 98 112<br />
Hrapavost uslijed obraštaja, AHR O 0 367 0 200 15<br />
Ukupna hrapavost AHR U , µm 100 1.108 806 1.025 916<br />
Učinak hrapavosti oplakane površine na povećani otpor trenja broda računa se iz<br />
koeficijenta trenja C S , ITTC 1978, prema formulama (6.1), te (6.3) do (6.13):<br />
C S = ∆C FS - ∆C FT<br />
∆C FS = koeficijent otpora trenja za brod u službi<br />
∆C FT = koeficijent otpora trenja za brod na pokusnoj plovidbi<br />
∆C FT = [1,05 (AHR P /L PP ) 1/3 – 0,64] · 10 -3<br />
∆C FT = [1,05 (100/220) 1/3 – 0,64] · 10 -3 = 0,167327 · 10 -3<br />
∆C FS = [1,05 (AHR U /L PP ) 1/3 – 0,64] · 10 -3<br />
∆C FS II = [1,05 (1.108/220) 1/3 – 0,64] · 10 -3 = 1,159816 · 10 -3<br />
∆C FS III = [1,05 (806/220) 1/3 – 0,64] · 10 -3 = 0,978675 · 10 -3<br />
∆C FS IV = [1,05 (1.025/220) 1/3 – 0,64] · 10 -3 = 1,113703 · 10 -3<br />
∆C FS V = [1,05 (916/220) 1/3 – 0,64] · 10 -3 = 1,049195 · 10 -3<br />
C S II = ∆C FS II - ∆C FT = (1,159816 - 0,167327) · 10 -3 = 0,992489 · 10 -3<br />
C S III = ∆C FS III - ∆C FT = (0,978675 - 0,167327) · 10 -3 = 0,811348 · 10 -3<br />
C S IV = ∆C FS IV - ∆C FT = (1,113703 - 0,167327) · 10 -3 = 0,946376 · 10 -3<br />
C S V = ∆C FS V - ∆C FT = (1,049195 - 0,167327) · 10 -3 = 0,881868 · 10 -3<br />
Povećanje snage uslijed hrapavosti<br />
141
∆P R = 0,05 · Ω -1 · ρ · S · V 3 · C S · 10 -3 , kW<br />
ρ = gustoća mora 1.025 kg/m 3<br />
S = oplakana površina 12.450 m 2<br />
V S = prosječna brzina u službi za puni gaz = 12,2 · 0,5144 = 6,27 m/s<br />
Ω = ukupni stupanj djelovanja propulzije 0,7<br />
∆P R II = 0,05 · 0,7 -1 · 1.025 · 12 450 · 6,27 3 · 0,992489 · 10 -3 = 2 230 kW<br />
∆P R III = 2 247 · 0,811348 = 1 823 kW<br />
∆P R IV = 2 247 · 0,946376 = 2 126 kW<br />
∆P R V = 2 247 · 0,881868 = 1.981 kW<br />
Porast snage: %<br />
ITTC 1978<br />
∆P R II /P = 32<br />
∆P R III /P = 26<br />
∆P R IV /P = 30<br />
∆P R V /P = 28<br />
Proračun porasta snage primjenom iskustvene aproksimacije (6.7)<br />
Elementi proračuna pri gazu T = 13,849 m:<br />
MCR = 10 000 kW<br />
SCR = 8 500 kW<br />
V T = brzina na pokusnoj plovidbi pri 8 500 kW = 14,5 uzlova<br />
P S = prosječna snaga u službi = 7 000 kW<br />
V S = prosječna brzina u službi = 12,2 uzlova<br />
P = C V 3 , kW<br />
P T = P 14,5 = C T · 14,5 3 = C T · 3.048,62 ; C T = 8.500 / 3.048,63 = 2,788<br />
3<br />
P 14,5 = 2,788 · V T<br />
P S =P 12,2 = C S · 12,2 3 = C S · 1815,8 ; C S = 7000 / 1815,8 = 3,854<br />
3<br />
P 12,2 = 3,854 · V S<br />
Smanjenje brzine: V T – V S = 14,5 – 12,2 = 2,3 uzla<br />
Postiziva brzina pri SCR i u vremenu praćenja stanja podvodnog dijela trupa:<br />
V SCR = (8500/3,854) 1/3 = 13 uzlova<br />
Razlika brzine: V SCR – V S = 13,0 - 12,2 = 0,8 uzla<br />
142
Dakle, treba utrošiti 1500/7000 = 21,4% više snage da bi se brzina povećala za 0,8<br />
uzla, odnosno 6,5%.<br />
Izvorna krivulja snage (pokusna plovidba): P 14,5 = 2,788 · V 3 i nova krivulja korigirana<br />
za manju brzinu: P 12,2 = 3,854 · V 3<br />
U užim područjima mijenja se samo koeficijent parabole dok je eksponent konstantan.<br />
MB Pelješac<br />
20000<br />
18000<br />
Ps = 3,854V 3<br />
16000<br />
14000<br />
Snaga (kW)<br />
12000<br />
10000<br />
8000<br />
Ptrial = 2,788V 3<br />
6000<br />
4000<br />
2000<br />
0<br />
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18<br />
Brzina<br />
(uzlovi)<br />
Sl. 6.4. MB Pelješac: Prikaz krivulje pokusne plovidbe i krivulje službe<br />
Teoretska snaga za postizanje prvobitne brzine:<br />
P = 3,854 · 14,5 3 = 11 750 kW<br />
Očito je da ovaj iznos daleko prelazi i maksimalnu moguću snagu (MCR= 10 000 kW)<br />
Računanje hrapavosti brodskog vijka<br />
Slično kao pri računanju hrapavosti oplakane površine trupa, i hrapavost vijka ima<br />
podjelu prema [9].<br />
APR ukupna = APR početna + APR služba + APR dokiranja + APR obraštaja , µm<br />
Prema preporuci ITTC 1978 pretpostavlja se da početna hrapavost (APR početna ) nije<br />
veća od 30 µm.<br />
APR službe , odnosno deterioracije, trebala bi se kretati oko 20 µm/godišnje.<br />
Pretpostavlja se da se finim brušenjem APR dokiranja smanjuje za 10 µm/dokiranju. To je<br />
u skladu s izvještajem o dokiranju MB Pelješac. (Propeler će se ispolirati za ISO klasu I,<br />
Rubert B).<br />
143
APR obraštaja se iskustveno uzima kao linearni prirast (0 - 1/3 opće hrapavosti) između<br />
dva dokiranja.<br />
Takav rast hrapavosti i oplakane površine i vijka je realan, što se vidi i u Dnevnicima.<br />
Računanje hrapavosti vijka<br />
APR U , µm<br />
Vrijeme praćenja<br />
I II III IV V<br />
Početna hrapavost, APR P 20 20 20 20 20<br />
Deterioracija(služba), APR S 0 332 362 373 410<br />
Hrapavost uslijed dokiranja, APR D 0 -60 - -70 -80<br />
Hrapavost uslijed obraštaja, APR O 10 111 0 124 15<br />
Ukupna hrapavost APR U 30 403 312 447 365<br />
Jedan od načina načina računanja porasta snage uslijed hrapavosti vijka [78]:<br />
∆P/P = 1,107 · (APR) 1/3 – 1,479 (APR >8 µm), %<br />
APR U , µm<br />
Vrijeme praćenja<br />
I II III IV V<br />
Ukupna hrapavost APR U 30 403 312 447 365<br />
∆P/P, [79] 1,96 6,69 6,03 6,98 6,43<br />
6.3.2. Motorni tanker Ist<br />
L oa<br />
L pp<br />
= 210,48 m<br />
= 203,00 m<br />
B = 48,00 m<br />
H = 18,00 m<br />
T A = 12,83 m (pokusna plovidba)<br />
T F = 12,80 m (pokusna plovidba)<br />
∆ = 96.100 t (pokusna plovidba)<br />
Glavni stroj: MAN B&W Diesel motor 4L80 MC, snage MCR = 10.300 kW pri<br />
79 min -1 , SCR = 8.460 kW pri 75 min -1<br />
Četverokrilni vijak: D = 8,0 m, P = 6,423 m<br />
Brzina na pokusnoj plovidbi V T = 14,58 uzlova pri P B = 8.460 kW i 75,5 min -1<br />
Računanje hrapavosti oplakane površine<br />
Vrijeme praćenja strojarskog dnevnika: 03/01/2002 - 19/04/2004 godine<br />
144
Početak službe: 03/1986. nakon 'nultog' dokiranja [79].<br />
U razdoblju praćenja brodskog dnevnika za vrijeme od dvije godine i 3 mjeseca brod<br />
je, od njegove navršene 16. godine, već bio u graničnoj dobi za rashod (sredinom 2005. je i<br />
rashodovan).<br />
Na dijagramu, Sl. 6.5, prikazana je brzina broda, broj okretaja vijka i dnevni potrošak<br />
goriva u vremenu od 808 dana. Kao što se vidi brzina vremenom neznatno oscilira, odnosno<br />
približno je konstantna, uslijed utjecaja samopolirajućeg AV premaza.<br />
Ta brzina u službi iznosi oko 12,0 uzlova uz približno 67 okr/min vijka, tj. oko 2,58<br />
uzla manje od brzine na pokusnoj plovidbi (V T ∼14,6 uzlova pri 75,5 min -1 ).<br />
Prema Dnevniku brod je proveo u plovidbi 213 dana godišnje (58,46%), pri srednjoj<br />
duljini relacije od 957 Nm i dnevnom potrošku od 30,0 tone goriva.<br />
Na dijagramu (6.5) prikazana je brzina broda, broj okretaja vijka te dnevni potrošak<br />
goriva u vremenu od 810 dana. Nije zabilježen pad brzine, koji bi inače proizašao uslijed<br />
povećavanja hrapavosti u službi, pa se može zaključiti da je odgovarajuće kompenziran<br />
samopolirajućim AV premazom.<br />
80<br />
brzina, uzl. gorivo, t/dan okr.vijka, o/min<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900<br />
dani nakon izlaska iz doka , od 82. do 890. dana<br />
Sl. 6.5. MT IST, Praćenje brzine, potroška goriva i okretaja vijka prema izvodu iz strojarskog<br />
Dnevnika, [76]<br />
145
Vrijeme praćenja:<br />
I - početno stanje, nakon primopredaje<br />
II - 18 mjeseci nakon V dokiranja = 186,5 mjeseci<br />
III - neposredno pred VI dokiranje = 191,5 mjeseci<br />
IV - 18 mj. nakon VI dokiranja = 209,5 mjeseci<br />
V - 19/06/04, neposredno pred VII dokiranje = 231,5 mjeseci<br />
AHR ukupna = AHR početna. + AHR služba + AHR dokiranja + AHR obraštaj , µm<br />
AHR P = 100 µm (pretpostavljeno)<br />
Dokiranja: ukupno 7<br />
I (05/88), II (01/91), III (01/94), IV (01/97), V (02/99, Livorno)<br />
VI (01/01, Livorno), VII (06/04, Livorno)<br />
Razmak između dva dokiranja iznosio je u prosjeku 28mjeseci. Vremenski razmak<br />
između VI i VII dokiranja je bio skoro punih 41 mjesec (dozvoljeno 36 + 3 mjeseca, uz<br />
zahtjev!).<br />
Hrapavost uslijed dokiranja, µm<br />
I: AHR DI = 0<br />
II: AHR DII = 5 · 14,00 = 70<br />
III: AHR DIII = 5 · 14,00 = 70<br />
IV: AHR DIV = 6 · 14,00 = 84<br />
V: AHR DV = 6 · 14,00 = 84<br />
Hrapavost uslijed službe (deterioracija, korozija, premazi, meh. oštećenja), µm<br />
AHR SI = 100 µm (pretpostavljeno)<br />
AHR SII = 18 mj. nakon V dokiranja = 186,5 mjeseci · 2,80 µm/mj. = 522<br />
AHR SIII = neposredno pred VI dokiranje 191,5 · 2,80 = 536<br />
AHR SIV = 18 mj. nakon VI dokiranja 209,5 mjeseci · 2,80 = 587<br />
AHR SV = 19/06/04 neposredno pred VII dokiranje= 231,5 · 2,80 = 648<br />
Procjena hrapavosti uslijed obraštanja je slijedeća:<br />
MT IST stalno plovi u Mediteranu pa je, prema tablici, odabran faktor obraštanja<br />
HRF= 0,575. Godišnje vrijeme provedeno u luci (PT) iznosi 151 dan, odnosno 41,5%<br />
ukupnog vremena.<br />
146
Za vrijeme V i VI dokiranja apliciran je AV premaz tvrtke SIGMA: Sigmaplane HB,<br />
SPC, Red. U izvještaju za oba dokiranja spominje se obraštaj, tako da je efekt biocida izostao.<br />
SIGMA i ostale tvrtke jamče da je AV sistem siguran u vremenu od 36 mjeseci, brzini ne<br />
manjoj od 13 uzlova i godišnjoj plovidbi broda od 80%. To je naročito bilo izraženo kod<br />
zadnjeg dokiranja, 41 mjesec nakon prethodnog. Osim toga, brzine su bile i u balastu ispod 13<br />
uzlova a u plovidbi je brod proveo 58,5% vremena.<br />
Prilikom VII dokiranja primijenjen je novi sistem premaza, SIGMA AV Ecofleet/Red-<br />
Brown. Kao i u prethodnom primjeru, oba AV premaza nisu pružila adekvatnu zaštitu od<br />
obraštanja. Međutim, visina odnosno iznos hrapavosti uslijed obraštaja nije se mjerila ni na<br />
ovom brodu. Prosječno vrijeme između dokiranja, uključivši posljednje, iznosilo je<br />
231,5/8 = 28,93 mjeseca s ekstremima upravo na zadnjim dokiranjima.<br />
Procjena hrapavosti uslijed obraštanja:<br />
V - VI dokiranje, 23 mjeseca<br />
AHR obraštaj bokova = HRF · PT · CEFF = 0,575 · 289,42 · 0,4097 = 68,18 µm<br />
AHR obraštaj dna = 0,75 · AHR obraštaj bokova 51,13 µm<br />
Ukupni obraštaj pred VI dokiranje, 23 mjeseca 119,31 µm<br />
VI - VII dokiranje, 40 mjeseci<br />
AHR obraštaj bokova = HRF · PT · CEFF= 0,575 · 503,33 · 0,8672 = 250,98 µm<br />
AHR obraštaj dna = 0,75 · AHR obraštaj bokova 188,23 µm<br />
Ukupni obraštaj pred VII dokiranje, 40 mjeseci 439,21 µm<br />
PT 23 = 151 · 23/12 = 289,42 dana<br />
PT 40 = 151 · 40/12 = 503,33 dana<br />
CEFF 23 = 1,0 - [2,72/e z – 0,24(Z - 1,0) 0,263 ] = 0,4097 (Z = 23/18)<br />
CEFF 40 = 1,0 - [2,72/e z – 0,24(Z - 1,0) 0,263 ] = 0,8672 (Z = 40/18)<br />
Realnim se može uzeti da je vijek AV premaza 18 mjeseci.<br />
147
Proračun ukupne hrapavosti AHR U , µm<br />
AHR U , µm<br />
Vrijeme praćenja<br />
I II III IV V<br />
Početna hrapavost, AHR P 100 100 100 100 100<br />
Deterioracija(služba), AHR S 0 522 536 587 648<br />
Hrapavost uslijed dokiranja, AHR D 0 70 70 84 84<br />
Hrapavost uslijed obraštaja, AHR O 0 0 119 0 439<br />
Ukupna hrapavost AHR U 100 692 825 771 1271<br />
Sl. 6.6. Porast ukupne hrapavosti za MT Ist, u razdoblju između V i VII dokiranja<br />
Na slici 6.6 prikazan je porast ukupne hrapavosti (AHR u ) prema gornjoj tablici za<br />
vremena između V i VI, te VI i VII dokiranja. Obraštanje bi trebalo početi 18 mjeseci nakon<br />
dokiranja.<br />
Vrijeme praćenja<br />
I - pri primopredaji broda = AHR u = 100 µm<br />
II - 185,6 mjeseci, AHR u = 692 µm<br />
III - 191,5 mjeseci, AHR u = 825 µm<br />
IV - 209,5 mjeseci, AHR u = 771 µm<br />
V - 231,5 mjeseci, AHR u = 1 271 µm<br />
Stanje V prikazano je na slici 6.6.<br />
148
Izračun učinka hrapavosti oplakane površine na povećani otpor trenja broda preko<br />
koeficijenta hrapavosti broda u službi C S .<br />
C S = ∆C FS - ∆C FT<br />
∆C FT = [1,05(AHR P /L PP ) 1/3 – 0,64] · 10 -3<br />
∆C FS = [1,05(AHR U /L PP ) 1/3 – 0,64] · 10 -3<br />
∆C FT = [1,05(100/203) 1/3 – 0,64] · 10 -3 = 0,189259 · 10 -3<br />
∆C FSII = [1,05 (692/203) 1/3 – 0,64] · 10 -3 = 0,94025 · 10 -3<br />
∆C FSIII = [1,05(825/203) 1/3 – 0,64] · 10 -3 = 1,035618 · 10 -3<br />
∆C FSIV = [1,05(771/203) 1/3 – 0,64] · 10 -3 = 0,959226 · 10 -3<br />
∆C FSV = [1,05(1271/203) 1/3 – 0,64] · 10 -3 = 1,295258 · 10 -3<br />
C SII = ∆C FSII - ∆C FT = (0,94025 - 0,189259) · 10 -3 = 0,750991 · 10 -3<br />
C SIII = ∆C FSIII - ∆C FT = (1,035618 - 0,189259) · 10 -3 = 0,846359 · 10 -3<br />
C SIV = ∆C FSIV - ∆C FT = (0,959226 - 0,189259) · 10 -3 = 0,769967 · 10 -3<br />
C SV = ∆C FSV - ∆C FT = (1,295258 - 0,189259) · 10 -3 = 1,105999 · 10 -3<br />
Povećanje snage uslijed hrapavosti<br />
∆P R = 0,05 · Ω -1 · ρ · S · V S3 · C S · 10 -3 , kW<br />
ρ = gustoća mora 1.025 kg/m 3<br />
S = oplakana površina 12.650 m 2<br />
V S = prosječna brzina u službi za puni gaz, m/s<br />
Ω = ukupni stupanj djelovanja propulzije = 0,7<br />
Očitano iz krivulje pokusne plovidbe:<br />
brzina V T snaga P T<br />
uzlovi<br />
kW<br />
12 4.450<br />
13 5.700<br />
14 7.350<br />
15 9.300<br />
Povećanje snage uslijed hrapavosti ∆P R , pri V = 12,0 uzlova<br />
∆P R II = 0,05 · 0,7 -1·1 025 · 12 650 · (12 · 0,5144) 3 · 0,750991 ·10 -3 = 1 636 kW<br />
∆P R II = 2 178 · 0,750991 = 1 636 kW (37%)<br />
∆P R III = 2 178 · 0,846359 = 1 844 kW (41%)<br />
149
∆P R IV = 2 178 · 0,769967 = 1 677 kW (37%)<br />
∆P R V = 2 178 · 1,105999 = 2 409 kW (54%)<br />
Povećanje snage ∆P R pri V = 13,0 uzlova<br />
∆P R II = 0,05 · 0,7 -1 · 1 025 · 12 650 · (13·0,5144) 3 · 0,750991 ·10 -3 = 2 080 kW<br />
∆P R II = 2 770 · 0,750991 = 2 080 kW (36%)<br />
∆P R III = 2 770 · 0,846359 = 2 344 kW (40%)<br />
∆P R IV = 2 770 · 0,769967 = 2 133 kW (37%)<br />
∆P R V = 2 770 · 1,105999 = 3 064 kW (54%)<br />
Povećanje snage ∆P R pri V = 14,0 uzlova<br />
∆P R II = 0,05 · 0,7 -1 · 1.025 ·12.650 · (14·0,5144) 3 · 0,750991 ·10 -3 = 2.600 kW<br />
∆P R II = 3.462 · 0,750991 = 2.600 kW (35%)<br />
∆P R III = 3.462 · 0,846359 = 2.930 kW (40%)<br />
∆P R IV = 3.462 · 0,769967 = 2.665 kW (36%)<br />
∆P R V = 3.462 · 1,105999 = 3.830 kW (52%)<br />
Povećanje snage ∆P R pri V = 15,0 uzlova<br />
∆P R II = 0,05 · 0,7 -1 ·1.025 · 12.650 · (15·0,5144) 3 ·0,750991 ·10 -3 = 3 195 kW<br />
∆P R II = 4 254 · 0,750991 = 3 195 kW (34%)<br />
∆P R III = 4 254 · 0,846359 = 3 600 kW (39%)<br />
∆P R IV = 4 254 · 0,769967 = 3 275 kW (35%)<br />
∆P R V = 4 254 · 1,105999 = 4 705 kW (50%)<br />
Tablica 6.1 Povećanje snage uslijed hrapavosti, za vrijeme praćenja Dnevnika, u odnosu na<br />
uvjete pokusne plovidbe<br />
Vrijeme praćenja II III IV V<br />
AHR, µm 692 825 771 1.271<br />
C S · 10 -3 0,750991 0,846359 0,769967 1,105999<br />
V P ∆P R II ∆P R III ∆P R IV ∆P R V<br />
uzlovi kW kW<br />
12 4 450 1 636 1 844 1 677 2 409<br />
13 5 700 2 080 2 344 2 133 3 064<br />
14 7 350 2 600 2 930 2 665 3 830<br />
15 9 300 3 195 3 600 3 275 4 705<br />
150
Tablica 6.2 Snage u službi P S , kao zbroj snage u uvjetima pokusne plovidbe P T i povećanja<br />
snage uslijed hrapavosti ∆P R<br />
V P T P S II P S III P S IV P S V<br />
uzlovi kW kW<br />
12 4 450 6 086 6 294 6 127 6 859<br />
13 5 700 7 780 8 044 7 833 8 764<br />
14 7 350 9 950 10 280 10 015 11 180<br />
15 9 300 12 495 12 900 12 575 14 005<br />
Snaga u službi može se približno izračunati i na osnovu potroška goriva. Prema<br />
Dnevniku prosječni dnevni potrošak goriva iznosio je oko 30 t. Uz pretpostavljeni specifični<br />
potrošak oko 180 g/kWh (MAN B&W Diesel motor 4L80 MC, godina proizvodnje 1985,<br />
nakon 18 godina službe), dolazi se do kočene snage<br />
P B = 30 / 0,18 · 24 · 10 -3 = 6 900 kW<br />
Pretpostavivši srednju snagu u službi, iz gornje tablice, P S = 6 200 kW , razlika od<br />
700 kW bi se mogla pripisati utjecaju vjetra i mora. Ipak, ti ključni podatci manjkaju iz<br />
Dnevnika pa se točno kvantificiranje spomenutih utjecaja ne može napraviti.<br />
Naravno, u proračunu nije uzet u obzir otpor vjetra i valova.<br />
Proračun porasta snage primjenom iskustvene aproksimacije (6.7)<br />
Elementi proračuna pri gazu T = 12,645 m:<br />
MCR = 10 000 kW<br />
SCR = 8 460 kW<br />
V T = 14,58 uzlova<br />
V S = prosječna brzina u službi za puni gaz = 12,0 uzlova<br />
P = C ⋅ V 3<br />
P T = C T · 14,58 3 = C T · 3.099,36 , C T = 8.460 / 3.099,36 = 2,729<br />
3<br />
P 14,58 = 2,729 · V T<br />
Međutim, stroj ne razvija SCR = 8 460 kW nego oko 6 900 kW, pa je nova krivulja<br />
kubna parabola slijedećih karakteristika:<br />
3<br />
P S = P 12 = C S ⋅V S = C S ⋅ 12 3 = C S ⋅ 1728 , C S = 6900 / 1728 = 3,993<br />
3<br />
P 12 = 3,993 · V S<br />
Smanjenje brzine: 14,58 – 12,00 = 2,58 uzla (17,7%)<br />
Najveća brzina koja se pri SCR = 8460 kW može postići iznosi:<br />
(8460/3,993) 1/3 = 12,84 uzla.<br />
151
Uspostavljanje izvorne brzine od 14,58 uzlova iziskivalo bi snagu: 3,993 · 14,58 3 =<br />
12 375 kW, što premašuje maksimalnu trajnu snagu MCR = 10 300 kW.<br />
Pri snazi MCR, pak, postiziva brzina iznosi: (10300/3,993) 1/3<br />
= 13,7 uzlova.<br />
Podrazumijeva se da nakon dvadesetak godina službe, uz opću deterioraciju, glavni stroj ne<br />
razvija izvornu snagu MCR.<br />
MT Ist<br />
20000<br />
18000<br />
Ps = 3,993V 3 Ptrial = 2,729V 3<br />
16000<br />
14000<br />
12000<br />
snaga, kW<br />
10000<br />
8000<br />
6000<br />
4000<br />
2000<br />
0<br />
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18<br />
brzina, uzlov i<br />
Sl. 6.7 MT IST: Prikaz krivulje pokusne plovidbe i krivulje službe<br />
Računanje hrapavosti brodskog vijka<br />
APR U , µm<br />
Vrijeme praćenja<br />
I II III IV V<br />
Početna hrapavost; APR P 20 20 20 20 20<br />
Deterioracija (služba); APR S 0 311 319 349 386<br />
Hrapavost uslijed dokiranja; APR D 0 -50 -50 -60 -60<br />
Hrapavost uslijed obraštaja; APR O 10 104 0 116 15<br />
Ukupna hrapavost APR U : 30 385 289 425 361<br />
Gubitak snage zbog hrapavosti vijka:<br />
∆P/P · 100%= 1,107 · (APR) 1/3 – 1,479 (APR >8 µm)<br />
APR U , µm<br />
Vrijeme praćenja<br />
I II III IV V<br />
Ukupna hrapavost APR U : 30 385 289 425 361<br />
∆P/P · 100% 1,96 6,57 5,83 6,84 6,40<br />
152
Apsorpcija snage<br />
Maksimalna trajna snaga MCR = 10 300 kW pri 79 min -1 , uz odgovarajući moment<br />
T MCR = 9,555⋅P/N = 9,555⋅10300/79 = 1246 kNm. Snaga SCR = 8 460 kW apsorbirana je pri<br />
75,5 min -1 , uz postignutu brzinu od V T = 14,58 uzlova. I dok snaga od 8 460 kW iznosi<br />
82%MCR, moment T SCR doseže 86% momenta T MCR , tj. T SCR /T MCR = 1071/1246 = 0,86, što<br />
upućuje na 'preteški' vijak. I doista, na pokusnoj plovidbi pri nominalnom broju okretaja od<br />
79 min -1 vijak absorbira 9 690 kW, tj. 94%MCR. Ispravno bi bilo da u uvjetima pokusne<br />
plovidbe vijak absorbira snagu SCR ili, pošto je ona nešto niže odmjerena, snagu koja se kreće<br />
oko 85%MCR, nipošto ne preko 90%MCR. Dakle, može se zaključiti da je vijak projektiran<br />
'preteškim', što će se nepovoljno odraziti na <strong>rad</strong> motora u službi [81], [82].<br />
Brzine nakrcanog broda u službi kretale su se od 11,6 do 12,6 uzlova, tipično oko 12<br />
uzlova, pri srednjem broju okretaja od 69 min -1 , dnevnom potrošku goriva oko 30 t i snazi oko<br />
6 900 kW, uz specifični potrošak goriva oko 180 g/kWh. I dok se prividni slip s A na pokusnoj<br />
plovidbi kretao oko 7%, u službi je prelazio 16%, što je uglavnom posljedica porasta<br />
hrapavosti podvodnog dijela broda. Jako sniženom brzinom vrtnje vijka – čak za 10 min -1<br />
manje od nominalnih - zacijelo se nastojalo izbjeći preveliki pad omjera snage i brzine vrtnje<br />
P/N, inače bi se realni broj kretao oko 76 min -1 . Spomenuti omjer P/N pri MCR iznosi 130, pri<br />
SCR na pokusnoj plovidbi 112, a u službi se spustio na P/N = 6900/69 = 100 kWmin.<br />
Napokon preniska snaga u službi, iznoseći svega 67%MCR, nepovoljno utječe na <strong>rad</strong> motora,<br />
poglavito na izgaranje, ispiranje i ispušnu emisiju, uz povišeni specifični potrošak goriva.<br />
6.4. Moguće direktne uštede<br />
Godišnji je prirast hrapavosti 30-40 µm kod dobro održavanog broda. Na to se<br />
superponira i dodatno ohrapavljenje u doku kao i privremeno ohrapavljenje uslijed obraštanja.<br />
Porast hrapavosti iziskuje godišnje povećanje snage za otprilike 3%, da bi se zadržala<br />
izvorna brzina.<br />
Prosječni porast potrošnje goriva između dva dokiranja od 18 mjeseci iznosi između<br />
5-10%.<br />
Održavanje designirane brzine u službi, općenito, iziskuje povećavanje snage,<br />
odnosno posezanje za njenom rezervom. Praktički to znači povremeno približavanje, ili<br />
dosezanje maksimalne trajne snage MCR. U praksi se to osobito događa kod putničkih i<br />
containerskih brodova, gdje se strogo respektira red plovidbe, da bi se izbjeglo plaćanje<br />
153
odštete za eventualno kašnjenje. Zadržavanje iste snage, uglavnom SCR, npr. tankeri i brodovi<br />
za rasuti teret, podrazumijeva pad brzine u eksploataciji broda.<br />
Stalni razvoj AV premaza povećava upravo dramatično, granice djelotvornosti: od<br />
izvještaja [83], gdje se izrijekom spominje povećanje potroška goriva uslijed obraštaja u<br />
iznosu od 50% u prvih 100 dana na sva četiri broda koja su se razmatrala, do današnjih AV i<br />
FRC premaza sa zajamčenim vijekom trajanja i do 5 godina. Očuvanje intaktne osnovne<br />
površine, odnosno AC premaza, osnovni je preduvjet za nanošenje daljnjih slojeva AV<br />
premaza.<br />
Ipak, govoreći o današnjim AV premazima (silikonski, i najnoviji s mikrovlaknima,<br />
tek su primijenjeni na vrlo malom broju brodova), vijek trajanja AV premaza iznosi najviše<br />
do 36 mjeseci. Naime, 80% vremena u plovidbi s brzinama iznad 13 uzlova, što uvjetuju<br />
proizvođači premaza, nije lako postići. U svakom slučaju, i Pelješac i Ist imali su, vrlo<br />
zamjetljiv obraštaj kao i oštećenja do golog metala na području pojasa gaza.<br />
Koji su mogući potezi, odnosno odluke brodara, u takvoj situaciji?<br />
Izbor AV premaza, koji je postojao između 1970-tih godina do kraja minulog stoljeća,<br />
danas je sveden na dvije temeljne skupine: klasične samopolirajuće premaze s neškodljivim<br />
biocidima i najnoviju generaciju silikonskih i s mikrovlaknima. Otpali su kopolimeri na bazi<br />
kositra i reaktivirajući premazi.<br />
Dakle, u izboru, nakon približno 4 godine službe broda suočeni smo s hrapavošću reda<br />
veličine 250 µm, odnosno porastu snage za 12,5% ili 25% nakon osme godine pri hrapavosti<br />
od 450 µm. (Sl.6.7)<br />
Ostaje odluka o izboru: a) nastaviti s t<strong>rad</strong>icionalnim sustavima AC i AV zaštite,<br />
tzv.interventnim touch up popravcima (AC) prigodom svakog dokiranja te standardnim AV<br />
premazima, ili b) odluka da se <strong>rad</strong>ikalnim izborom pjeskarenja hrapavost ublaži i približi<br />
početnoj. To više nije 100 µm nego negdje između 125 µm i 175 µm, ovisno o godini odluke<br />
da se priđe takvom zahvatu (npr. četvrte ili osme godine).<br />
Najčešće se ne poduzima ništa, vodeći se pravilom najmanjih ulaganja. Tako nastaju<br />
situacije opisane na primjerima brodova Pelješac i Ist.<br />
Na slici 6.8 vidljiv je porast snage pri održanju brzine, tj. povećani potrošak goriva,<br />
podrazumijevajući da je to još moguće. Točke A i B predstavljaju stanje oplate nakon četvrte,<br />
odnosno osme godine. Točka C daje stanje površine nakon pjeskarenja. Točka E pokazuje<br />
stanje nakon četiri godine pri standardnim (Long Life) AV premazima, a točka E stanje pri<br />
SPC AV premazima. Prikazani postotci (12,5 i 25) dani su kao približni na osnovi velikog<br />
broja norveških brodova [84].<br />
154
Sl. 6.8. Prikaz porasta snage pri održanju brzine, uz povećani potrošak goriva, [84].<br />
Prema Tabeli 6.3 vidi se da bi tijekom eksploatacije, a najmanje jednom za života<br />
broda, trebalo izvršiti temeljito pjeskarenje oplate i apliciranje novog premaza, najčešće<br />
sistemom: <strong>rad</strong>ionički premaz, 20 µm + 3 × 80µm AC + 2 × 125µm AV. S današnjim stanjem<br />
tehnologije, taj sistem premaza traje od 5 do 7 godina.<br />
Ovisno o stanju podvodnog dijela broda to znači da se u slučaju intaktne površine tj.<br />
očuvanog AC sloja samo obnavlja AV premaz. Naravno, najranjiviji je pri tome pojas gaza<br />
koji zaslužuje potpuno drugi tretman. Nadalje, dobro održavanje vijka zahtijeva poliranje<br />
površine čak i u međudokiranjama. Potonje je nužno, jer u suprotnom, neredovito poliranje<br />
