Balonla Denize İndirme

Yapımı tamamlanan ve denize inme aşamasına getirilen gemiler, çeşitli yöntemlerle denize indirilebilir. Klasik yöntemlerden farklı olarak, balonla denize indirme yöntemi de günümüzde uygulanan bir yöntemdir. Bu yöntemde, balonlar belirli bir sisteme göre gemi altına yerleştirilir. Gemi, tamamen balonların üstüne oturduktan sonra ilk hareket verilerek denize inme işlemi gerçekleştirilir. Balonla denize indirme yöntemi yeni bir yöntem olduğu için gerekli fiziksel koşulların sağlanması, gemi ve balon hazırlıklarının en iyi şekilde tamamlanması, güvenli bir iniş açısından son derece önemlidir. Güvenliğin ön planda tutulması koşuluyla, yöntemin getirdiği kolaylıklar ve ekonomik avantajlar bu yöntemin giderek daha fazla tercih edileceğini göstermektedir.

1. Giriş

Teknolojide yaşanan hızlı gelişmelerle beraber, gemi inşaatı sektöründe de klasik denize indirme yöntemleri yanında yeni bir yöntem olan balonla denize indirme yöntemi uygulanmaya başlanmıştır. İlk olarak Çin’de kullanılan ve Sun Juxiang tarafından geliştirilen bu teknolojinin temel malzemesi balonlardır. Bu yöntemle, gemiler kızak ve kızak yapısına gerek kalmadan çok kısa sürede denize indirilebilmektedir. Oldukça ekonomik olan ve gemi altına yerleştirilen balonlarla gerçekleştirilen bu yöntem ilk olarak Karadeniz Tersanesi’nde başarıyla uygulanmış ve daha sonra da çeşitli tersanelerde uygulama alanı bulmuştur. Böylece, gelecekte bu yöntemin daha çok yaygınlaşacağı öngörülmektedir.

Balonla denize indirme yöntemi, küçük ve orta ölçekli tersanelerin verimliliğini sınırlayan sabit denize indirme kızaklarının olumsuzluklarının önüne geçerek zamandan ve iş gücünden tasarruf sağlamaktadır. Ayrıca, operasyonlarda esneklik ve ekonomik fayda sağlayan bu yöntem, güvenli bir denize indirme yöntemi olarak gemi inşaatı sektöründe umut verici teknolojik bir gelişme şeklinde değerlendirilebilir.

Balonla denize indirme yönteminin temel malzemesi balonlar olduğu için balonun yapısının ve teknik özelliklerinin iyi bilinmesi oldukça önemlidir.  Ayrıca, denize iniş aşamalarında uyulması gereken kuralların ve standartların iyi anlaşılması güvenli iniş için hayati öneme sahiptir. Bu çalışmada,  gemilerin kısa sürede, güvenli ve ekonomik olarak denize indirilmesi için gereken kurallar ve standartlar incelenmiş ve sunulmuştur.

2. Denize indirme işleminde uyulması gereken kurallar

Balonla denize indirme yönteminde belirli bir standart oluşturmak amacıyla, Çin’de, “Ship Repair Technology Division of Sea-going Ship Standardization of China” tarafından “CB/T 3837-1998” kurallar kitapçığı yayınlanmıştır. Bu standartlar, yöntemin güvenli bir şekilde uygulanmasındaki gereksinimlerle,  ilgili ekipmanları ve ölçüm yöntemlerini içermektedir. 

2.1 Denize iniş öncesi hazırlıklar ve uyulması gereken kurallar

Bu yöntemde temel amaç, kızak ister düz, ister eğimli olarak kurulsun gemileri mümkün olan en kısa sürede ek bir masrafa gereksinim duyulmadan denize indirmektir. Yapımı ve dış kaplama boyası biten bir gemide, balonla denize iniş için öncelikle alınması gereken önlemler vardır. Özellikle kızak eğimi ve deniz içi dolgular en fazla önem taşıyan unsurlardır. Balonla denize indirme yönteminde, ideal kızak eğimi yüzde 0.75 ila yüzde 1.25 arasında olmalıdır. Ayrıca, kızağın son 30 metresinde ek bir eğimin olması da pratik açıdan yararlı olacaktır (eğimin yüzde 3 civarında olması ek bir yarar sağlar).  Ancak, Türkiye’deki mevcut tersaneler bu gereksinimlere göre inşa edilmemiş ve genel olarak kızak eğimleri yüzde 5 civarında olduğundan ek tedbirler alınmak suretiyle balonla denize indirme yöntemi uygulanabilir.  Geminin güvenli bir şekilde denize inebilmesi için gemi üzerinde, kızakta ve kullanılacak araçlarda aşağıda tanımlanmış olan çeşitli hazırlıkların tamamlanmış olması gereklidir [1].

