HAZIRLAYAN PROF. DR. A. YÜCEL ODABAŞI

Transkript

1 İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ GEMİ İNŞAATI VE DENİZ BİLİMLERİ FAKÜLTESİ GEMİ İNŞAATI VE GEMİ MAKİNALARI BÖLÜMÜ GÜZ YARIYILI HAZIRLAYAN PROF. DR. A. YÜCEL ODABAŞI DÜZENLEYEN Y. DOÇ. DR. ŞEBNEM HELVACIOĞLU MÜH. NALAN EROL

2

3 1. GEMİ DİZAYNINDA GÖREV TANIMI VE GÖREV ANALİZİ Gemiler, belli bir faaliyeti yerine getirmek üzere dizayn edilen ve üretilen endüstriyel yapılardır, yani başka bir deyişle platformlardır. Genel olarak bir armatör veya gemi sahibi olacak bir otorite, aşağıda sıralanan gaye veya sebeplere benzer koşullar altında gemi dizaynı yaptırmayı düşünür: Yaşlanmış veya teknolojik olarak çağını doldurmuş gemilerin yenilenmesi veya tadilatı. Mevcut bir ticari rotada filo büyütme veya gemi tadilatı ile ticari kazanç arttırma. Mevcut bir ticari rotada yeni servis sunma veya değişik yük taşıyarak pazar payını büyütmek. Değişen jeopolitik ve ekonomik şartlarda yeni bir rota veya taşıma türü sunarak yeni pazarlar açmak. Açık denizde mevcut veya endüstriyel faaliyetleri gerçekleştirmek. Ticari veya endüstriyel faaliyet gösteren gemi ve yapıların destek gereksinimini karşılamak. Ülke deniz savunma ihtiyaçlarına cevap vermek. Bu anlayış içerisinde gemileri, görev tanımlarına göre aşağıdaki gruplar içerisinde toplamak mümkündür: (1) Ticaret Gemileri: Ana görevleri yük ve yolcu taşımak olan gemiler. () Endüstriyel Gemiler: Denizdeki kaynakların incelenmesi veya değerlendirilmesi için dizayn edilmiş gemiler. (3) Servis Gemileri: Ticari ve endüstriyel gemilerin çalışmalarını destekleyen gemiler ile denizde can ve mal güvenliği sağlayan gemiler. (4) Savaş Gemileri: Ülkenin savunma ihtiyaçlarını karşılayan silahlandırılmış gemilerle, ülke savaş filosunu destekleyen gemiler. Her gruba giren gemiler için tipik örnekler Tablo 1.1 de verilmiştir. Bu tabloda verilen gemilerin büyüklük, görünüş ve aranjman yönünden çok büyük değişiklikler gösterdiği göze çarpar. Bu değişikliğin temel sebebi ise geminin görev tanımıdır. Örneğin; ticaret gemilerinde ana gaye yük (veya yolcu) taşımak olduğundan, taşınacak yükün karakteristikleri dizaynı yönlendirir. Dolayısıyla başarılı bir gemi dizaynı için ilk şart görev veya gereksinim tanımı nın doğru ve anlaşılır olmasıdır. Bölüm 1-1

4 TABLO 1-1 Göreve Tanımına Göre Sınıflandırılmış Tipik Gemi Örnekleri Ticaret Gemileri Endüstriyel Gemiler Servis Gemileri Savaş Gemileri Genel yük gemileri (General cargo ship) Konteyner gemileri (Container ship) Ham petrol tankerleri (Crude oil carrier) OBO (Cevher/Dökme/Petrol) taşıyıcı gemiler (Oil/Bulk/Oil) Feriler (Ferry) Roll-on Roll-off gemiler (Ro-Ro) Yolcu gemileri (Passenger ship) LNG/LPG tankerleri (LPG/LNG tanker) Yük şatları (barge) ve entegre şat-itici sistemleri (Integrated tug-barge system) Kimyasal tankerler (Chemical tankers) Tarak gemileri (Dredger) Sondaj gemileri (Drill ship) Incinirator gemileri (Incinerator ship) Balıkçı fabrika gemileri (Fish factory trawler) Araştırma gemileri (Research vessel) - Balıkçılık (Fishing) - Oseonografik (Oceanograpic) - Hidrografik (Hydrographic) - Sismik (Sysmic) Romorkörler (Tugs) Dalış destek gemileri (Diving support ships) Yangın gemileri (Fire fighters) Pilot botları (Pilot boats) Mürettebat taşıma gemileri (Crew Tenders) Temin edici gemiler (Supply boats) Deniz ambulansları (Sea ambulance) Kaçakçı takip botları (Drug interdiction patrol boats) Denizde yağ toplama gemileri (Oil skimmer) Avcı botları (Patrol boat) Hücüm botları (Fast attack boat) Firkateynler (Frigate) Destroyerler (Destroyer) Denizaltılar (Submarine) Mayın gemileri (Mine counter measures or mine hunter) Çıkarma gemileri (Landing craft) Çıkarma destek gemileri (Landing support ships) Akaryakıt destek gemileri (Naval oiler ship) Cephane destek gemileri (Naval Supply ships) Özel harekat botları (Special operation boats) Bölüm 1-

5 Görev analizinin temelini, gemi sahibi istekleri ve kısıtlamaların belirlenmesinden sonra, yapılacak bir tekno-ekonomik analiz ve bu analizin gerçekçi bir şekilde değerlendirilmesi oluşturur. Bu kapsamda ticaret gemisi dizaynında düşünülmesi gereken unsurlar, en basit bir anlayış içerisinde, aşağıdaki şekilde sıralanabilir: A - Ekonomik Unsurlar Filo yapısı ve dizaynı düşünülen gemi sayısı. Düşünülen ticari rota ve rotalar (tonaj ve servis hızı). Düşünülen çalışma ve yük profili (sıa, belirleyici yük tanımı, servis hızı). Yük özellikleri ve kapasite tanımları (birden fazla yük dahil). Yükleme-boşaltma ve diğer kargo sistemleri için alternatiflerin belirlenmesi ve seçim kurallarının tanımı. Gemi sevk sistemi alternatiflerinin ve seçim kurallarının tanımı. Gemide uygulanması düşünülen otomasyon seviyesi ve personel politikası (mürettebat sayısı). Ana gaye dışı kullanım olasılığı. Yatırım veya ilk maliyet sınırlamaları. Tahmin edilen navlun oranları ve navlun dalgalanmaları. Finansman paketi şartları (faiz, ödemesiz süre, toplam ödeme süresi, komisyonlar). B - Sınırlamalar (Kısıtlamalar) Kullanılacak liman, rıhtım ve kanalların gerektirdiği boy, genişlik, su çekimi, hava draftı gibi boyut sınırlamaları. Liman yükleme-boşaltma tesislerinin kapasite, hız ve yükseklikleri. Havuzlama tesisleri dolayısıyle sınırlamalar. Çalışılan limanlardaki gel-git özellikleri. Gemiden istenen denizcilik özellikleri ve çalışılacak denizler. Uygulanacak klas kuruluşu kuralları. Bağlı bulunacağı liman ve bayrak devleti talepleri. Uluslararası kural, konvansiyon ve kaideler. - Tonaj ve fribord kuralları. - Stabilite standartları. Bölüm 1-3