vijka može uzrokovati nemjerljive štete, koje su svakako u velikom nesrazmjeru s cijenom<br />
poliranja.<br />
U nižim područjima hrapavosti (oko 30 µm), što je ujedno i standard AHR-a prilikom<br />
isporuke novog vijka, stupanj djelovanja vijka pada za 0,2%/1 µm povećanja hrapavosti.<br />
Porastom hrapavosti za, primjerice daljnjih 27 µm (novi APR = 57 µm) smanjio bi stupanj<br />
djelovanja za 0,2 · 27 = 5,4%.<br />
Zanimljivo je da kod visoke obraštenosti vijka, u području od 650 – 1 300 µm, dakle<br />
pri razlici od 650 µm, hrapavost zamjetno manje utječe na stupanj djelovanja vijka tj.<br />
0,015%/1 µm povećanja hrapavosti. Prema tome, zbog razlike od 650 µm, stupanj djelovanja<br />
vijka pasti će za 0,015 · 650 = 9,75%.<br />
Dakle, usporedimo li stupnjeve pada djelovanja pri nižim i višim iznosima hrapavosti<br />
APR, znatno je veći efekt kod nižih hrapavosti, i preko 13 puta (0,2/0,015 = 13,33). Stoga je<br />
važno, od samog početka, održavati vijak čistim i glatkim.<br />
155
Tablica 6.3. Prikaz tretmana OPB za nekoliko brodova<br />
Ref. [79] [86] [83] [76] [83] [81]<br />
Značajke Container Prinosilac Panama× BC BC Pelješac VLCC MT Ist<br />
DW, t 22 000 1 890 60 000 71 229 280 000 71 279<br />
L PP , m 178,00 85,32 265,00 220,00 314,00 203,00<br />
V S /V S1 ,uzl. 22 / 21 15,5/13,7 14,5 / 11,6 14,58 / 12,0<br />
S FB+VS , m 2 6 220 1 572 5 500+6 950=12 450 12 800+13 000=25 800 6 820+5 830=12 650<br />
MCR, kW 18 650 10 000 pri 90 min -1* 10 300 pri 79 min -1**<br />
SCR, kW 15 850 2 390 8 500 8 460<br />
Gorivo, t/d 125 10 50 29 120 30<br />
Plovidba, dana/g. 230 250 300 171,19 300 213<br />
Hrapavost, µm<br />
Početna, AHR O<br />
125<br />
Služba,AHR S1<br />
175<br />
Služba, AHR S2 395<br />
125<br />
4g.:250>125<br />
8g.:450>125<br />
Ušteda snage 11,78% 34,8% 12,5% u 4 g. ≡ 1875 t<br />
25% u 8 g. ≡ 3750 t<br />
Godišnji trošak HO 8 625 000 750 000 4 500 000<br />
03/2007: 300 USD/t USD USD<br />
USD<br />
Ušteda na gorivu 1 016 000 215 517 562 500<br />
prve godine<br />
1 125 000<br />
USD<br />
Trošak pjeskarenja Sa 2½<br />
+ primer + 3 × 80 µm AC<br />
+ 2 × 125 µm AV<br />
+ vijak (početni + 3 god.)<br />
18,5 · 6220 =<br />
115 070<br />
USD<br />
18,5 · 1.572 =<br />
29 082<br />
USD<br />
600 000<br />
USD<br />
100<br />
806-1108 (17-20,5 g.)<br />
Prijedlog: 450>175<br />
I g. 13,4% = 207 831<br />
II g. 12,5% = 193 872<br />
III g. 11,6% = 179 914<br />
IV g. 10,8% = 167 506<br />
Ukupno 749 123 USD<br />
Vijak 4,5%=69 800USD<br />
125<br />
4g.: 250>125<br />
4g.: 450>125<br />
12,2% 12,5% u 4 g. ≡ 4500 t<br />
25% u 8 g. ≡ 9000 t<br />
1 489 350<br />
11 250 000<br />
USD<br />
USD<br />
1 350 000<br />
2 700 000<br />
240 000<br />
USD<br />
1 200 000<br />
USD<br />
100<br />
692-1271 (16-18,5)<br />
358-175 (prijedlog)<br />
11,2%<br />
1 917 000<br />
USD<br />
I g. 11,5,% = 220 455<br />
II g. 10,6% = 203 202<br />
III g. 9,8% = 187 866<br />
IV g. 9,1% = 174 447<br />
Ukupno 785 970 USD<br />
Vijak 4,1%=76 000 USD<br />
243 500<br />
USD<br />
*3.Maj-Sulzer,4RLA90<br />
**UljanikMANB&W 4L80MC<br />
156
6.4.1. Moguće intervencije u praksi<br />
Uštede za MB Pelješac, na kojemu se moglo primijeniti rješenje ob<strong>rad</strong>be površine<br />
prema programu: Sa 2 ½ + Primer + 3 × 80µm AC + 2 × 125µm AV, nakon nepunih 9,5<br />
godina službe bile bi kako slijedi.<br />
Smanjenje brzine nakon 246 mjeseci službe:<br />
V T – V S = 14,5 – 12,2 = 2,3 uzla, tj. ∆V = 2,3/246 = 9,35 ·10 -3 uzla/mjesečno (pretpostavljen je<br />
linearni pad brzine)<br />
Pad brzine pred IV dokiranje: ∆V = 113 mjeseci · 9,35 · 10 -3 = 1,05 uzla.<br />
Slijedi: V S IV = V T –∆V = 14,5 – 1,05 = 13,45 uzlova.<br />
Gubitak snage uslijed hrapavosti, prema formuli ITTC 1978<br />
∆P R = 0,05 · Ω -1 ·ρ · S · V 3 ·C S ·10 -3 , kW<br />
∆P R = 0,05 · 0,7 -1 · 1,025 · 12.450 · (13,45 · 0,5144) 3 · 0,367187 ·10 -3 = 1 136 kW<br />
Računanje hrapavosti:<br />
AHR službe = 113 · 2,8 = 316 µm<br />
AHR dokiranje = 3 · 14 = 42 µm<br />
AHR ukupno = 358 µm<br />
Izvorna hrapavost od oko 100 µm ne može se uspostaviti, ali je realno očekivati 175 µm<br />
∆C FS1 = [1,05 (175/220) 1/3 – 0,64] · 10 -3 = 0,332884 · 10 -3<br />
∆C FS2 = {1,05 [(100+358)/220)] 1/3 – 0,64} · 10 -3 = 0,700071 · 10 -3<br />
C S = ∆C FS - ∆C FT = 0,367187 · 10 -3<br />
Ušteda snage nakon ob<strong>rad</strong>be vijka pri hrapavosti APR 158 µm:<br />
APR = 113/12 · 20 – 3 · 10 = 158 µm<br />
∆P/P · 100% = 1,107 · (APR) 1/3 – 1,479<br />
∆P/P · 100% = 1,107 · (158) 1/3 – 1,479 = 4,5 %<br />
Potrošak goriva<br />
DFC novi brod = SFC · SCR · 24 = 178 · 8500 · 24 · 10 -6 = 36,3 t/d<br />
DFC služba = SFC · P S · 24 = 180 · 7000 · 24 · 10 -6 = 30,2 t/d<br />
Godišnji trošak<br />
AFC = DFC · ST · C<br />
AFC novi brod = 36,3 · 171,19 · 300 = 1 864 260 USD<br />
157
AFC služba = 30,2 · 171,19 · 300 = 1 550 980 USD<br />
C = cijena teškog goriva HO = 300 USD/t (03/2007)<br />
ST = vrijeme u plovidbi, dana godišnje<br />
Iznos od 13,4% (1 136 kW/8 500 kW) predstavlja smanjenje troška za gorivo za prvu<br />
godinu nakon tretmana oplakane površine.<br />
Računajući da ovaj sustav premaza jamči djelovanje oko 4 godine, uz godišnje<br />
smanjenje od približno 7% (neminovni popravci oštećenja AC/AV premaza), iduće tri godine<br />
uštede na gorivu bile bi slijedeće: ≈ 12,5% , 11,6% i 10,8 %.<br />
([79] navodi taj postotak uz trajanje od 6 godina)<br />
Trošak ob<strong>rad</strong>be površine (458 µm na 175 µm (pjeskarenje Sa 2 1/1 + Primer+ 3 ×<br />
80 µm AC + 2 × 125 µm AV) = 18,60 USD/m 2 · 12 450 = 231 570 USD<br />
Trošak ob<strong>rad</strong>be vijka 3700 +3 (god.)·1500<br />
= 8 200 USD<br />
Ukupno ≈ 240 000 USD<br />
Ušteda na gorivu prve godine: Oplakana površina; 13,4%: 207 831 USD<br />
Vijak 4,5%:<br />
69 794 USD<br />
Ukupno ≈ 280 000 USD<br />
Očito je da će taj trošak već početkom iduće godine biti potpuno nadoknađen.<br />
Detaljni proračun uštede goriva dan je u Tablici 6.3<br />
Uštede za MT IST<br />
Primjenom rješenja ob<strong>rad</strong>be površine prema programu: Sa 2 ½ + Primer + 3 × 80µm<br />
AC + 2 × 125 µm AV, nakon 8 godina službe, uštede bi bile kako slijedi:<br />
Smanjenje brzine nakon 231,5 mjeseci službe:<br />
V T – V S = 14,58 – 12,0 = 2,58 uzla, tj. ∆V = 2,58/231,5 = 1,114 ·10 -3 uzla/mjesečno<br />
(pretpostavljen je linearni pad brzine)<br />
Pad brzine pred III dokiranje: ∆V = 96 mjeseci · 1,114 · 10 -3 = 1,069 uzla.<br />
Slijedi: V S III = V T –∆V = 14,58 – 1,069 = 13, 5 uzlova.<br />
Gubitak snage uslijed hrapavosti<br />
∆P R = 0,05 · Ω -1 ·ρ · S · V 3 ·C S ·10 -3 , kW<br />
∆P R = 0,05 · 0,7 -1 · 1,025 · 12.650 · (13, 5 · 0,5144) 3 · 0, 313751 ·10 -3 = 973 kW<br />
158
Računanje hrapavosti:<br />
AHR službe = 96 · 2,8 = 269 µm<br />
AHR dokiranje = 2 · 14 = 28 µm<br />
AHR ukupno = 297 µm<br />
Izvorna hrapavost od oko 100 µm ne može se uspostaviti, ali je realno očekivati<br />
175 µm<br />
∆C FS1 = [1,05 (175/203) 1/3 – 0,64] · 10 -3 = 0,359317 · 10 -3<br />
∆C FS2 = {1,05 [(100+297)/203)] 1/3 – 0,64} · 10 -3 = 0,673068 · 10 -3<br />
C S = ∆C FS2 - ∆C FS1 = 0,313751 · 10 -3<br />
Ušteda snage nakon ob<strong>rad</strong>be vijka pri hrapavosti APR 130 µm:<br />
APR= 96/12 · 20 – 3 · 10 = 130 µm<br />
∆P/P · 100% = 1,107 · (APR) 1/3 – 1,479<br />
∆P/P · 100%= 1,107 · (130) 1/3 – 1,479= 4,1 %<br />
Potrošak goriva<br />
DFC novi brod = SFC · SCR · 24 = 178 · 8500 · 24 · 10 -6 = 36,3 t/d<br />
DFC služba = SFC · P S · 24 = 180 · 6 900 · 24 · 10 -6 = 30 t/d<br />
Godišnji trošak<br />
AFC = DFC · ST · C<br />
AFC novi brod = 36,3 · 213 · 300 = 2 319 570 USD<br />
AFC služba = 30 · 213 · 300 = 1 917 000 USD<br />
C = cijena teškog goriva, HO = 300 USD/t (03/2007)<br />
ST = vrijeme u plovidbi, dana godišnje<br />
Iznos od 11,5% (973 kW/8 460 kW) predstavlja smanjenje troška za gorivo za prvu<br />
godinu nakon tretmana oplakane površine<br />
Računajući da ovaj sustav premaza sigurno djeluje bar 4 godine, uz godišnje<br />
smanjenje od približno 7% (neminovni popravci oštećenja AC/AV premaza), iduće tri godine<br />
postotci ušteda na gorivu bile bi slijedeći: 10,6%, 9,8% i 9,1 %.<br />
([79] navodi taj postotak uz trajanje od 6 godina)<br />
159
Trošak ob<strong>rad</strong>be površine AHR= 400 µm (300+100) na 175 µm:<br />
(pjeskarenje Sa 2 1/1 + Primer+ 3 × 80 µm AC + 2 × 125 µm AV) =<br />
18,60 USD/m 2 · 12 650 m 2 = 235 290 USD<br />
Trošak ob<strong>rad</strong>be vijka 3700 +3 (god.)·1500<br />
= 8 200 USD<br />
Ukupno ≈ 244 000 USD<br />
Ušteda na gorivu prve godine: Oplakana površina; 11,5%: 220 455 USD<br />
Vijak 4,1%:<br />
78 600USD<br />
Ukupno ≈ 300 000 USD<br />
Očito je da će taj trošak već početkom iduće godine biti potpuno nadoknađen.<br />
Detaljni proračun uštede goriva dan je u Tabeli 6.3<br />
6.5. Određivanje intervala dokiranja – referentni proračun<br />
Broj i učestalost intervala dokiranja broda tijekom eksploatacijskog perioda u službi u<br />
najvećoj mjeri ovisi o poslovnoj strategiji brodovlasnika. Kao prosudbeno mjerilo<br />
brodovlasniku koriste raspoloživi podatci transformirani u operativnu ekonomičnost broda.<br />
Prije pojave visokodjelotvornih AV premaza, glavni razlog dokiranja broda u službi bio je<br />
obraštaj. Brodovi su se u pravilu izvlačili jednom godišnje, i češće, zbog prestanka djelovanja<br />
biocida iz AV premaza. Uvođenjem tehnologije novih AC i AV premaza znatno je<br />
produljeno vrijeme međudokiranja. Tako je druga generacija visokodjelotvornih premaza na<br />
bazi kositra produljila djelotvornost od obraštaja i do 60 mjeseci.<br />
Međutim, zabrana uporabe kositra u AV premazima i povratak na kompozicije s<br />
bakrom, zatekla je brodare i proizvođače premaza. U vrlo kratkom roku bilo je potrebno<br />
vratiti se klasičnim, manje djelotvornim premazima, mahom na bazi bakrenih spojeva ili prići<br />
TBT zamjenama (AV na bazi bakra s posebnim, tzv. booster pojačalima za biocide) odnosno<br />
u najnovije vrijeme premazima na bazi silikona i mikrovlakana.<br />
Ipak, u za relativno kratko vrijeme, uspjelo se najnovijim AV premazima bez kositra<br />
(tzv. TBT Free SPC) ponovno dostići trajnost i do 60 mjeseci, naravno uz pretpostavku<br />
pridržavanja uvjeta (vrijeme u plovidbi i brzina).<br />
Realna djelotvornost AV premaza od 36 mjeseci u skladu je s dozvoljenim rokovima<br />
za dokiranje Klasifikacijskih društava, odnosno najviše 36 mjeseci + 3 mjeseca(uz dozvolu)..<br />
Međutim opći model izračuna optimalnog intervala dokiranja za svaki tip broda, na<br />
bilo kojoj ruti, unutar sasvim različitog režima i tehnologije održavanja, nije realan. Limitirani<br />
broj varijabli koje su osnova predviđanja optimalnog perioda dokiranja, međutim, nerijetko su<br />
160
i ograničenja za brodovlasnika i za posadu broda. Stoga je sasvim razumljiv zahtjev za<br />
stalnom raz<strong>rad</strong>bom evaluacije postojećih formula, s naglaskom na nepouzdanosti nekih od<br />
polaznih varijabli koje nude 'dobru' ili 'lošu' procjenu.<br />
Neovisno o cehovskom kriteriju kvalitete broda, današnji kategorički imperativ<br />
procjene profitabilnosti uvijek je prevaga svakom pokušaju težnje za optimumom.<br />
Različiti pristup definicije optimalnog dokiranja temelji se na individualnoj odluci<br />
vrednovanja slijedećih varijabli:<br />
- cijena dokiranja,<br />
- cijena goriva,<br />
- dnevna potrošnja goriva,<br />
- broj dana u luci/plovidbi,<br />
- tipiziranost operacije u alternativnom uvjetu konstantne brzine ili snage,<br />
- stanje oplakane površine trupa,<br />
- predviđena dinamika porasta hrapavosti,<br />
- predviđeni obraštaj i njezin učinak na snagu ili brzinu,<br />
- vijek trajanja AV premaza,<br />
- vozarine,<br />
- izgubljene dobiti.<br />
Sl. 6.9. Definicija optimalnog dokiranja [77]<br />
161
Definiciju optimalnog dokiranja najlakše se može predočiti preko krivulje koja je<br />
zbroj dviju krivulja. Jedna od njih raste s protjecanjem vremena dok druga opada. Krivulja<br />
porasta (A), predstavlja izgubljenu dobit obzirom da brod ne donosi za<strong>rad</strong>u dok je izvan<br />
pogona. [77] Krivulja B predstavlja troškove dokiranja i svih <strong>rad</strong>ova.<br />
Za primjer je navedeno i brušenje (reaktiviranje) AV premaza kojima se nastojalo<br />
produljiti vijek trajanja biocida (danas više nisu u uporabi). Zbroj ordinata krivulja A i B,<br />
izražen je hiperbolnom krivuljom C. Optimalno vrijeme za dokiranje leži na minimumu<br />
krivulje C.<br />
Praćenje troškova goriva najčešće se iskustveno provodi preko tzv. faktora goriva<br />
(K) [85]<br />
K = ∆ 2/3 · V / DFC (6.14)<br />
To se i danas smatra pouzdanim pokazateljem potroška goriva vezanog za promjene<br />
istisnine i brzine.<br />
Označimo li V i brzinu broda nakon dokiranja, a V t kao brzinu nakon nekog vremena<br />
(t), u ovom slučaju pred dokiranje, onda će izgubljeni pređeni put biti:<br />
S =<br />
t<br />
∫<br />
0<br />
( V −V<br />
)dt<br />
i<br />
Ova udaljenost pomnožena sa srednjom nosivošću (DWT) predstavlja izgubljeni<br />
teretni kapacitet koji, pomnožen s vozarinom, daje i financijski efekt.<br />
Tako godišnji gubitak dana, kod tankera IST, preko razlike brzina iznosi:<br />
Idealni slučaj: 213 dana · 24 h · 14,5 uzl. = 74 124 Nm<br />
Stanje nakon 96 mjeseci (III dok.) 213 · 24 · 13,5 uzl. = 69 012 Nm<br />
Razlika 5 112 Nm<br />
5112/24/14,5 = 14,68 dana, odnosno 14,68/213 = 6,9%<br />
Idealni slučaj: 213 dana · 24 h · 14,5 uzl. = 74.124 Nm<br />
Stanje nakon 231,5 mjeseci (VII dok.) 213 · 24 · 12,0 uzl. = 61 344 Nm<br />
Razlika 12 780 Nm<br />
12 780/24/14,5= 36,72 dana odnosno 36,72/213 = 17,2%<br />
t<br />
Za ilustraciju načina računanja optimalnog dokiranja koristit ćemo podatke iz<br />
brodskog dnevnika MB Pelješac:<br />
- vrijeme plovidbe (PT): 4108.56 sati =171,19 dana<br />
- vrijeme plovidbe kroz 24 mjeseca (PT 24 ) = 171.19 · 24 / 12 = 342.38 dana<br />
- trajnost AV premaza: 18 mjeseci<br />
162
- predviđeno vrijeme dokiranja: 24 mjeseca<br />
- predviđeni faktor obraštaja: 0,575 [3]<br />
Računanje hrapavosti:<br />
- početna hrapavost 100 µm<br />
- porast hrapavosti uslijed deterioracije, 106 mjeseci · 2,8 = 297 µm<br />
- porast hrapavosti uslijed dokiranja, 3 · 14 µm = 42 µm<br />
= 440 µm<br />
- akumulirana visina hrapavosti od obraštaja tijekom pola godine (razlika<br />
dokiranja nakon 24 mjeseca): AHR obraštaja = 131 µm.<br />
Veličina hrapavosti, primjerice neposredno prije VIII dokiranja, izračuna se iz izraza:<br />
AHR obraštaj bokova = HRF · PT · CEFF = 0,575 · 342,38 · 0,4597 = 90,50 µm<br />
AHR obraštaj dna = 0,75 · AHR obraštaj bokova = 40,72 µm<br />
Ukupni obraštaj pred VIII dokiranje,(24 mjeseca): 131,22 µm<br />
CEFF 24 = 1,0 - [2,72/e z – 0,24(Z-1,0) 0,263 ] = 0,4597 (z = 24/18)<br />
MB Pelješac pred IV dokiranje: AHR S = 440 µm<br />
AHR obraštaja = 131 µm<br />
AHR ukupna = 571 µm<br />
Koeficijent porasta otpora za AHR deterioracije<br />
∆C FS = [1,05 (AHR S /L PP ) 1/3 – 0,64] · 10 -3 = [1,05 (440/220) 1/3 – 0,64] · 10 -3 = 0,682917 · 10 -3<br />
Koeficijent porasta otpora za AHR obraštanja<br />
∆C FU = [1,05 (AHR U /L PP ) 1/3 – 0,64] · 10 -3 = [1,05 (571/220) 1/3 – 0,64] · 10 -3 = 0,80298 · 10 -3<br />
Porast koeficijenta otpora zbog obraštanja u odnosu na referentni porast otpora<br />
C S = ∆C FU - ∆C FS = (0, 80298 - 0, 682917) · 10 -3 = 0,120063 · 10 -3<br />
Modificirana formula (ŠILOVIĆ i FANCEV) za optimalno vrijeme dokiranja broda<br />
uslijed obraštaja [83]. U izvornoj formuli navodi se povećanje troška goriva za 50% uslijed<br />
obraštaja u prvih 100 dana.<br />
163
Danas, primjenom visokodjelotvornih AV premaza taj je faktor decimiran. Stoga je<br />
faktor obraštaja (h 100 ) zamijenjen s h dokiranja koji se izračuna iz ITTC formule za porast faktora<br />
snage:<br />
T opt. = 14,14 [C D / f P · DFC · h dokiranja · C HO ] ½ , dani (6.15)[83]<br />
T opt.<br />
C D<br />
f P<br />
= 14,14 [240 000 / 0,47 · 32,2 · 0,0431 · 300] ½ = 495 dana<br />
= redovna cijena dokiranja: 240 000 (USD)<br />
= učestalost plovidbe = 0,47; (f p = 171,19 d/g = 47% godišnje)<br />
DFC = dnevni potrošak goriva = 32,2 t<br />
C HO<br />
= cijena goriva = 300 USD/t<br />
h 100 > h dokiranja = 4,31 %<br />
∆P R = 0,05 · Ω -1 · ρ · S · V 3 · C S · 10 -3 kW<br />
∆P R = 0,05 · 0,7 -1 · 1,025 · 12.450 ·(13,5 ·0,5144) 3 · 0,120063 · 10 -3 = 367 kW<br />
∆P R /P S = 367/ 8500 = 4,31%<br />
Odabrani iznos postotka porasta snage h D = 4,31%:<br />
Drugu modificiranu formulu za optimalni interval dokiranja, u kojoj se operira samo s<br />
faktorom obraštaja, nude SENTIĆ I FANCEV [86]:<br />
T OPT = (% P E) /P S · f obraštaja , dani (6.16)<br />
T OPT<br />
= 100 · 0,431 · P E / 0,125 · 0,8 · P S = 431 dana<br />
(%P E ) = prirast snage do koje se tolerira obraštaj;<br />
0,431%: korigirana vrijednost prema primjeru iz prve formule (6.15)<br />
P EF = izračun po jednoj od metoda; pretpostavka za izračun: P EF = 0,80 P S<br />
f obraštaja [dnevni porast otpora trenja (%)]<br />
Taylor, Denny: 0,5 %<br />
Brit. Admiralitet: 0,25 % odnosno 0,5% (topla mora)<br />
Brard: 0,125 %<br />
Navedimo i treću formulu [87]:<br />
T OPT.<br />
C D<br />
T OPT. = [200 · C D / h D · AFC + t 2 ] 1/2 (6.17) [87]<br />
= [200 · 240 000/ 0,125 · 1 489 353 +18 2 ] 1/2 = 718 dana<br />
= ukupni troškovi dokiranja 240 000 USD<br />
164
AFC = godišnji trošak goriva (čisti, neobrašteni brod) = 171,19 · 32,2 · 300<br />
= 1 653 695 USD<br />
h D<br />
t<br />
= porast otpora (snage) u jedinici vremena nakon dokiranja…....0,125<br />
= vrijeme djelovanja AV premaza ………………………... 18 mjeseci<br />
Rezultati za optimalno dokiranje, iz triju formula, pokazuju vidna odstupanja: 495,<br />
431 i 718 dana.<br />
Nadalje, upitan je i stupanj pouzdanosti promjenljivih varijabli. Primjerice, unutar<br />
europskih zemalja cijene dokiranja, kao i cijene boravka u doku, razlikuju se i dvostruko.<br />
Osim toga nepredviđeni <strong>rad</strong>ovi tijekom dokiranja, koji se intenziviraju sa starošću broda,<br />
često su kriterij za izbor doka.<br />
Tako, premda jedno brodog<strong>rad</strong>ilište u usporedbi s drugim može imati zamjetno višu<br />
cijenu aplikacije AC i AV premaza, prednost povoljnijih uvjeta za drugu vrstu <strong>rad</strong>ova,<br />
(primjerice obnovu cca 500 t čelične konstrukcije MB Pelješac), može odlučiti o odabiru<br />
doka.<br />
Stoga će i viša cijena aplikacije AC i AV premaza dati druge ulazne parametre za<br />
optimalno dokiranje.<br />
Niz drugih formula za period optimalnog dokiranja obuhvaća vozarine, izgubljenu<br />
dobit i druge ekonomske parametre [83]. Ali, i u ovim slučajevima ponovo se susrećemo s<br />
varijablama od kojih se neke i dnevno mijenjaju.<br />
Najveći je prijepor, ipak, različito tretiranje važnosti pojedinih varijabli pri poslovnim<br />
odlukama. Dok jedan brodar kategorički odbija nisku razinu dobiti, drugi je još uvijek<br />
sporazuman takvu prihvatiti.<br />
Slučaj bi mogli do krajnosti pojednostavniti tvrdnjom da postoje tri grupe brodara (a<br />
tako i charter tvrtke): najprofitabilniji kupuju isključivo nove brodove, intenzivno ih koriste 3-<br />
5 godina i dalje prodaju; druga grupa ih kupuje i ima tijekom cijelog vijeka službe, a treća<br />
grupa kupuje brodove pred kraj službe. Moguće su i kombinacije, osobito druge i treće grupe<br />
(Naše tvrtke imaju i nove brodove i brodove na kraju službe) Međutim svima je zajedničko da<br />
<strong>rad</strong>e, ili bi trebali <strong>rad</strong>iti, s profitom. Ipak, svaki od njih unutar vlastite poslovne politike<br />
pouzdano ostvaruje dobit. Pitanje je samo kriterija uspješnosti odnosno iznosa koji pojedine<br />
brodare zadovoljava..<br />
Pridržavanje standarda održavanja broda redovitim ritmom dokiranja, ovisi o brojnim<br />
faktorima. Ipak, konjunktura na tržištu i financijska moć brodovlasnika ključne su prevage<br />
poslovne politike dokiranja broda.<br />
165
6.6. Zaključak<br />
Temeljem ekspertize podataka iz brodskih dnevnika MT Ist i MB Pelješac, kao i<br />
pregledom brojnih referentnih podataka brodova u službi, artikulirali su se nužni preduvjeti za<br />
snižavanje efekta hrapavosti na eksploatacijska svojstva broda:<br />
1. Rezultati iz brodskih dnevnika<br />
Rezultati su bazirani na točnim izvještajima iz brodskih dnevnika, uz slijedeće<br />
napomene:<br />
- podaci o vremenskim uvjetima<br />
- dnevnici se rutinski pišu s nepotpunim podatcima,<br />
- izostaju očitanja snage s torziometra,<br />
- bilježe se pogreške u prevaljenim putovanjima,<br />
- nema podataka za AHR.<br />
Objašnjenje za izostanak podataka za AHR je razumljivo s motrišta da se hrapavost<br />
mjeri isključivo na zahtjev znanstvenih institucija uz privolu brodarske kompanije. K tomu,<br />
postupak mjerenja je dugotrajan i ne može se izvoditi tijekom uobičajenog remonta u doku<br />
(čišćenje, pranje VT pumpama, premazivanje, remont strojnog kompleksa itd.)<br />
2. Vrijeme boravka broda u luci<br />
Nema razloga za katkad i trostruko veće vrijeme istovara prema utovaru (točnije<br />
boravka u lukama istovara) što bitno mijenja vrijeme putovanja. Tako se vrijeme u plovidbi<br />
između 250 -320 dana godišnje, kao bitni ekonomski kriterij pozitivnog poslovanja, u pravilu<br />
ne postiže. Osim toga, produljeno vrijeme boravka u lukama znatno pogoduje obraštaju.<br />
3. Podatci o padu brzine, odnosno o porastu standardne snage<br />
Podatci se moraju ažurirati i evidentirati, budući da su bitni elementi tehnoekonomskog<br />
modela proračuna.<br />
Broj izgubljenih dana, koji se neminovno odražavaju na poslovanje, bitno se povećava<br />
s godinama službe. Primjerice MT Ist: sa 17,19 dana (8,07%), nakon 96 mjeseci plovidbe s<br />
brzinom od 13,33 uzla na 41,42 dana (19,45%), nakon 231,5 mjeseci plovidbe i brzinom od<br />
11,68 uzla.<br />
166
4. Primjenjivati standardne metode za mjerenje hrapavosti OPB i hrapavost<br />
vijka<br />
Treba naglasiti da je i hrapavost vijka jedan od bitnih uzroka snižavanju brzine.<br />
Eliminiranje hrapavosti vijka brušenjem neravnina i poliranjem nerazmjerno je jeftinije od<br />
efekta koji uzrokuje hrapavost.<br />
Obzirom na relativno male površine nužno je učestalo čišćenje PVC četkama preko<br />
hidromotora, premda bi aplikacija silikonskih FRC premaza (Foul-Release Coating) bilo<br />
optimalno, ali i zamjetno skuplje rješenje.<br />
5. Tretirati pojas gaza kao iznimno veliku površinu izloženu hrapavosti<br />
Oplakana površina pojasa gaza posebno je velika kod brodova za rasuti teret i tankera:<br />
mehanička oštećenja, lučki odbojnici, vožnja kroz led, sidreni lanci, remorkeri, često kidaju<br />
AC i AV premaz i do golog čelika, s trenutnim djelovanjem progresivne rupičaste korozije.<br />
Izbor AC i AV premaza za područje gaza, otpornih na efekte abrazije i obraštaj važan je<br />
element tehno-ekonomskog promišljanja.<br />
6. Iz grupe istih brodova treba raspolagati s točnim podatcima o AHR barem<br />
jednog broda<br />
Mjerenje mora izvoditi odgovorna i dobro uvježbana ekipa. Stalna izvješća koja se<br />
šalju upravama brodara, glede loše provedene aplikacije premaza - neočišćena podloga,<br />
nepogodni <strong>rad</strong>ni uvjeti, niske temperature, visoka vlažnost, vjetar, veliko rasipanje premaza,<br />
nestručna <strong>rad</strong>na snaga, prekratko vrijeme <strong>rad</strong>ova, često preklapanje s ostalim <strong>rad</strong>ovima u doku<br />
(npr. izmjena propelerne osovine i pjeskarenje) - nalaze se praktički u svim izvještajima.<br />
7. Jasna vizija brodovlasnika na održavanje broda u odnosu na vijek službe<br />
U slučaju korištenja punog vremenskog perioda od 15-20 godina službe nužno je<br />
najmanje dva puta tijekom službe sniziti opću hrapavost (preporuka: kad AHR dosegne cca<br />
500 µm) :<br />
- prvi put nakon 4-6 godina, snižavanjem AHR-a u područje od 100-150 µm,<br />
- drugi put nakon 10-12 godina, snižavanjem AHR-a u područje od 130-175 µm.<br />
8. Razmak dokiranja povećan je s nekadašnjih 12 mjeseci na 2-3 godine.<br />
Vijek AV premaza praktički je danas usklađen sa zahtjevima Klasifikacijskih društava<br />
(36 + 3 mjeseca), premda su uvjeti proizvođača glede djelotvornosti AV premaza (80%<br />
vremena u službi i brzini iznad 13 uzlova) rijetko ispunjeni.<br />
167
AV premaz jamči zaštitu od obraštaja kod većine brodova kroz period od 12-18<br />
mjeseci. Krivulja na dijagramu je istog oblika, ali s početkom pada brzine u vremenu od 12-<br />