1. Dizayn su hattının altında kalan alanlar için tüm çalışmalar tamamlanmış ve kontroller yapılmış olmalıdır.  
   
2. Gemi yüzeyinde kesinlikle çapak, kaynak artıkları ve benzeri pürüzlülükler bulunmamalıdır. 
   
3. Bütün dış kaplama kaynaklarının kontrolü ve sızdırmazlık testi yapılmış olmalıdır.
   
4. Gemi ana boyutları ve bunlara göre yerleştirilmiş kana rakamaları kontrol edilmelidir.
   
5. Geminin iniş sırasında, iniş hattından sapmaması ve dümen altına girecek balonların patlama riskini azaltmak için dümen sabitlenmelidir.
   
6. Kızak yüzeyi üzerinde balonlara zarar verebilecek inşaat demirleri, demir parçaları ve sivri beton parçalarıtemizlenmelidir. 
   
7. Kızak yolu yatay yönde pürüzsüz hale getirilmeli ve kot farkı 80 milimetreyi aşmamalıdır. Ayrıca, kızakyolunun yük taşıma kapasitesi uniform olmalıdır.
   
8. Gemi iniş yolu, sıkıştırılmış kum zemin ya da beton zemin vb. olabilir. Ancak, zeminin dayanma kapasitesi en az balonların çalışma basınçlarının iki katı olmalıdır.
   
9. Kızak yolu eğimli düz, eğrisel ya da bunların kombinasyonu şeklinde olabilir. Ayrıca eğim, geminin boyutlarına göre saptanmalıdır ve genel olarak 1/7 değerinden büyük olmamalıdır. Balonla denizeindirme yöntemi düz zeminlerde de uygulanabilen bir yöntem olmasına rağmen kızak eğiminin  yüzde 0.75 – 1.25 arasında olması tercih edilmelidir (Şekil 1).
10. 10)Kızak boyu, deniz içinde de belli bir mesafe devam etmelidir.  Kızak sonu deniz derinliğininminimum  D/2 olması gereklidir. Aksi takdirde iniş sırasında geminin kıç tarafı mastoriyi geçmeden karaya oturabilir ve gemi askıda kalabilir. 
11. Gemi altında, vinç rayları gibi kaldırılamayacak tipte yapılar varsa bu alanlar çakıl ile doldurularak balonların rahat dönmesi sağlanmalıdır. 
12. Balonlar yerleştirilmeye başlamadan önce kompresör vanalarının gemi çevresi boyunca yerleştirildiginden emin olunmalıdır. Gerekli durumda havası indirilen balonun acil olarak şişirilmesi gerekebilir. 
13. Gemi baş tarafına, balonlar şişirildikten sonra gemiyi tutmak için kaynatılan mapaların montaj ve kaynağının sağlam olduğuna dikkat edilmeli, gerekirse mapa kaynaklarının UT’sinin bakılmasına dikkat edilmelidir. 
14. Mapalara bağlanacak halatlar 50 milimetreden aşağı olmamalıdır. Yeni halat kullanılmasına özen gösterilmesi gerekmektedir.  
15. Takaryalar gemi altından çekilirken takarya yerleri gözden geçirilmeli, herhangi bir çapakla karşılaşılırsa taş motoruyla  temizlenmelidir. 
16. Geminin baş ırgat donanımı kesinlikle çalışıyor vaziyette olmalıdır.

2.2   Balonla ilgili kurallar

Balonla denize indirme yönteminin temel malzemesi balonlar olduğu için balonun yapısının ve teknik özelliklerinin iyi bilinmesi oldukça önemlidir.  Balonun hammaddesi kauçuk olup, üzerinde güçlendirilmiş naylon katmanlar bulunur. Gerilme dayanımı ≤205.8 N/pc’dir. Balon, katmanların birbiri üzerine tek tek sarılması yöntemiyle üretilir. 