6 - Yaralı stabilite ve bölmeleme gereksinimleri. - Titreşim ve gürültü sınırları. - Deniz kirlenmesini önleme kuralları. - Tehlikeli ve patlayıcı yük taşıma ile ilgili sınırlamalar. - Denizde haberleşme ile ilgili tüzükler. - Mürettebat ve yolcu-yaşam mahalleri ile ilgili kurallar. vs. Bu veya daha kapsamlı bir listedeki unsurlar kavram dizaynı (=concept design) denilen bir yaklaşım içerisinde parametrik bir modelleme yöntemiyle sistematik bir değerlendirmeye tabi tutulur. Bölüm 1-4

7 TABLO 1- Kullanım Alanlarına Göre Gemilerin Sınıflandırılması KENDİ KENDİNİ SEVK EDEBİLEN DENİZ TAŞITLARI ( SELF PROPELLED MARINE VEHICLES ) GÖL VE NEHİRDE GİDENLER (INLAND WATERWAYS) AÇIK DENİZDE GİDENLER (SEAGOING) Taşımacılıkta kullanılanlar (transport) Taşımacılıkta kullanılmayanlar (non transport) Sıvı (liquid) Sıvı gaz kimyasalları (liquid gas chemicals) Petrol Tankeri (Oil Tanker) (ham-ürünler) (crude-products) Dökme Yük (Bulk cargo) Kuru (dry) Kombine taşıyıcı (O.B.O) Combination carrier (O.B.O) Dökme yük taşıyıcı ( Bulk carrier ) Balyalar, sandıklar ambalajlar içine yerleştirilmiş dökme yükler Çok Güverteli Şilep (Multi deck freighter) Tek güverteli ( koster) Single deck (coaster) Ambarları soğutuculu olan gemi (reefer ) Ağır yükleri kaldırmak için özel donanımlara sahip gemi ( Haevy lift ship) Genel Yük (General Cargo) Birim yük ( unit cargo ) Konteyner (container ) Ro-Ro Araba taşıyıcı ( car carrier ) Yük şatları taşıyıcı ( barge carrier) Yolcu (Passenger) Feribot (ferry) Sadece yolcu taşıyan gemi (cruise) Balıkçı (Fishing) Av gemileri (catchers) Fabrika gemileri (factory vessels) Servis gemileri ( Service crafts ) Romorkör (Tugs) Tarak gemisi (Dredger) Buz Kırıcı tekne (Ice breaker) Sondaj Gemisi (Drill ship) Kreyn gemisi ( Crane Ship ) (Kablo gemisi ( Cable ship ) Araştırma teknesi ( Survey Vessel ) Askeri gemiler (Military ) Uçak gemisi (Aircraft Carrier) Destroyer (Destroyer) Eskort (Escort) Denizaltı ( Submarine ) Hücumbot ( Patrol craft ) Mayın tarama gemisi ( Mine craft ) Cephane destek gemisi (Support craft) Diğer Deniz Taşıtları (other marine craft) Çok tekneli büyük yatlar (multi hull large yachts) Çıkarma gemisi (Landing craft) Bölüm 1-5

8 1.1 Muhtelif tipte gemiler Şekil 1. CVN 78 tipi uçak gemisi* Şekil. Sikorsky yapımı hücum bot (gunboat) Bölüm 1-6

9 Şekil 3. Todak sınıfı hücum bot (patrol boat) Şekil4. Semo democracy class 40 m surface effect ship (SES) Bölüm 1-7

10 Şekil 5. SWATH (small water-plane area twin hull) tipi tekne Şekil 6. Katamaran tipi tekne Bölüm 1-8

11 Şekil yolcu kapasiteli 35 knot hıza çıkabilen hava yastıklı (hover craft) tekne Şekil 8. The RMS Queen Mary yolcu gemisi Bölüm 1-9

12 Şekil 9. M/S Freedom of the Seas yolcu gemisi pg* Şekil 10. yolcu gemisi Bölüm 1-10

13 Şekil 11. Konteyner gemisi Şekil 1. Ham petrol taşıyan bir tanker Bölüm 1-11

14 Şekil 13. Supramax Dökme yük gemisi Şekil 14. Genel yük gemisi Bölüm 1-1

15 Şekil 15. Ro-Ro gemisi Bölüm 1-13

16 . GENEL PLAN DİZAYNI.1 GENEL TANIMLAR VE YÖNTEM Tanım: Genel plan dizaynı, erişim ihtiyaçları göz önünde tutularak koordineli bir şekilde, gemiden beklenen bütün fonksiyonların yerine getirilebilmesi için alan / hacim atama işlemidir. Yaklaşım: Genel plan dizaynında yaklaşım dizaynerin bilgi ve tecrübesi ile dizaynı yapılacak gemi tipi ile ilgili veri bazı mevcudiyetine bağlı olmak üzere, genelde aşağıdaki aşamalardan oluşur. Örnek olarak (bakınız Şekil.1.a ve.1.b) Fonksiyon ilinti hacim (alan) talebi ilişkilerinin belirlenmesi (ör: şekil.6) Ana hacimlerin atanması (genel fonksiyonel bölmeleme) (ör: şekil.5) Bireysel hacim sınırlarının atanması (özel bölmeleme) Birimsel hacimde iç yerleşim (makine, teçhizat v.s.) değerlendirmesi Hacimler arası erişim dizaynı ve değerlendirmesi Toplam dizayn entegrasyon değerlendirmesi Bu yaklaşım dizaynın her kademesinde daha detaylandırılarak yapılır ve yapılan seçimlerin uyulması gereken kaide, kural ve konvansiyonlara uyması şartı sağlanır. Bu şartların başında ise Normal ve yaralı stabilite gereksinimleri Yeterli bünyesel mukavemet (statik ve dinamik) Yolcu ve mürettebat güvenliği Erişim ve boşaltma Deniz kirlenmesini önleme gelir. En elemanter seviyede de olsa bir genel plan dizaynının başlayabilmesi için bazı bilgilerin var olması gerekir. Bu bilgiler en azından aşağıdaki konuları kapsar: Taşınması istenen yükün tipi, özellikleri ve gerekli hacim Yük istifleme metodu ve yükleme-boşaltma sistemleri Kullanılacak ana makine tipi ve gücü ve gereken hacim Bölüm -1

17 Yolcu ve mürettebat sayısı, yaşam mahali standartları ve yaşam mahalli hacim ihtiyaçları Gemi sıası (mil ve gün olarak) ve buna bağlı olarak gerekli tank hacimleri ve depo hacimleri Özel kullanım maksatlı işlevlerin ve bunların hacim gereksinimlerinin belirlenmesi Kullanılacak bölmeleme standardı ve enine perdeler arasındaki mesafe sınırlamaları Form planının mevcut olması veya form planı hakkında fikir sahibi olunması. Bu anlayışın içinde yük gemileri genel plan dizaynını belirli alt başlıklar altında incelemek mümkün olabilir, ancak hiçbir zaman toplam sistem entegrasyon gereksinimlerini unutmamak gerekir. Şekil.1.a Bölüm -