18 mjeseci. [88]<br />
Sl. 6.10. Prikaz pada brzine nakon dokiranja [88]<br />
9. Pramčani dio pojasa gaza<br />
Budući da je to najizloženiji dio oplakane površine broda, treba obratiti posebnu<br />
pozornost. Zanimljiva je spoznaja da se sustavom ob<strong>rad</strong>be (pjeskarenje i aplikacija AC i AV<br />
premaza) četvrtine prednjeg dijela OPB postiže smanjenje za trećinu ukupnog otpora broda.<br />
Stoga bi zahvat, poput prethodnoga, trebalo ponavljati barem svake četiri godine. [89]<br />
10. Usporedba proračuna gubitka snage uslijed hrapavosti i višekriterijalnog<br />
matematičkog modela poslovanja broda<br />
Prikazani proračun gubitka snage uslijed hrapavosti s popratnim efektima (6)<br />
predstavlja klasični pristup računanja pojednostavljenog tehnoekonomskog modela.<br />
Razvojem višekriterijalnog matematičkog modela, u idućem poglavlju (7), prikazan je<br />
preko modela optimizacije novi Tehnoekonomski model poslovanja koji brodaru omogućuje<br />
praćenje idealiziranog poslovanja broda kroz čitavi životni vijek od (pretpostavljeno) 20<br />
godina.<br />
Računalni program koji slijedi u poglavlju 7 znatno proširuje izbor ciljeva (optimizira<br />
broj putovanja, maksimizira profit, optimizira broj dokiranja te omogućava izbor optimalnih<br />
AV premaza) te kvantificira izlučivanje bakra iz antivegetativnih premaza ovisno o odabranoj<br />
strategiji poslovanja.<br />
168
7. PRIMJENA METODE VIŠEATRIBUTNE SINTEZE U OPTIMIRANJU<br />
PROJEKTA POSLOVANJA BRODA<br />
7.1. Postavke za poslovanje broda<br />
Poslovanje broda složen je i kompleksni posao. Odgovornost i snošenje operativnih<br />
troškova prvenstveno zavisi o načinu na koji se vodi poslovanje broda. Pored osnovnog tipa<br />
gdje brodovlasnik snosi sve troškove (i rizike), postoje još četiri tipa tzv. brodarskih ugovora<br />
(charterparties), kako slijedi [90], [91]:<br />
- Zakup praznog broda (Bareboat Charter)<br />
- Brodarski ugovor na vrijeme (Time Charter)<br />
- Zakup broda s brodovlasnikovom posadom (Demise Charter)<br />
- Brodarski ugovor na putovanje (Voyage Charter)<br />
1. Bareboat charter<br />
2. Time charter<br />
3. Demise charter<br />
4. Voyage charter<br />
5. Vlastito poslovanje<br />
kapitalni troškovi dnevni troškovi troškovi putovanja troškovi prekrcaja<br />
tereta<br />
otplata kredita<br />
kamate<br />
takse<br />
profit<br />
posada<br />
provijant<br />
održavanje<br />
popravci<br />
osiguranje<br />
administracija<br />
gorivo<br />
lučke usluge<br />
piloti<br />
remorkeri<br />
prolaz kroz kanale<br />
itd<br />
ukrcaj/iskrcaj<br />
odštetni zahtjevi<br />
itd<br />
brodovlasnik<br />
charterer<br />
brodovlasnik<br />
charterer<br />
brodovlasnik daje samo posadu<br />
charterer<br />
brodovlasnik<br />
charterer<br />
brodovlasnik<br />
Sl. 7.1 Prikaz brodograđevnih ugovora i načina poslovanja, [90], [91].<br />
Uobičajeno prikazivanje poslovanja prati fiksne odnosno kapitalne troškove (cijena<br />
broda vezano na otplate kredita s kamatama, takse itd.) i operativne troškove poslovanja.<br />
Vrlo je česta podjela troškova poslovanja u tri grupe: dnevni troškovi tzv. hladni<br />
pogon, troškovi putovanja i troškovi pri manipulaciji teretom (Slika 7.1.)<br />
169
7.2. Podloge za kreiranje tehnoekonomskog modela u procesu optimiranju projekta<br />
poslovanja broda<br />
U ovom tehnoekonomskom modelu je razmatran osnovni tip isključivo vlastitog<br />
poslovanja broda, gdje brodovlasnik snosi svu odgovornost i troškove.<br />
Prikazani tehnoekonomski model prati idealizirano poslovanje broda kroz čitavi<br />
životni vijek od (pretpostavljeno) 20 godina ili T EXP =175 200 sati.<br />
Eksploatacijski vijek broda T EXP<br />
T<br />
EXP<br />
∆T<br />
=<br />
gdje je<br />
M<br />
( m)<br />
∑∑<br />
m= 1 k = 1<br />
K<br />
K<br />
( m)<br />
( k,<br />
m)<br />
( m) = T ( k,<br />
m)<br />
∑<br />
k = 1<br />
T<br />
=<br />
M<br />
∑<br />
m=<br />
1<br />
∆T<br />
( m)<br />
k = 1,2.....K mx - Indeks putovanja -<br />
K(m) - Broj putovanja na ruti LR između (m-1) i m dokiranja.<br />
m = 1,2.....M mx - Indeks dokiranja<br />
M - Broj dokiranja u T EXP periodu eksploatacije broda..<br />
( k m)<br />
T , - Vrijeme trajanja k-tog putovanja unutar faze između (m-1) i m<br />
( k m)<br />
dokiranja<br />
T , se sastoji od pojedinih faza putovanja između luke A i luke B (i povratka) prema<br />
obrascu T ( k,<br />
m) T ( k m)<br />
7<br />
∑<br />
= gdje su obuhvaćena četiri moguća ciklusa (čekanja, utovar/<br />
j=<br />
1<br />
j<br />
,<br />
/istovar, plovidbe, i dokiranje) prema tablicama 7.1. i 7.2.:<br />
Tako je prema Tablici 7.1, u periodu između bilo koja dva dokiranja, zabilježen shematski<br />
prikaz mogućih operacija:<br />
Tablica 7.1 Shematski prikaz mogućih operacija<br />
j 1 2 3 4 5 6 7<br />
i Operacija Čekanje(A) Utovar(A) PlovidbaA→B Istovar(B) Čekanje(B) PlovidbaB→A Dokiranje<br />
1 Čekanje xxxxxxxx<br />
2 Utovar(A) xxxxxxxx<br />
3 PlovidbaA→B xxxxxxxx<br />
4 Istovar(B) xxxxxxxx<br />
5 Čekanje(B) xxxxxxxx<br />
6 PlovidbaB→A xxxxxxxx<br />
7 Dokiranje xxxxxxxx<br />
170
Ukupno vrijeme u Tablici 7.1.:<br />
∆ T<br />
=<br />
7<br />
∑<br />
i=<br />
1<br />
Tablica<br />
7.1<br />
[ i,<br />
j]<br />
Tablica 7.2 Shematski prikaz trajanja pojedinih operacija<br />
vrijeme operacija unos opis<br />
čekanje u luci A ili ispred luke (pretpostavka<br />
T<br />
1<br />
( k,<br />
m)<br />
van službe (A) zadano<br />
48 sati) ...izbor brodovlasnika**<br />
(pretpostavka 24 sata) ...izbor<br />
T<br />
2<br />
( k,<br />
m)<br />
utovar, luka A zadano<br />
brodovlasnika**<br />
( k m)<br />
T<br />
3<br />
, plovidba A → B<br />
( k m)<br />
( k m)<br />
funkcija<br />
hrapavosti* v − ∆v<br />
( k m)<br />
T<br />
L<br />
R<br />
A<br />
Ckonst<br />
+ C<br />
= L 3<br />
R<br />
, η.<br />
SCR<br />
var ijabi ln i<br />
T<br />
4<br />
, istovar, luka B zadano (pretpostavka 24 sata) ...izbor brodovlasnika<br />
T<br />
5<br />
,<br />
čekanje u luci A ili ispred luke (pretpostavka<br />
van službe (B ) zadano<br />
48 sati) ...izbor brodovlasnika **<br />
( k m)<br />
T<br />
6<br />
, plovidba B → A<br />
( k m)<br />
funkcija<br />
T<br />
7<br />
, dokiranje zadano<br />
* vidi Poglavlje 7.5.(4)<br />
** vidi Poglavlje 7.5.(3)<br />
hrapavosti* v − ∆v<br />
( k m)<br />
T<br />
L<br />
R<br />
B<br />
Ckonst<br />
+ C<br />
= L 3<br />
R<br />
, η.<br />
SCR<br />
var ijabi ln i<br />
Izbor: 120 sati ili 240 sati (uobičajena<br />
vremena) **<br />
L R<br />
- Odabrana duljina rute, Nm<br />
Plovidbe A → B / B → A: Vrijeme ovisno o izboru tri udaljenosti (1 000 Nm, 5 000 Nm<br />
i 10 000 Nm) i kontinuiranom padu brzine zbog povećanja hrapavosti<br />
oplakane površine<br />
η - Ukupni stupanj djelovanja propulzije = 0,7<br />
SCR - Trajna snaga u službi, kW<br />
V T<br />
∆ V (k,m)<br />
V S<br />
- Izvorna, početna brzina, uzlovi<br />
- Pojašnjenje izraza za smanjenje brzine:<br />
Trenutna brzina u službi V S = V T - ∆ V (k,m), uzlovi<br />
- Trenutna brzina u službi V S = [SCR· η· C TS -1 ] 1/3 , uzlovi<br />
() t<br />
() t<br />
Tijekom eksploatacije broda odvija se kontinuirani pad brzine od izvorne V T do<br />
trenutne brzine u službi V S , koja brzina je referentna za izračun vremena trajanja putovanja.<br />
( k m)<br />
Tako se u vremenskoj ovisnosti dobivene formule za vremena putovanja T ( k,<br />
m)<br />
3<br />
i<br />
T<br />
6<br />
, računaju na osnovu ulaznih parametara iz priložene tablice 7.3. (gdje se nalaze<br />
171
podaci o modelu problema koji se ne mijenjaju za vrijeme analize a zadaje ih korisnik na<br />
početku analize) i koeficijenata otpora:<br />
Tablica 7.3 Prikaz glavnih ulaznih parametara za odabrani brod<br />
Prikaz glavnih parametara odabranog<br />
broda<br />
oznaka dimenzija<br />
Glavne dimenzije<br />
duljina Lpp m<br />
širina B m<br />
visina H m<br />
gaz<br />
nakrcani TA m<br />
balast TB m<br />
Tip broda: Tanker<br />
nosivost DWT t<br />
istisnina D t<br />
Površine<br />
oplakana površina S m 2<br />
površina poprečnog nadvodnog presjeka AT m 2<br />
Brzina<br />
na pokusnoj plovidbi vt uz<br />
u službi<br />
vs<br />
Snaga<br />
na pokusnoj plovidbi SCR kW<br />
maksimalna MCR kW<br />
u službi PS kW<br />
djeotvornost poriva<br />
η<br />
Koeficijente otpora određujemo preko uobičajenog izraza[92]<br />
C TS = (1+k)C FS + C R + ∆C F (t) + C AAS (7.1)<br />
uz izmjenu oznaka ∆C F (t)= C varijabilni (t),<br />
Koeficijent ukupnog otpora C TS dijeli se na stalni i promjenljivi dio:<br />
C TS = C konst + C varijabilni (t) (7.2)<br />
C konst = (1+k)C FS + C R + C AAS<br />
Koeficijent ukupnog otpora C TS određuje se preko parametara iz Tablice 7.3:<br />
C TS = SCR· η·V -3 kWuzl -3 (7.3)<br />
Koeficijent stalnog otpora C konst dobije se iz razlike koeficijenata ukupnog otpora i<br />
koeficijenta početnog otpora:<br />
172
C konst = C TS - C F(0) (7.4)<br />
Računanje početnog koeficijenta C F(0) , podrazumijeva izvornu hrapavost oplakane<br />
površine, neposredno nakon primopredaje broda. Za današnje novog<strong>rad</strong>nje, opća je hrapavos<br />
reda veličine oko 100 µm. Uz taj podatak i uz pomoć parametara iz Tablice 7.3. dolazimo do<br />
koeficijenta početnog otpora:<br />
C F(0) = 0,5 · ρ · S · 0,5144 3 · [1,05 (AHR j=0 /LPP) 1/3 -0,64] ·10 -3 (7.5)<br />
- AHR j=0 = 100 µm<br />
Promjenljivi dodatak na hrapavost za brod u službi, bit će svakako u ovisnosti o<br />
ukupnoj općoj hrapavosti:<br />
∆C FS = [1,05 (AHR UKUPNI /LPP) 1/3 -0,64] ·10 -3 (7.6)<br />
Podroban opis računanja ukupne hrapavosti AHR, predstavljene sumom svih<br />
hrapavosti (početne, hrapavosti uslijed dokiranja, hrapavosti uslijed u službi te hrapavosti<br />
uslijed biološkog obraštaja) prikazan je u poglavlju 7.8.1. (4) odnosno u tablicama 7.14 –<br />
7.17.<br />
Izračunom dodatka na hrapavost dolazimo i do podatka za promjenljivi dio otpora:<br />
C varijabilni (t) = 0.5 · ρ · S · 0,5144 3 · ∆C FS (7.7)<br />
ρ - gustoća mora = 1 025 kg/m 3<br />
S - oplakana površina, m 2<br />
Na taj način, preko funkcije hrapavosti i poznate duljine rute dobije se i vrijeme<br />
plovidbe:<br />
T(k,m) = L R / V S = L R [SCR· η· C -1 TS ] -1/3 (7.8)<br />
T(k,m) =<br />
v<br />
T<br />
L<br />
− ∆v<br />
R<br />
A<br />
Ckonst<br />
+ C<br />
= L 3<br />
R<br />
, η.<br />
SCR<br />
( k m)<br />
var ijabi ln i<br />
Podroban opis računanja ukupne hrapavosti AHR, predstavljene sumom svih<br />
hrapavosti (početne, hrapavosti uslijed dokiranja, hrapavosti uslijed u službi te hrapavosti<br />
uslijed biološkog obraštaja) prikazan je u poglavlju 7.8.1. (4) odnosno u tablicama 7.14 –<br />
7.17.<br />
Dokiranje: nakon n plovidbi(putovanja) unutar maksimalnog vremenskog razmaka od 36+3<br />
mjeseca, prema dozvoli Registra. Predviđeno trajanje dokiranja iznosi 120 ili<br />
240 sati, ovisno o vrsti zaštite oplakane površine broda ili 120 sati za samo<br />
pregled (class only).<br />
Unutar računalnog programa moguće je mijenjanje svakog ciklusa.<br />
U skladu s gornjim ciklusima (Tablica 7.2) definirani su i pogonski (operativni) troškovi:<br />
173<br />
( t)<br />
(7.9)
1. ukupni operativni troškovi tijekom stajanja (izvan luke) (gorivo, posada,<br />
održavanje)<br />
2. ukupni operativni troškovi tijekom boravka u luci (gorivo, posada, održavanje,<br />
lučke i špediterske usluge, remorkeri, peljari, utovar/iskrcaj tereta)<br />
3. ukupni operativni troškovi tijekom plovidbe(gorivo, posada, održavanje, pristojbe<br />
(peljarenje, kanali, itd)<br />
4. izbor troškova održavanja oplakane površine brodskog trupa (Poglavlje 7.8.1. (5);<br />
Tablice 7.18 – 7.23) :<br />
4.1. Standardno održavanje (A): (Tip 1, 2, 3 ili 4) + troškovi boravka u doku (A)<br />
4.2. Pjeskarenje i aplikacija novog AK i AV sustava premaza; održavanje (B):<br />
(Tip 1, 2, 3 ili 4) + troškovi boravka u doku (B)<br />
Zbog naglaska na predmet <strong>rad</strong>a, troškovi održavanja oplakane površine posebno su<br />
izdvojeni iz troškova održavanja broda.<br />
Ukupni troškovi poslovanja jednaki su zbroju:<br />
- stalnih troškova (investicijskih ili kapitalnih) s osiguranjima<br />
- ukupnih operativnih troškova (1-4)<br />
Prihodi su bazirani na vozarinama, prema uobičajenim plovnim rutama.<br />
Za<strong>rad</strong>a se definira razlikom prihoda i operativnih troškova<br />
7.3. Strategija održavanja ovisno o dozvoljenoj razini zagađenja tj. ispuštanja<br />
biocida u okoliš<br />
Nakon apsolutne zabrane aplikacije AV TBT premaza (vijek trajanja tih premaza<br />
ističe krajem 2007 godine), danas se na tržištu nalazi nekoliko tipova hibridnih i TBT Free<br />
AV premaza. Ti proizvodi sadrže bakar i bakrene spojeve kao osnovne biocide. Udio FRC<br />
premaza (bez biocida) danas je neznatan zbog visoke cijene, ali bilježi postojani rast.<br />
Osnovno pravilo koje vrijedi tj. da je dozvoljeno sve što nije zabranjeno (pod tim se<br />
misli na stupanj otrovnosti biocida) daje brodovlasniku punu slobodu da rabi premaze visoke<br />
djelotvornosti, što ujedno znači i maksimalnog stupnja zagađenja okoliša ako je to jamstvo<br />
dovoljno duge zaštite od obraštaja. Kako je ekonomski kriterij jedino mjerodavan, ne postoji<br />
etička svijest ili mehanizam koji bi prisilio brodare da koriste manje otrovne AV premaze.<br />
Dvije su osnovne strategije održavanja tijekom života broda:<br />
A - strategija bez ograničenja na izlučivanje biocida<br />
174
C - strategija bez izlučivanja biocida<br />
Uvađanjem treće strategije B, pruža se mogućnost brodaru, da primjenom odluka<br />
institucija ili vlastitom svijesti o okolišu, nakon određenog perioda (T), aplicira premaze koji<br />
ne ispuštaju biocide (FRC). Pri tome, predmnijeva se da su u prvo vrijeme korišteni AV<br />
premazi s biocidima.<br />
Za strategiju B, odabran je period (T) u trajanju od 10 godina, upravo na polovici<br />
života broda, no, ono može biti bilo koje vrijeme unutar 20 godina. Što je kraće vrijeme<br />
predviđanja strategije to i prognoze poslovanja mogu biti preciznije. Vjerojatno bi<br />
petogodišnji period planiranja predstavljao optimum za ocjenu poslovanja.<br />
Nije nužno da se novi FRC premaz primijeni na polovici života broda kako je to<br />
prikazano na Sl.7.2. To se može dogoditi prije ili poslije, ovisno o vremenu uvjetovanja<br />
zabrane primjene AV premaza.<br />
Zagađenje µg/(cm 2 dan)<br />
Strategija bez ograničenja na<br />
izlučivanje (A)<br />
Strategija bez izlučivanja u<br />
drugom periodu (B)<br />
Strategija bez izlučivanja u oba<br />
perioda (C)<br />
T1=10 T2=20 t [godine]<br />
Sl. 7.2. Strategije pri projektiranju dokiranja (primjer: T1=10, T2=20)<br />
Izlučivanje bakrenih spojeva iz odabranog AV premaza:<br />
Izbor današnjih AV premaza prema vijeku trajanja zaštite odnosno izlučivanju<br />
biocida:<br />
-AV 24: dokiranje nakon 24 mjeseca; ukupno 10 dokiranja (20 god/ 2god=10 dok.)<br />
-AV 36: dokiranje nakon 36 mjeseca; ukupno 6 ili 7 dokiranja (20 god/ 3god=6 ili 7 dok.)<br />
-AV 60: dokiranje nakon 60 mjeseca; ukupno 4 dokiranja (20 god/ 5god=4 dok.)<br />
175
Računajući prosječno dokiranje svakih 2,5 godine, može se približno odrediti i ukupno<br />
ispuštanje bakrenih spojeva iz AV premaza. Tako, na osnovu 8 (=20/2,5) dokiranja tijekom<br />
eksploatacije broda, izvršit će se i 8 premazivanja. Primijenjeni premazni sustav (SIGMAkatalog)<br />
slijedećih je svojstava (Data Sheets) [93]:<br />
- Sigma AV sustav zaštite- Sigmaplane Ecol HA 5294<br />
- debljina suhog filma (DFT) =250 µm= 2 × 125 µm, sa zaštitom od 36<br />
mjeseci<br />
- stvarni utrošak AV premaza za aplikaciju dva naliča: 1,1 l/m 2<br />
- gustoća AV premaza: ρ = 1,92 kg/dm 3<br />
- jedinična masa AV premaza: 1,92 x 1,1 = 2,112 kg/ m 2<br />
Primjerice, aplicirana količina AV premaza za oplakanu površinu jednog Suezmax<br />
tankera (Alan) (kasnije podrobnije analiziran) iznosi:<br />
19 000 m 2 · 2,112 = 40 128 kg/ dokiranju<br />
- masa potrošenog AV premaza, nakon 8 dokiranja, kroz 20 godina= 321 t<br />
Kao osnova za kvantifikaciju izlučivanja bakra iz AV premaza upotrebljene su dvije<br />
usporedbene krivulje recentnih AV premaza, Sl 7.3. [94]:<br />
Sl. 7.3. Usporedbene krivulje izlučivanja bakra (µg/ cm 2 / danu) iz AV SPC TBT free premaza<br />
i zadnje generacije novih konvencionalnih CDP premaza, [94]<br />
176
Korištenjem usporedbenih krivulja (Sl.7.3) metodom ekstrapolacije, kreirane su<br />
krivulje izlučivanja bakra nakon aplikacije u doku za tri AV premaza različitog vremena<br />
trajanja (24, 36 i 60 mjeseci), prema Sl. 7.4.<br />
Kako letalna doza (MIC) na bazi bakrenih spojeva, iznosi 10 µg/ cm 2 / danu, to su i<br />
presjecišta krivulja tako određena da je biocid upravo iscrpljen na točkama: 24 mjeseca (730<br />
dana); 36 mjeseca (1 095 dana) i 60 mjeseci (1 824 dana). Iscrpljivanjem biocida iz AV<br />
premaza počinje obraštaj.<br />
Sl. 7.4. Krivulje izlučivanja bakra iz tri AV premaza tijekom vremena,<br />
Integriranjem površine pod krivuljom, slijedeći dinamiku eksponencijalnog<br />
izlučivanja bakra, procjenjuje se, da tijekom 20 godina po 8-om dokiranju, izlučena količina<br />
bakra iznosi 23 000 kg. Udio izlučenog bakra iz cjelokupne mase AV premaza (321 000 kg)<br />
iznosit će:<br />
23 000/321 000 = 7.16 %<br />
Nadalje, izlučena količina bakra između dva dokiranja, uz predpostavku jednakih<br />
vremenskih razmaka među dokiranjima bit će 2 875 kg.<br />
Prosječna količina izlučivanja bakra je stalno iznad smrtonosne doze (MIC za bakar<br />
10 µg/ cm 2 / danu):<br />
2 875/ 2,5/ 365/ 19 000= 16,5 µg/ cm 2 / danu >10 µg/ cm 2 / danu<br />
177
7.4. Optimiranje projekta poslovanja broda metodom višeatributne sinteze<br />
Metoda za donošenje odluka u ovom <strong>rad</strong>u korištena je ranije za sintezu općeg projekta<br />
broda u fazi konceptualnog projektiranja [95], [96] i [97] te kod konceptualnog projektiranja<br />
konstrukcije broda [98], [99].<br />
Kratak pregled općih pojmova:<br />
1. Bilo koje projektno rješenje može se predstaviti točkom u projektnom prostoru "X"<br />
kojeg razapinju projektne varijable. Također se to rješenje smatra točkom u prostoru ciljeva<br />
"Y" razapetog projektnim ciljevima. Ograničenja u prostoru "X" omeđuju podpodručje<br />
ostvarivih (feasible) projekata. Nedominirani, upotrebivi projekti (Pareto–optimalni) su od<br />
primarne važnosti. Oni odgovaraju projektima koji su bolji od svakog ostvarivog projekta po<br />
barem jednom cilju. Niz nedominiranih projekata je karakteriziran činjenicom da ne postoji<br />
nijedno drugo rješenje u kojem poboljšanje jednog kriterija neće uzrokovati pogoršanje barem<br />
jednog od preostalih.<br />
2. Ubrzani razvoj elektronskih računala pruža mogućnost modeliranja problema<br />
projektiranja pomoću višekratnog postupka evaluacije, odnosno namjernim kreiranjem<br />
velikog broja nedominiranih projektnih varijanti. Ako se stvori dovoljna gustoća<br />
nedominiranih točaka, može se postići diskretna inverzija "X" na "Y" za najvažniji dio<br />
projektnog prostora. Stoga je višeciljno odlučivanje (Multi Objective Decison Making -<br />
MODM), kao standardni pristup optimizaciji, zamijenjen mnogo jednostavnijim sustavom<br />
višeatributsko odlučivanje (Multi Attribute Decision Making - MADM) koji uključuje samo<br />
evaluaciju (procjenu podobnosti projekta) i postupak selekcije (odabira projekata prema<br />
postignutim vrijednostima ciljnih funkcija (atributa projekta).<br />
3. Korišten je proces sekvencijalne generacije nedominiranih rješenja (SARG).<br />
Projekti koji su prošli sve analize podobnosti tj. rješenja koja zadovoljavaju sva ograničenja,<br />
testirani su u odnosu na Pareto-optimalnost. Nedominirani projekti služe kao centri<br />
"podprostora" u projektnom prostoru za slijedeću generaciju nedominiranih kandidata za<br />
odabir konačnog rješenja. Postupak generacije rješenja odjeljen je od postupka odabira<br />
rješenja. Slojevite (stratificirane) udaljenosti od idealnih rješenja (ili zadanih meta), izračunate<br />
prema Čebiševljevoj metrici, služe kao sredstvo vizualiziranja višedimenzijskog prostora<br />
atributa Y i projektnog prostora X (slobodne varijable). Program je opremljen razvijenom<br />
izlaznom grafikom (alat za vizualizaciju) i pomaže projektantu identificirati varijable s<br />
povoljnim kombinacijama vrijednosti projektnih atributa.<br />
Projektni proces može se vizualizirati, prema Slici br.7.5, gdje su istaknuti novi<br />
aspekti postupka [100], [101]:<br />
178
Sl. 7.5. MADM strategija projektiranja, [100]<br />
Za zadane vrijednosti slobodnih projektnih varijabli i fiksnih parametara unutar<br />
projektnog modela (SHIP DESIGN MODEL v. Sl. 7.5) računaju se vrijednosti projektnih<br />
ograničenja i projektnih atributa.<br />
Navedena programska aplikacija za višekriterijalno donošenje odluka (optimiranje)<br />
korištena je kao podloga za odluku kod definiranja optimalnog modela poslovanja broda u<br />
eksploataciji.<br />
Višeciljni matematički model optimizacije treba zadovoljiti nekoliko uvjeta:<br />
- poslovanje uz maksimalnu za<strong>rad</strong>u (profit)<br />
- minimalno izlučivanje biocida iz AV premaza (Odabir strategija A, B ili C)<br />
- broj dokiranja svesti na minimum<br />
- omogućiti maksimalni broj mogućih putovanja uz četiri izbora premaza<br />
(AV 24,36 i 60 mjeseci te FRC (60 mjeseci)<br />
- uvesti mogućnost brušenja oplate nakon prelaza praga dozvoljene hrapavosti<br />
Metodologija <strong>rad</strong>a takve višeatributne sinteze u optimiranju projekta poslovanja broda<br />
počiva na interdisciplinarnom pristupu, temeljenom na kombinaciji matematičko-fizikalnih,<br />
kemijsko-bioloških i ekonomskih modela iz različitih područja:<br />
1. Operacijskih istraživanja: nelinearna optimizacija cjelobrojnog - integerskog<br />
problema) te višekriterijalnog optimiranja (višeatributne sinteze u optimiranju<br />
projekta);<br />
179
2. Ekonomike poslovanja broda (simulacija režima plovidbe, troškova poslovanja uz<br />
rašlanbu na kapitalne i tekuće troškove prema ciklusima (mirovanje, pretovar,<br />
plovidba, dokiranje). Odvojeno će se prikazati troškovi aplikacije različitih AV<br />
premaza i troškovi brušenja oplate, apliciranja novog sustava AKZ /AV premaza i<br />
troškovi dokiranja;<br />
3. Brodskog pogona (povećanja otpora broda uslijed hrapavosti i računanja ∆C F ,<br />
dodatka zbog hrapavosti na koeficijent otpora trenja ploče);<br />
4. Fenomena stalne hrapavosti (izvorne, deterioracije i prirasta u doku) te biološkog<br />
obraštaja kao privremene hrapavosti;<br />
5. Biologije mora (flora i fauna obraštaja na oplakanoj površini brodskog trupa);<br />
6. Antivegetativni i najnoviji neobraštajući premazi (primjena i razvoj);<br />
7. Mehanizam izlučivanja biocida, zagađivanje okoliša;<br />
Pri iz<strong>rad</strong>i modela optimizacije koristile su se:<br />
- vlastite baze podataka vezane uz poslovanje broda (strojarski i brodski<br />
dnevnici), podaci iz poslovanja brodarskih tvrtki, brodog<strong>rad</strong>ilišta te tvrtki za<br />
proizvodnju i aplikaciju AV premaza;<br />
- eksperimentalno istraživanje prirasta morske flore i faune na zaštićenim i<br />
nezaštićenim plohama iz različitih materijala, te <strong>rad</strong>ova u doku, vezano uz<br />
magistarski <strong>rad</strong> te pripremne <strong>rad</strong>ove za ovu disertaciju;<br />
- najnoviji propisi IMO-a i MARPOL-a uz legislativu za biocide;<br />
Simbolički prikaz parametara, varijabli i ciljeva prikazan je na sljedećoj slici:<br />
VARIJABLE<br />
ATRIBUTI (CILJEVI)<br />
Sl. 7.6. Simbolički prikaz parametara, varijabli i ciljeva<br />
180
Globalni prikaz tehnoekonomskog modela dan je hijerarhijskom shemom, vidi<br />
Dijagram 7.1. U napomenama uz shemu dana su i poglavlja u kojima su razrađeni pojedini<br />
matematički modeli.<br />
INITIALIZE<br />
READINPUT<br />
AllocateBELMODOP InitializeModel DeallocateBELMODOP<br />
RunTehnoModel<br />
CalcInitResistCoeff<br />
GET_AVCU<br />
CalcVariableResistCoeff<br />
Strategija A Strategija B Strategija C Dostupnost<br />
(maks. broj<br />
putovanja)<br />
AV24 AV36 AV60<br />
AV24 AV36 AV60<br />
Proračun<br />
ukupnog<br />
profita<br />
OPTIMUM TEMELJEN NA VIŠEATRIBUTNOJ SINTEZI<br />
(min. zagađenje okoliša, maks. broj putovanja, maks. profit)<br />
Dijagram 7.1. Hijejarhijska shema tehnoekonomskog modela<br />