Balonlar ile ilgili teknik gereksinimler aşağıda özetlenmiştir [2]:

a)Balonlar CB/T düzenlemelerine göre kontrolden geçmeli, her kullanımdan önce yüksüz hava dolum testi yapılmalıdır. Bu test, balon çapına karşı gelen çalışma basıncının 1.25 katı iç basınçla yapılmalıdır.

b)Kullanılacak balon sayısı genellikle şu formülle hesaplanır:

Burada;

N:Balon sayısı

K1:Sabit bir sayı, 1.2~1.3

W:Gemi iniş ağırlığı (ton)

g:Yerçekimi ivmesi (m/s2)

CB:Blok katsayısı

R:Birim boya düşen en büyük kuvvet (kN/m)

Ld:Orta kesitte gemi ve balonun temas uzunluğu

N1:Değiştirilecek olan balon sayısı. 2~4 arasında olabilir.

c)Balonların merkezleri arası uzaklık, geminin yapısal mukavemeti dikkate alınarak ve balonların çarpışması ya da üst üste binmesi engellenecek şekilde aşağıdaki formüllerle hesaplanır.

Burada;  

L:  Gemi boyu (m)

N:  Balon Sayısı

D:  Nominal balon çapı (m)

Düşey prizmatik katsayısı düşük olan ya da baş ve kıç formları narin olan gemilerde, yukarıdaki formüllerde kullanılan gemi boyu, narin olan baş ve kıç kesitlerin boyu çıkartılarak kullanılabilir. Yapısal mukavemet açısından özel durumu olan gemilerde balonlar arası mesafe ihtiyaçlara göre belirlenebilir. 

d)Balonlar mümkün olduğu müddetçe tek sıra halinde dizilir; ancak genişliği çok fazla olan gemilerde, bu genişliği karşılayabilmek için 2 sıralı dizim yöntemi kullanılabilir.

e)Deplasmanı ve blok katsayısı küçük olan römorkör ve balıkçı tekneleri gibi gemilerde hareket halinde iyi bir stabilite sağlamak amacıyla balonların ucu geminin iki tarafından uzatılabilir. İki taraftan uzatılan kısımlar minimum balon çapı uzunluğu  kadar olmalıdır.

2.2.1   Balonların performansa göre sınıflandırılması

Yan sayfadaki tablolarda, balon üreten bir Çin firmasının kataloglarından alınmış olan, farklı boyutlardaki balonlar için performans ve güvenli çalışma koşullarına göre balonların sınıflandırması verilmiştir [3].

2.3 Vinç ile ilgili kurallar

Vinçler, bir ucu gemi başına mapalarla tutturulmuş olan telleri sıkarak gemiyi karaya sabitlemeye yardımcı olur.  Kimi zaman iniş için ilk hareket, vinçlerin telleri yavaş yavaş bırakmasıyla sağlanır. 

a)Genel olarak, dönme hızı 9-13 m/dk olan yavaş vinçler kullanılır.

b)Kayma kuvveti ve vincin çekme kuvveti aşağıdaki şekilde bulunur (Şekil 2). 

Fc:Gemiye etkiyen kayma kuvveti (kN)

a:Kızak eğimi (derece)

m:Sürtünme katsayısı

V:Geminin hareket hızı (m/s)

T:Vincin frenleme süresi (s)

F:Vinç telinin çekme kuvveti (kN)

K:Emniyet katsayısı (k=1.2-1.5)

Nc:Çekme teli sayısı

b:Vinç teli ile kızak eğimi arasındaki açı (6 dereceden büyük olmamalıdır).

c)Vincin uyguladığı çekme kuvveti, gemi hızının 6 m/dak.’dan büyük olmasını önleyecek şekilde ayarlanmalıdır. Eğer  geminin ağırlığı 200 tondan az ise iniş hızı kontrollü olarak artırılabilir.

d)Vinç teli yeterince dayanıklı olmalı, kontrolleri düzenli olarak yapılmalıdır. Gerektiğinde yenilenmelidir. 

e)Operasyonlarda eğitimli vinç operatörleri görevlendirilmelidir.

2.4 Hava kompresörü

a)Balonların toplam hacmi, hava dolumu için gereken zaman ve basınca göre kompresör tipi ve kapasitesi seçilir.

b)Kompresörün gaz tankında 

uygun basınç sınırlandırıcı valf kullanılmalıdır.

c)Balonlar yerleştirilmeye başlamadan önce kompresör vanalarının gemi çevresi boyunca yerleştirildiginden emin olunmalıdır. Bazı durumlarda havası indirilen balonun acil olarak tekrar şişirilmesi gerekebilir. 

d)Eğer birden fazla balon için aynı kompresör kullanılacaksa dağıtım manifoldu kullanılmalıdır. 