18 Genel Plan Tasarım ve Değerlendirme Mantığı Filo konfigürasyon Veri bazı (tarihsel) 1)Fonksiyonel Hacim Gereksinimleri Tanımı Ana ilkeler Görev destek fonksiyonları Personel destek fonksiyonları Gemi destek fonsiyonlari Diğer fonsiyonlar Destek yöntemler Konfigürasyon veri bazı Yaklaşık metodlar Gerkesinim tanımı Alınan dersler Tasarımcı tecrübesi )Güverte Kompartman ve Zonların Tanımı Ana ilkeler Güverte ve perde pozisyonları Ana makine dairesi yeri Yardımcı makine dairesi yeri Hareket bölumünün yeri Topside yerleşimi Yaşam mahalleri Alan hedeflerinin belirlenmesi Öncelikler Yaraya dayanıklılık ve vuruş gücü SSCS öncelikleri Erişim gereksinimleri Geometrik sınırlamalar Destek yöntemler Geometrik modelleme(cad) Gereksinim tanımları Alınan dersler Tasarımcı tecrübesi 3)Genel Yerleşim Tanımı Ana ilkeler Ilinti ve ayrışıklık Erişim ve degiştirme boyutları Personel ve techizat geçişi Insan etkenleri Belirleyici iz azaltma Görüş alanı Öncelikler Görev etkinligi Emniyet Duruş gücü Maliyet Destek yöntemler Geometrik modelleme (CAD) Analiz yöntemler Gereksinim tanımları Tasarım disiplin seçimleri Alınan dersler Yaklaşık hesap metodları Donanma ve teknik başkanlık tasarım tercihleri 4) Tasarim Çıktıları Alınan dersler Veri bazı Yerleşim resimleri Yerleşim raporları Sistem ve eleman parçaları Şartnameler Maliyet raporları Inşaat ve tadilat kontrolü Geometrik model (CAD) Gereksinim tanımı Analiz metodları (fonsiyonellik) Tasarım Veri bazı Duruş gücü gereksinimleri Şekil.1.b Bölüm -3

19 . ÇEŞİTLİ YÜK TAŞIYAN YÜK GEMİSİ (CARGO LINER) Çeşitli yük taşıyan yük gemileri, belli rota ve rotalarda muntazam veya tarifeleri uygulayan belirli yük gruplarını taşımak için, bazı özel dizayn özellikleri gösteren gemilerdir. Genelde taşınan yük, acentalar kanalı ile ayarlanan ve birden fazla göndericiye ait paketlenmiş yüklerden oluşur. Bu tür gemiler çoğu zaman oldukça büyük filo sahibi şirketler tarafından işletilir. Filodaki gemi sayısı ve her geminin büyüklüğü rota mesafesine, o rotada taşınması gereken yük miktarına ve rotadaki tarifeli servis sıklığına göre değişir. Tanım olarak genel yük, bir gemiyi, ambarı veya kompartımanı tek başına doldurmayacak kadar küçük yük paketleridir. Liner taşımacılığında kullanılan teknik terimler Tablo. de verilmiştir. Tablo.3 tipik genel yük türlerini, bunların paketleme özelliklerini ve taşınmasında göz önünde tutulması gereken hususları göstermektedir. Buradan da görüleceği gibi yükün bu kadar değişik olması ve bunlara karşı gelen istif faktörlerinin değişikliği (bakınız Tablo.4) liner servisinde önemli problemler ortaya çıkarmış ve yüklerin bireyselleştirilmesi bu probleme önemli çözüm getirmiştir. Liner taşımacılığı için en önemli ve değerli yük tipi değeri yüksek ve taşıma hacmi sınırlı endüstriyel ve yarı-endüstriyel mamullerdir. Ancak bu mamullerin taşıma hacmi artarsa ya özel taşımaya veya konferans dışı bulk taşımaya geçme tehlikesi de mevcuttur. Aşikar olan, yüksek değerli taşıma ürünlerinde navlun kadar taşımanın sürekliliği, zamanı ve güvenirliliği de önemlidir. Dolayısıyla Liner işletmelerinin müşterilerini muhafaza etmek ve yeni müşteri çekebilmek için faktörleri dengeleyen ve en iyi değer veren bir anlayış benimsemeleri gerekir. Yüklerin bireyselleşmesi belli bir evrim geçirmiştir. Bu evrimin ilk aşaması sandıklamadır. (= palletization). Bu metodda yük ucuz ağaçtan yapılmış bir sandığa konur ve yük emniyeti muhtelif bağlar, ağlar veya büzülebilen plastik ile temin edilir. Böylece kapatılan sandık limanda fork-lift ile taşınabilir; ve kaldırıp indirme ise kreyn ile yapılır (Lo-Lo=lift on lift off). Her ne kadar bu sistem limandaki yükleme-boşaltma hızı, güvenirlilik ve yük hacmi yönlerinden konteynercilikten daha az verimli ise de, sandıklamanın üç önemli avantajı vardır. Bunlar: (1) Sandıklar konteynerlerden çok daha ucuzdur ve geri gönderilmesi zorunluluğu yoktur. () Bazı hallerde sandıklar nakliyecinin taşıma ve yükleme-boşaltma sistemi için daha uygun olabilir (özellikle az gelişmiş ülke liman ve gemilerinde). (3) Boş konteynerlerin geri taşınması problemi önlenir. Bölüm -4