READINPUT<br />
AllocateBELMODOP<br />
DeallocateBELMODOP<br />
InitializeModel<br />
RunTehnoModel<br />
Učitavanje ulazne datoteke<br />
Alokacija globalnih polja<br />
Dealokacija globalnih polja<br />
Inicijalizacija tehnoekonomskog modela; opisano preko skupa<br />
parametara P= { p j } i projektnih varijabli X = { x k } [Poglavlje<br />
7.4]<br />
Proračun tehnoekonomskog modela broda s novim<br />
vrijednostima deskriptora [Poglavlje 7.9]<br />
181
CalcInitResistCoeff Proračun inicijalnog koeficijenta otpora [Poglavlje 7.2]<br />
CalcVariableResistCoeff Proračun promjenljivog koeficijenta otpora [Poglavlje 7.2]<br />
GET_AVCU<br />
Proračun izlučivanja bakra iz tri tipa antivegetativnih premaza,<br />
svrstanih po efektivnom vremenu letalnog izlučivanja biocida<br />
(AV24 mjeseca, AV36 i AV60) [Poglavlja 7.3 ; 7.9; 7.10.2;<br />
7.11 i 7.12]<br />
Strategija A<br />
Kontinuirano izlučivanje bakra tijekom eksploatacije,<br />
µg/ cm 2 / danu<br />
Strategija B<br />
Djelomično izlučivanje bakra tijekom eksploatacije,<br />
µg/ cm 2 / danu<br />
Strategija C<br />
Bez izlučivanja bakra tijekom eksploatacije (Neobraštajući<br />
premazi)<br />
Dostupnost Proračun maksimalnog broja putovanja [Poglavlja 7.9; 7.10.3;<br />
7.11]<br />
Proračun ukupnog profita [Poglavlja 7.9; 7.10.1; 7.11] USD<br />
Problem ima 3 cilja: Y i (P, X), i=1 do 3 (profit, zagađenje, dostupnost)<br />
Ciljevi: -Y 1 - ekonomski kriterij: za<strong>rad</strong>a (profit) brodovlasnika,<br />
-Y 2 - ekološki kriterij: dinamika izlučivanja biocida iz AV premaza (stupanj<br />
zagađenja)<br />
-Y 3 - društvena korist: maksimalni broj putovanja (dostupnost)<br />
Ciljevi su ovisni o skupu parametara P= { p j } i o projektnim varijablama X = { x k }.<br />
Parametri se dijele na one vezane za značajke odabranog broda, njegove troškove,<br />
za<strong>rad</strong>u i značajke hrapavosti za odabranu plovnu rutu, te parametre vezane za odabrani AV<br />
premaz.<br />
Varijable čine skup X = { x k } u kome prva varijabla definira ukupni broj dokiranja<br />
broda; druga varijabla definira mogućnosti pjeskarenja oplate nakon prelaza praga dozvoljene<br />
hrapavosti (da ili ne) dok slijedeći parovi varijabli (parova ima koliko i dokiranja) definiraju<br />
broj putovanja do slijedećeg dokiranja (za zadano vrijeme eksploatacije broda) te izbor<br />
premaza prema trajnosti (AV 24, 36, 60 mjeseci ili FRC-60 mjeseci) za razmatrano<br />
dokiranje.<br />
182
7.5. Raz<strong>rad</strong>a projektnih parametra<br />
Zbog lakšeg praćenja, parametri su svrstani u pet različitih grupa:<br />
P = {P B , P T, P Z , P H , P AV } T<br />
(1) - Parametri vezani za značajke odabranog broda P B<br />
(2) - Parametri vezani za troškove odabranog broda P T<br />
(3) - Parametri vezani za za<strong>rad</strong>u (vezano za odabranu plovnu rutu) P Z<br />
(4) - Parametri vezani za značajke hrapavosti odabranog broda (vezano za<br />
odabranu plovnu rutu) P H<br />
(5) - Parametri vezani za značajke odabira AV premaza odabranog broda P AV<br />
Svaka grupa parametara se dalje sastoji od slijedećih elemenata:<br />
(1) Parametri vezani za značajke broda<br />
P B = {P LPP , P B, P H, P T, P DWT, P S , P AT , P VTrial, P VS, P SCR,, P ETA } T<br />
Izbor brodara kod narudžbe novog ili kupnje postojećeg broda<br />
Glavne dimenzije:<br />
P LPP - duljina među okomicama L pp , m<br />
P B - širina B, m<br />
P H - visina H, m<br />
P T - gaz T, m<br />
P DWT - nosivost DWT, t<br />
Površina<br />
P S - oplakana površina S, m 2<br />
P AT - površina poprečnog nadvodnog presjeka AT, m 2<br />
Brzina<br />
P VTrial - na pokusnoj plovidbi, uzlovi<br />
P VS - brzina u službi, uzlovi<br />
Snaga<br />
P SCR - snaga u službi SCR (0,85 MCR), kW<br />
P ETA - djelotvornost poriva η; u programu:ETA<br />
183
(2) Parametri vezani za troškove odabranog broda dijele se na parametre vezane za fiksne<br />
(kapitalne) troškove i parametre vezane za pogonske troškove: P T = P TF + P TP<br />
(2.1) Parametri vezani za fiksne, kapitalne troškove P TF ={P AmortizationExp, , P InsuranceExp } T<br />
- P AmortizationExp - troškovi amortizacije/ otplate kredita – izbor brodara, USD<br />
- P InsuranceExp - troškovi osiguranja – izbor brodara, USD<br />
(2.2) Parametri vezani za pogonske troškove<br />
P TP = {P EnergyExp, P CrewExp, P MaintenanceExp, P OperInHarbExp,, P HarbourTaxExp S, P PriceOfDckT1, P PriceOfDckT2 } T<br />
Ulazni podaci prema tržišnim uvjetima<br />
- P EnergyExp - energija, USD<br />
- P CrewExp - posada, USD<br />
- P MaintenanceExp - održavanje i ostalo, USD<br />
- P OperInHarbExp - boravak u luci, USD<br />
- P HarbourTaxExp S - lučke i špediterske usluge, USD<br />
- P PriceOfDckT1 - cijena dokiranja, tip 1, USD<br />
- P PriceOfDckT2 - cijena dokiranja, tip 2, USD<br />
(3) Parametri vezani za za<strong>rad</strong>u (vezano za odabranu plovnu rutu) P Z = {P LR, P TOfLA, P TOfUnlB ,<br />
P TOfWA, P TOfWB , P Vrijeme AB, P VrijemeBA, P TOfDock1, P TOfDock2 , P TOfExploitation, P Total Time, P Freiight Rate } T<br />
- P LR - duljina rute – izbor brodara; tržišni uvjeti, Nm<br />
- P TOfLA - utovar u luci A – standardna procedura; lučki uvjeti, h<br />
- P TOfUnlB - istovar u luci B – standardna procedura; lučki uvjeti, h<br />
- P TOfWA - čekanje u luci A – tržišni uvjeti; nepredviđene situacije, h<br />
- P TOfWB - čekanje u luci B – tržišni uvjeti; nepredviđene situacije, h<br />
- P Vrijeme AB - plovidba A→B – proračun prema 7.2, h<br />
- P VrijemeBA - plovidba B→A – proračun prema 7.2, h<br />
- P TOfDock1 - vrijeme dokiranja, Tip 1 – uobičajeno vrijeme, vidi tablicu 7.23, h<br />
- P TOfDock2 - vrijeme dokiranja, Tip 2 – uobičajeno vrijeme, vidi tablicu 7.23, h<br />
- P TOfExploitation - vrijeme eksploatacije rute, h<br />
- P Total Time - proračunato ukupno vrijeme, h<br />
-1<br />
- P Freight Rate - vozarina – prema tržišnim uvjetima, USD·DWT<br />
-1·Nm<br />
184
(4) Parametri vezani za značajke hrapavosti odabranog broda (vezano za odabranu<br />
plovnu rutu)<br />
P H ={P AHR1, P AHR , , P AHR3 , P AHR3 , P CAHRGRIND , P AHRCrit , P RateOfGrowth , P RateOfGrowthB , P AHRj=4 } T<br />
- P AHR1 - početna hrapavost; – stanje nakon primopredaje broda, µm<br />
- P AHR2 - stalni prirast (deterioracija) – ovisno o načinu održavanja broda, µm<br />
- P AHR3 - porast nakon svakog dokiranja – ovisno o stručnosti remontnog brodog<strong>rad</strong>ilišta, µm<br />
- P CAHRGRIND - hrapavost nakon dokiranja u doku tipa 2 – visina opće hrapavosti nakon<br />
pjeskarenja, µm<br />
- P AHRCrit - hrapavost nakon koje brod ide u dok tipa 2 – slobodan izbor; iznos određen obično<br />
500 µm<br />
- P RateOfGrowthA - obraštaj u luci tipa A – prema tablici 7.15, 7.16 i 7.17, µm<br />
- P RateOfGrowthB - obraštaj u luci tipa B – prema tablici 7.15, 7.16 i 7.17, µm<br />
- P AHRj-4 - obraštanje kod stajanja u luci= f (intenziteta lučkog obraštaja, faktora AV premaza) –<br />
prema tablici 7.17, µm<br />
(5) Parametri vezani za značajke odabira AV premaza odabranog broda<br />
P A V = {P AV1, P AV2, P AV3, P FRC, P B EXTRA } T<br />
Sustav zaštite opisan prema 7.8.1. (5)<br />
- P AV1 - A sustav zaštite: popravak starih antikorozivnih i antivegetativnih premaza i aplikacija<br />
novih; primjenjeni premaz: AV 1 (24 mjeseca zaštite); u programu: 17 520 (sati)<br />
- P AV2 - A sustav zaštite; AV 2 (36 mjeseci zaštite); u programu: 26 280 h<br />
- P AV3 - A sustav zaštite; AV 3 (60 mjeseci zaštite); u programu: 43 800 h<br />
- P FRC, - A sustav zaštite; FRC (60 mjeseci zaštite); u programu: 43 800 h<br />
- P B EXTRA - B sustav zaštite: potpuno uklanjanje starih premaza, pjeskarenje i aplikacija novog<br />
AK i AV sustava; u programu: (18,39 USD/m 2 )<br />
7.6. Raz<strong>rad</strong>a projektnih varijabli<br />
Kao što je navedeno u odjeljku 7.4, varijable kod projektiranja optimalne procedure<br />
poslovanja broda može se podijeliti na tri podgrupe:<br />
X = { x k } = { X CTR , X NV , X AV } T<br />
Varijable: - X CTR = {BSE.NDCK; BSE.DCTR} - dozvoljeni broj dokiranja broda<br />
NDCK; mogućnosti pjeskarenja oplate broda nakon prelaza praga<br />
dozvoljene hrapavosti (odabrano: 500 µm); (DCTR = da, ne)<br />
185
- X NV ={DE1.NVBD*, DE2.NVBD,....} - broj putovanja između svakog od<br />
dokiranja NVBD (za zadano vrijeme eksploatacije broda)<br />
- X AV = {DE1.AVTYP, DE2.AVTYP,....} - izbor premaza prema trajnosti<br />
(AV 24(Tip1), 36(Tip2) i 60 mjeseci(Tip 3) te FRC (60 mj.)(Tip 4)<br />
Šifra varijable x i je npr.: (interna oznaka DEi = redni broj dokiranja)) . (iznos NVBD =<br />
number of voyages between dockings)<br />
Na Sl.7.7 prikazan je shematski prikaz vektora projektnih varijabli X (K= dimenzija<br />
vektora)<br />
Redni broj<br />
varijable<br />
k<br />
Projektne<br />
varijable<br />
x k<br />
(min - max)<br />
1 6 - 8<br />
Opis projektne<br />
varijable<br />
Broj dokiranja u 20<br />
godina<br />
2 0, 1 tip dokiranja*<br />
3 21-32 broj putovanja<br />
4 1-4 AV tip premaza<br />
5 21-32 broj putovanja<br />
6 1-4 AV tip premaza<br />
7 21-32 broj putovanja<br />
8 1-4 AV tip premaza<br />
9 21-32 broj putovanja<br />
10 1-4 AV tip premaza<br />
11 21-32 broj putovanja<br />
12 1-4, AV tip premaza<br />
13 21-32 broj putovanja<br />
14 1-4 AV tip premaza<br />
15 21-32 broj putovanja<br />
16 1-4 AV tip premaza<br />
17 21-32 broj putovanja<br />
18 1-4 AV tip premaza<br />
19 21-32 broj putovanja<br />
20 (K) 1-4 AV tip premaza<br />
Sl. 7.7. Shematski prikaz vektora projektnih varijabli X<br />
*x 2 = kontrola dokiranja: stand. postupak: 0 (Min) ili pjeskarenje(brušenje):1 (Max)<br />
7.7. Projektna ograničenja<br />
Nužni uvjeti za podobnost procedure poslovanja broda je zadovoljenje realnih<br />
ograničenja:<br />
1. Starost broda ≤ 20 godina<br />
- vrijeme eksploatacije broda je predviđeno u iznosu od 20 godina<br />
186
2. Starost broda ≥ (20 godina – t (najkraće putovanje)<br />
- preostalo vrijeme između zadnjeg dokiranja i kraja životnog vijeka je manje<br />
od vremena jednog putovanja<br />
Ograničenja u modelu (napomena : D i je oznaka i-tog dokiranja = DEi.AVTYP):<br />
1. AV tip (D i ÷ D i +1 ) ≥ AV tip (D i-1 ÷ D i) Ako je jedan od AV tipova = 4<br />
- ako se jednom aplicira FRC sustav zaštite, isključuje se povratak na klasične<br />
AV premaze<br />
2. (Ako je AV tip (D i - D i +1 ) =4) i ako je (AV tip (D i-1 - D i) ≤ 3 tada se prilazi pjeskarenju<br />
- u slučaju prelaska sa klasičnih sustava AV premaza (AV 24, 36 i 60 mjeseci)<br />
na apliciranje sustava nove generacije FRC premaza, oplakana površina mora<br />
se ispjeskariti i aplicirati novi AK i FRC premazni sustav<br />
3. Nije predviđeno dokiranje unutar 24 mjeseca a maksimalni raspon između dva dokiranja<br />
iznosi 36 mjeseci.<br />
7.8. Formulacija realističnog modela za višeatributne sinteze u modele poslovanja<br />
U ovom poglavlju, prikazana je formulacija matematičkog modela za optimiranje<br />
poslovanja broda. Kompleksnost ovog izrazito teškog numeričkog problema (nelinearni<br />
model, prisutnost velikih i malih veličina, cjelobrojne varijable) najbolje se može razumjeti na<br />
praktičnom primjeru odabranog broda, premda je metodologija definirana sasvim općenito.<br />
Iz tog razloga implementacija modela optimiranja poslovanja broda primijenjena je na<br />
najnoviju seriju Suezmax tankera građenih u Brodog<strong>rad</strong>ilištu Split za Tankersku Plovidbu iz<br />
Zadra (Alan, Hrvatska i Donat)<br />
Iako je težište <strong>rad</strong>a analiza poslovanja tankerske flote, uz manje preinake (različito<br />
vrijeme ukrcaja/ iskrcaja tereta), ovaj računalni program može se primijeniti i za brodove za<br />
rasuti teret.<br />
Ulazni parametri za računalni program baziraju se na tri osnovne veličine tankera za<br />
Europsko tržište. Veličina je u prvom redu diktirana udaljenostima. Tako se podrazumijeva da<br />
će najmanji, Panamax tankeri, služiti za prijevoz unutar Mediterana odnosno udaljenosti u<br />
okviru 1 000 Nm a najveći, Capesize tankeri (VLCC odnosno ULCC), za plovidbe na liniji<br />
Srednji Istok-Zap. Europa, za udaljenosti od 10 000 Nm. Udaljenosti od Srednjeg Istoka do<br />
luka Sj. Mediterana, pokrivene su Suezmax tankerima u udaljenostima od 5 000 Nm.<br />
187
U poglavlju 6. opisana su podrobnije, praćenjem strojarskog dnevnika, putovanja<br />
Panamax tankera Ist, koji plovi od Libije do luka Sj. Mediterana.<br />
Tablica 7.4. daje osnovne podatke i parametre za analizu spomenutih tankera.<br />
Suezmax tanker Alan (izgrađen u BrodoSplitu) odabran je za podrobniju analizu.<br />
Tablica 7.4. Značajke tri tipa tankera: [102], [103], [104]<br />
Panamax<br />
(MT IST)<br />
Suezmax<br />
(MT ALAN)<br />
Capesize (VLCC)<br />
HYUNDAI<br />
L oa , m 210,48 281,20 331,00<br />
L pp , m 203,0 270,0 319,00<br />
B, m 48,0 48,20 60,00<br />
T D, m 12,83 16,00 21,00<br />
∆, t 93 700 190 039 335 183<br />
DWT S , t 82 425 153 144 300 000<br />
DWT PL 79 950 148 900 294 000<br />
S, m 2 12 436 18 988 28 094<br />
SCR, kW 8 000 14 270 24 950<br />
MCR, kW 10 000 16 410 29 350<br />
V S, uzlovi 14,5 15,04 15,85<br />
Cijena(novog<strong>rad</strong>nja), USD · 10 6 55,0 85,0 130,0<br />
Gorivo, USD/dan * 10 000 20 000 30 000<br />
Ukupni troškovi u luci; USD/h 100 150 200<br />
Dokiranje, USD/h 2 000 3 000 4 000<br />
Održavanje, USD/h 150 200 250<br />
Vozarine, USD/DWT 3,0 9,0 18,0<br />
Rute, Nm (Med.-Med)1 000 (ME-Med) 5 000 (ME-NEU) 10 000<br />
Med. = Mediteran<br />
ME = Middle East<br />
NEU = Sjeverne luke Europske Unije<br />
Danas je cijena goriva najvažnija stavka poslovanju broda. Za ilustraciju je na<br />
na Tablici 7.5. prikazan Izvještaj jedne od brokerskih kuća. Tako se u mjesečnim<br />
izvješćima prikazuju cijene za tri najvažnije g<strong>rad</strong>acije goriva u uporabi:<br />
- HFO (Heavy Fuel Oil) od 380 i 180 cSt<br />
- MDO (Marine Diesel Oil)<br />
Kako se cijene praktički tjedno mijenjaju, podatak iz Tablice 7.5. (304 USD/t poklapa<br />
se s cijenom teškom goriva HFO 380 cst. za Suezmax tanket Alan (15.04.2007.; Fujairah; 300<br />
USD/t).<br />
188
Tablica 7.5. Izvještaj brokerske kuće Compass Maritime Services (travanj 2007):<br />
Računanje utroška goriva Suezmax Alan:<br />
U skladu s cijenom goriva, jedinični satni utrošak goriva računa se kako slijedi:<br />
1. - Glavni stroj: MAN B&W 6S70 MC: MCR 16 780 kW/ SCR 14 270 KW;<br />
N = 82 s -1 pri brzini V T = 15.53 uzla; T D = 16.0 m<br />
Navedeni stroj pri SCR = 14 270 kW ima specifični potrošak 170 g/kWh<br />
odnosno potrošnju: 14 270 · 170 · 10 -6 · 24 = 58,22 t/dan ili<br />
trošak goriva/ satu <strong>rad</strong>a: 14 270 · 170 · 10 -6 · 300 USD/t = 727,77 USD/h<br />
2. Energetska bilanca za ostale službe:<br />
U Tablici 7.6. [103], navedeni su svi brodski potrošači, njihova nominalna snaga,<br />
vršno opterećenje i faktor opterećenja(<strong>rad</strong>a) za četiri moguća slučaja:<br />
- vrijeme provedeno u plovidbi (normalni režim, čišćenje i grijanje)<br />
- vrijeme provedeno u luci (ukrcaj, iskrcaj)<br />
- vrijeme provedeno u manevru<br />
- vrijeme provedeno u izvanrednim situacijama (emergency)<br />
189
Tablica 7.6. Energetska bilanca Suezmax Alan, [103]<br />
Temeljem gornje Tablice 7.6. napravljena je energetska bilanca električne energije, za<br />
period od 20 godina eksploatacije (175 200 sati). Tablica 7.7.<br />
Tablica 7.7. Energetska bilanca električne energije za Suezmax Tanker Alan<br />
1 2 3 4 = 1 · 2 · 3<br />
Broj sati <strong>rad</strong>a Vršno opterećenje (kW) (%) <strong>rad</strong>a Utrošak el. energije<br />
(kWh)<br />
U plovidbi<br />
Norm. služba 126 648 781,7 0,857 84 843 635<br />
Čišćenje tankova 19 200 933,2 0,512 9 173 729<br />
Grijanje tereta 19 200 903,5 0,495 8 586 864<br />
U luci<br />
Ukrcaj tereta 3 600 647,2 0,71 1 654 243<br />
Iskrcaj tereta 3 600 1 095,3 0,60 2 365 848<br />
Manevar 1 200 948,4 0,52 591 802<br />
U nuždi 1 752 114,7 0,463 93 042<br />
Ukupno 175 200 107 309 163 kWh<br />
Napomena uz Tablicu 7.7.:<br />
Ukupni broj sati: 175 200 (20 godina); predviđeno cca 200 putovanja<br />
Broj sati predviđenih za čišćenje: 4 dana · 24h · 200 putovanja = 19 200 h<br />
Broj sati predviđenih za grijanje: 4 dana · 24h · 200 = 19 200 h<br />
Broj sati predviđenih za manevar: 3h · 2 (dolazak+odlazak) · 200 = 1 200 h<br />
190
Pretpostavljeni broj sati u nuždi: 1% ukupnog vremena = 1 752 h (0,086 %)<br />
Iznos od 126 648 sati (tzv. normalna služba) predstavlja razliku između ukupnog broja sati za<br />
vrijeme eksploatacije (175 200) i zbroja ostalih aktivnosti (čišćenje, grijanje, lučke aktivnosti,<br />
manevar i situacije u nuždi)<br />
Na brodu se nalaze generatori slijedećih snaga:<br />
3 generatora pojedinačne snage 910 kW (1 140 kVA)<br />
1 generator u nuždi 248 kW (310 kVA)<br />
Prosječna snaga generatora tijekom ukupne eksploatacije broda:<br />
107 309 163 kWh/ 175 200= 612,49 kW<br />
Prosječni potrošak goriva: 612,49 x 180 gr/kWh x 10 -6 = 0,1102 t/h x 175 200= 19 307 t<br />
Cijena goriva tijekom eksploatacije: 19 307 t x 300 USD/t = 5 792 112 USD<br />
Prosječni jedinični trošak goriva (el. energija): 5 792 112 / 175 200= 33,06 USD/h<br />
3. Energetska bilanca za teretne pumpe:<br />
Trajanje pretovara tereta: 14-24 sata: odabrano 18 sati; 1 putovanje = 2 pretovara<br />
Na brodu postoje 3 turbinske pumpe; 3 · 900 kW (3 500 m 3 /h; 140 m), pogonjene preko 2<br />
kotla (35 t/h zasićene pare, tlaka 18 bara);<br />
Trošak pretovara tereta/ putovanju:<br />
2 700 kW · 18 h · 250 g/kWh · 10 -6 · 300 USD/t · 2 pretovara = 7 292 USD ~ 7 300 USD<br />
Ukupni jedinični trošak pretovara za cca 200 putovanja:<br />
200 · 7 300= 1 460 000 / 175 200 h= 8.33 USD/h<br />
Ukupni jedinični trošak goriva (1 + 2 + 3)<br />
glavni stroj = 727,77 USD/h<br />
prosječni jedinični trošak goriva (el. energija): = 33,06 USD/h<br />
ukupni jedinični trošak goriva teretnih pumpi = 8.33 USD/h<br />
Sveukupni jedinični trošak goriva= 769,16 = 770 USD/h<br />
(Zagrijavanje tereta počinje 4 dana pred iskrcaj i obavlja se preko kotla s ispušnim<br />
plinovima).<br />
7.8.1. Prikaz parametara odabranog broda<br />
(1) Osnovne značajke broda odnosno parametri P B , prikazane su u Tablici 7.8. Sve<br />
vrijednosti parametara razvijene metodologije računaju se u priloženom računalnom<br />
programu):<br />
191
Tablica 7.8. Parametri broda (Suezmax Alan)<br />
OSNOVNE KARAKTERISTIKE BRODA<br />
Tip broda<br />
Tanker<br />
Glavne dimenzije<br />
Duljina Lpp 270 m<br />
Nosivost DWT 153 144 t<br />
Površine<br />
Oplakana površina S 18 988 m 2<br />
Snaga<br />
Na pokusnoj plovidbi SCR 14 270 kW<br />
Djelotvornost poriva ETA 0,7<br />
Brzina<br />
Na pokusnoj plovidbi VTrial 15,04 uz<br />
(2) Parametri vezani za troškove odabranog broda P T , prikazani su kao zbroj stalnih<br />
troškova P TF (fiksnih troškova i troškova osiguranja) i pogonskih troškova P TP<br />
(2.1) Stalni troškovi; P TF ={P AmortizationExp, , P InsuranceExp }; Prikaz u Tablici 7. 9.<br />
Tablica 7.9. Fiksni, kapitalni troškovi (Suezmax Alan)<br />
STALNI TROŠKOVI<br />
P AmortizationExp Troškovi amortizacije/ otplate kredita 85 000 000 USD<br />
P InsuranceExp Troškovi osiguranja 3 000 000 USD<br />
(2.2) Pogonski troškovi; P TP = {P EnergyExp, P CrewExp, P MaintenanceExp, P OperInHarbExp,, P HarbourTaxExp S ,<br />
P PriceOfDckT1, P PriceOfDckT2 } T ; prikazani su na Tablici 7.10. (izvod iz računalnog.programa)<br />
Tablica 7.10. Pogonski troškovi (Suezmax Alan)<br />
POGONSKI TROŠKOVI<br />
P EnergyExp Energija 771 USD / h<br />
P CrewExp Posada 139 USD / h<br />
P MaintenanceExp Održavanje i ostalo 100 USD / h<br />
P OperInHarbExp Plovidba 1 010 USD / h<br />
P HarbourTaxExp S Stajanje (čekanje izvan luke) 277 USD / h<br />
P PriceOfDckT1 Lučke i špedicijske pristojbe 80 USD / h<br />
P PriceOfDckT2 Boravak u luci 704 USD / h<br />
P EnergyExp Cijena dokiranja u doku tipa 1 3 000 USD / h<br />
P CrewExp Cijena dokiranja u doku tipa 2 3 000 USD / h<br />
192
(3) Parametri vezani za za<strong>rad</strong>u (vezano za odabranu plovnu rutu) P Z<br />
P Z = {P LR, P TOfLA, P TOfUnlB , P TOfWA, P TOfWB , P Vrijeme AB, P VrijemeBA, P TOfDock1, P TOfDock2 ,<br />
P TOfExploitation, P Total Time, P Freight Rate } T<br />
U poglavlju 7.2. prikazani su izbor vremena utovara, istovara, čekanja te dokiranja.<br />
Slijedom toga, parametri vezani za za<strong>rad</strong>u; P Z , (za odabranu plovnu rutu), prikazani su na<br />
Tablici 7.11.<br />
Tablica 7.11. Odabrana plovna ruta; (Suezmax Alan)<br />
ODABRANA PLOVNA RUTA<br />
P LR Duljina rute 5 000 Nm<br />
P TOfLA Utovar (luka A) 48 h<br />
P TOfUnlB Istovar (luka B) 48 h<br />
P TOfWA Čekanje (luka A) 24 h<br />
P TOfWB Čekanje (luka B) 48 h<br />
P TOfDock1 Vrijeme dokiranja u doku tipa 1 120 h<br />
P TOfDock2 Vrijeme dokiranja u doku tipa 2 200 h<br />
P TOfExploitation<br />
Vrijeme eksploatacije rute<br />
20 godina<br />
175 200 h<br />
P Total Time Proračunato ukupno vrijeme 19,999 godina<br />
Prihod je primarni cilj poslovanja broda a uvjetovan je iznosom vozarine. Vozarina se<br />
najčešće određuje kvocijentom USD/ DWT ili paušalnim iznosom (lump sum). U priloženom<br />
računalnom programu vozarine su prikazane u obliku USD/ DWT /Nm.<br />
U Tablici 7.12., prema izvještajima brokerskih kuća, predočene su prosječne vozarine<br />
(proljeće 2007.) [105]<br />
Tablica 7.12. Primjer izračuna vozarina za Panamax, Suezmax i Capesize tankere prema tri<br />
osnovne daljine (1 000Nm, 5 000 Nm i 10 000 Nm) [105]<br />
Tipovi brodova Panamax Suezmax Capesize<br />
Trajanje putovanja (dani) 1000/14,5/24=2,87 5000/15/24=13,88 10 000/15/24=27,77<br />
Vozarine (dnevni prihod) 50 000 USD 80 000 USD 106 000 USD<br />
Udaljenosti (Nm) 1 000 5 000 10 000<br />
DWT PL 79 950 148 900 294 000<br />
193
USD/ DWT / Nm:<br />
Panamax: 2.87 · 50 000/ 1 000/ 79 950 = 0.00179 USD/ DWT/Nm<br />
Suezmax: 13.88 · 80 000/ 5 000/ 148 900 = 0.00149 USD/ DWT/Nm<br />
Capesize: 27.77 · 106 000/ 10 000/ 294 000 = 0.001 USD/ DWT/Nm<br />
U programu je predviđena jedino za<strong>rad</strong>a od prihoda na bazi vozarine. Ostali prihodi<br />
(kamate, eventualni državni poticaji i svi ostali izvori prihoda nisu uzeti u obzir).<br />
Prihodi na bazi vozarine, prema gornjem prikazu, prikazani su na Tablici 7.13 , u<br />
izvodu iz računalnog programa<br />
Tablica 7.13. Prikaz računanja prihoda na bazi vozarine (Suezmax Alan)<br />
PRIHODI<br />
P Freight Rate Vozarina 0.00149 USD / t nm<br />
Ukupni prihodi 2,8770E+08 USD<br />
(4) Parametri vezani za značajke hrapavosti odabranog broda (vezano za odabranu<br />
plovnu rutu), prikazani su na Tablici 7.14.;<br />
P H = {P AHR1, P AHR,, P AHR3 , P AHR3 , P CAHRGRIND , P AHRCrit , P RateOfGrowth , P RateOfGrowthB ,, P AHRj=4 } T<br />
Tablica 7.14. Primjer računanja hrapavosti (Suezmax Alan)<br />
HRAPAVOSTI<br />
P AHR1 Početna hrapavost 1,000E+02 µm<br />
P AHR2 Stalni prirast (deterioracija) 3,889E-03 µm/h<br />
P AHR3 Porast nakon svakog dokiranja 1,400E+01 µm<br />
P CAHRGRIND<br />
Hrapavost nakon dokiranja u<br />
doku tipa 2<br />
1,500E+02 µm<br />
P AHRCrit<br />
Hrapavost nakon koje brod ide u<br />
dok tipa 2<br />
5,000E+02 µm<br />
Određivanje intenziteta obraštaja kvalitativno se određuje preko osam stupnjeva<br />
nečistoće tj. od čiste površine do jakog obraštaja, prema Tablici 7.15. [9]. U računalnom<br />
programu podaci su izračunati na temelju satnog prirasta obraštaja.<br />
194
Tablica 7.15. Prikaz intenziteta obraštaja u raznim lukama [9]<br />
Intenzitet obraštaja u luci<br />
Kvalitativna skala Opis HRF<br />
x µm/dan µm/sat<br />
0 čisto 0,000E+00 0,000E+00<br />
2 slabo vidljivi tragovi 5,334E-04 2,223E-05<br />
4 vidljivi tragovi 7,849E-03 3,270E-04<br />
6 lagani obraštaj 3,828E-02 1,595E-03<br />
8 lagani do umjereni 1,178E-01 4,908E-03<br />
10 umjereni obraštaj 2,822E-01 1,176E-02<br />
12 umjereni do jaki 5,750E-01 2,396E-02<br />
14 jaki obraštaj 1,052E+00 4,383E-02<br />
Obraštanje<br />
1,20<br />
1,00<br />
y = 4E-05x 3,9003<br />
R 2 = 1<br />
0,80<br />
AHR mm/dan<br />
0,60<br />
,<br />
0,40<br />
0,20<br />
0,00<br />
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15<br />
X - intezitet<br />
Sl. 7.8. Krivulja intenziteta obraštaja u raznim lukama prema Tablici 7.15. [9]<br />
Prirast obraštaja (µm/h) za ukrcaja, prilikom boravka u luci A (jaki obraštaj) te<br />