2.5 Balonların bakım-tutumu 

Balonlar, onarılamayacak kadar büyük hasarlara maruz kalmadıkları sürece ortalama 10-15 kez kullanılabilirler. Balon dış duvarında önemli bir hasar tespit edildiğinde zaman geçirmeden onarılmalıdır. Hasar bölgesine genelde sıcak yamalama işlemi uygulanır. Balon başlarına takılan basınç ölçerler ve balon kapakları, her iniş öncesi kontrol edilmelidir.  Hava kaçakları sonucu yaşanacak herhangi bir inme, inişi riske atabilir. Balonların uygun koşullarda saklanabilmesi için aşağıdaki koşulların sağlanması gereklidir:

a) Balon, havası indirildikten sonra uygun şekilde katlanarak, oda sıcaklığında ve nemsiz bir ortamda muhafaza edilmelidir.  Böylece, çürümesi engellenmiş olacaktır. 

b)Asit-alkalin çözeltileri ve petrol bazlı kimyasallarla uzun süre temasından kaçınılmalıdır.

c)Balon üzerinde ağır malzemelerin bulundurulmamasına özen gösterilmelidir.

3. Balonla denize indirme işlemi 

Gereken hazırlıklar tamamlandıktan sonra balonların gemi altına yerleştirilmesi belirli kurallar çerçevesinde yapılır. Gemi altına konacak balonlar mümkünse tek sıra halinde ve hareket yönüne dik olarak yerleştirilmelidir. Gemi formuna bağlı olarak balonlar iki sıra halinde de düzenlenebilir. Bu durumda, iki sıra halindeki balonlar arası mesafe 0.5 metreden küçük olmamalıdır. Geminin her iki tarafından çıkacak olan balon uçları ise balonun çapından büyük olmalıdır. Balon yerleşimi öncelikle orta kesimden başlar. Gemi altındaki takaryalar arasına yerleştirilen balonlar 2-3 bar arası havayla şişirilir. Genel olarak, gemi altında takaryalar yerindeyken, gerçekte yerleştirilmesi gereken balon sayısının yarısı kadar balon yerleştirilerek şişirilir. 

Yerleştirilen balonlar şişirilince, gemi, balonlar üstüne oturarak takaryalar boşa çıkar. Takaryaların kaldırılması işleminde, önce enine yönde merkezde bulunan bloklar sonra iskele ve sancak taraftaki bloklar kaldırılmalıdır. Bu durumda, geminin balonlar üzerine ani düşmesinden sakınılmalıdır. Gemi hareket etmeden önce, son dakika kaldırılmak üzere serbest olarak duran bloklar geminin her iki tarafına yerleştirilmelidir. Böylece, takaryalar üstüne halat bağlanarak kepçe ya da forklift yardımıyla balonlara temas etmeden dışarı alınır. Her takarya hattına, gemi altından çıkarıldıktan sonra yeni bir balon konulmalıdır.

Takaryalar çıkarıldıkça gemi sadece balonlar üzerinde duracağından, baş taraftan gemi halatlarla sağlam bir yere bağlanmalı, geminin denize kayması önlenmelidir. Takaryalar çıkarıldıktan sonra balonlar  2-3 bar arası havayla zeminin durumuna göre şişirilmelidir. Bu şişirilme esnasında balonlarda herhangi bir kaçak tespit edilirse patlak balonlar yenisiyle degiştirilmelidir.  

Boyu 122 metre, genişligi 14 metre olan kimyasal tanker için toplam 18 adet, 10 metrelik balon yerleştirilmelidir. Ayrıca başta 1 adet, kıçta 1 adet  ve paralel gövdede 3 adet 16 metrelik balon kullanılarak iniş sırasında geminin iskele ya da sancağa kaymasının önüne geçilmesi gereklidir. Gemi, 3 derece meyile sahip kızak üzerindeyken balonlar yerleştirilmeli ve balonlara eşit oranda hava basılmalıdır. Bu arada, balon başlarının aynı hizada olmasına özen gösterilmelidir. Böylece, gemi iniş hattından sapmayacaktır. 

Eger gemi düz bir zeminde kurulmuş ise tüm balonlar eşit miktarda şişirildikten sonra gemi altındaki balonlara biraz daha hava verilerek geminin eğiminin 1-1,5 dereceye gelmesi sağlanır.  Böylece,  gemi uygun hızda suya inecektir. 