20 Bugün genel yük için en çok kullanılan taşıma türü ISO standartlarına uygun konteynerlerdir. Bugün taşımacılıkta 0-feet lik konteynerler standart haline gelmiş ve konteyner gemilerinin kapasiteleri TEU (twenty-foot equivalent unit) olarak ifade edilmektedir. ISO standart konteynerlerinin genişlik ve yükseklikleri 8 feet olup, dört değişik boyda olabilirler. Bu boylar 10 foot, 30 foot ve 40 foot dur. Boyutlar 0 x 8 x 8 6 Boyutlar 40 x 8 x 8 6 Boy (metre) En (metre).4.4 Yükseklik (metre).6.6 Kapasite (metreküp) İstif kapasitesi 9 9 Maksimum kütle (ton) 4 30 Kaynak: UNCTAD (1985), s. 141 Tablo.1. konteyner ozellikleri Bireyselleşmiş yük taşımacılığında bir diğer tip de vasıta veya treyler üzerinde yük taşıyan Ro-Ro (Roll on Roll off) tipidir. Aslında bu tür pek yeni olmayıp kısa mesafelerde nehir, kanal ve benzeri geçişler için uzun sürelerden beri kullanılmıştır. Gemiye ait hareketli bir köprü tertibatıyla yük ve taşıyıcının gemiye giriş ve çıkışı yapılır. Sistemin en büyük dezavantajı ro-ro prensibi ekonomikliliğini giriş ve çıkışın arttıkça kaybetmesidir. Bu sistemin en büyük avantajı ise bu tür taşımacılıkta liman yatırımının, yükleme-boşaltma için özel bir donanım ve tesise ihtiyaç duyulmaması sebebiyle, düşük olmasıdır. Bu türün özel gayeli olarak yapılmış olan araba taşıyıcısı (=car carrier), sayısı sınırlı olmakla beraber, mesafeye bağlı olmaksızın ekonomikliliğini koruyabilen bir taşıma metodudur. Dünyada özellikle gelişen ülkelerde liman işletmelerinin kötülüğü limanlarda bekleme maliyetlerini kabul edilemez düzeylere ulaştırmıştır. Ro-Ro taşımacılığının en büyük avantajı bu tür beklemeleri ortadan kaldırmasıdır. Dolayısıyla, bu tip taşımacılığın gelişen ülkeler ticaretinde kullanılabilirliği düşünülmelidir. Gelişen ülkeler yönünden önemli olan diğer Liner taşımacılığı da şat (=barge) taşıyan gemilerdir. Bu tür taşımacılık liman tesislerine olan ihtiyacı tamamen ortadan kaldırması yönünden önemlidir. Özellikle nehir taşımacılık imkanının mevcut olması haline LASH (=Lighter aboard ship) tipi taşımacılık toplam taşıma verimini önemli ölçüde arttırır. Bu taşımacılık üç ana elemandan oluşur, şatları taşıyan ana gemi (=mother ship), nehir ve iç su yollarında gruplar halinde çekme veya itme ile hareket ettirilebilen yüklenmiş şatlar ve ana gemiye yükleme ve boşaltmayı sağlayan kreyn sistemleri. Bölüm -5

21 TABLO. LINER TAŞIMACILIĞINDA TEKNİK TERİMLER İngilizce Terim Türkçe Terim İzahat Break Bulk cargo Dağınık yük Bireyselleşmiş genel yük Broken stowage Cargo parcel Closed conference Conference İstif hacmi kaybı Yük paketi Sınırlı üyeli konferans Konferans Yükün veya ambarın özel şekil dolayısıyla kullanılmayan hacmin ambar hacmine oranı Taşınması belirlenen bir yük grubu; mesela 500 ton çelik profil Yeni üye kabulünün eski üyelerin onayına bağlı olan konferans Genellikle Linerlerde resmi veya gayriresmi bir anlaşmayla deniz taşıma şirketlerinin bir taşıma hattında tarifeli ve belirli navlunla taşıma yapması ve rekabeti önlemesi Dunnage Freight ton (also called Reveneue ton) General Cargo Liner service Measurement Open conference Sandıklama malzemesi Navlun tonu Genel yük Liner servis Ölçü tonu Açık konferans Eski tip Liner lerde genel tip yükü paketlemek ve ambarda sıkılamak için kullanılan ağaç ve benzeri malzemeler Liner şirketin navlun hesabında kullandığı ünite; yükün tipine göre hangisi daha büyükse bir ölçü tonu veya metrik ton Tek başına bir gemi, ambar veya kompartmanı doldurmayacak kadar küçük yük üniteleri Belirli limanlar arasında tarifesi ve navlunu belli olarak çalışan konteyner, ro-ro, v.s. gibi gemilerin yaptığı taşımacılık hizmeti Yükün ağırlığı dikkate alınmadan fiziksel hacmine bağlı olarak navlun hesabında kullanılan bir ölçü (genellikle 40 ft 3 ) Üyelerin girişte konferans şartlarını kabulü dışında başka bir üyelik şartı aramayan konferanslar Stowage İstif Yükün gemi ambarlarına uyumlu olarak yerleştirilmesi Unitized Cargo Bireysel yük Daha uygun taşıma, istif ve emniyet için standart boyutlardaki koruma içinde taşınan yük. Bölüm -6

22 TABLO.3 TİPİK GENEL YÜKLER Yük Tipik Paketleme Taşımada önemli hususlar Tesis, makina ve diğer sanayii ürünler Kimyasal maddeler İşlenmiş gıda maddeleri Sandıklanmamış veya sandıklarda Torba veya varillerde Karton kutularda Ağır, büyük ve zarar uğraması kolay Çevreye ve sağlığa zararlı olabilir (BCH ve IBC kuralları), özellikle saçıldıkları takdirde Zarar uğraması kolay, sıcaklık ve rutubet kontrolu gerektirebilir ve çalınma olasılığı yüksek Alkollü içkiler Karton kutularda Çalınma olasılığı yüksek Meyva Karton kutularda Soğutma gerektirir, koku yapar Çay Sandıklarda Çok çabuk lekelenir ve bozulur Pamuk Balyalarda Sıcaktan korunması gerekir, birden ateşlenip yanabilir Deri Balyalarda Kokuludur ve kurtlanabilir Bakır İngotlarda Yüksek değerlidir Yağ çıkarılan çekirdekler Torbalarda Çabuk ısınabilir ve özel havalandırma gerektirebilir TABLO.4 MUHTELİF YÜKLERİN İSTİF FAKTÖRLERİ Yük Tipi İstif Faktörü ft. 3 /ton m 3 /ton Demir Cevheri Hububat Kömür Kesilmiş Ağaç 80.3 Torbalanmış porselen kili 80.3 Tomruk (ağaç) Konteynerler Arabalar (özel gemi) Oyuncaklar, ayakkabı Arabalar (genel gemi) Bölüm -7

23 .3 BÜYÜK HACİMLİ TAŞIMACILIK.3.1 Büyük Hacim Yükünün Tanımı Büyük hacim yükü (=bulk cargo), çoğunlukla büyük miktarlarda taşınan ham petrol, petrol mamulleri, hububat, demir cevheri ve kömür gibi dökme yükleri tanımlamakta kullanılır. Bu yüklerin önemli özelliklerinden biri yükün herhangi bir koruyucu paketleme olmaksızın gemilerin ambarlarına doldurulup boşaltılmasıdır. Diğer bir özellik ise bu tür yüklerin kısmi değil tüm gemi yükü olarak taşınmalarıdır. Daha geniş kapsamda birim taşıma maliyetini düşürmek için büyük partiler halinde taşınan yükler büyük hacimli yük olarak tanımlanabilir. Büyük hacim taşımacılığının verimli ve ekonomik olarak yapılabilmesi taşınacak yükün miktarı, yükleme-boşaltma özellikleri, taşıma talep ve arzındaki muntazamlığına ve alıcı satıcı stok seviyelerine bağlıdır. 1) Yük Miktarı : Büyük hacim taşımacılığı taşınacak yük miktarının fazlalığı ve birim taşıma masrafının prensibine dayandığından, yük miktarı en önemli faktördür. Aslında bir yükün genel yük veya büyük hacimli yük olması bu farktan doğar ve taşınacak yük miktarı arttığında genel yük büyük hacimli yüke dönüşür. ) Yükleme-Boşaltma Özellikleri: Büyük hacimli yüklerin ve istifleme yönünden ambar/tank gereksinimleri Tablo-.4 de verilmiştir. Özellikle yüksek verimli yükleme-boşaltma sistemlerinin kullanımı ve limanda geçen sürenin azaltılması deniz taşımacılık verimi yönünden çok önemlidir. Bugün birçok büyük liman petrol ve petrol ürünleriyle dökme yük için özel ve hızlı yüklemeboşaltma tesislerine sahiptir. 3) Taşıma Arz ve Talebi: Belirli yük miktarlarının taşınması bu hatlar için optimize edilmiş özel kapasiteli ve teçhizli gemilerin geliştirilmesini sağlamıştır. Bu kapsam içinde tüm taşımacılık kavramının gerekleri de dahildir, yani yükün yükleme limanına getirilmesi ve deniz taşımacılığından sonra boşaltma limanından kullanılma noktasına taşınması da taşıma sistemi optimizasyonunun bir parçasıdır. Bazen, tahıl taşımacılığı gibi düzenli olmayan ve dönemlere bağlı olarak değişen, ancak yük miktarı dolayısıyla büyük hacim taşımacılığına giren yüklerin taşınmasında tüm taşımacılık görüşleri ve optimizasyon mümkün değildir ve mevcut gemiler arasından kiralamayla oluşturulan filolar bu taşımacılığı anlaşma şartları ve navlun kapsamında taşır. Bölüm -8