obraštaja prilikom iskrcaja u luci B (umjereni obraštaj) prikazan je u tablici 7.16.<br />
195
Tablica 7.16. Prikaz intenziteta obraštaja u određenim lukama ukrcaja i iskrcaja (Suezmax<br />
Alan)<br />
P RateOfGrowthA Obraštaj u luci tipa A X= 14 4,367E-02 µm / h<br />
P RateOfGrowthB Obraštaj u luci tipa B X= 10 1,176E-02 µm / h<br />
C _ AHR<br />
gdje je :<br />
j=<br />
4<br />
= 1,75 HRF CEFF<br />
⎡2,72<br />
faktor antivegetativnog premaza CEFF = 1,0 −<br />
⎢<br />
− 0,24<br />
Z<br />
⎣ e<br />
faktor obraštaja<br />
HRF<br />
= 3,55 10<br />
−4<br />
x<br />
3,903<br />
1<br />
24<br />
( Z −1,0)<br />
µ m h<br />
−1<br />
0,263<br />
⎤<br />
⎥<br />
⎦<br />
( 7.10)<br />
HRF - intenzitet obraštaja u raznim lukama (µm/dan), prema tablici 7.12. ili gornjom<br />
jednadžbom<br />
Z - odnos akumuliranog vremena od aplikacije AV premaza i vijeka trajanja AV premaza<br />
Tablica 7.17. Računanje koeficijenta porasta hrapavosti (ovisne o vremenu) (Suezmax Alan)<br />
Koeficijenti porasta hrapavosti j C_ AHRj<br />
AHR j=4 obraštanje kod stajanja u luci - viditi (2) 4 vidi (7.1) µm / h<br />
(5) Parametri vezani za značajke odabira AV premaza odabranog broda, P A V ; prikazani<br />
su na Tablicama 7.18 i 7.19;<br />
P A V = {P AV1, P AV2, P AV3, P FRC, P B EXTRA } T<br />
P AV1 - A sustav zaštite: popravak starih antikorozivnih i antivegetativnih premaza i aplikacija<br />
novih; primijenjeni premaz: AV 1 (24 mjeseca zaštite); u programu:17 520 (sati)<br />
P AV2 - A sustav zaštite; AV 2 (36 mjeseci zaštite); u programu:26 280 h<br />
P AV3 - A sustav zaštite; AV 3 (60 mjeseci zaštite); u programu:43 800 h<br />
P FRC, - A sustav zaštite; FRC (60 mjeseci zaštite); u programu: 43 800 h<br />
P B EXTRA - B sustav zaštite: potpuno uklanjanje starih premaza, pjeskarenje i aplikacija novog<br />
AK i AV sustava; u programu: (18,39 USD/m 2 )<br />
Određivanje parametara vezanih za značajke odabira AV premaza u direktnoj je vezi s<br />
načinom održavanja oplakane površine brodskog trupa.<br />
196
Održavanje oplakane površine brodskog trupa prikazano je na bazi dvaju osnovnih<br />
vrsta zaštite; [106], [107], [108] i [102]:<br />
A = tzv. standardnih <strong>rad</strong>ova u doku (popravak starih antikorozivnih i antivegetativnih<br />
premaza i aplikacija novih)<br />
B = potpuno uklanjanje starih premaza, pjeskarenje i aplikacija novog AK i AV sustava<br />
A = standardni <strong>rad</strong>ovi u doku:<br />
1. pranje slatkom vodom visokotlačnom pumpom<br />
2. pjeskarenje oštećenih mjesta (10 % max) pri Sa2 ½ + aplikacija AKZ sustava<br />
3. aplikacija 250 µm AV premaza (Tip 1, 2 ili 3);(2 × 125µm DFT);<br />
AV premaz: Tip 1. I generacija SPC TBT free premaza; vijek trajanja ................... 24 mjeseca<br />
Tip 2. II generacija SPC TBT free premaza; vijek trajanja .............. 36/60 mjeseci<br />
Tip 3. III generacija SPC TBT free premaza; vijek trajanja ................. 60 mjeseci<br />
FRC premazi; Tip 4., vijek trajanja ............................................................................ 60 mjeseci<br />
Tablica 7.18. A= Standardni <strong>rad</strong>ovi kod održavanja OPB u doku.<br />
Efektivno trajanje premaza, deklarirano od proizvođača<br />
Postupci <strong>rad</strong>a 24 mjeseca 36/60 60 60 (FRC)<br />
1. pranje VT pumpom 0,85 0,85 0,85 0,85<br />
2. pjeskarenje oštećenih mjesta<br />
(10 % max) pri Sa2 ½ +<br />
aplikacija AKZ sustava<br />
1,11 1,11 1,11 1,11<br />
(2 · 0.8 + 9.5) · 0.1=<br />
3. 250 µm AV premaza<br />
(2 × 125µm);<br />
10,00 11,80 19,10 50,00<br />
stvarni utrošak 1.1 l/m 2<br />
4. aplikacija (2 ×) 1,90 1,90 1,90 2,37<br />
Jedinična cijena USD/m 2 13,86 15,66 22,96 53,86<br />
B = pjeskarenje i aplikacija novog AKZ i AV sustava:<br />
1. pranje VT pumpom<br />
2. pjeskarenje kompletne oplakane površine pri Sa 2 ½ (ISO 8501)<br />
3. 250 µm AV premaza (Tip 1, 2 ili 3) (2 × 125µm) odnosno FRC premaza (60 mjeseci)<br />
197
Tablica 7.19. B= brušenje i aplikacija novog AKZ i AV sustava na OPB u doku:<br />
Efektivno trajanje premaza, deklarirano od proizvođača<br />
Postupci <strong>rad</strong>a 24 mjeseca 36/60 60 60 (FRC)<br />
1. pranje VT pumpom 0,85 0,85 0,85 0,85<br />
2. pjeskarenje kompletne<br />
oplakane površine pri Sa2 ½ 9,50 9,50 9,50 9,50<br />
(ISO 8501)<br />
3. aplikacija AK sustava<br />
(150+80+80 µm) DFT<br />
10,00 10,00 10,00 10,00<br />
4. 250 µm AV premaza<br />
(2 × 125 µm);<br />
10,00 11,80 19,10 50,00<br />
stvarni utrošak 1.1 l/m 2<br />
5. aplikacija (AV / FRC) 1,90 1,90 1,90 2,37<br />
Jedinična cijena USD/m 2 32,25 34,05 41,35 72,72<br />
Tablica 7.20.<br />
Usporedba jediničnih cijena sustava zaštite A i B<br />
Tipovi AV premaza; FRC premaz Tip 1 Tip 2 Tip 3 Tip 4<br />
Trajanje premaza (mjeseci) 24 36/60 60 60 (FRC)<br />
A = standardni postupak, USD/m 2 13,86 15,66 22,96 53,86<br />
B = brušenje i aplikacija novog<br />
AKZ i AV sustava, USD/m 2 32,25 34,05 41,35 72,72<br />
Izvatkom iz računalnog programa za brod Suezmax Alan, dan je prikaz održavanja<br />
oplakane površine prema Tipu A (Tablica 7.18.) na osnovi 3 vrste AV premaza (24, 36, 60) i<br />
premaza FRC (60); Tablica 7.21.<br />
Tablica 7.21. Prikaz računanja AV zaštite (Tip A); (Suezmax Alan)<br />
Tip zaštite<br />
Trajanje AV zaštite<br />
AVLifeI, sati<br />
AV ZAŠTITA<br />
Cijena AV zaštite<br />
AVPrice, USD/m 2<br />
Cijena AV zaštite,<br />
USD<br />
1 (24 mjeseci) 17 520 13,86 263 173,68<br />
2 (36 mjeseci) 26 280 15,66 297 352,08<br />
3 (60 mjeseci) 43 800 22,96 435 964,48<br />
4 (60 mjeseci) FRC 43 800 53,86 1 022 693,70<br />
U slučaju primjene održavanja površine tipa B (pjeskarenje i aplikacija novog AKZ i<br />
AV sustava), prema Tablici 7.19, cijena <strong>rad</strong>ova se povećava za iznos potpunog pjeskarenja i<br />
aplikacije AKZ sustava; prikaz: Tablica 7.22.<br />
198
Tablica 7.22. Prikaz računanja AV zaštite, Tip B; (Suezmax Alan)<br />
Dock Type 2 Extra<br />
Tip dokiranja Cijena <strong>rad</strong>ova Price, USD/m 2 Cijena <strong>rad</strong>ova, USD<br />
2 18,39 349 189,32<br />
Tipovi dokiranja<br />
U postupku su razmatrana tri moguća tipa dokiranja, prema Tablici 7.23.:<br />
TOfDock1 = Tip 1: standardni tip dokiranja: uobičajeni <strong>rad</strong>ovi s vremenom boravka u doku 5<br />
dana<br />
TOfDock2= Tip 2.: potpuno skidanje (brušenje) starih premaza i aplikacija novih premaza<br />
AK i AV; predviđeni boravak u doku: 10 dana<br />
TOfDock3= Tip 3. "class only": pregled u doku; predviđeno vrijeme: 5 dana<br />
Tablica 7.23. Trajanje vremena dokiranja prema tipu dokiranja (sati) (Suezmax Alan); izvod<br />
iz računalnog programa<br />
TOfDock1 Vrijeme dokiranja u doku tipa 1 120 h<br />
TOfDock2 Vrijeme dokiranja u doku tipa 2 200 h<br />
TOfDock3<br />
Vrijeme dokiranja u doku tipa 3;<br />
Class Only<br />
120 h<br />
7.9. Rješavanja projektnog problema primjenom računalne podrške Octopus za<br />
odabrani brod<br />
Rezultat provedenog optimizacijskog postupka je određeni broj optimalnih<br />
nedominiranih procedura poslovanja broda.<br />
Na slici 7.9 može se vidjeti gore opisana definicija optimizacijskog problema u<br />
OCTOPUS Designer-u [109]. Gornji desni dio panela prikazuje definiciju projektnih varijabli<br />
koje su odabrane iz ponuđenih deskriptora matematičkog modela (lijevo). U opisu slike<br />
podebljani su dani nazivi korišteni na panelu.<br />
199
Sl. 7.9. OCTOPUS Navigation Panel/ Properties – gornji desni panel:<br />
{ Ime varijable x i { (Selected) }: {Dozvoljeni minimum i (Min)} ≤{Vrijednost (Value i )}<br />
≤{Dozvoljeni maksimum i (Max)};}; {korak (Step) i }; i=1, ... 18<br />
Lijevi paneli - pridruženost varijable podsistemu (Phy Subsys), Elementu i Deskriptoru)<br />
Nomenklatura<br />
BSE - Basic Ship Element (samo jedan brod)<br />
DE - Dock Element; DE 1, DE2<br />
DCTR - Docking Control - vrsta dokiranja<br />
NDCK - Number of Dockings - broj dokiranja<br />
NVBD - Number of Voyages between Dockings; broj putovanja između dokiranja<br />
DESCRIPTOR - opis sustava<br />
OUTPUT - izlazni ciljevi ili moguća ograničenja<br />
AVTYP - AV tip premaza<br />
Izborom ostalih opcija za tip proračuna (opcija a i g) u OCTOPUS Designer-u, mogu<br />
se na sličan način vidjeti definicije projektnih ciljeva (prema slici 7.10) odnosno ograničenja<br />
(prema slici 7.11). U središnjem dijelu prikazanog panela može se vidjeti izbor<br />
implementiranih optimizacijskih algoritama, od kojih je u ovom <strong>rad</strong>u odabrana evolucijska<br />
200
strategija s Monte Carlo simulacijom. U donjem dijelu panela može se vidjeti pregled<br />
definiranog optimizacijskog problema s brojem varijabli, ograničenja i ciljeva.<br />
Sl. 7.10. OCTOPUS Navigation Panel/Outputs: Skup projektnih ciljeva – gornji desni panel<br />
{ Korisnikovo ime odabranog cilja i { (Selected) }: {Vrijednost (Value i (x))}<br />
→{Maksimiziraj (Type) i } i=1, ... 3<br />
Izlazni rezultati tehno-ekonomskog modela (OUTPUT) za korištenje kao Ciljevi i/ili kao<br />
ograničenja, prema slijedećoj nomenklaturi:<br />
SPROF - Ship Profit (za<strong>rad</strong>a = prihod - troškovi poslovanja)<br />
ili Profit (korisnikovo ime korišteno u slikama atributskog prostora)<br />
SNVOY - Ship Number of Voyages (maksimalni broj putovanja)<br />
ili NumVoy (korisnikovo ime u slikama)<br />
SAGE - Age of Ship (starost broda)<br />
SEXP - Expenses (troškovi poslovanja)<br />
SINC - Income (prihod)<br />
SPOL - C U Polution (leaching); (izlučivanje bakra)<br />
ili CuPol (korisnikovo ime u slikama)<br />
201
Sl. 7.11. OCTOPUS Navigation Panel/Outputs: Skup projektnih ograničenja – gornji desni panel<br />
{ Ime odabranog ograničenja i { (Selected) }: {Vrijednost (Value i (x))}<br />
≥ (Type) {Granična vrijednost (Limit) i } i=1, ... 6<br />
Nomenklatura:<br />
STLD = vrijeme trajanja aktivnosti premaza (Time Leaching Dose)<br />
7.10. Projektni ciljevi<br />
Računalni model definira tri projektna cilja odnosno kriterija:<br />
7.10.1. - ekonomski kriterij: za<strong>rad</strong>a (profit) brodovlasnika,.........................maksimizirati<br />
7.10.2. - ekološki kriterij: dinamika izlučivanja biocida iz AV premaza......minimizirati<br />
(stupanj zagađenja)<br />
7.10.3. - društvenu korist: maksimalni broj putovanja (dostupnost).............maksimizirati<br />
7.10.1. Ekonomski kriterij<br />
Za<strong>rad</strong>a (profit) se definira kao pozitivna razlika između ukupnog prihoda od vozarina<br />
(Tablica 7.13) i rashoda (stalni i operativni troškovi) prema Tablicama: (7.9.(fiksni troškovi);<br />
7.10. (pogonski troškovi); 7.21 i 7.22. (troškovi AV premaza); te 7.23 (tip dokiranja)<br />
202
Tako je na tablici 7.24. prikazana maksimalna za<strong>rad</strong>a (uz maksimalno ispuštanje<br />
biocida iz AV premaza odnosno zagađenje), kao odabrana strategija A) za Suezmax Alan<br />
tanker:<br />
Tablica 7.24. Prikaz maksimalne za<strong>rad</strong>e (Suezmax Alan); strategija A; izvod iz računalnog<br />
programa<br />
Konačna Računica<br />
Ukupni troškovi (Stalni + pogonski +AV) 2,5145E+08 USD<br />
Ukupni prihod 2,876963E+08 USD<br />
ZARADA 3,6245E+07 USD<br />
7.10.2. Ekološki kriterij<br />
Kontrola ispuštanja bakrenih biocida iz AV premaza također se ubraja među primarne<br />
ciljeve. Postoje tri strategije održavanja (A,B i C) glede dozvoljene razine zagađenja odnosno<br />
ispuštanja bakrenih spojeva u okoliš (7.3.)<br />
Na tablici 7.25. predočen je slučaj strategije A (maksimalna razina zagađenja i<br />
maksimalna za<strong>rad</strong>a). Iz prikaza su vidljiva dva perioda izlučivanja s iznosima, kao i ukupno<br />
vrijeme izlučivanja.<br />
Tablica 7.25. Maksimalno ispuštanje bakrenih biocida (zagađenje okoliša) Strategija A;<br />
(Suezmax Alan); izvod iz računalnog programa<br />
Zagađenje mora<br />
Vrijeme izlaganja smrtonosnoj dozi 1,5737E+05 h<br />
Izlučena količina Cu u 1. periodu 11 822 kg Cu<br />
Izlučena količina Cu u 2. periodu 10 702 kg Cu<br />
Ukupna izlučena količina Cu 22 524 kg Cu<br />
Na Sl.7.16. prikazan je taj slučaj (projekt br. 78) gdje se ispuštanje biocida odvijalo<br />
tijekom 90% ukupnog vremena od 175 200 sati (157 370 sati pod zaštitom)<br />
7.10.3. Društvena korist<br />
Maksimalni broj putovanja (dostupnost) treći je kriterij odnosno cilj:<br />
U izvodu iz računalnog programa, na Tablici 7.26, predočen je prikaz broja plovidbi<br />
između dokiranja, tip premaza i tip dokiranja (Tanker Suezmax Alan):<br />
Kao primjer, odabran je projekt prema strategiji A tj. maksimalna za<strong>rad</strong>a i<br />
maksimalno zagađenje okoliša)<br />
203
Tablica 7.26. Prikaz broja plovidbi između dokiranja, tip premaza i tip dokiranja: (Suezmax<br />
Alan); Ukupni broj dokiranja: 6.<br />
Redni broj<br />
dokiranja (m)<br />
Broj putovanja nakon<br />
dokiranja (m)<br />
Tip AV premaza<br />
Tip<br />
dokiranja<br />
Tip ob<strong>rad</strong>e<br />
oplakane površine<br />
1 30 3 3 1<br />
2 26 3 1<br />
3 32 3 3<br />
4 24 3 2<br />
5 28 3 3<br />
6 30 3 1<br />
(7) 32 2<br />
Maksimalni broj putovanja za Strategiju A, također se vidi i u skupnoj Tablici 7.27:<br />
Tablica 7.27. Skupna tablica za broj putovanja; Strategija A; (Suezmax Alan); izvod iz<br />
računalnog programa<br />
Broj Putovanja 202<br />
Broj Putovanja A + B 404<br />
Ukupna za<strong>rad</strong>a, USD 36 245 248<br />
Ukupna starost broda, h 175 185,11<br />
STLD, h 157 370,23<br />
Prikaz broja vožnji (1 – 404) odnosno putovanja (1-202) prikazan je u skraćenom<br />
prikazu na Tablici 7.28, [u ovisnosti o porastu hrapavosti (mehaničke, biološkog i ukupnog<br />
obraštaja) te kontinuiranog pada brzine tijekom eksploatacije]<br />
Tablica 7.28. Prikaz praćenja broja vožnji u odnosu na vremensko trajanje, brzinu broda te<br />
porasta ukupne hrapavosti oplakane površine, kao zbroja mehaničke i biološke<br />
hrapavosti; Strategija A; (Suezmax Alan); izvod iz računalnog programa<br />
..........<br />
No Vrijeme AHRMeh AHRBio AHR Brzina<br />
h µm µm µm uzlovi<br />
1 72,0 100,3 0,0 100,3 15,0<br />
2 500,5 101,9 0,0 101,9 15,0<br />
3 905,2 103,5 0,0 103,5 15,0<br />
4 1 334,1 105,2 0,0 105,2 15,0<br />
398 172 185,8 456,4 0,0 456,4 14,1<br />
399 172 613,4 458,0 0,0 458,0 14,1<br />
400 173 065,1 459,8 0,0 459,8 14,1<br />
401 173 492,9 461,5 16,2 477,7 14,0<br />
402 173 945,3 463,2 24,1 487,3 14,0<br />
403 174 374,2 464,9 35,3 500,2 14,0<br />
404 174 827,5 466,7 38,9 505,5 14,0<br />
204
Maksimalni broj putovanja može vidjeti i u izvatku računalnog programa, gdje su<br />
posebno izdvojena putovanja između dva dokiranja. Za spomenuti primjer, maksimalni broj<br />
putovanja iznosi 202: (30 + 26 + 32 + 24 + 28 + 30 + 32), prema Tablici 7.29:<br />
Tablica 7.29. Prikaz broja putovanja između dokiranja; Strategija A; (Suezmax Alan); izvod<br />
iz računalnog programa (Tablica predstavlja izvod iz Tablice 7.26.)<br />
Redni broj<br />
dokiranja (m)<br />
Broj putovanja između<br />
dokiranja (m)<br />
1 30<br />
2 26<br />
3 32<br />
4 24<br />
5 28<br />
6 30<br />
(7) 32<br />
7.11. Prikaz rezultata<br />
Nakon provedene optimizacije (Sl.7.12) izlazni rezultati s karakteristikama 134<br />
nedominirana projekta (= procedure poslovanja broda) izraženi su u vidu tablice (gornji dio<br />
slike) i dijagramom razapetom između tri cilja: za<strong>rad</strong>e, ukupnog broja putovanja i količine<br />
izlučivanja bakra.<br />
Na osnovu prije opisanih strategija moguće je iz ukupne Pareto fronte izdvojiti tri<br />
najbolja projekta, na slikama označeni kuglama. Projekti koji ne izlučuju bakar u drugom<br />
eksploatacijskom periodu označeni su kuglama za razliku stožaca okrenutim prema kojima se<br />
označuju svi ostali projekti koji izlučuju bakar.<br />
205
C<br />
B<br />
A<br />
CuPol<br />
Profit<br />
NumVoy<br />
Sl. 7.12. Prikaz ekrana OCTOPUS DESIGNER-a s Pareto frontom i<br />
detaljima o nedominiranim projektima (= procedurama poslovanja broda)<br />
Na Sl 7.13 vidi se dio Pareto fronte oko projekata A i B: uočljivo je da u tom području<br />
ima nekoliko projekata bliskih vrijednosti projektnih ciljeva:<br />
Sl. 7.13. Uvećani prikaz dijela Pareto fronte oko projekta (A) i projekta (B)<br />
206
Na slici 7.14 prikazana su samo odabrana tj. preferirana rješenja prema strategijama<br />
(A), (B) i (C) bez ostalih nedominiranih projekata.<br />
B<br />
C<br />
CuPol<br />
A<br />
Profit<br />
NumVoy<br />
Sl. 7.14. Prikaz ekrana OCTOPUS DESIGNER-a sa (samo) odabranim<br />
rješenjima prema strategijama (A), (B) i (C);<br />
Tri najbolja projekta iz strategija A, B i C, označena (A, B i C) na slici 7.14,<br />
izdvojena su i posebno prikazana. Tako se vidi da je za strategiju A (maksimalna za<strong>rad</strong>a i<br />
neograničeno izlučivanje bakra), ljubičastom kuglom označen iznos od 22 520 kg bakra<br />
koliko se preko AV premaza izluči tijekom života broda. Za<strong>rad</strong>a broda označena je zelenom<br />
kuglom (36,24 mil. USD) a plava kugla označava broj putovanja.<br />
Podrazumijeva se da se sva rješenja nalaze u ravninama 201 i 202-og putovanja<br />
(g<strong>rad</strong>uiranje od 201 do 202 putovanja ima samo simboličku ulogu) jer je neostvarivo, npr.<br />
201,2 ili 201,7 nisu cjelobrojne vrijednosti.<br />
Sl.7.15 prikazuje ekran OCTOPUS DESIGNER-a sa 6 kombiniranih dijagrama s<br />
distribucijom projektnih varijabli i označenim rješenjima (A), (B) i (C).<br />
Svaki pojedini dijagram na osima prikazuje broj putovanja i izabrani tip zaštite za<br />
svaki pojedini period između dokiranja, dok je na preostaloj osi ukupna za<strong>rad</strong>a.<br />
Boja tijela prikazuje izlučivanje bakra za pojedini projekt.<br />
207
B<br />
C<br />
A<br />
C<br />
B<br />
A<br />
Profit<br />
DE1.AVTYP<br />
Profit<br />
DE4.AVTYP<br />
B<br />
C<br />
B<br />
A<br />
A<br />
Profit<br />
DE2.AVTYP<br />
Profit<br />
DE5.AVTYP<br />
B<br />
C<br />
A<br />
A<br />
B<br />
Profit<br />
DE3.AVTYP<br />
Profit<br />
DE6.AVTYP<br />
Sl. 7.15. Prikaz ekrana OCTOPUS DESIGNER-a sa 6 kombiniranih dijagrama s distribucijom<br />
projektnih varijabli i označenim rješenjima (A), (B) i (C)<br />
7.12. Pojedinačni prikazi odabranih rješenja projekata<br />
Pojedinačni prikazi odabranih rješenja projekata, na bazi tri strategije (A), (B) i (C),<br />
prikazani su kako slijedi:<br />
- Projekt br. 78: Suezmax Alan, strategija A<br />
(maksimalna za<strong>rad</strong>a / izlučivanje bakra nije ograničeno)<br />
208
Hrapavost, brzina<br />
AHR<br />
AHR Bio<br />
AHR Meh<br />
V<br />
700.0<br />
600.0<br />
Suezmax<br />
5000 Nm, 6 dokiranja<br />
202 putovanja<br />
Starost broda: 175185.1 sati<br />
Za<strong>rad</strong>a: 3.624525E+07 USD<br />
Izluceno Cu: 22523.5 kg<br />
25.0<br />
20.0<br />
500.0<br />
AHR(t) mm<br />
400.0<br />
300.0<br />
15.0<br />
10.0<br />
V uz<br />
200.0<br />
100.0<br />
5.0<br />
0.0<br />
0.0<br />
0 20 000 40 000 60 000 80 000 100 000 120 000 140 000 160 000 180 000 200 000<br />
Starost broda h<br />
Sl. 7.16. Dijagram hrapavosti i brzine broda ovisno o vremenu (strategija A)<br />
(Napomena: tablice strategije A već su prikazane)<br />
Prikaz rezultata računalnog programa:<br />
Broj putovanja između dokiranja: 30, 26, 32, 24, 28, 30 i 32 = 202 putovanja<br />
Za<strong>rad</strong>a: 36 245 250 USD<br />
Zagađenost: tijekom života broda ispušteno preko 22,5 tona bakrenih spojeva<br />
u okoliš (22 523,5 kg)<br />
Vrijeme trajanja izlučivanja biocida: 157 370,23 sata<br />
Trajanje AV zaštite: ≈90 % vremena (157 370,23 / 175 185)<br />
Tip primijenjenog premaza: prigodom prvih šest dokiranja odabran je tip 3 AV premaza u<br />
trajanju od 60 mjeseci. Zadnjeg dokiranja (tj. 7-og) nema i brod ide u rashod nakon isteka 175<br />
185 sati (19,999 godina).<br />
Preostalo vremena: (175 200 – 175 185)= 15 sati<br />
Između 6 –og i (nepostojećeg) sedmog dokiranja apliciran je sustav AV premaza Tip 2<br />
(u trajanju od 36 mjeseci)<br />
Tipovi dokiranja: 3 (class only), 1 (standardno dokiranje), 3, 2 (pjeskarenje i aplikacija novog<br />
AK i AV sustava), 2, 3, 1<br />
U cilju smanjenja opće hrapavosti, kod prelaska dogovorenog praga hrapavosti (500 µm),<br />
primijenjeno je pjeskarenje i aplikacija novog AK i AV sustava.<br />
209
Projekt. Br. 118 Suezmax Alan, strategija B (izlučivanje bakra samo u prvom<br />
eksploatacijskom periodu)<br />
Hrapavost, brzina<br />
AHR<br />
AHR Bio<br />
AHR Meh<br />
V<br />
700.0<br />
600.0<br />
Suezmax<br />
5000 Nm, 6 dokiranja<br />
201 putovanja<br />
Starost broda: 174371 sati<br />
Za<strong>rad</strong>a: 3.438771E+07 USD<br />
Izluceno Cu: 10087.98 kg<br />
25.0<br />
20.0<br />
500.0<br />
AHR(t) mm<br />
400.0<br />
300.0<br />
15.0<br />
10.0<br />
V uz<br />
200.0<br />
100.0<br />
5.0<br />
0.0<br />
0.0<br />
0 20 000 40 000 60 000 80 000 100 000 120 000 140 000 160 000 180 000 200 000<br />
Starost broda h<br />
Sl. 7.17. Dijagram hrapavosti i brzine broda ovisno o vremenu (strategija B)<br />
Prikaz rezultata računalnog programa:<br />
Broj putovanja između dokiranja: 31, 31, 32, 24, 30, 28 i 25 = 201 putovanja<br />
Za<strong>rad</strong>a: 34 387 710 USD<br />
Zagađenost: tijekom života broda ispušteno preko 10 tona bakrenih spojeva u okoliš (10 088<br />
kg)<br />
Vrijeme trajanja izlučivanja biocida: 157 010 sati<br />
Trajanje AV zaštite: 90 % vremena (157 010 / 174 371)<br />
Tipovi primijenjenih premaza:<br />
- prigodom prvog dokiranja: Tip 3 (AV 60)<br />
- prigodom drugog dokiranja: Tip 3 (AV 60)<br />
- prigodom trećeg dokiranja: Tip 2 (AV 36)<br />
- prigodom četvrtog dokiranja: Tip 4 (FRC 60)<br />
- prigodom petog dokiranja: Tip 4 (FRC 60)<br />
- prigodom šestog dokiranja: Tip 4 (FRC 60)<br />
- prigodom sedmog dokiranja: Tip 4 (FRC 60); nije realizirano jer je brod išao<br />
u rashod, nakon 174 371 sati.<br />
210
Tipovi dokiranja: 3 (class only), 1 (standardno dokiranje),, 2 (pjeskarenje i aplikacija<br />
novog AK i AV sustava), 3, 1, 3<br />
U cilju smanjenja opće hrapavosti, kod prelaska dogovorenog praga hrapavosti (500<br />
µm), primijenjeno je pjeskarenje i aplikacija novog AK i AV sustava.<br />
Tablica 7.30. Prikaz broja plovidbi između dokiranja, tip premaza i tip dokiranja: (Suezmax<br />
Alan); Ukupni broj dokiranja: 6; Strategija B<br />
Redni broj<br />
dokiranja (m)<br />
Broj putovanja nakon<br />
Tip<br />
Tip AV premaza<br />
dokiranja (m)<br />
dokiranja<br />
1 31 3 3 1<br />
2 31 3 1<br />
3 32 2 2<br />
4 24 4 3<br />
5 30 4 1<br />
6 28 4 3<br />
(7) 25 4<br />
Tip ob<strong>rad</strong>e<br />
oplakane površine<br />
Tablica 7.31. Prikaz za<strong>rad</strong>e (Alan); izvod iz računalnog programa Strategija B<br />
Završna računica<br />
Ukupni troškovi (Stalni + pogonski +AV) 2,5188E+08 USD<br />
Ukupni prihod 2,862721E+08 USD<br />
ZARADA 3,4388E+07 USD<br />
Tablica 7.32. Prikaz zagađenja mora (Alan);izvod iz računalnog programa; Strategija B<br />
Zagađenje mora<br />
Vrijeme izlaganja smrtonosnoj dozi 1,5701E+05 h<br />
Izlučena količina Cu u 1. periodu 10 088 kg Cu<br />
Izlučena količina Cu u 2. periodu 0 kg Cu<br />
Ukupna izlučena količina Cu 10 088 kg Cu<br />
Ukupno je preostalo vremena (175 200 – 174 371)= 829 sati, međutim nedovoljno za<br />
još jedno putovanje na kraju eksploatacijskog perioda broda.<br />
Strategija B1:<br />
Vezano za gornje, neiskorišteno vrijeme, zanimljivo je prikazati slučaj kada je<br />
dogovoreni eksploatacijski period broda za još jedno putovanje neznatno premašen.<br />
U ovom primjeru, potrebno vrijeme za dodatno još jedno (zadnje) putovanje iznosi<br />
889,73 sati. Ako bi se realiziralo, neznatno bi premašilo dogovorenu starost broda od 175 200<br />
sati prije rashoda. Za razliku od prekoračenog vremena od svega 60,73 sati, financijski efekt<br />
211
tog dodatnog putovanja je kudikamo veći. Tako, brod bi išao u rashod s 175 260,73 sati (174<br />
371 + 889,73 sati), s jednim putovanjem više, tj. ukupno 202 putovanja, kao kod strategija A i<br />
C.<br />
Za<strong>rad</strong>a je veća za 1,78% i iznosi ≈ 35 000 000 USD (bez dodatnog putovanja: 34 387<br />
710 USD). U svakom slučaju trebalo bi preferirati efekt za<strong>rad</strong>e dodatnim putovanjem u<br />
odnosu na neznatni dio prekoračenih sati. Međutim, uvijek je ovakva odluka u rukama<br />
brodara.<br />
Projekt br.15 Suezmax, strategija C; izvod iz računalnog programa (bez izlučivanja bakra u<br />
oba perioda)<br />