Kızak eğimini hesaplamak için, önce kıç tarafta kaide ile zemin arasındaki yükseklik ölçülür. Daha sonra, baş tarafta kaide ile zemin arasındaki yükseklik ölçülür ve böylece verilen eğimin doğruluğu teyit edilir. Eğer eğim, sadece baş taraftaki balonlara fazla basınç verilerek yapılırsa, paralel gövdedeki ve kıç taraftaki balonlara fazla yük bineceğinden balonların patlama riski artar. Bu yüzden, istenen eğim, geminin kıç tarafındaki balonlar hariç geri kalan tüm balonlara belli değerde hava verilerek sağlanmalıdır. 

Gemi balonlar üzerine oturduktan sonra baş taraftan bağlı olan geminin yükü sadece halatlara biner. İniş öncesi çevre güvenligi alındıktan sonra, baş taraftaki halat (bu halat 4000 tondan büyük gemiler için 2 halata çıkarılmalıdır) şalama ile kesilerek geminin denize inişi başlamış olur. Yaklaşık 30-40 saniye arası süren bu inişte, geminin baş tarafı suya girdikten sonra ve altındaki balonlar gemi yüzeyinden kurtulduktan sonra  çapalar bırakılarak geminin hızının yavaşlaması sağlanır. Geminin suya girdiği noktada bulunan balonlar ile yüzmeye başladığında, baş tarafta bulunan balonlar yüksek basınca dayanacak şekilde seçilmelidir. Daha sonra, römorkörler gemiyi tutarak geminin sabitlenmesini sağlarlar.  Özellikle çapaların denize aynı anda atılması gereklidir. 

4. Sonuç ve öneriler

Balonla denize indirme yöntemi, gemileri en kısa sürede ve güvenli olarak denize indirebilme olanağı sağlayan bir yöntemdir. Dolayısıyla, bu teknolojik gelişme gelecek yıllarda daha da yaygınlaşarak tersanelere ekonomik anlamda faydalar sağlayacaktır. Bir gemiyi balonla denize indirme işlemi için öncelikle eğimi düşük olan kızaklara gereksinim duyulur. Bu tip kızakların inşa maliyeti ve tamamlanma süreleri daha büyük eğimli kızaklara göre oldukça düşüktür. Böylece, zaman ve ekonomi açısından tasarruf sağlanmış olur. Ayrıca, işlerin önceden tamamlanıp bir an önce üretime geçme olanağı vermesi açısından da bir avantaj sağlar. Balonla denize indirme yönteminde, geminin bloklar üstüne inşası tamamlandıktan sonra sistematik şekilde yerleştirilen balonlar şişirilerek geminin denize indirilmesi sağlanmaktadır.  Bu işlem en fazla 1 ile 3 günü kapsadığından gemi sahibi açısından da zaman tasarrufu sağlanmış olur. Klasik kızak sisteminin yalnız bir kullanıma izin verdiği ve buna karşı balonların iyi korunabildiği sürece 10-15 kez gemi inişi için kullanılabileceği düşünülürse, bu yöntemin ilk kullanımdan sonra tersaneyi kâra geçireceği açıktır.

Geminin denize indirilmesi işleminde enine stabilitenin oldukça önemli olduğunu biliyoruz. Klasik kızak sistemine nazaran balonla denize indirme yönteminde, yükün balonlar tarafından tüm gemi genişliği boyunca taşındığı düşünülürse, geminin enine stabilitesi açısından da bir kazanç sağlanacağı görülmektedir.

Balonla denize indirme yönteminde, gemi ağırlığının omurga bloklarından balonlara iletilmesi esnasında, hem balonların hem de geminin güvenliği açısından ani hareketlerden kaçınıp geminin büyük sarsıntılara maruz kalmasını önlemek oldukça önemlidir. Geminin kıç tarafının suya girişi sırasında tipping gibi tehlikeli durumların yaşanmaması için kızak eğiminin çok iyi ayarlanması ve deniz içi dolgunun gerektiği gibi yapılması çok önemlidir. Tipping’i önlemek için gerektiğinde baş tarafa balast alınabilir. Geminin kıç tarafı suya girip yeterli sephiye oluştuktan sonra baş tarafın ani çarpmalarını önlemek için de baş tarafta ek balon kullanılabilir. Özellikle kıç ve baş bölgeleri daha narin olan gemilerde, özel eklemeler yaparak yükün dengeli yayılması sağlanabilir. Sonuç olarak, balonla denize iniş işlemini yöneten personelin eğitimli ve tecrübeli olması alınabilecek önlemlerin en önemlisi olacaktır.