24 4) Alıcı-Satıcı Stok Seviyeleri: Envanter maliyetleri dolayısıyla gerek üretici ve gerekse tüketici bazı malların stoklarını kısıtlı tutmak gereğini duyabilir. Bu halde her ne kadar yük genel karakteri itibari ile büyük hacimli yük kapsamına girse de taşıma daha küçük hacimler için gerçekleşir ve büyüklüğün verdiği ekonomi (=economics of scale) gerçekleşemez. Özellikle önemsiz hacimli ticaret (= minor bulk trades) denen hatlarda durum böyledir. Tablo-.4 de belirtildiği üzere hacimli yüklerdeki deniz taşımacılığını dört ayrı bölümde incelemek mümkündür. Şimdi tanker taşımacılığı dışında bu yük gruplarını ayrı ayrı inceleyeceğiz. Tanker taşımacılığı Bölüm 4 te ayrıca ele alınacaktır..3. Dökme Kuru Yük Taşımacılığı Dökme yük taşımacılığının temelini beş önemli yük tipi oluşturur. Bunlar; demir cevheri, kömür, hububat, boksit ve alumina ile fosfattır. Demir cevheri ve kömür, modern dünyada kullanılan en önemli metal olan çelik imalinde kullanılan maddelerdir. Ayrıca kömür bir enerji hammaddesi olarak da kullanılmaktadır. Tahıl ürünleri, dünyadaki beslenme ihtiyacının karşılanmasında hem doğrudan gıda maddesi olarak hem de dolaylı olarak hayvan besi maddesi olarak kullanılmaktadır. Modern dünyada ikinci önemli metal olan alüminyum ham maddeler de dökme kuru yük taşımacılığında önemli bir yer tutar. Son olarak yapay gübre imalatının temel maddesi olan fosfat kayalarının taşınması da günden güne artarak kuru dökme yük taşımacılığında önemini arttırmıştır. Deniz taşımacılığı yönünde her önemli ticaret ürünü bu ürünle ilgili ticari rotaların ortaya çıkmasına yol açmıştır. Genelde demir cevheri ve kömür ithal eden ülkeler, A.B.D. dışında, çelik sanayiinin büyük olduğu ülkelerdir. A.B.D. de çelik endüstrisinin büyük kısmı Göller Yöresi nde bulunduğundan ve ihtiyaç A.B.D. ve Kanada dan iç ve göl taşımacılığıyla karşıladığından, bu ülkenin açık deniz taşımacılığıyla aldığı demir cevheri ve kömür miktarı oldukça azdır. Ayrıca, 1970 li yıllardaki petrol krizi ve bunu takip eden fiyat artışları kömür ticareti ve kömür taşımacılığına ilave bir canlılık getirmiştir. Beş ana madde dışında kalan ve az hacimli ticaret maddeleri (=minor bulk trades) olarak da bilinen maddelerin deniz taşımacılığı en karmaşık sektörlerden birini oluşturur. Kuru dökme yük, yükleme ve taşıma yönünden, geminin güvenliği yönünden bazı tehlikeler arz eder. Gemi işletmesinin bu tehlikeleri önlemek için gereken tedbirleri alması gerekir. Bu tehlikelerin bazıları aşağıda açıklanmıştır. Bölüm -9

25 1) Yanlış ağırlık dağıtımı : Yükleme sırasında yükün belli ambarlara konsantre olması sebebiyle gemide aşırı kesme kuvvetleri ve eğilme momentleri oluşabilir; bunlar gemi bünyesinde fiziksel hasara sebep olabilirler. ) Yanlış stabilite : Birçok dökme yükün özgül ağırlığı yüksek olduğundan yükleme sonucunda metasantr yüksekliği (GM) çok yüksek olabilir, ve bu yalpa hız ve ivmesinin çok yüksek olmasına neden olur. Yüksek ivme ise iki önemli sonuç doğurabilir; yük savrulması dolayısıyla teknenin hasara uğraması ve yük kayması dolayısıyla devamlı meyil oluşumu ve bunun sonucu olarak da teknenin hasara uğraması veya devrilmesi. 3) Ani Isınma : Bir çok dökme yük nemin yüksek olması halinde kimyasal reaksiyonlar sonunda aniden ısınıp parlayabilir. 4) İstif faktörleri : Taşınan bir maddenin istif faktörü ft 3 veya m 3 başına taşınan yükün ton cinsinden değeri olarak ifade edilir. Dökme yük grubuna giren malların istif faktör farklılıklarının hem dizaynda ve hem de gemi yüklemesinde dikkate alınması gerekir. 5) Şev açısı (=Angle of response) : Dökme yüklerin büyük bir kısmı serbest olarak yığıldığında koni şeklinde bir yapı gösterir. Bu koninin kenarıyla yatayın yaptığı açıya şev açısı (=angle of response) denir. Taşınan her dökme malzemenin kendine has bir şev açısı vardır. Bu durum doğal olarak yük kayma tehlikesi yaratır. I.M.O. kuralları gereğince şev açısı yüzde 35 den az olan yüklerde, yükün yandan kontrolünü sağlayacak eğimli yüzeylerin bulunması gerekir. 6) Nem miktarı : Nem miktarı genel olarak yük içindeki sıvı kısmın ağırlığa yüzdesi olarak ifade edilir. Dökme yüklerde yükleme öncesi cevher zenginleştirme işleminde yıkandığından, yükün kısmen sıvılaşması (=fluidised bed) ve bu sıvı yatağın üzerinde serbestçe hareket etmesi mümkündür. Dolayısıyla yükte nem kontrolü esastır ve bu konuda I.M.O tarafından konmuş Emniyetli Çalışma Esasları mevcuttur. Dizayn ve çalışmaları itibarıyla dökme yük taşıyan gemileri üç grupta toplamak mümkündür. Bunlar çok çeşit yük taşıyan Tramp tipi gemiler, genel maksatlı dökme yük gemileri ve özel maksatlı dökme yük gemileridir. Tramp gemiler genellikle 10,000 ile 0,000 DWT kapasiteli tween-deck olan gemiler olup, hem genel yük hem de dökme yük taşıyabilme özelliklerine sahiplerdir. Dolayısıyla hem gidiş ve hem de dönüş seferinde yük taşıma ve navlun kazanma özelliğine sahiptir. Modern tiplerinde tween-deck hidrolik olarak açılıp kapanabilmektedir. Bölüm -10