Hrapavost, brzina<br />
AHR<br />
AHR Bio<br />
AHR Meh<br />
V<br />
700.0<br />
600.0<br />
Suezmax<br />
5000 Nm, 6 dokiranja<br />
202 putovanja<br />
Starost broda: 175180.7 sati<br />
Za<strong>rad</strong>a: 3.43509E+07 USD<br />
Izluceno Cu: 0 kg<br />
25.0<br />
20.0<br />
500.0<br />
AHR(t) mm<br />
400.0<br />
300.0<br />
15.0<br />
10.0<br />
V uz<br />
200.0<br />
100.0<br />
5.0<br />
0.0<br />
0.0<br />
0 20 000 40 000 60 000 80 000 100 000 120 000 140 000 160 000 180 000 200 000<br />
Starost broda h<br />
Sl. 7.18. Prikaz hrapavosti i brzine broda za optimalni projekt prema strategiji C<br />
Prikaz rezultata računalnog programa:<br />
Za<strong>rad</strong>a: 34 350 900 USD<br />
Broj putovanja između dokiranja: 31, 25, 26, 30, 30, 28 i 32 = 202 putovanja<br />
Zagađenost: tijekom života broda nije bilo polucije bakrenih spojeva u okoliš.<br />
Tipovi primijenjenih premaza za svih šest dokiranja: Tip 4 (FRC 60)<br />
Vrijeme trajanja izlučivanja biocida: 159 129,70 sati<br />
Trajanje AV zaštite: ≈ 91 % vremena (159 129,7 /175 180.7)<br />
Ukupno je preostalo vremena (175 200 – 175 180.7)= 19,3 sati<br />
U cilju smanjenja opće hrapavosti, kod prelaska dogovorenog praga hrapavosti (500 µm),<br />
primijenjeno je pjeskarenje i aplikacija novog AK i AV sustava.<br />
212
Tipovi dokiranja: 3 (class only), 1 (standardno dokiranje), 3, 2 (pjeskarenje i aplikacija novog<br />
AK i AV sustava), 3, 1<br />
Broj putovanja između dokiranja: 31, 25, 26, 30, 30, 28 i 32 = 202 putovanja<br />
Tablica 7.33. Prikaz broja plovidbi između dokiranja, tip premaza i tip dokiranja: (Suezmax<br />
Alan); Ukupni broj dokiranja: 6; strategija C<br />
Redni broj<br />
dokiranja (m)<br />
Broj putovanja nakon<br />
Tip<br />
Tip AV premaza<br />
dokiranja (m)<br />
dokiranja<br />
1 31 4 3 1<br />
2 25 4 1<br />
3 26 4 3<br />
4 30 4 2<br />
5 30 4 3<br />
6 28 4 1<br />
(7) 32 4<br />
Tip ob<strong>rad</strong>e<br />
oplakane površine<br />
Tablica 7.34. Prikaz za<strong>rad</strong>e (Alan);izvod iz računalnog programa; Strategija C<br />
Završna računica<br />
Ukupni troškovi (stalni + pogonski<br />
+aplikacija AV premaza) 2,5335E+08 USD<br />
Ukupni prihod 2,876963E+08 USD<br />
ZARADA 3,4351E+07 USD<br />
Tablica 7.35. Prikaz zagađenja mora (Alan);izvod iz računalnog programa; Strategija C<br />
Zagađenje mora<br />
Vrijeme izlaganja smrtonosnoj dozi 1,5913E+05 h<br />
Izlučena količina Cu u 1. periodu 0 kg Cu<br />
Izlučena količina Cu u 2. periodu 0 kg Cu<br />
Ukupna izlučena količina Cu 0 kg Cu<br />
7.13. Zaključak<br />
U prikazu se analiziraju tri moguće strategije (A,B, C) i jedna dodatna (B1).<br />
Broj putovanja Starost (h) Za<strong>rad</strong>a Broj dok. Izlučeno Cu<br />
Strategija A 202 175 185,1 36,24525E+06 USD 6 22 523,5 kg<br />
Strategija B 201 174 371 34,38771E+06 USD 6 10 087,98 kg<br />
(Prekoračenje sati eksploatacije)<br />
Strategija B1 202 175 260,73 34,995472E+06 USD 6 10 087,98 kg<br />
Strategija C 202 175 180,7 34,3509E+06 USD 6 0 kg<br />
213
Između krajnjih strategija (A i C) kada se referiraju na jedan od ciljeva (broj<br />
putovanja) nema razlike. Isti je broj putovanja tj. 202. Granica neiskorištenih sati za A jest 15<br />
sati odnosno za strategiju C 19,3 sata, dakle optimum od 175 200 sati je gotovo potpuno<br />
dostignut.<br />
Međutim, druga dva cilja: za<strong>rad</strong>a i zagađenje okoliša, zamjetno se razlikuju. Kod<br />
maksimalnog zagađenja okoliša od 22 tone izlučenih bakarnih spojeva, razlika u za<strong>rad</strong>i iznosi<br />
skoro 1.9 m USD.<br />
Strategija B je kompromisno rješenje između strategija A i C, jer samo u drugom<br />
dijelu eksploatacijskog perioda nema izlučivanja toksičnih spojeva. Međutim, strategijom B,<br />
nije moguće dostići jedan od ciljeva, maksimalan broj putovanja. U ovom slučaju to se odnosi<br />
na jedno putovanje manje.<br />
Jedan od bitnih pojmova pri analizi senzitivnosti kod strategije B jest i određenje<br />
vremena kada se mijenja sustav zaštite tj. prelaz iz konvencionalnih AV premaza u FRC<br />
premaze bez izlučivanja bakarnih spojeva. Ta točka može biti i ispod i iznad 10 godina,<br />
(korištenih kod iz<strong>rad</strong>e oglednog primjera) ovisno o diktatu institucija. U skladu s tim<br />
promjenama mijenjaju se i za<strong>rad</strong>e kao i količine izlučenog bakra.<br />
Odluka o izboru ponuđene strategije usko je povezana s ciljevima poslovne politike.<br />
Odabere li se strategija B (projekt br.118) umjesto A (projekt br. 78), gubitak na profitu<br />
iznosit će 5,12%, ali će biti više nego prepolovljena emisija štetnog biocida.<br />
S druge strane, ako se prihvati strategija C (projekt br. 15) u usporedbi s strategijom<br />
A, gubitak profita je i veći, 5,22% ali je izlučivanje bakra potpuno izostalo.<br />
Relativno mala razlika u za<strong>rad</strong>i između strategije B i C leži jednim dijelom i u<br />
neiskorištenim putovanjima. Tako strategija B ima neiskorištenih 829 sati putovanja<br />
(175 200- 174 371) a strategija C svega 20 sati (175 200-175 180,7). U tom slučaju, može se,<br />
uz neznatno prekoračenje sati, dodati još jedno putovanje i tako povećati za<strong>rad</strong>u za više od<br />
600 000 USD. (Strategija B1)<br />
Dakle, izbor se svodi na dvije strategije tj. A i C koje stoje operateru na raspolaganju,<br />
dok strategija B predstavlja kompromisno rješenje.<br />
Za napomenuti je, da je optimizator za sve tri strategije predvidio pjeskarenje oplakane<br />
površine pri prelasku AHR-a od 500 µm što ujedno podrazumijeva aplikaciju novog AK i AV<br />
premaza (ova vrijednost se zadaje i obično se kreće u rasponu 400 -600 µm).<br />
Trend reduciranja ispuštanja toksičnih supstanci poput dušikovih, ugljikovih i<br />
sumpornih spojeva uz ostale polutante, vjerojatno će se u bliskoj budućnosti protegnuti i na<br />
ispuštanje bakra iz AV premaza. Iako je suvremena generacija biocida zasnovana na tzv.<br />
manje škodljivim bakrenim spojevima, kako to ističu proizvođači premaza (analogija s<br />
214
proizvođačima cigareta), samo potpunom zakonskom zabranom mogu se prisiliti proizvođači<br />
premaza da odustanu od proizvodnje biocidnih AV premaza.<br />
Prema procjeni u svim svjetskim morima i oceanima (V = 1,4 · 10 18 t) otopljeno je<br />
4 · 10 9 t bakra. Udio bakra u AV premazu u pravilu se ne deklarira a ovisi o predviđenom<br />
vijeku trajanja i proizvođaču. Iako je 9 000 tona izlučenog bakra iz AV premaza na godinu u<br />
velikoj disproporciji s procijenjenom prisutnom količinom u svim morima, u današnjim<br />
kriterijima očuvanja okoliša i takve količine označavaju se štetnima.<br />
Za primjer navedimo procjenu izlučivanja bakra iz OPB cjelokupne svjetske flote za<br />
2007. godinu, pri pretpostavci da se aplikacija novog premaza odvija svake 2,5 godine:<br />
- oplakana površina ~ 150 · 10 6 m 2<br />
- godišnji svjetski utrošak AV premaza pri gustoći 1.92 kg/dm 3 =<br />
= 2,112 kg/ m 2 · 150 · 10 6 m 2 = 316 800 t / 2,5 g = 126 720 t<br />
- količina izlučenog bakra/godišnje = 126 720 · 7,16% = 9 073<br />
Godišnje se u moru izluči punih 9.000 tona biocida, ali još znatna količina<br />
neizlučenog bakra ostaje akumulirana u slojevima iz prethodnih premaza. Stoga je ovdje<br />
važno naglasiti, da pjeskarenje starih slojeva AV premaza za vrijeme <strong>rad</strong>ova u doku, ako se ne<br />
poduzmu odgovarajuće mjere zaštite, može znatno ugroziti okoliš.<br />
Za usporedbu referirat ćemo se na nekadašnje podatke o izlučivanju organokositrenih<br />
spojeva TBT SPC AV premaza. Granični prag toksičnosti za organokositrene spojeve ima<br />
peterostruko nižu vrijednost od graničnog praga za bakar (MIC za bakar 10 µg/ cm 2 / dan, za<br />
kositar 2 µg/ cm 2 / dan). Slijedom toga, količina izlučenog kositra iz TBT AV premaza trebala<br />
bi biti peterostruko niža tj. oko 1 800 t.<br />
Endersen i Sorgard (1996.g.) procjenjuju tu količinu na 750-1 500 tona dok Isensee et<br />
al (1998. g.), referiraju o zamjetno većim iznosima (1 400-2 400 tona). Za podsjetiti je, da je<br />
pri zabrani uporabe kositra, IMO propisao prelazni period od 5 godina s apsolutnom<br />
zabranom od 01.01.2008. Dakle, u skladu s time, hipotetički, zadnji AV TBT premaz trebao<br />
je biti apliciran 31.12.2003. godine [110], [111].<br />
Sve veća ekološka svijest upućuje da će i primjena biocida bakra biti limitirana s<br />
tendencijom svođenja izlučivanja na najmanju moguću mjeru. U tom smislu za očekivati je,<br />
da bi jedan od scenarija IMO-a u skoroj budućnosti bila preporuka o djelomičnoj, eventualno<br />
stupnjevanoj, redukciji ispuštanja toksina. To je zasada tek zamisao, poglavito stoga, jer se ne<br />
podudara s brojem dokiranja a osim toga, nije moguće predvidjeti hoće li proizvođači<br />
proizvesti AV premaz bez biocida. Upravo s tog razloga, proizvođači premaza okreću se<br />
215
iznalaženju potpuno drugačije tehnologije AV premaza, koja bi se bazirala na efektu<br />
neprihvaćanja obraštaja za površinu.<br />
Iz eksplicitnog prikaza, odabirom strategija B (ili povoljnije B1), postiglo bi se<br />
kompromisno rješenje, koje bi vjerojatno zadovoljilo brodovlasnike a i ekologe (za sada).<br />
Tako bi se, izlučivanje bakra odvijalo samo do zadanog roka zabrane primjene biocida, nakon<br />
čega bi se aplicirao novi premaz bez biocida (FRC).<br />
Što se tiče strategije C, sadašnja peterostruka cijena primjene skupog FRC premaza<br />
bez biocida, zasada je realna zapreka.<br />
216
8. ZAKLJUČAK RADA<br />
Ukupno poslovanje broda vrlo je sofisticiran i složen posao, posebno je težište na<br />
činjenici da su odgovornost i snošenje operativnih troškova u većini slučaja podijeljeni na<br />
više subjekata. Brod treba doslovno definirati kao pokretninu koja ostvaruje profit. Za razliku<br />
od projektanta građevine, tijekom projektiranja, projektant broda mora predvidjeti parametre<br />
broda u službi kao varijable funkcije dinamike održavanja i vremena eksploatacije.<br />
Brodog<strong>rad</strong>nja se danas suočava istovremeno s novo postavljenim ekološkim<br />
standardima, zahtjevima za tehničkom dotjeranošću te visokom ekonomičnosti poslovanja. U<br />
skladu s time, danas ne raspolažemo standardima o kvantumu utjecaja na ekologiju unutar<br />
čitavog eksploatacijskog perioda broda, koji bi projektantu služili kao referentni kriterij.<br />
Međutim, nema magične tehnologije, stoga je realno težište na osjetljivoj ravnoteži između<br />
ciljanih efekata. Buduća istraživanja svakako će biti usmjerena na uspostavljanje<br />
instrumentarija kojim će se registrirati detaljni ekološki i svi drugi podaci referentnih plovila.<br />
U <strong>rad</strong>u su praćeni i analizirani, podaci iz strojarskih dnevnika za dva broda, broda za<br />
rasuti teret MB Pelješac i tankera Ist, tijekom trogodišnjeg praćenja, koji su poslužili kao<br />
temelj za izračunavanje statusa oplakane površine broda. Iz raspoloživih podataka za<br />
spomenute brodove nameće se zaključak da su brodovlasnici kreirali strategiju održavanja<br />
broda s jedinim ciljem minimiziranja troškova održavanja uz (vjerojatno) granični profit.<br />
Održavanje oplakane površine brodova, kroz svih dvadeset godina eksploatacije, svodilo se<br />
isključivo na sanaciju starih i aplikaciju novih antivegetativnih premaza. Međutim, nužno<br />
pjeskarenje oplate zbog progresivne deterioracije i uklanjanja nagomilanih naslaga premaza,<br />
nikada nije provedeno.<br />
Fenomen oplakane površine broda interdisciplinarne je naravi. Stoga je za rješenje<br />
ovog, izrazito složenog problema, nužno uključiti različite znanstvene grane, od brodske<br />
hidrodinamike i ekonomije poslovanja preko tehnologije <strong>rad</strong>a u doku do fizikalne kemije i<br />
biologije mora, vezanih za antivegetativne premaze i obraštaj.<br />
Za iz<strong>rad</strong>u pojednostavljenog tehnoekonomskog modela poslovanja broda s naglaskom<br />
na održavanje, koji s dovoljnom točnosti može poslužiti za donošenje poslovnih odluka<br />
tijekom eksploatacije, bilo je potrebno kreirati niz matematičkih modela.<br />
Postupkom višeciljne sinteze, primijenjene kao optimizacijske metode za<br />
višekriterijalno donošenje odluka, za poslovanje broda, čija je programska aplikacija razvijena<br />
na Fakultetu strojarstva i brodog<strong>rad</strong>nje u <strong>Zagrebu</strong>, razvijeni su i objedinjeni slijedeći modeli:<br />
217
- model porasta otpora (ITTC 1978 formule za izračunavanje dodatka na<br />
hrapavost),<br />
- ekonomski model analize prihoda i rashoda poslovanja,<br />
- ekološki model izlučivanja biocida iz antivegetativnih premaza,<br />
- model ob<strong>rad</strong>e supstrata tj. oplakane površine vezane za <strong>rad</strong>ove u doku.<br />
Modeli se referiraju na realne kriterije poslovanja, standardnu politiku dokiranja uz<br />
raspoložive podatke o izlučivanju biocida u okoliš, vezane za određeni brod i određenu<br />
plovnu rutu.<br />
Model porasta otpora pomoću ITTC-eve formule za izračunavanje dodatka na<br />
hrapavost uključuje sljedeće formule:<br />
10 3 ∆C F = 1,05 (AHR/L pp ) 1/3 – 0.64 (ITTC-1978, London)<br />
10 3 ∆C F = 44 [(AHR/L) 1/3 – 10 (R n ) -1/3 ] + 0,125 (ITTC- 1990, Madrid)<br />
AHR = prosječna visina hrapavosti oplakane površine, µm<br />
= duljina broda između okomica, m<br />
L PP<br />
Formulom ITTC-1990 izračunava se samo neoštećena površina standardnog<br />
antivegetativnog premaza (AHR < 225 µm). To je bio razlog izbora ranije formule ITTC 1978<br />
kao osnove za izračun dodatka na hrapavost ∆C F brodova u eksploataciji.<br />
Tako je na bazi formule ITTC 1978 kreiran računalni model porasta otpora. Taj<br />
model, iako pojednostavljen, daje dovoljno točnu sliku za ocjenu porasta opće hrapavosti<br />
oplakane površine broda.<br />
Vezano za značajke hrapavosti odabranog broda i odabrane plovne rute opću<br />
hrapavost predstavlja zbroj četiri parametra: početna hrapavost, stalni prirast hrapavosti<br />
uslijed deterioracije, prirast hrapavosti tijekom <strong>rad</strong>ova u doku i hrapavost od obraštaja.<br />
Ovdje je nužno naglasiti aproksimativnu vrijednost za opću hrapavost. S jedne strane<br />
zbrajaju se dvije potpuno različite vrste hrapavosti, trajne (fizikalne) i privremene(biološke). S<br />
druge pak, formula uključuje srednju statističku vrijednost samo jednog parametra tj. visine<br />
neravnina, a potpuno izostavlja topografiju površine. Ipak, i ovakvim instrumentarijem<br />
moguće je s dovoljnom točnošću izračunati dodatak na hrapavost.<br />
218
Ekonomski model analize prihoda i rashoda poslovanja određuju slijedeći<br />
parametri:<br />
- parametri vezani za značajke broda (izmjere, oplakana površina, snaga u<br />
službi, brzina u službi, djelotvornost poriva);<br />
- parametri vezani za troškove odabranog broda obuhvaćaju parametre vezane<br />
za fiksne (kapitalne) troškove i parametre vezane za pogonske troškove;<br />
- parametri vezani za fiksne, kapitalne troškove jednaki su zbroju troškova<br />
amortizacije/otplate kredita i troškova osiguranja;<br />
- parametri vezani za pogonske troškove jednaki su zbroju troškova za<br />
energiju, posadu, održavanje broda, lučke i špediterske usluge, usluge<br />
dokiranja itd.;<br />
- parametri vezani za za<strong>rad</strong>u uključuju duljinu rute, vremena utovara/istovara,<br />
čekanja, plovidbi i raznih tipova dokiranja, iznos vozarine te ukupno vrijeme<br />
eksploatacije.<br />
Ekološki model odnosi se na ispuštanje biocida iz antivegetativnih premaza. Kao<br />
osnova za kvantifikaciju izlučivanja bakra iz AV premaza upotrebljene su dvije usporedbene<br />
krivulje recentnih AV premaza (SPC I CDP). Njihovim korištenjem, metodom ekstrapolacije,<br />
kreirane su krivulje izlučivanja bakra nakon aplikacije tri AV premaza, različitog vremena<br />
trajanja (24,36 i 60 mjeseci),<br />
Model ob<strong>rad</strong>e supstrata tj. oplakane površine tijekom <strong>rad</strong>ova u doku, određen je<br />
parametrima vezanim za sustave zaštite.<br />
Standardni sustav zaštite odnosi se na popravak antikorozivnog premaza i nanošenje<br />
novog anivegetativnog premaza dok se drugi, sasvim <strong>rad</strong>ikalni, odnosi na postupak<br />
pjeskarenja do golog supstrata i aplikaciju novog, AC i AV premaznog sustava.<br />
Odabir potonjeg sustava predlaže se kad prag opće hrapavosti premaši 500 µm (iskustveni<br />
podatak).<br />
Metodom višeatributne sinteze optimiranja projekta uz aplikaciju projektne procedure<br />
i opisanih matematičkih modela, kreiran je model za optimizaciju ciljeva poslovanja:<br />
- ekonomskog kriterija tj. za<strong>rad</strong>i (profitu) brodovlasnika,<br />
- ekološkog kriterija: dinamici izlučivanja biocida iz AV premaza (stupanj<br />
zagađenja),<br />
- društvene koristi: maksimalnog broja putovanja (dostupnost).<br />
Metoda optimiranja prilagođavanjem i korištenjem pripadajuće projektne procedure s<br />
matematičkim modelima, predstavlja napredak u odnosu na t<strong>rad</strong>icionalnu metodu.<br />
219
Na bazi tog programa prikazan je primjer optimiranja poslovanja broda za najnoviju<br />
seriju Suezmax tankera građenih u Brodog<strong>rad</strong>ilištu Split za Tankersku Plovidbu iz Zadra<br />
(Alan, Hrvatska i Donat) Uz manje preinake (različito vrijeme ukrcaja/ iskrcaja tereta), ovaj<br />
računalni program može se primijeniti i za brodove za rasuti teret.<br />
Program omogućava praćenje poslovanja broda ovisno slobodnom izboru sustava<br />
postojećih antivegetativnih premaza prema vremenu trajanja izlučivanja biocida (24, 36 i 60<br />
mjeseci) i tzv. neobraštajućih premaza (60 mjeseci)<br />
Već početkom devedesetih godina prošlog stoljeća pojavili su se substituti za<br />
organokositrene premaze (potpuno zabranjeni s krajem 2007. godine). Ti novi premazi na<br />
bazi bakra i njegovih spojeva, u početku zamjetno slabije djelotvornosti, danas se uglavnom<br />
mogu usporediti s kositrenim premazima, premda su zamjetno skuplji.<br />
U ovom <strong>rad</strong>u praćene su emisije biocida iz svih antivegetativnih sustava uključujući<br />
već zabranjene organokositrene premaze (TBT) kao i najnovije premaze na bazi bakra i<br />
pojačala za bakar (booster biocidi) te ispuštanje hlapljivih elemenata pri samom premazivanju<br />
oplakane površine (VOC).<br />
Iako je suvremena generacija premaza zasnovana na tzv. manje škodljivim bakrenim<br />
spojevima, kako to ističu proizvođači premaza (analogija s proizvođačima cigareta), samo<br />
potpunom zakonskom zabranom mogu se prisiliti proizvođači premaza da odustanu od<br />
proizvodnje biocidnih AV premaza.<br />
Udio neobraštajućih (FRC) premaza, bez biocida, danas je neznatan zbog visoke<br />
cijene, ali bilježi postojani rast.<br />
Osnovno pravilo tj. da je dozvoljeno sve što nije zabranjeno (pod tim se misli na<br />
stupanj otrovnosti biocida) daje brodovlasniku punu slobodu da rabi premaze visoke<br />
djelotvornosti, što ujedno znači i maksimalnog stupnja zagađenja okoliša ako je to jamstvo<br />
dovoljno duge zaštite od obraštaja.<br />
Kako je ekonomski kriterij jedino mjerodavan, ne postoji etička svijest ili mehanizam<br />
koji bi prisilio brodare da koriste manje otrovne AV premaze.<br />
U ovom računalnom programu predviđeno je praćenje poslovanja uz tri osnovne<br />
strategije održavanja broda.<br />
Strategija A odnosi se na primjenu svih postojećih AV premaza neovisno o njihovoj<br />
toksičnosti odnosno trajnosti. Ona se sigurno ne uklapa u današnje ekološke kriterije,<br />
neovisno o manjoj toksičnosti bakrenih spojeva u usporedbi s organikositrenim spojevima.<br />
Strategijom C predstavljena je zadnja generacija neobraštajućih premaza, bez<br />
ispuštanja biocida. Njihova peterostruka cijena u ovom času još je jaka zapreka širokoj<br />
primjeni.<br />
220
Kompromisno rješenje pri analizi senzitivnosti predstavlja strategija B, koja samo u<br />
prvom dijelu eksploatacije broda predviđa uporabu antivegetativnih premaza dok je u drugom<br />
periodu anticipirana primjena neobraštajućih premaza. Prijelaz s antivegetativnih na<br />
neobraštajuće premaze, uvjetovat će najvjerojatnije snaga legislative ali nije nemoguće i<br />
vlastita svijest brodara o okolišu. Taj prijelaz na primjenu neobraštajućih premaza, ovisno o<br />
smjernicama institucija, može uslijediti za T1 godina. U skladu s tim mijenjaju se i za<strong>rad</strong>e u<br />
poslovanju ali i količine izlučenog bakra. Model poslovne politike je programiran na bazi<br />
pretpostavljenog perioda eksploatacije broda prije zabrane , tj. T1= 10 godina, te za ukupni<br />
period eksploatacije broda od T2= 20 godina. Model je prilagodljiv bilo kojim ulaznim<br />
vrijednostima T1 i T2.<br />
Sve veća ekološka svijest upućuje da će i primjena biocida bakra biti limitirana s<br />
tendencijom svođenja izlučivanja na najmanju moguću mjeru. U tom smislu za očekivati je,<br />
da bi jedan od scenarija IMO-a u skoroj budućnosti bila preporuka o djelomičnoj, eventualnoj<br />
stupnjevanoj redukciji ispuštanja toksina (primjerice predvidjeti godišnje 10%- snižavanja<br />
izlučivanja bakra do zaključno aplikacije novih premaza bez bakra u zadanom roku T1).<br />
Postupno smanjenje uporabe biocida je zasada tek zamisao, poglavito stoga, jer se u<br />
prvom redu ne podudara s brojem dokiranja. Također nije moguće predvidjeti mogu li<br />
proizvođači proizvesti AV premaz s minimalnim sadržajem bakrenih spojeva a iste<br />
djelotvornosti. Upravo s tog razloga, proizvođači premaza okreću se iznalaženju potpuno<br />
drugačije tehnologije AV premaza, koja bi se bazirala na efektu neprihvaćanja obraštaja za<br />
površinu odnosno neobraštajućih premaza (FRC).<br />
Ipak, pitanje je vremena kada će antivegetativni premazi na bazi bakra doživjeti istu<br />
sudbinu kao i kositreni premazi tj. biti potpuno zabranjeni. Stoga je u skoroj budućnosti<br />
primjena strategije B odnosno strategije C, sasvim vjerojatna.<br />
Optimizator je u računalnom programu očekivano pokazao da su prihodi poslovanja<br />
najviši kod primjene strategije A, dok su najniži kod primjene strategije C. Tako, prvi cilj,<br />
za<strong>rad</strong>a, preferira Strategiju A, kojom se u usporedbi sa Strategijom C ostvaruje za gotovo 1.9<br />
m USD veći iznos profita.<br />
U isto vrijeme, strategija A, predstavlja ekološki i najneprihvatljivije rješenje. Kod<br />
Strategije A zagađenje je najveće i prelazi 22 tone izlučenih bakarnih spojeva tijekom<br />
eksploatacije broda, dok u slučaju Strategije C zagađenje potpuno izostaje.<br />
Treći cilj, dostupnost, koji se odnosi na ukupan broj putovanja, istovjetan je za obje<br />
Strategije i iznosi 202 putovanja. Tako je granica neiskorištenih sati za Strategiju A svega 15<br />
sati odnosno za Strategiju C 19,3 sata. Na taj način je optimum korištenja vremena od 175<br />
200 sati (20 godina) gotovo potpuno dostignut.<br />
221
Rezultati poslovanja primjenom kompromisne strategije B, logično, svrstani su<br />
između strategija A i C. Neznatnom korekcijom vremenskog prekoračenja trajanja<br />
eksploatacije, financijski se rezultati mogu značajno poboljšati, kako je to u analizi na kraju<br />
poglavlja 7. prikazano (Strategija B1).<br />
Za svaku od tri strategije, optimizator u programu predviđa pjeskarenje oplakane<br />
površine pri prelasku opće hrapavosti (AHR) od 500 µm (ovo je zadana vrijednost, uobičajeno<br />
kreće se u rasponu od 400-600 µm). To operativno podrazumijeva aplikaciju novog sustava<br />
antikorozivnog i antivegetativnog premaza.<br />
Odabirom strategije B (ili povoljnije B1), postiže se kompromisno rješenje, koje bi<br />
vjerojatno zadovoljilo brodovlasnike a i ekologe (za sada). Prema toj strategiji, tijekom prve<br />
polovice života broda primijenio se antivegetativni premaz koji bi u drugom eksploatacijskom<br />
periodu zamijenio novi neobraštajući premaz (FRC).<br />
U pogledu strategije C, sadašnja peterostruka cijena primjene skupog neobraštajućeg<br />
(FRC) premaza bez biocida, zasada je realna zapreka.<br />
Budućnost operativnog praćenja poslovanja brodova i odabira preferencijalne<br />
strategije sigurno će počivati na sličnim višekriterijalnim optimizacijskim računalnim<br />
modelima. Nuždan preduvjet svakako je razvoj sve većih baza podataka, proširenih i na ostale<br />