26 Genel tip dökme yük gemisi, her türlü dökme yükü taşımak için dizayn edilmiş olup, yükün iyi muhafazası ve diğer yük tehlikelerine karşı özel dizayn edilmiştir. Bu gemilerde güverte altı kanat tankları ve iç dip üstü yan tanklar (=hopper tanks) mevcuttur. Bu aranjman yükün kendini dengelemesini ve kaymamasını temin için yapılmıştır. Bu gemilerin boyutları genelde hizmet vereceği liman tesisleri, kanal sınırlamaları ve taşınacak yük hacmi düşünülerek tayin edilir. Özel dökme yük gemileri sadece bir tip yük için dizayn edilirler. Bunların dizayn çalışmalarında yükleme-boşaltma kolaylığı en önemli faktördür. Bu gemilerin tipik özelliklerinden biri ambar ağızlarının genişliğidir. Genel tip dökme yük gemilerindeki ilave tankların petrol ürünü taşınmasında kullanılması için geliştirilmiş olan gemiler OBO olarak bilinir..3.3 Soğutulmuş Yük Taşımacılığı Her ne kadar diğerlerine benzemese de gemi yükü olarak taşındığı için soğutulmuş yük taşımacılığı da büyük hacimli taşımacılık içinde düşünülebilir. Taşınacak yüke göre değişik dondurma veya soğutma gerekleri ve yükün bozulabilir olması işletmecilik ve dizayn yönünden en önemli noktalardır. TABLO -4 Büyük Hacimli Yüklerin Genel Tanım İçinde Sınıflandırma Özellikleri Yük Tipi Yükleme Boşaltma İstif Sıvı yükler; ham petrol, petrol ürünleri, kimyasal maddeler, nebati yağlar, sıvılaştırılmış petrol gazları, v.s Pompayla kısa sürede yükleme ve boşaltma Tekneyle entegre veya ayrılmış tanklar, tankların korozyon önleyici maddelerle kaplanması, basınçlandırma, soğutma veya ısıtma gerekleri, v.s. Homojen yükler; maden cevheri, kömür, hububat, v.s. Homojen olmayan orman ürünleri, çelik malzemeler, balyalanmış hurda, balyalanmamış ağaç, v.s. Konveyör, kepçe veya basınçlı havayla çalışan sistemler Yarı bireyselleşmiş yüklerin kreyn veya vinçlerin yüklenip boşaltılması Kuru tüp dökme yük ambarlarında serbest ve muhafazasız olarak. Hiçbir özel gereksinim olmaması. Geniş ambar ağızları gereksinimi. Ambarlarda üst üste istif gereği. Dondurulmuş ve soğutulmuş yükler Kaldırmayla Sandıklanmadığı takdirde üst üste istif edilemez. Bölüm -11

27 .4 TANKER TAŞIMACILIĞI.4.1 Tanker Ticaret ve Taşımacılığının Tanımı Büyük hacimli sıvı taşımacılığı olarak da tanımlanabilen tanker taşımacılığı tüm deniz taşımacılığında en büyük taşıma tonajını (yaklaşık yarısını) oluşturur. Bu tip yükü üç grupta toplamak mümkündür. Bunlar, ham petrol (=crude oil), petrol ürünleri (=oil products) ve sıvılaştırılmış gazdır (=liquid gas). Petrolün, özel tanklar içinde A.B.D. ile İngiltere arasında taşınmasını ilk düşünen ve uygulayan James Mc Nabb isimli Newcastle lı bir gemi sahibi ve işletmecisidir. Böylece ilk tanker 1886 yılında hizmete girdi. Bunu takip eden yirmi yıl içinde sadece kuzey İngiltere de 00 tanker inşaa edildi. Dünyadaki ekonomik gelişme ve enerji kullanımındaki artış sebebiyle 1930 lardan sonra akaryakıt taşımacılığı dünyadaki en önemli taşımacılık halini aldı. Petrol ürünleri kabaca iki gruba bölünebilir; temiz ürünler (=clean products) ve kirli ürünler (=dirty products). Temiz ürünler rafineride damıtma sırasında ayrılan viskozitesi düşük ve en önemli tipleri kerosen ve gazolin olan ürünlerdir. Genelde bu ürünler çeliğe karşı korozif olup, gaz basınçları yüksek ve parlama sıcaklıkları düşüktür. Viskozite ve katılaşma noktaları ısıtma gerektirmez. Bu ürünlerin taşındığı tankların korumalı olması gerekir. Kirli ürünler, daha düşük damıtım ürünleri ve geri kalan ürünlerdir. Kirli ürünler konvansiyonel tankerlerde taşınabilirler. Bu ürünlerin önemli bir kısmını pompalayabilmek için ısıtma gereklidir. Her ne kadar taşınmaları nispeten güvenli ise çevre kirliliği bakımından çok tehlikelidir. Kimyasal maddeler genellikle tehlikeli yük grubu içinde olup hem taşıma emniyeti ve hem çevre koruma yönünden problem oluştururlar. Korozotif etkileri dolayısıyla tankların ya özel koruyucu boya ile kaplanması veya paslanmaz malzemeden yapılmaları gerekir. Değişik kimyasal ürünlerin taşıma ve yükleme-boşaltma sırasında karışması tehlikeli olduğundan tankların ve pompalama sistemlerinin ayrıştırılması (=segregation) önemlidir. En çok taşınan kimyasal tipleri amonyak, kostik soda, nitrik asit, fosforik asit ve propilendir. Şimdi bunları ayrı ayrı inceleyelim: - Amonyak, gübre ve diğer endüstriyel ürünlerin imalatında kullanılır. Renksiz ve boğucu bir gaz çıkarır ve buharı cilt ve gözde rahatsızlık yaratır. Çeliğe karşı korozyon etkisi düşük ancak galvenize yüzeyler, bakır ve aluminyum alaşımlarına karşı korozyon özelliği yüksektir. - Kostik soda, kimyasal işlem endüstrisi hammaddesidir. Buhar çıkarmaz ancak aşırı koroziftir. Kendisi patlayıcı değilse de aluminyum ve çinko ile temasında yanıcı hidrojen gazı Bölüm -1

28 bırakır. Gemi inşaat çeliğine karşı korozotif değildir, ancak boşaltmadan sonra tankların yıkanıp, temizlenmesi gerekir. Taşıma sırasında ısıtma gerektirir. - Nitrik asit, gübre, patlayıcı, boya ve ilaç sanayii hammaddesidir. Organik malzeme ile karışması halinde patlama tehlikesi vardır. Pirinç, bronz, polietilen ve P.V.C. ye karşı olup, genelde paslanmaz çelik tanklarda taşınır. - Fosforik asit, gübre, sabun ve deterjan yapımında kullanılan, renksiz ve az kokulu bir sıvıdır. Korozif özellikleri dolayısıyla ya özel kaplamalı ya da paslanmaz çelik tanklarda taşınır. - Propilen, kimyasal endüstri hammaddesi olup, kimyasal gruptaki en az tehlikeli maddelerden biridir. Sıvılaştırılmış, yanıcı gazlar ya tabii gazlar (LNG) ya da petrol gazlarından (LPG) oluşur. LNG doğrudan gaz çıkarımına yöneltilmiş kuyulardan elde edilir. LPG ise, bir petrol yan ürünüdür ve ekonomik yönde kullanılmadığı takdirde petrol kuyusundan çıkışında yakılır (=flare). Dünyadaki ilk LNG taşıyıcı gemiler 1964 te yapılan ve Cezayir ile Britanya arasında çalışan Methan Princess ve Methan Progress gemileridir. Sıvılaştırılmış aşırı soğutma, (LNG için 16 o C ve LPG için 50 o C, 1 bar da), basınçlandırma (LPG için 10-1 bar) ve karma sistemlerle temin edilir. İlk yatırım maliyetinin yüksekliği sebebiyle LNG deniz taşımacılığı navlunu yüksek ve kompleks bir operasyondur. Bu gemilerin inşaatı genelde uzun vadeli kira sözleşmeleri ile bağlanmıştır. Bugün LNG taşımacılığı, en büyük üreticiler olan Brunei, Cezayir, Endonezya, Malezya ve Abu Dabi den, tüketici ülkeler olan, Japonya, Güney Kore, Tayvan, Kuzey Avrupa ve A.B.D. yönlüdür. 001 den sonra Alaska daki depolama ve dolum tesislerinin servise girmesiyle Alaska dan Japonya, Güney Kore ve Tayvan a yeni hatların açılması beklenmektedir. LPG petrol yan ürünü olduğundan, ham petrol üretimiyle yakından alakalıdır. Bu hem ticaret hacmi, hem taşımacılık ve hem de rotalar için geçerlidir..4. İşletme, Özellikler Ham Petrol Tankerleri : Alışılagelmiş tankerler, makina dairesi ve yaşam mahalleri kıçta olan, tek güverteli ve tek cidarlı gemiler olup; yük taşıyan kısmı perdelerle ayrılmış ve yüklemeboşaltmasını bir boru donanımı ile yapan gemilerdir. Çevre koruma için getirilen yeni kurallar, çift cidar şartını getirmiş olup, bundan sonra inşaa edilecek tankerler çift cidarlı olacaklardır. Yükleme, liman tesislerinin bükülebilir bir çelik hortum veya yükleme kolunun (=loading arm) gemi sistemine bağlanması ve tankların gemi personelinin vereceği sıra ve hız ile doldurması Bölüm -13

29 şeklinde gelişir. Yükleme sırası tankın aşırı doldurmaya karşı emniyetini (boş yan tank ve by-pass) ve hem de gemi mukavemeti yönünden emniyetini sağlar. Yükleme sonunda gerekli ölçmeler yapılarak tanklardaki ham petrol miktarı, su miktarı, özel gravite v.s. tespit edilir. Buharlaşma sonucu tank basınçlarının artmaması için her tankta özel basınç emniyetli valf ve havalandırma sistemi vardır (=pressure relief valves and vents). Yüklemede liman tesislerinin kullanılmasına karşılık boşaltmada gemideki pompa tesisleri kullanılır. Emniyetli boşaltma sırası takip edilerek gemi boşaltılır. Boşaltma sonunda tanklarda gaz kalır. Bu gaz yanıcı olup, patlama tehlikesi yaratır ve bu sebeple koruma önlemleri gerektirir. Mevcut önlemler içinde en fazla kullanılan inert gazların tanklara verilmesi ve mevcut karışımın yanıcı ve patlayıcı özelliğini yok etmektir. Ancak dikkatli olunmazsa bu işlem de tanklarda korozyona sebep olabilir. Tankerler boş seferde balast taşıdıklarından ve balast deniz suyu yük tanklarını kullandığından kirli su çevre için tehlikeli olup iki şekilde temizlenebilir: (1) Yüzdürme (Load on Top) : Petrol, belli bir süre sonra su üzerinde yüzer. Temizlenmiş su denize verilir, üstte kalan kısım bir sonraki yük ile karıştırılır. () Yıkama (COW) : Basınçlı ham petrol püskürterek tankları boşaltma sırasında yıkamak. Özellikle balast tankları da ayrılınca bu yol kirlenmeyi önler. Korozyon : Özellikle balast tanklarındaki korozyon, malzeme azalmasına çatlaklara ve kaçaklara neden olarak; kaza olasılığını arttırır ve bünyesel mukavemeti azaltır. Dolayısıyla, tank kontrolü ve koruyucu boya ile tank yüzeylerini koruma önemlidir. Petrol Ürün Tankerleri : Akaryakıt tankerlerinden farklı olan ürün tankerleri, aynı anda değişik ürünleri bir arada taşımak ve değişik ürünleri değişik limanlarda yükleme-boşaltma yapmak durumundadırlar. Dolayısıyla hem yük tankları, hem de yükleme-boşaltma sistemleri bu tip çalışmaya uygun olmak zorundadırlar. Bu ise, fiziksel olarak tank gruplarının koferdamlarla birbirlerinden ayrılması ve perdelerin yağ-geçmez olarak imalini, ayrıca her ürün için ayrı bir pompalama sistemini gerektirir. Genelde dört ürün için pompa sistemi yeterlidir. Mürettebatın, tanklardaki değişik ürünlerin hangi sıra ile yükleneceğini bilmesi, hangi temizleme yöntemlerini uygulayacağını bilmesi ve bunları uygulaması şarttır. Aksi halde ürün hasara uğrar ve değersiz hale gelir (=contamination). Bu kontamine olabilirlik sırası yükleme ve boşaltmada da uygulanır. Bölüm -14