tipove brodova kao i potpuna su<strong>rad</strong>nja brodara i brodog<strong>rad</strong>itelja. Pritom će sve jači ekološki<br />
zahtjevi biti presudni za odluku odabira strategije poslovanja broda.<br />
222
9. ZAKLJUČAK DOKTORSKOG RADA<br />
Danas ne postoji unificirani, znanstveno zasnovani postupak održavanja brodova,<br />
namijenjen primjeni u brodarskim tvrtkama, za razliku od točno definiranih propisa kod<br />
projektiranja i izg<strong>rad</strong>nje broda pod nadzorom Klasifikacijskih zavoda.<br />
Znanstveni doprinos ovog <strong>rad</strong>a je u postavljanju i multidisciplinarnom integriranju<br />
matematičkih modela iz područja biologije mora, fizikalne kemije (antivegetativnih premaza),<br />
ekologije, brodog<strong>rad</strong>nje i ekonomike poslovanja u primjenjivi tehno-ekonomski model<br />
poslovne politike brodara.<br />
Daljnji doprinos je u njegovom integriranju u praktično primjenljivi MDO (Multi-<br />
Disciplinary Optimisation) sustav, zasnovan na navedenom tehno-ekonomskom modelu<br />
spregnutom s multikriterijalnim (MCDM) postupkom odlučivanja. Odlučivanje se zasniva na<br />
osnovi generirane Pareto plohe koja sadržava nedominirane varijante poslovne politike.<br />
MCDM model za podršku u odlučivanju brodara o poslovanja broda (Decision<br />
Support System) zasnovan je na postupku višeatributne sinteze (MADM). Primijenjena je<br />
evolucijska, adaptivna strategija (SARG) generiranja Pareto plohe putem evaluacije tehnoekonomskog<br />
modela (porast otpora trenja, ekonomike, ekologije i ob<strong>rad</strong>e substrata) te<br />
filtriranja podobnih nedominiranih varijanti.<br />
Posebni doprinos <strong>rad</strong>a je u znanstveno zasnovanom i ekološki prihvatljivom izboru<br />
raspoloživih sistema zaštite podvodnog dijela trupa tijekom eksploatacije te metodologiji<br />
održanja što manje opće hrapavosti oplakane površine tijekom života broda. Izvršena je<br />
analiza i kvantifikacija izlučivanja biocida iz AV premaza tijekom službe, koje se referiraju<br />
na poslovanje broda.<br />
Validacija i kalibriranje multidisciplarnog tehno-ekonomskog modela: analizirana je<br />
strategija poslovanja postojećeg Suezmax tankera te primijenjena u optimizacijskoj proceduri<br />
s procjenom kvalitete dobivenih Pareto rješenja. Modeli se referiraju na realne kriterije<br />
poslovanja, standardnu politiku dokiranja uz raspoložive podatke o izlučivanju biocida u<br />
okoliš, vezane za određeni brod i određenu plovnu rutu. Prikupljeni realni podaci korišteni su<br />
za kalibriranje koeficijenata pojedinih matematičkih modela. Prikazani tijek poslovanja<br />
tijekom eksploatacijskog perioda od maksimalnih dvadeset godina predstavlja ekstrem<br />
razvijenog teorijskog pristupa. Praćenjem kraćih vremenskih segmenata podaci su sve<br />
pouzdaniji. Procijenjeno je da bi trogodišnji ili petogodišnji period praćenja, vezan za<br />
intervale između dokiranja, mogao dati još preciznije podatke.<br />
Praktična primjenjivost:<br />
223
(1) Računalni program održavanja broda s poslovno-tehnološko-tehničkog stajališta,<br />
razvijen primjenom metode više-atributne optimizacijske sinteze, pruža brodaru mogućnost<br />
da prema svojim preferencijama, s dovoljnom točnošću, metodom procjene značaja pojedinih<br />
projektnih ciljeva odabere ispravnu poslovnu strategiju.<br />
(2) Razvijeni računalni program opremljen je razvijenom izlaznom grafikom (alat za<br />
vizualizaciju) te pomaže brodaru identificirati vrijednosti varijabli koje rezultiraju s povoljnim<br />
kombinacijama vrijednosti projektnih atributa. Tako je moguće, za testne vrijednosti<br />
slobodnih projektnih varijabli uz zadane parametre, unutar operativnog modela praćenja<br />
poslovanja (ship operation policy model) dobiti vrijednosti projektnih ograničenja i projektnih<br />
atributa te istražiti senzitivnost poslovne politike na zadane parametre i zadane varijable.<br />
(3) Danas razvijena opsežna legislativa vezana za emisije svih polutanata u morski<br />
okoliš jasno akcentira smjernice vezane za trend reduciranja ispuštanja toksičnih supstanci<br />
poput dušikovih, ugljikovih i sumpornih spojeva uz ostale polutante. Vjerojatno će se zabrana<br />
u bliskoj budućnosti protegnuti i na ispuštanje bakra iz anti-vegetativnih premaza kao što se<br />
dogodilo i sa zabranom kositra iz organokositrenih spojeva. U svakom slučaju, izvjesno je da<br />
budućnost leži na, za sada skupim, neobraštajućim premazima.<br />
Ovaj <strong>rad</strong> omogućava definiranje racionalne legislative i porezne politike zasnovane na<br />
optimalnim strategijama poslovne politike (koje jedine mogu služiti kao referentni modeli) u<br />
balansiranju ekonomskih i ekoloških ciljeva pojedinca/tvrtke i društva u cjelini.<br />
224
LITERATURA<br />
[1] D.W. CZIMMEK and L.W.SANDOR. "Economic and Technical Feasibility of<br />
Copper- Nickel Sheating of Ship Hulls", Marine Technology, Vol.22, No.2, April<br />
1985, pp.142-154.<br />
[2] R.L. TOWNSIN et al. "Speed, Power and Roughness: The Economics of Outer<br />
Bottom Maintenance", RINA 1980; pp. 459-483.<br />
[3] J.A. MALONE et al. "Effects of Hull Foulants and Cleaning/Coating Practices on<br />
Ship Performance and Economics"; SNAME, Transactions, Vol. 88, 1980., pp 75-101.<br />
[4] C. S. SUBRAMANIAN et al: "A Study of Hydrodynamic Characteristics of Boundary<br />
Layer With Algae Roghness"; Marine Technology, Vol.41-No.2 April 2004., pp.60-<br />
66.<br />
[5] E. NAESS: "Reduction of Drag Resistance caused by Surface Roughness and Marine<br />
Fouling"; Norwegian Maritime Research; No.4/80; pp. 12-16.<br />
[6] R.L. TOWNSIN et al.: "Fuel Economy due to Improvement in Ship Hull Surface<br />
Condition", International Shipbuilding Progress, 33(383), 1986, pp.127-130.<br />
[7] M. ATLAR et al.: "The Effect of a Foul Release Coating on Propeller Performance",<br />
Marine technology, Vol.41, No.2, April 2004, pp.7-14.<br />
[8] H.E. SAUNDERS : "Hydrodynamics in Ship Design"; The Society of Naval<br />
Architects and Marine Engineers; Vol.2., New York, 1957; pp. 102-104.<br />
[9] M. KREŠIĆ and B. HASKELL: "Effects of Propeller Design-Point Definition on the<br />
Performance of a Propeller/Diesel Engine System with Regard to In-Service<br />
Roughness and Weather Conditions "SNAME Transactions, Vol.91, 1983.; pp.195-<br />
224.<br />
[10] R.L. TOWNSIN : "Workshop-Calculating the Cost of Marine Surface Roughness on<br />
Ship Performance"; 32nd WEGEMT School on Marine Coatings; University of<br />
Plymouth; 10-14 July 2000. pp.119-127.<br />
[11] A.J. SMITS et al.: "Some Experiments on Artificially Roughened Lucy Ashton<br />
Geosims", Journal of Ship Research, Vol.24, No.3, Sept.1980, pp.170-180.<br />
[12] INTERNATIONAL COATINGS: "Hull Roughness Surveys"; Shipping<br />
World&Shipbuilder, October 2003., pp.41-42.<br />
[13] D. JONES: "Afloat Maintenance, the Control of Marine Fouling and the Care of<br />
Coatings Underwater"; WEGEMT School, University of Plymouth, UK; Plymouth,<br />
2000; pp. 207-220.<br />
[14] D. BYRNE: "Hull Roughness of Ships in Service", M.Sc. Thesis, University of<br />
Newcastle upon Tyne, UK, 1981.<br />
[15] B.O. SILLERUD "The Effect of Speed Loss in Service on Ship FreightIncome and<br />
Fuel Economy"; Norwegian Maritime Research; No.2/1980; pp. 13-19.<br />
[16] C. S. SUBRAMANIAN et al: "Noncontact Measurements of Marine Biofouling";<br />
Marine Technology, Vol.41-No.2. April 2004., pp.67-73.<br />
[17] R.E.A. ARNDT et al "Influence of Surface Irregularities on Cavitation Performance";<br />
Journal of Ship Research, Vol.23, No.3, Sept.1979; pp.157-170.<br />
[18] R.L. TOWNSIN et al. "Hull Condition, Penalties and Palliatives for Poor<br />
Performance"; 4 th International Congress on Marine Corrosion and Fouling, 1976.<br />
[19] E. NAESS: "Reduction of Drag Resistance caused by Surface Roughness and Marine<br />
Fouling"; Norwegian Maritime Research; No. 4/80; pp. 12-16.<br />
[20] A.K. LEWKOWICZ and A.J. MUSKER: "The Surface Roughness and Turbulent<br />
Wall Friction on Ship-Hulls: Interaction in the Viscous Sublayer"; International<br />
Symposium on Ship Viscous Resistance, SSPA, Goeteborg, 1978.; pp.10.1-10.22.<br />
[21] R.L. TOWNSIN et al.: "Estimating the Technical and Economic Penalties of Hull and<br />
Propeller Roughness"; SNAME Transactions, Vol.89, 1981, pp.295-318.<br />
225
[22] A. RINVOLL: "Heavy Corrosion in North Atlantic"; Shipcare and Maritime<br />
Management, July 1981, pp.29-31.<br />
[23] A. ERCEGOVIĆ: ''Život u moru''; Izdavački zavod JAZU, Zagreb, 1949.str. 122.<br />
[24] R.J. STENSON: "Hull Fouling"; NavShipTechNews, November 1967; str. 22-25.<br />
[25] E.S. GUREVIČ, E.V. ISKRA, E.P. KUCEVALOVA: "Zaščita morskih sudov ot<br />
obrastanja"; Sudostroenie, Lening<strong>rad</strong>, 1978.; str. 21- 25.<br />
[26] H.G. BODE: "Ausenhauttrauhigkeit und selbstpolierende Antifouling-Farben":<br />
HANSA; 1982.-Nr.3.Hamburg; str. 159-162.<br />
[27] L. LEIGHTLEY: "Replacing TBTs"; CleanSeas Autumn 2000.; Riverbank<br />
Publications, London, Summer 2000.; str. 26-28.<br />
[28] H. MARRIOTT: "Antifouling Developments Smooth the Way for Tomorrow's<br />
Fleets"; Special Ships, April 1980. pp. 18-19.<br />
[29] Katalog JOTUN Marine Coatings, Jotun A/S, Sandefjord, Norveška, 1985.<br />
[30] B. BELAMARIĆ: "Štetnost brodotočaca u drvenoj brodog<strong>rad</strong>nji"; Pomorstvo br.8.<br />
Rijeka, 1973., str.392.<br />
[31] B.C. OCHILTREE: "Rubber Compositions for the Prevention of Marine Fouling";<br />
Admiralty Research Establishment, Holton Heath Trans ImarE (C), Vol 97, Conf 2.,<br />
Paper 36.; Str. 221-226.<br />
[32] M.E. CALLOW, J.A. CALLOW, A.S. CLARE: "Some new insights into marine<br />
biofouling"; Super Yacht 2004.; London; pp. 34-39.<br />
[33] J.R. SAROYAN: "Antifouling paints-the fouling problem"; Naval Engineers Journal,<br />
August 1968. pp.593-604.<br />
[34] D.J. CRISP, G. WALKER; "Marine Organisms and Adhesion"; University College of<br />
North Wales; Trans I MarE(C), Vol. 97, Conf.2, Paper 34.pp.222-215.<br />
[35] A. FREIBERGER, C.P. COLOGER: "Rearing acorn barnacle cyprids in the laboratory<br />
for marine fouling studies"; Naval Engineer Journal, October 1966., pp.881-890.<br />
[36] R. RIEDL: "Fauna und Flora der Adria"; Verlag Paul Parey, Hamburg und Berlin,<br />
1970.; str. 44, 252, 285-289, 443-444, 477, 483.<br />
[37] OECD: "Catalogue of main marine fouling organisms": Serpulids, Vol.3., Paris, 1967.<br />
[38] A.O. CHRISTIE, L.V. EVANS: "A New Look at Marine Fouling"; Part I; Shipping<br />
World and Shipbuilder. October 1975.; p. 953.<br />
[39] P.H. BENSON, D.L. BRINING, D.W. PERRIN: Marine Technology, January 1973.,<br />
pp.30-37<br />
[40] J.R. SAROYAN: "The Word on Antifouling Paints Part II-Fouling Prevention"; Naval<br />
Engineers Journal, October 1968. pp.771-782.<br />
[41] R.L. TOWNSIN, B. MOSS, J.B. WYNNE, I.M..WHYTE: "Monitoring the Speed<br />
Performance of Ships"; University of Newcastle, England, 1975; pp. 159-177.<br />
[42] B. BELAMARIĆ: Magistarski <strong>rad</strong> "Tehnologija uklanjanja naslaga s plovnih<br />
objekata, Tehnološki fakultet, Zagreb; 1979.<br />
[43] I. LUNN: "Antifouling"; BCA Publications.Thame; 1974., London; pp.1-7.<br />
[44] O. SABINE: "The testing of non-toxic anti-fouling paints on ships operating along the<br />
East Frisian Coast in Germany"; WWF; Berlin; 1998. (WWW.WWW.de)<br />
[45] B. ZAJCEV: "Program istraživanja otrovnih premaza"; Brodarski Institut Zagreb;<br />
1972. PS-NCO2-965<br />
[46] J.F. DEEGAN: "Corrosion in Ships", Special Ships, April 1979. pp.4-7.; London<br />
[47] L.J.E. SAWYER: "The Accelerated Corrosion of Steel Hulls of Ships", Institute of<br />
Marine Engineers; Transactions (C), pp.162-168, 1980, London<br />
[48] S.K. ROY, C.K. MURTHY, P. ANG: "Corrosion Protection of Building Materials in<br />
our Tropical Environment", South East Asia Building, November 1988, pp. 65-74.<br />
[49] C.G. MUNGER: "Marine Coatings", Marine Engineers Symposium, Singapore, May<br />
1996, pp. 283-310.<br />
226
[50] Skupina autora: "Cathodic Protection of Ships", Jotun Marine Coatings, April 1985,<br />
pp. 82-93.; Sandefjord<br />
[51] T. ČIŽMAR: "Sekundarna priprema čeličnih površina zaštićenih <strong>rad</strong>ioničkim<br />
temeljnim premazom te ostalih oštećenih površina", Hempel seminar, Umag 1996.<br />
[52] Skupina autora: "PSX 1001: a single-component acrylic finish"; The Naval Architect,<br />
June 2002, pp. 48-49<br />
[53] W.J. HAY; "On the protection of iron ships from oxidation and fouling"; Transactions<br />
of the Institute of Naval Architects; 1863.; pp. 149-162.<br />
[54] M. RAGG, "Schiffsbodenfarben und Schiffanstrichmittel"; Wilhelm Pansegrau<br />
Verlag, 2 izdanje, 1955. str. 13.; Berlin<br />
[55] J.R. SAROYAN: "Marine Biology in Antifouling Paints "; Journal of Paint<br />
Technlogy; Vol.41.; No. 531.; str. 285-303., 1969.<br />
[56] grupa autora: "Selfpolishing antifoulings: An analysis of two main problems-fouling<br />
and roughness"; Jotun Marine Coatings, Sandefjord, Norway, pp.23-34<br />
[57] C.A. SMITH: "Economic Painting Consideration"; Shipbuilding&Marine Engineering<br />
International, March 1984, pp. 77-87.<br />
[58] C.P. COLOGER: "Development of long life antifouling paints and shipboard<br />
evaluation"; Naval Engineering Journal, Jan. 1984., pp. 25-32.<br />
[59] C.A. SMITH: "Long –life paint systems"; Shipbuilding & Marine Engineering<br />
International, June 1980.; pp. 255-260.<br />
[60] J. WEST: "Hull Coatings, and how to choose them"; MER; July 1981.; pp. 8-10.<br />
[61] C.M. SGHIBARTZ: "Seaflex -flexible and versatile"; Drydock, Aug/Sept. 1984. pp.<br />
21-23.<br />
[62] C.M. SGHIBARTZ: "Organotin Polymers: The State of the Art"; TransIMarE(C),<br />
Vol.97, Conf.2; Paper 35.; pp. 217-218.<br />
[63] M.S. FRENCH et al.: "Raft Trial Experiment on Leaching from AF Paints" University<br />
of Leeds, Trans. I Mar E(C), Vol.97. Conf.2., Paper 19, p.127<br />
[64] H. van der POEL: "Marine Paints and the Environment "; The Motor Ship; Nov.1987.;<br />
pp. 77-83<br />
[65] P. REDWOOD: "TBT-free antifoulings-their effect on ship operations"; Shipbuilding<br />
Technology International, 1991, London; pp.117-120.<br />
[66] C. ANDERSON: "TBT –free antifoulings and foul-release systems"; Shiprepair and<br />
Conversion Technology 3rd Quarter 2002. London pp. 27-33<br />
[67] grupa autora: "Antifoulings"; IBI (International Boat Industry); London, June 2004,<br />
pp. 34-48<br />
[68] B. GREENWOOD: "Swedish clean bill of health for wax antifoulings"; IBI; London,<br />
March, 2005, pp. 65-88.<br />
[69] L. LEIGHTLEY: "Replacing TBT "; CleanSeas, London, Autumn 2000; pp.26-27;<br />
[70] grupa autora "New approach uses micro-fibres"; Shipping World and Shipbuilder<br />
London, February 2002; p.41<br />
[71] S.I. LIEN et al: "Project Green Efforts for Existing Ships"; IMDC'97. 23-25 June 1997<br />
University of Newcastle, Vol.1: Proceedings; pp. 169-179.<br />
[72] A.A. FINNIE: "Improved Estimates of Environmental Copper Release Rates from<br />
Antifouling Products"; Biofouling, 2006; 22(5); 279-291.<br />
[73] grupa autora: "Study of Greenhouse gas Emissions from Ships"; IMO; Issue No.2, 31<br />
March 2000, NMTRI-MARINTEK izdanje, Trondheim; pp.1-170.<br />
[74] I BELAMARIĆ: "Poznavanje broda"; Hrvatski hidrografski institut, Split 2005.<br />
[75] M. PERRY.: "Underwater Hull Surface Painting Strategy- A Shipowners<br />
Conclusions"; Trans. I Mar E Vol.97, Paper12 (1985)<br />
[76] Atlantska Plovidba, Dubrovnik: Strojarski Dnevnik i Plan <strong>rad</strong>ova u doku za brod za<br />
prijevoz rasutih tereta MB "Pelješac"<br />
227
[77] R.L. TOWNSIN et al: "Monitoring the Speed Performance of Ships" Trans. SNAME,<br />
Vol.88, 1980.pp.159-178.<br />
[78] T.E. SVENSEN and J.S. MEDHURST: "A Simplified Method for theAssesment of<br />
Propeller Roughness Penalties" Marine Technology, Vol.21. No.1., Jan.1984; pp.41-<br />
48<br />
[79] H.G. BODE.: "Ausenhautrauhigkeit und selbstpolerende Antifouling-Farben-Eine<br />
Kosten-Nutzen-Analyse" Hansa, 1982-Nr.3; pp159-164<br />
[80] Tankerska Plovidba, Zadar: "Strojarski Dnevnik za tanker IST"<br />
[81] B. JACOBSEN "Ship Propulsion"; MAN B&W Diesel Publications; March 2006. pp.<br />
1-30<br />
[82] B. JACOBSEN "Propulsion Trends in Tankers"; MAN B&W Diesel Publications;<br />
March 2006. pp. 1-15.<br />
[83] S. ŠILOVIĆ i M. FANCEV.: "Obalni putnički brodovi tipa Osijek: pokusne vožnje i<br />
analiza rezultata" BI, Zagreb, 1958. str. 1-19 i prilozi.<br />
[84] B.O. SILLERUD.: "The Effect of Speed Loss in Service on Ship Freight Income and<br />
Fuel Economy" Norwegian Maritime Research, No2/1980; pp.13-19<br />
[85] J. McNAUGHT.: "Hull Surface Maintenance: its Role in Operating Economics"; The<br />
Motor Ship; London; April 1978.<br />
[86] A. SENTIĆ i M. FANCEV: "Problemi otpora i propulzije brodova" BI, Zagreb, 1956;<br />
zadatak 26. str. 86-88.<br />
[87] …: "Effects of Bottom Maintenance on Frictional Resistance of Ships" Trans.<br />
SNAME, Vol.89, 1981.pp.295-318.<br />
[88] A. Øvrebø: "Fuel Economy in Ship Projects"; Det Norske Veritas Publications; No.:<br />
82 PO20; April 1982, Figure 11.<br />
[89] E. BABA and K. TOKUNAGA: "Study of Local Roughness Effect on Ship Resistance<br />
for Effective Cleaning and Protection of Hull Surface"; SNAME Shipboard Energy<br />
Conservation Symposium, New York, 1980.<br />
[90] D. PAVIĆ: "Pomorsko imovinsko pravo"; Književni Krug Split, 2006; str. 112- 115.<br />
[91] I.L. BUXTON: "Engineering Economics and Ship Design"; British Maritime<br />
Technology Ltd.; Wallsend, 1987., pp.26-27.<br />
[92] K.J. RAWSON and E.C. TUPPER: "Basic Ship Theory"; Butterworth and<br />
Heinemann, 2001. Vol.2; pp. 439.<br />
[93] Sigma Coating Manuals; Sigma Coatings USA; Harvey, LA 700058; 2003; pp.18-26;<br />
52-56; 101-108.<br />
[94] C.D. ANDERSON: "TBT Free Antifoulings and Foul Release Systems"; Biofouling,<br />
University of Newcastle upon Tyne, UK, 2006; pp.1-12.<br />
[95] V.ŽANIĆ, I.GRUBIŠIĆ, G.TRINCAS: "Multiattribute Decision Making System<br />
Based on Random Generation of Nondominated Solutions: an Application to Fishing<br />
Vessel Design", Proceedings of PRADS 92.<br />
[96] I.GRUBIŠIĆ, G.TRINCAS, V.ŽANIĆ: "Efficient Solution of the Multiattribute<br />
Design Problem Applied to Fast Passenger Vessel ", Second Symposium on ‘High<br />
Speed Marine Vehicles’ HSMV ‘ 93, Naples: pp.323-336.<br />
[97] G.TRINCAS, R. NABERGOJ: "Forecasting the Fleet to Serve the South-East<br />
European Shortsea Transport ", Third European Roundtable Conference on Shortsea<br />
Shipping, Bergen, Delft University Press, 1996., pp325-349.<br />
[98] V.ŽANIĆ, DAS, P.K., PU, Y.,FAULKNER, D.: "Multiple Criteria Synthesis<br />
Technique Applied to Reliability-Based Design of SWATH Ship Structures"Integrity<br />
of Offshore Structures, EMAS Sciences Publications, Glasgow, 1993., pp.387-415.<br />
[99] DAS, P.K., V.ŽANIĆ, V., FAULKNER, D.: "Reliability- Based Design Procedure of<br />
Stiffened Cylinder Using Multiple Criteria Optimisation Techniques", Offshore<br />
Technology Conference, Houston, Paper 7326, 1992.; pp.297-311.<br />
228
[100] I.GRUBIŠIĆ, V.ŽANIĆ, G.TRINCAS: "Sensitivity of Multiattribute Design to<br />
Economy Environment: Shortsea Ro-Ro Vessels", IMDC’97; The Sixth International<br />
Marine Design Conference; 23-25 June 1997., Univ. of Newcastle; pp. 201-216.<br />
[101] P.ČUDINA: "Projektne procedure i matematički modeli u osnivanju brodova pune<br />
forme", Magistarski <strong>rad</strong>; Fakultet strojarstva i brodog<strong>rad</strong>nje, Zagreb, 2006.<br />
[102] Tankerska Plovidba, Zadar, Izvještaj za MT Ist: Radovi u doku.<br />
[103] Brodog<strong>rad</strong>ilište Split; podaci za Suezmax tanker Alan.<br />
[104] Brodog<strong>rad</strong>ilište Hyundai, Izvod iz tehničkog opisa za Capesize tanker.<br />
[105] Podaci prema izvještajima Brokerskih kuća: (A. Zachariassen; Fairplay Daily News;<br />
Shipping Weekly; SSG Newsletter(Scandinavian Shipping Gazette); Compass).<br />
[106] Hempel: Cjenik 2007.<br />
[107] D. JONES: "Afloat Maintenance, the Control of Marine Fouling and the Care of<br />
Coatings Underwater"; 32 nd WEGEMT School, University of Plymouth, UK, 2000;<br />
pp.207-217.<br />
[108] Atlantska Plovidba, Dubrovnik., Izvještaj za MB Pelješac: Radovi u doku.<br />
[109] V. ŽANIĆ et al: "Konceptualno projektiranje brodske konstrukcije"; Zagreb, 2006.<br />
[110] R.J. MARTIN: "Antifouling Paints Arch Antifouling Agents"; Emerging Markets<br />
Meeting; London, 15/10/2006.<br />
[111] G. REYNOLDS and Ø. ENDRESEN: "Ship Emission and Discharge Inventories";<br />
Marintek, Trondheim, Norway, 2000; pp.83-98.<br />
229
KRATKI ŽIVOTOPIS<br />
Branko Belamarić, rođen u <strong>Zagrebu</strong>, 31. srpnja 1947.<br />
Klasična gimnazija, Split<br />
Fakultet strojarstva i brodog<strong>rad</strong>nje, Zagreb, zvanje: dipl. ing. brodog<strong>rad</strong>nje, 1974.<br />
Fakultet kemijske tehnologije i inženjerstva, Zagreb, zvanje: magister kemijskog inženjerstva,<br />
1978.<br />
12./2001.– ACER, direktor<br />
Nadzor i i konzultantske usluge<br />
2000. – 2001. Imont - Zagreb d.d., Forst, Njemačka<br />
Montaža ledenica za Mac Gregor na cruiserima Radiance of the Seas i<br />
Norwegian Sun u Meyer Werft-u, Papenburg i Lloyds Werft-u,<br />
Bremerhaven<br />
1998. – 2000. Enikon d.d. , Zagreb,<br />
Voditelj projekta; Instalacija Ro-Ro opreme za RoPax brodove Blue Star 1<br />
i Blue Star 2, za Hamworthy Kvaerner, Goethenburg Van der Giessen de<br />
Noord, Rotterdam<br />
1996. – 1998. Enikon d.d, Zagreb, Voditelj ureda za ponude<br />
1992. – 1996. Enikon Euro Target Sdn Bhd, Kuala Lumpur, Malezija<br />
Direktor tvrtke i voditelj ureda za ponude<br />
1987. – 1992. Enikon d.d., Zagreb, Croatia, Voditelj projekta<br />
Brodog<strong>rad</strong>ilišta (HDW, Kiel; Flensburg, Verolme, Punat)<br />
Rafinerije (Amman, Jordan i AGOCO, Libija)<br />
Petrokemijska postrojenja (Abu Dhabi (UAE), Lervik (Norveška)<br />
1982. – 1986. Enikon d.d. (ranije Monting – Montmontaža)<br />
Voditelj projekta za obnovu željezničkih mostova, FIDIC ugovor<br />
Tanzanija<br />
1981. Monting - Montmontaža, Zagreb,<br />
Voditelj ureda za brodograđevne ponude<br />
1980. Monting - Montmontaža, Zagreb,<br />
Tehnički direktor (<strong>rad</strong>ovi u brodog<strong>rad</strong>ilištima: Uljanik, 3. Maj, Lenac i<br />
Kraljevica)<br />
1975. – 1980. Brodog<strong>rad</strong>ilište Lošinj, Mali Lošinj<br />
Razne pozicije<br />
1974. Tehnička škola, Šibenik,<br />
Nastavnik (Hidromehanika i Toplina)<br />
230
CURRICULUM VITAE<br />
Branko Belamarić, born in Zagreb, Croatia, 31. July l947.<br />
Grammar-School, Split<br />
Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture, Nav.Arch.,1974.<br />
Faculty of Chemical Technology and Engineering, Zagreb, M.Sc., 1978.<br />
12/2001– ACER, Managing Director<br />
Marine & Engineering Surveying and Consultancy Services<br />
2000 - 2001 Imont - Zagreb d.d., Forst, Germany<br />
Managing Director and Project Manager<br />
Cold stores installation; Cruise ships: Radiance of the Seas and Norwegian<br />
Sun Mac Gregor, France<br />
Meyer Werft, Papenburg and Lloyds Werft, Bremerhaven<br />
1998 - 2000 Enikon d.d., Zagreb,<br />
Project / Site Manager: Dry Cargo Equipment installation<br />
RoPax Vessels Blue Star 1 and Blue Star 2<br />
(Hamworthy Kvaerner);Van der Giessen de Noord, Rotterdam<br />
1996 - 1998 Enikon d.d., Zagreb,<br />
Head of Project Manager’s Office in HQ - Zagreb<br />
1992 - 1996 Enikon Euro Target Sdn Bhd, Kuala Lumpur, Malaysia<br />
Managing Director, Various Engineering Projects<br />
1987 - 1992 Enikon d.d., Zagreb, Project Manager<br />
Shipyards (HDW, Kiel; Flensburg, Verolme, Punat)<br />
Refineries (Amman, Jordan and AGOCO, Libya)<br />
Petrochemical plants (Abu Dhabi, UAE; and Lervik (Norway)<br />
1982 - 1986 Enikon d.d. (former Monting – Montmontaža)<br />
Project and Site Manager for Railways Bridges<br />
Rehabilitation Project, FIDIC, Tanzania<br />
1981 Monting - Montmontaža, Zagreb,<br />
HQ Zagreb, Head of Technical and Commercial<br />
Department in Montmontaža Shipbuilding Division<br />
1980 Monting – Montmontaža, Zagreb,<br />
Technical Manager for subcontracting works in (Uljanik, 3. Maj, Lenac<br />
and Kraljevica)<br />
1975 - 1980 Shiprepairing yard Lošinj, Mali Lošinj<br />
Various positions<br />
1974 Technical School, Šibenik,<br />
Lecturer (Hydrodynamics and Thermodynamics)<br />
231
PRILOG I<br />
Atlantska Plovidba, MB Pelješac, Izvod iz strojarskih Dnevnika<br />
APD, BC Pelješac, DWT = 71 229 t, izvadak iz Strojarskog Dnevnika, Balast = B, Natovaren = L<br />
Luka<br />
Prev. Vrijeme<br />
milje<br />
Plovidba Luka Brzina Gorivo G/dan Skliz Okretaji<br />
2002 g. Nm h h uzlovi t t/d % o/min<br />
11/01-23/01 Santander – Trombetas B 3767 285,15 231 13,20 357,7 30,06 2,51 79,32<br />
02/02-05/02 Trombetas – Trinidad L 1127 82,45 9 13,65 103,0 29,8 -3,6 77,10<br />
05/02-13/02 Trinidad – Port Alfred L 2254 190,00 430 11,86 205,3 26,0 9,74 76,94<br />
03/03-03/03 Port Alfred – 7-Islands B 140 12,35 47 12,35 16,7 31,8 16,3 77,80<br />
05/03-10/03 7-Islands – Sparows Point L 1382 112,30 187 12,28 140,2 29,8 7,52 77,76<br />
18/03-22/03 Sparows Point – 7-Islands B 1334 110,5 105 12,03 137,3 29,73 7,45 76,20<br />
26/03-31/03 7-Islands – Sparows Point L 1360 117 245 11,62 146,0 29,9 9,0 74,82<br />
09/04-15/04 Sparows Point – Maracaibo B 1644 129,30 78 12,69 161,3 29,89 2,98 76,60<br />
19/04-27/04 Maracaibo – Belledune L 2496 206 8 12,1 257,2 29,96 5,49 75,00<br />
01/05-02/05 Belledune – 7-Islands B 231 16,30 3 14,0 19,3 28,0 -5,0 78,00<br />
03/05-08/05 7-Islands – Sparows Point L 1336 109,30 90,5 12,2 136,2 29,85 6,1 76,40<br />
13/05-18/05 Spar. Point – Porto Bolivar B 1546 123,1 29 12,55 153,55 29,9 2,8 75,60<br />
19/05-28/05 Porto Bolivar – Belledune L 2493 204,45 50,5 12,17 255,4 29,93 5,6 75,60<br />
01/06-08/06 Belledune – Porto Bolivar B 2470 189,0 (02,00 stop) 13,06 235,2 29,86 0,0 76,50<br />
09/06-10/06 Porto Bolivar – Aruba (bunker) L 123 12,4 7 9,71 15,0 28,4 24,0 75,00<br />
10/06-19/06 Aruba – Belledune L 2439 201 119,5 12,13 245,1 29,26 6,0 75,60<br />
24/06-24/06 Belledune – 7-Islands B 234 17,0 44 13,76 20,0 28,23 -3,5 78,00<br />
26/06-05/07 7-Islands – Mobile L 2607 217 88,5 12,01 260,9 28,85 8,1 76,60<br />
09/07-14/07 Mobile – Porto Bolivar B 1546 122 28,5 12,67 151,9 29,88 3,4 76,80<br />
15/07-24/07 Porto Bolivar – Belledune L 2486 200,3 91,5 12,4 247,0 29,56 5,6 77,00<br />
27/07-04/08 Belledune – Porto Bolivar B 2467 183,15 32 13,46 225,5 29,53 -2,15 77,20<br />
05/08-06/08 Porto Bolivar – Aruba (bunker) L 115 10,3 12 10,95 13,0 29,7 16,4 77,00<br />
06/08-15/08 Aruba – Belledune L 2476 201,3 123 12,29 251,8 29,99 5,9 76,50<br />
20/08-21/08 Belledune – Port Cartier B 238 18,3 29,5 12,86 23,0 29,8 1,8 77,00<br />
22/08-31/08 Port Cartier – Point Lisas L 2544 211,3 279,5 12,02 258,9 29,37 5,8 74,80<br />
11/09-15/09 Point Lisas – Trombetas B 1198 96,3 145 12,41 115,8 28,8 3,9 75,70<br />
22/09-03/10 Trombetas – Port Alfred L 3264 279,3 173,5 11,68 330,2 28,35 4,9 72,00<br />
10/10-11/10 Port Alfred – 7-Islands B 157 13 40,5 12,07 5 (?) 9,2 -1,0 70,00<br />
13/10-24/10 7-Islands – Gibraltar B 3145 263 7,5 11,95 319 29,1 8,9 76,86<br />
24/10-27/10 Gibraltar – Piombino B 900 71 81 ,67 84,5 28,5 5,5 78,20<br />
30/10-04/11 Piombino – Tuzla, Istambul (Dok) B 1255 92 83 13,31 107,2 27,3 -0,18 77,80<br />
08/12-10/12 Tuzla – El Dekheila B 688 50 272 13,76 64,3 31,34 -3,71 77,60<br />
23/12-30/12 El Dekheila – Gibraltar L 1789 151 (Gib) 27,5 11,84 188 30 9,79 76,80<br />
2003 g.<br />
31/12-13/01 Gibraltar – Boston L 3175 330,3 141 9,60 437,5 31,7 26¸1 76,06<br />
19/01-26/01 Boston – Bolivar B 1939 150,45 41,75 12,86 192,48 30,64 1,07 76,10<br />
27/01-06/02 Bolivar – Belledune L 2701 232,30 101 11,62 307,1 31,7 10,3 75,80<br />
10/02-11/02 Belledune – Point Noire B 253 22 79,5 11,5 26,8 29,23 8,66 73,70<br />
14/02-28/02 Point Noire – Piombino L 3929 329,3 81 11,92 422,8 30,79 8,36 75,67<br />
04/03-07/03 Piombino – Gibraltar B 890 70,3 (Gib)12,5 12,62 90,8 30,91 2,4 75,75<br />
07/03-19/03 Gibraltar – P.Bolivar B 3873 286 21 13,54 361,9 30,36 -4,8 75,60<br />
20/03-29/03 P.Bolivar – Belledune L 2673 216,3 82,5 12,35 274,1 30,38 5,75 76,70<br />
01/04-02/04 Belledune – 7-Islands B 221 16,3 34,75 13,39 19,7 28,6 -0,45 78,00<br />
03/04-08/04 7-Islands – Sparow Point B 1362 109,45 / 12,41 137,1 29,9 3,95 75,66<br />
08/04- Sparow Point – Baltimore L nema podataka<br />
21/04-06/05 Baltimore – Grenaa Pilot Station L 4223 344,3 10 12,26 444,4 34,45 7,39 77,51<br />
06/05-08/05 Nakskov Pilot Station – Inkoo L 578 45,3 167,5 12,7 59,3 31,27 5,2 78,50<br />
15/05-17/05 Inkoo – Nakskov Pilot Station B 564 41 10 13,76 50,2 29,38 -2,5 78,50<br />
18/05-02/06 Grenaa Pilot Station – P.Bolivar B 4987 372,3 18 13,39 457,9 29,5 -1,2 77,47<br />
03/05-18/06 P. Bolivar – Wedel L 4699 370 22+144,5 12,7 495,9 32,16 4,65 77,99<br />
24/06-26/06 Wedel – Grenaa Pilot Station B 422 33,3 9 12,6 41,1 29,44 5,38 77,96<br />
26/06-28/06 Nakskov Pilot Station – Ventpils B 420 32,45 119,5 12,82 39,9 29,24 3,7 77,96<br />
03/07-04/07 Ventpils – Nakskow Pilot Point L 427 38 11,5 11,24 47,9 30,25 14,77 77,20<br />
05/07-23/07 Grenaa Pilot Station – N. Orleans L 5481 444,3 12,33 564,2 30,46 7,12 77,74<br />
Prilog I - 1
PRILOG I<br />
Od 23.07- 28.09. nema podataka<br />
28/09-07/10 Beaumont – Belledune L 2833 225,3 110 12,56 283,58 30,18 4,2 76,88<br />
12/11-20/11 Belledune – Maracaibo B 2520 214 86,5 11,77 261,75 29,35 6,9 73,96<br />
24/11-24/11 Maracaibo – Aruba (bunker) 60 4,45 8 12,63 3,96 20 0,7 74,50<br />
24/11-03/12 Aruba – Belledune L 2518 208,2 2,5 +75 12,08 254,06 29,26 5,9 75,07<br />
06/12-07/12 Belledune – 7-Islands B 241 18,30 9 +33 13,03 19,68 26,98 -1,8 74,90<br />
08/12-14/12 7-Islands – Sparow Point L 1364 130,15 361 10,47 150,71 27,77 16,22 73,21<br />
29/12-<br />
03/01/ 2004<br />
Sparow Point – Maracaibo B 1613 120 249 13,44 145,7 29,13 -2,67 76,72<br />
14/01-19/01 Maracaibo – Jacksonville L 1360 119,3 / 11,38 134,0 26,91 11,02 74,89<br />
Jacksonville – Belledune: nema podataka<br />
15/02-16/02 Belledune – 7-Islands B 250 19,30 (43 + 42,5) 12,82 25,6 31,5 3,24 77,62<br />
17/02-23/02 7-Islands – Sparow Point L 1452 130,05 (4,4 + 216) 11,15 162,7 30,0 9,71 73,32<br />
04/03-09/03 Sparow Point – Maracaibo B 1610 120,3 165,5 13,36 150,1 29,89 -1,75 76,90<br />
16/03-25/03 Maracaibo – Belledune L 2567 205,45 66 12,28 256,2 29,88 6,04 76,53<br />
27/03-29/03 Belledune – 7-Islands B 233 17,45 27,15 13,12 24,1 30,28 0,98 77,62<br />
30/03-04/04 7-Islands – Sparow Point L 1358 109 (29+171) 12,46 135,7 29,87 5,03 76,82<br />
11/04-16/04 Sparow Point – Maracaibo B 1618 121 294 13,37 150,25 29,8 0,09 78,32<br />
28/04-07/05 Maracaibo – Belledune L 2493 200,3 119 12,43 250,78 30,0 6,5 77,49<br />
12/05-19/05 Belledune. P.Bolivar B 2489 181 19,5 13,75 224,34 29,75 -2,8 78,59<br />
20/05-20/05 Bolivar – Aruba(bunker) 108 8 18,5 13,5 10,33 30,99 -0,6 78,52<br />
21/05-30/05 Aruba – Belledune L 2443 205,3 86 11,89 264,87 30,93 7,3 75,20<br />
02/06-10/06 Belledune – Bolivar B 2485 191,5 51,5 13,0 239,13 30,0 -0,2 75,97<br />
12/06-15/06 Bolivar – St Eustatius L 602 56,45 9,25 10,61 63,05 26,8 1,6 63,13<br />
15/06-22/06 St. Eustatius – Belledune L 2081 170 96 12,24 218,82 30,89 6,7 77,06<br />
26/06-27/06 Belledune – 7-Islands B 235 17,15 32,75 13,62 20,83 29,98 -5,6 75,58<br />
28/06-03/07 7-Islands – Sparows Point L 1344 108,45 244,5 12,36 133,73 29,51 6,1 76,75<br />
10/07-15/07 Sparows Point – St.Nicholas B 1602 121,3 425,5 13,18 145,0 28,80 -2,1 76,50<br />
02/08-10/08 St.Nicholas – Belledune L 2450 197,3 102,5 12,4 248,45 30,19 5,4 76,77<br />
14/08-15/08 Belledune – 7-Islands B 238 17 35,5 14,0 21,38 30,20 0,7 82,41<br />
17/08-21/08 7-Islands – Sparows Point L 1327 111,15 11,93 138,16 29,8 8,0 75,98<br />
Prilog I - 2
PRILOG I<br />
MT Ist, Prognozna krivulja SSPA<br />
Prilog I - 3
PRILOG I<br />
MT Ist (Silba), Izvještaj BI s pokusne plovidbe<br />
Prilog I - 4
PRILOG I<br />
MT Ist, Izvještaj BI s pokusne plovidbe, nastavak<br />
Prilog I - 5
PRILOG I<br />
MT Ist, Izvještaj BI s pokusne plovidbe, nastavak<br />
Prilog I - 6
PRILOG I<br />
Tankerska Plovidba-Zadar, MT Ist; Izvod iz strojarskih Dnevnika<br />
Dokiranje 13. - 21.10.2001.(Livorno, Italija)<br />
Dokiranje 12. - 18.06. 2004 (Livorno, Italija ), 31,9 mjeseci<br />
Luka<br />
Prev. Vrijeme, h Brzina Gorivo Gorivo Skliz Okretaji<br />
milje<br />
Nm Plovidba Zastoj Luka uzlovi t t/dan % o/min<br />
2002 g.<br />
03/01-06/01 Sarroch – Ras Lanuf 696 54,3 / 49 12,49 69,79 ? 2,27 70,33<br />
08/01-11/01 Ras Lanuf – Trst 991 80,75 76,75 12,32 111,44 ? 6,14 70,50<br />
14/01-17/01 Trst – Ras Lanuf 994 74,84 22,60 13,16 98,71 ? -1,08 70,75<br />
18/01-21/01 Ras Lanuf – Sarroch 695 58,25 42,25 11,58 76,49 ? 7,06 69,08<br />
23/01-25/01 Sarroch – Zueitina 736 54,3 30,80 13,50 69,00 23,0 -4,39 69,70<br />
26/01-29/01 Zueitina – Sarroch 728 62,45 45,25 11,60 81,90 20,5 8,40 68,23<br />
31/01-02/02 Sarroch – Ras Lanuf 689 52,25 31,25 13,19 65,30 21,80 -4,05 68,27<br />
03/02-07/02 Ras Lanuf – Trst 991 85,0 82,00 11,66 94,70 28,90 8,31 68,24<br />
10/02-14/02 Trst – Sidi Kerir 1183 90,33 48,00 13,10 95,70 19,10 -3,20 68,40<br />
16/02-20/02 Sidi Kerir – Sarroch 1104 92,50 96,00 11,94 115,10 29,86 6,08 68,46<br />
24/02-28/02 Sarroch – Baniyas 1370 101,0 39,75 13,56 130,20 30,94 -2,63 71,00<br />
02/03-06/03 Baniyas – Trst 1439 114,42 69,33 12,58 151,60 31,80 3,33 70,10<br />
09/03-14/03 Trst – Baniyas 1438 111,0 27,50 12,95 130,60 28,24 -1,81 68,50<br />
15/03-20/03 Baniyas – Trst 1435 117,16 40,16 12,25 147,20 30,15 4,28 68,95<br />
22/03-25/03 Trst – Es Sider 1004 75,0 24,5 76,00 13,39 92,20 29,73 -5,06 68,65<br />
28/03-01/04 Es Sider – Trst 985 81,0 61,50 12,16 100,50 29,78 5,01 68,95<br />
03/04-06/04 Trst – Ras Lanuf 1001 77,75 23,75 12,87 98,50 30,41 0,51 69,75<br />
07/04-11/04 Ras Lanuf – Fos Sur Mer 1023 85,83 47,16 11,92 105,30 29,44 5,70 68,10<br />
13/04-17/04 Fos Sur Mer – Sidi Kerir 1474 109,00 28,50 13,52 132,00 29,06 -5,11 69,12<br />
19/04-23/04 Sidi Kerir – Trst 1195 101,16 65,33 11,81 127,70 30,29 7,24 68,58<br />
26/04-30/04 Trst – Baniyas 1404 104,75 29,25 13,40 131,60 30,15 -4,61 69,24<br />
01/05-06/05 Baniyas – Trst 1389 114,33 123,66 12,15 141,50 29,70 4,40 68,47<br />
11/05-15/05 Trst – Tartous 1395 103,00 37,50 13,54 128,50 29,94 -3,79 70,00<br />
17/05-23/05 Tartous – Fos Sur Mer 1713 141,75 44,00 12,08 185,10 31,34 5,52 68.91<br />
25/05-30/05 Fos Sur Mer – Baniyas 1697 124,75 28,00 13,60 155,90 29,99 -5,15 69,25<br />
31/05-04/06 Baniyas – Augusta 1217 84,50 149,66 14,40 99,90 28,37 -13,95 68,10<br />
10/06-13/06 Augusta – Tartous 1026 75 28,00 13,68 93,61 29,96 -5,95 70,05<br />
14/06-19/06 Tartous – Trst 1400 115 40,00 12,17 143,30 29,91 4,86 69,05<br />
21/06-24/06 Trst – Zuetina 994 73 27,00 13,62 85,20 28,01 -4,96 69,90<br />
25/06-27/06 Zuetina – Sarroch 730 59,50 70,50 12,27 68,30 27,55 5,20 69,63<br />
30/06-05/07 Sarroch – Tartous 1366 103 31,00 13,26 121,90 28,40 -3,66 68,95<br />
06/07-11/07 Tartous – Trst 1399 116 52,50 12,06 147,10 30,43 5,75 68,63<br />
13/07-16/07 Trst – Zawia 933 71,50 32,00 13,05 90,80 30,48 0,46 69,98<br />
17/07-21/07 Zawia – Trst 951 82,25 81,25 11,56 101,10 29,50 8,64 67,06<br />
24/07-24/07 Trst – Rijeka 113 8,75 140,00 12,91 11,10 30,45 0,46 69,90<br />
30/07-02/08 Rijeka – Ras Lanuf 949 72 134,25 13,18 96,80 32,27 -2,00 69,53<br />
08/08-11/08 Ras Lanuf – Trst 991 82,50 38,00 12,01 99,40 28,92 6,18 68,93<br />
13/08-16/08 Trst – Zuetina 995 77,50 26,50 12,84 91,20 28,24 -0,14 68,93<br />
17/08-20/08 Zuetina – Sarroch 727 60 76,50 12,12 72,50 29,00 5,33 68,80<br />
23/08-25/08 Sarroch – Es Sider 669 52,50 27,00 12,74 68,40 31,27 0,41 68,93<br />
26/08-30/08 Es Sider – Fos Sur Mer 1010 90,25 64,00 11,19 113,60 30,21 11,88 68,14<br />
02/09-05/09 Fos Sur Mer – Es Sider 1061 80 27,75 13,26 98,90 29,67 -3,52 69,03<br />
06/09-10/09 Es Sider(Zuetina) – Trst 1006 83,25 92,00 12,08 110,20 31,77 5,71 68,86<br />
14/09-16/09 Trst – Isis Terminal 873 64 56,00 13,64 76,80 28,80 -3,41 71,07<br />
19/09-21/09 Isis Terminal – Castellon 729 58,50 56,50 12,46 78,10 32,04 4,46 70,33<br />
23/09-27/09 Castellon – Zuetina 1136 85,20 26,25 13,33 102,20 30,76 -2,31 69,72<br />
28/09-01/10 Zuetina – Sarroch 717 59 84,50 12,15 80,90 32,21 5,90 69,70<br />
04/10-06/10 Sarroch – Ras Lanuf 699 49,50 26,50 14,12 62,50 31,61 -8,65 70,07<br />
07/10-09/10 Ras Lanuf – Off Malta 369 30 9,30 12,30 40,70 32,56 4,62 69,45<br />
09/10-10/10 Off Malta – Sarroch 290 26,50 36,00 10,94 36,20 32,78 15,24 69,55<br />
11/10-15/10 Sarroch – Es Sider 1154 86,01 29,90 13,40 106,00 29,50 -3,90 69,50<br />
16/10-20/10 Es Sider –Trst 994 81,50 173,50 12,20 107,70 31,70 4,61 69,00<br />
27/10-31/10 Trst – Tartous 1411 107 62,50 13,19 148,50 33,30 -0,60 70,60<br />
Prilog I - 7
PRILOG I<br />
03/11-08/11 Tartous – Sarroch 1373 115,80 251,70 11,86 161,10 33,40 7,35 68,32<br />
18/11-21/11 Sarroch – Zuetina 702 54,00 32,00 13,33 75,50 33,60 -2,40 69,80<br />
22/11-23/11 Zuetina – Malta 393 32,50 30,50 12,09 44,60 32,90 6,65 69,80<br />
25/11-26/11 Malta – Sarroch 329 27,00 73,00 12,19 36,50 32,40 6,00 69,55<br />
29/11-03/12 Sarroch – Baniyas 1361 100,50 21,00 13,54 153,50 36,70 -1,70 71,60<br />
04/12-04/12 Baniyas – Tartous 18 1,50 17,50 12,00 2,00 32,00 5,26 68,00<br />
05/12-08/12 Tartous – Milazzo 1083 91,00 448,75 11,90 135,10 35,60 9,75 71,00<br />
27/12-29/12 Milazzo – Bejaia 489 44,25 38,00 11,05 65,20 35,40 13,50 68,60<br />
30/12-01/01/ Bejaia – Fos Sur Mer 389 36,50 50,50 10,66 54,50 35,80 17,58 69,67<br />
2003<br />
03/01-06/01 Fos Sur Mer – Ras Lanuf 1017 73,83 21,67 13,77 104,30 33,90 -4,70 70,90<br />
07/01-11/01 Ras Lanuf – Trst 995 88,25 106,25 11,27 120,40 32,70 11,24 67,74<br />
15/01-17/01 Trst – Otrant F.O. 462 36,50 27,00 12,66 38,10 25,10 -3,40 65,40<br />
18/01-19/01 Otrant F.O. – Hurd Bank 239 22,70 197,80 10,53 23,00 24,30 10,15 63,00<br />
27/01-28/01 Hurd bank – Drifting Position 264 24,83 41,67 10,63 22,80 22,00 7,00 61,50<br />
30/01-30/01 Drifting Position – Es Sider 130 10,75 42,55 12,09 11,70 26,10 0,0 65,00<br />
01/02-03/02 Es Sider – Augusta 407 50,00 50,58 8,20 63,30 30,40 32,45 65,83<br />
05/02-08/02 Augusta – Sidi Kerir 785 59,00 65,42 13,31 74,20 30,30 -5,40 68,50<br />
10/02-14/02 Sidi Kerir – Falconara 1073 87,50 192,00 12,26 122,50 33,60 6,12 70,26<br />
22/02-25/02 Falconara – Sidi Kerir 1083 81,50 61,50 13,29 108,00 31,80 -0,40 71.20<br />
28/02-03/03 Sidi Kerir – Santa Pannagia 795 67,83 70,67 11,72 87,00 30,80 7,67 66,75<br />
06/03-07/03 St.Pannagia – Ras Lanuf 417 30,75 23,05 13,56 39,80 31,10 -4,30 70,00<br />
08/03-13/03 Ras Lanuf – Gibraltar 1339 109,00 12.50 12,29 141,20 31,10 5,70 70,10<br />
13/03-15/03 Gibraltar – La Coruna 622 52,50 36,00 11,85 70,20 32,10 8,66 69,87<br />
17/03-21/03 La Coruna – Skikda 1251 99,25 27,25 12,65 130,30 31,50 2,60 69,80<br />
22/03-26/03 Skikda – Leixoes 1039 98,00 42,50 10,60 116,70 28,60 16,34 68,66<br />
28/03-04/04 Leixoes – Sidi Kerir 2258 175,50 24,00 12,87 250,30 34,20 2,20 70,90<br />
05/04-09/04 Sidi Kerir – Falconara 1088 93,16 84,34 11,68 125,70 32,40 10,38 70,30<br />
13/04-16/04 Falconara – Piraeus 755 63,50 6,50 16,00 11,89 82,90 31,30 9,70 71,00<br />
16/04-19/04 Piraeus – Baniyas 664 55,00 10,50 77,00 12,07 76,70 33,50 8,40 71,00<br />
22/04-27/04 Baniyas – Trst 1392 115,42 49,85 12,06 152,10 31,60 7,39 70,25<br />
29/04-29/04 Trst – Rijeka 105 9,00 108,50 11,67 10,60 28,30 10,30 70,00<br />
05/05-07/05 Rijeka – Zuetina 951 72,00 28,00 13,21 94,10 31,40 -1,50 70,00<br />
08/05-12/05 Zuetina – Fos Sur Mer 1048 87,60 66,90 11,96 121,30 33,20 7,42 69,60<br />
15/05-18/05 Fos Sur Mer – Zuetina 1059 80,50 30,00 13,16 110,20 32,90 0,70 70,50<br />
19/05-22/05 Zuetina – Sarroch 726 65,00 50,00 11,17 93,40 34,00 12,64 69,00<br />
24/05-28/05 Sarroch – Baniyas 1351 99,50 32,50 13,58 141,10 34,00 -2,30 71,50<br />
29/05-03/06 Baniyas – Trst 1388 115,50 53,50 12,02 160,40 33,30 6,97 69,57<br />
05/06-10/06 Trst – Zuetina 999 74,90 26,60 13,34 97,30 31,20 -3,10 69,90<br />
11/06-14/06 Zuetina – Sarroch 724 60,08 31,50 12,05 83,20 33,20 6,70 69,55<br />
15/06-16/06 Sarroch – Off Malta 327 23,50 48,00 13,91 34,00 34,70 -7,20 70,00<br />
17/06-19/06 Off Malta – Marsa El Hriga 518 39,85 10,00 13,00 51,80 31,20 0,00 70,00<br />
20/06-22/06 Mars El Hariga. Augusta 532 44,25 42,25 12,20 61,60 33,40 7,48 70,00<br />
24/06-26/06 Augusta – Es Sider 407 30,25 8,00 56,75 13,45 39,50 31,30 -3,60 70,00<br />
28/06-02/07 Es Sider – Trst 987 84,25 128,25 11,72 116,60 33,20 9,20 69,10<br />
07/07-11/07 Trst – Zuetina 1003 75,50 110,00 13,28 105,10 33,40 -2,30 69,40<br />
15/07-18/07 Zuetina – Sarroch 726 61,00 36,50 11,90 83,00 32,70 7,40 69,25<br />
19/07-21/07 Sarroch – Ras Lanuf 690 51,50 56,50 13,40 70,80 33,00 -3,10 70,00<br />
24/07-27/07 Ras Lanuf – Trst 989 85,67 37,84 11,54 111,40 31,20 9,10 68,40<br />
29/07-01/08 Trst – Piraeus 872 67,75 11,75 12,87 83,90 29,70 -3,10 66,99<br />
01/08-03/08 Piraeus – Sidi Kerir 501 40,70 82,30 12,31 43,10 25,40 -1,80 65,30<br />
06/08-14/08 Sidi Kerir – Leixoes 2251 189,75 87,75 11,86 272,50 34,50 7,78 69,30<br />
18/08-23/08 Leixoes – Es Sider 1810 135,16 41,84 13,39 186,90 33,20 -3,20 69,90<br />
25/08-01/09 Es Sider – Leixoes 1793 159,00 48,00 11,28 212,10 32,00 11,63 68,50<br />
03/09-09/09 Leixoes – Zuetina 1854 139,50 1,00 29,50 13,29 200,80 34,50 -2,10 69,90<br />
10/09-13/09 Zuetina – Sarroch 723 64,75 43,75 11,17 95,00 35,2 12,47 67,78<br />
14/09-17/09 Sarroch – Ras Lanuf 690 54,33 24,67 12,70 79,10 34,90 2,40 70,00<br />
18/09-21/09 Ras Lanuf – Tarragona 1058 85,83 55,17 12,33 128,00 35,80 5,54 70,33<br />
24/09-28/09 Tarragona – Sidi Kerir 1481 113,83 21,17 13,01 156,30 33,00 0,70 70,60<br />
29/09-07/10 Sidi Kerir – Leixoes 2246 190,66 59,34 11,78 262,60 33,10 8,62 69,32<br />
10/10-16/10 Leixoes – Zuetina 1848 144,33 85,17 12,80 195,30 32,50 0,50 69,10<br />
19/10-22/10 Zuetina – Sarroch 726 62,83 33,67 11,55 78,60 30,00 9,59 68,60<br />
23/10-25/10 Sarroch – Es Sider 674 51,00 38,50 13,22 64,60 30,40 -3,10 69,00<br />
Prilog I - 8
PRILOG I<br />
27/10-05/11 Es Sider – Omišalj 942 50,83 24,00 12,1 105,40 32,50 5,80 69,23<br />
06/11-09/11 Omišalj – Ras Lanuf 946 76,00 24,00 12,45 104,00 32,80 4,00 70,10<br />
10/11-13/11 Ras Lanuf – Fos Sur Mer 1012 83,75 76,25 12,08 112,80 32,30 6,47 69,53<br />
16/11-20/11 Fos Sur Mer – Ras Lanuf 1024 80,66 21,84 12,69 103,50 30,80 2,30 70,00<br />
21/11-24/11 Ras Lanuf – Trst 1011 82,50 51,50 12,25 112,70 32,80 6,04 70,20<br />
26/11-29/11 Trst – Zuetina 996 78,25 34,75 12,73 109,50 33,60 2,10 70.10<br />
01/12-03/12 Zuetina – Sarroch 726 59,33 90,67 12,24 81,40 32,90 6,44 70,40<br />
07/12-09/12 Sarroch – Ras Lanuf 687 51,25 23,05 13,40 74,60 34,90 -2,80 70,10<br />
10/12-14/12 Ras Lanuf – Rijeka 989 84,83 13,75 11,66 126,30 35,70 10,30 69,80<br />
14/12-15/12 Rijeka – Trst 117 11,91 9,8 15,80 31,80 24,52 70,15<br />
Nema podataka za vrijeme od 15/12/2003-28/01/2004.<br />
2004 g.<br />
28/01-29/01 Sines – Leixoes 210 17,50 291,00 12,00 25,60 35,10 9,09 71,00<br />
10/02-16/02 Leixoes – Es Sider 1797 137,00 24,00 13,12 186,70 32,70 0,2 70,70<br />
17/02-19/02 Es Sider – Bizerte 603 50,00 52,00 12,06 61,60 29,60 4,59 67,77<br />
21/02-24/02 Bizerte – Es Sider 608 61,50 5,00 33,50 9,89 67,20 26,20 8,20 58,70<br />
25/02-28/02 Es Sider – Bizerte 616 63,50 142,00 9,70 61,20 23,10 8,47 55,25<br />
06/03-08/03 Bizerte – Ras Lanuf 533 43,50 287,00 12,25 59,80 33,00 3,40 68,30<br />
09/03-13/03 Ras Lanuf–Tarragona 1055 91,00 74,00 11,59 125,60 33,10 9,21 68,88<br />
16/03-20/03 Tarragona–Ras Lanuf 1062 83,00 24,00 12,80 104,40 30,20 -0,20 68,60<br />
21/03-25/03 Ras Lanuf – Tarragona 1057 99,00 10,68 131,50 31,88 15,03 66,98<br />
Nema podataka za vrijeme od 25/03-11/04<br />
11/04-01/04 S.Pannagia – Hurd Bank 108 10,00 22,00 10,80 12,50 30,00 12,20 66,40<br />
12/04-13/04 Hurd Bank–Zuetina 393 32,00 65,00 12,28 44,20 33,15 2,72 67,40<br />
16/04-19/04 Zuetina – Sarroch 711 63,00 11,29 84,30 32,11 10,57 67,95<br />
Dokiranje 18/06/2004 (Livorno, Italija)<br />
Prilog I - 9
PRILOG II<br />
Svjetsko tržište AV i FRC premaza<br />
Popis najvećih proizvođača AV i FRC premaza i njihovi udjeli na svjetskom tržištu [107]:<br />
Global Marine Paint Companies<br />
• International Coatings (UK) 30%<br />
• Jotun (Norway) 16%<br />
• Hempel (Denmark) 15%<br />
• CMP (Japan) 10%<br />
• Sigma (Netherlands) 7%<br />
• Nippon Paint (Japan) 3%<br />
•Kansai(Japan) 2%<br />
•Ameron(US) 2%<br />
44<br />
Popis današnjih najvećih proizvođača AV i FRC premaza, s vremenom trajanja zaštite [107]:<br />
International Coatings<br />
TBT Free SPC Interclene 245............................................................................. 36 mjeseci<br />
Interspeed 340/245 NA ............................................... 36/60 (bokovi/dno)<br />
Interswift 655 .................................................................. 36/ 60 mjeseci, –<br />
Intersmooth 460, 360 Ecoloflex ........................................................... 60 –<br />
FRC<br />
Intersleek 700 ......................................................................60-120 mjeseci<br />
Jotun<br />
TBT Free SPC<br />
FRC<br />
Sea Force 30............................................................................... 30 mjeseci<br />
Sea Force 60......................................................................................... 60 –<br />
Sea Force 90........................................................................................ 60 –<br />
Sea Quantum ........................................................................................ 60 –<br />
Sea Lion...............................................................................60-120 mjeseci<br />
Hempel<br />
TBT Free SPC<br />
FRC<br />
Olympic...................................................................................... 36 mjeseci<br />
Oceanic ........................................................... 36/60 mjeseci (bokovi/dno)<br />
Globic NCT................................................................................ 60 mjeseci<br />
Hempasil..................................................................................... 60 mjeseci<br />
Prilog II-1
PRILOG II<br />
CMP (Chugoku)<br />
TBT Free SPC (I gener.) Sea Tender TFA 10 .................................................... 36 mjeseci<br />
(II gener.) Sea Grand Prix 300, 500, 700, ...........................36- 60 mjeseci<br />
(III gen.) Sea Grand Prix 1000, 2000,........................................ 60 mjeseci<br />
FRC<br />
Sea Grand Ecospeed................................................................... 60 mjeseci<br />
Sigma<br />
TBT Free SPC<br />
FRC<br />
Sigmaplane Ecol HA 5294......................................................... 36 mjeseci<br />
(do 12 mjeseci .................... 1 x 100µm = 100 µm<br />
do 18 mjeseci......................2 x 75 = 150 µm<br />
do 24 mjeseci...................... 2 x 100µm = 200 µm<br />
do 36 mjeseci................... 2 x 125 µm = 250 µm)<br />
Sigmaplane Ecol HA 5294......................................................... 24 mjeseci<br />
(do 12 mjeseci .................... 1 x 100µm = 100 µm<br />
do 18 mjeseci .....................2 x 75 = 150 µm<br />
do 24 mjeseci...................... 2 x 100µm = 200 µm<br />
Sigma ......................................................................................... 60 mjeseci<br />
Napomena:<br />
Navedeni vijek trajanja premaza iskazan je temeljem srednjeg obraštaja, brzine broda<br />
iznad 13 uzlova te 80% vremena provedenog u plovidbi. Praćenjem strojarskih dnevnika mb<br />
Pelješac i mt Ist vidi se da oba broda nisu mogla ispuniti tražene uvjete pa i vijek trajanja<br />
AV premaza kraći:<br />
MB Pelješac: Hempel: Combic 7199 B, TBT free, SPC*; deklarirana zaštita od 30<br />
mjeseci nije postignuta: brzina 12-13,5 uzlova te vrijeme u plovidbi prema dnevniku<br />
53%, [106].<br />
MT Ist: Sigma:SigmaPlane HB, TBT free, SPC**; deklarirana zaštita od 36 mjeseci<br />
nije postignuta: brzina 12-13,5 uzlova te vrijeme u plovidbi prema dnevniku 58%, [100].<br />
* AV premaz Hempel: Combic 7199 B, TBT free, SPC više se ne proizvodi<br />
** AV premaz Sigma: SigmaPlane HB, TBT free, SPC više se ne proizvodi<br />
Prilog II-2
PRILOG II<br />
U prilogu se nalaze podaci o AV premazu Sigmaplane Ecol HA 5294, tvrtke Sigma [91]<br />
Prilog II-3
PRILOG II<br />
Prilog II-4
PRILOG II<br />
Prilog II-5
Change language