30 Bu anlayış içinde yük gemileri genel plan dizaynını belirli alt başlıklar altında incelemek mümkün olabilir, ancak hiçbir zaman toplam sistem entegrasyon gereksinimleri unutmamak gerekir..5 YÜK ALANLARININ DİZAYNI.5.1 Genel Yük Gemilerinde Yük Alanları Genel yük gemileri değişik tür yükleri limanlar arasında en düşük maliyetle taşıma gayesi güttüğünden dikkat edilecek en önemli hususlar yükleme-boşaltma ve istifleme ile insan gücü maliyetini düşürmek ve limanda yükleme-boşaltma süresini kısaltmaktır. Dolayısıyla dikkat edilecek konular: a. Yük alanlarının istife uyumluluğu : Bu istifi kolaylaştıracak dizayn özelliklerinin teminidir. Örnek olarak puntellerin önlenmesi; boru, kanal gibi elemanların çıkıntılar yapmaması (gizleme), posta ve kemerelerin üniform boyutta seçilmesi gibi. b. Limanda parça yük boşaltma kolaylığı : Özellikle tramp olarak çalışacak gemilerde yükün bir bölümünün boşaltılmasında diğer yüklerin yer değiştirme ve/veya yeniden istifleme gereğinin azaltılması veya ortadan kaldırılmasıdır. Bu ise ambar dışından içeri ve ambar içi erişimin (=access) iyi dizaynını gerektirir. c. Yükleme-boşaltma kolaylığı : Bu husus kurallar içinde kalmak kaydıyla ambar ve ambar-ağzı boyutlarıyla yükleme-boşaltma sistemlerinin seçimine bağlıdır. Beher kreyn için atanan kapasite 1700 m 3 ü geçmemelidir. Yük, istifleme ve istifleme hacmi seçimi yönünden parça yük (=break bulk) taşıyacak gemilerde ambar dizaynında önemli bir rol oynar. İstif faktörü birim ağırlık için gerekli hacim olarak tanımlanır. Genelde yük balya hacmi/yük deadweight oranı gerekenden yüzde fazla seçilir. Bu istifleme ve erişilebilme kolaylıkları sağlar. Ambar yüksekliği ve düşünülen yük tiplerine bağlı olmak üzere ara güverteler (=tween decks) kullanılır. 100 ile 00 metre boy aralığındaki gemilerde, varsa üst ara güverte ana güverte yüksekliği.4-30 metre, üst ve alt ara güverte arası 5.5 metre mertebesinde seçilir. Bölüm -15

31 .5. Konteyner Gemileri Konteyner gemilerinde ilk düşünülecek hususlar kendi kendine yükleme-boşaltma yapıp yapmaması ve konteyner istifleme sistemleridir. Türkiye de bugün üretilmekte olan konteyner gemilerinin hemen hemen tamamı konteyner taşıyabilen genel maksatlı yük gemileri olup, dizayn özellikleri itibarıyle döneminde dünyada uygulanan tür genel yerleşim ve teçhizleme özelliklerini gösterirler. Bu gemilerde konteynerlerin yerleşimi pabuçlar ve bağlama sistemleriyle temin edilir. Modern konteyner gemileri sellüler bir yapıya geçmiş olup, konteynerler özel kılavuzlar (=guides) kanalıyla yerlerinde muhafaza edilir lı yıllardan sonra ise ambar kapaksız konteyner gemileri ortaya çıkmış ve büyük tonajlı konteyner gemilerinin hemen hepsi bu şekilde dizayn edilmiştir. Konteyner gemilerinde yük hacmi en fazla sayıda standart boyutta (TEU) konteyner taşıyacak şekilde dizayn edilir. Ambarların bölmelemesi yaralı stabilite ve balast özelliklerine bağlıdır. Yükleme, boşaltma gereği olarak gemi bordalarında tanklar ve çift dip bulunur. Üretim ve çalışma maliyetlerini olumlu etkilediği için güverte üstünde de konteyner taşınır. Güverte üzerinde taşınabilir konteyner sayısı (dikey sıralar) geminin enine stabilitesi ve köprü üstü görüş gereksinimleriyle sınırlanır. Şayet gemi konteyner taşıma ağırlıklı olarak dizayn edilmişse kreynsiz ve borda kreynli (=jib crane), daha çok genel yük ağırlıklı iş merkez kreynleri kullanılır. Ambar kapakları genellikle ponton tipi olup mekanik veya hidrolik mekanizmalarla su geçmezlik sağlanır. Güverte üstü yük taşıma dolayısıyla güverte, ambar ağzı ve ambar kapağı dizaynında seçilecek dizayn yüklerinde dikkatli olunması gerekir. Mukavemet yönünden dikkat edilmesi gereken bir nokta da kreyn-tekne entegrasyonudur..5.3 Ro-Ro Gemiler Bu tip gemilerde yük hacmi dizaynında ortak olan hususlar aşağıdaki gibi özetlenebilir: (1) Enine perdelerle kısıtlanmış açık güverte alanlarının bulunması ve güverte yüksekliklerinin (vasıta + yük) gereksinimlerine uyması () Baş, kıç ve bordada yükleme boşaltma için uygun boyutlarda seçilmiş rampaların bulunması (3) Güvertelerin tekerlek yüklerini taşıyacak mukavemette dizaynı Bölüm -16

32 (4) Taşıyıcıların yerleştirilmesi ve döndürülmesi için gerekli klirensler (5) Gemi içi yük hareketi ve yerleştirilebilmesi için rampa veya asansör sistemleri.5.4 Büyük Hacim Taşıyan Gemiler Bu türde taşınan yüklerin büyük bir bölümü sıvı ve partiküler halinde homojen yüklerden oluştuğundan yükleme ve boşaltma konveyörler, üfleyiciler, kepçeler ve pompalarla yapılabilir. Ambar veya tank büyüklüklerinin seçiminde şu hususlar dikkate alınır: Bünyesel mukavemet gereksinimleri Bölmeleme gereksinimleri Yük kayması ve serbest satıh etkilerinin sınırlandırılması için olan gereksinimler Kaç tür yükün taşınacağı ve yük özellikleri Balastlama gereksinimleri.6 MAKİNE DAİRESİ Makine dairesi gemi dizaynında ilk seçimi yapılan ana hacimlerden biridir. Makine dairesinin yerini ve hacmini seçmede aşağıdaki genel prensipler uygulanır: Makine dairesine giren sistem elemanlarının yerine nakli, montajı, işletimi ve bakımtutumunu sağlayabilecek minimum hacmin verilmesi Geminin ana göreviyle çatışmayacak ve bu görevi aksatmayacak seçim Stabilite ve yaralanma standartlarına uyumluluk Makine ağırlığı sebebiyle değişik yükleme şartlarında oluşabilecek aşırı trimin önlenmesi Makine dairesi aranjmanının en az personelle çalışma gereksinimine uyumluluğu Ana makine ile pervane arasındaki şaft boyunun makul sınırlar içinde kalması Bölüm -17

33 Bu prensiplerin dengeli bir şekilde uygulanabilmesi gemi büyüklük ve tipiyle, tahrik sisteminin tipi ve tahrik gücüne bağlıdır. Yakıt, yağlama yağı gibi makine çalışmasıyla ilintili tankların yerleştirilmesi de makine dairesi dizaynının bir parçası olarak seçilmelidir. Genellikle ticaret gemileri tek pervane ve tek makineli olarak yapılırlar. Bunun istisnaları draft sınırlamaları (dolayısıyla pervane çapı sınırlamaları) ve üstün manevra gereksinimleri dolayısıyla çift pervane aranjmanına geçilmesidir. Yolcu gemilerinde şaft ve pervane sayısı ikiyi aşabilir. Yolcu ve LASH tip gemiler dışındaki ticaret gemilerinin büyük bir bölümünde makine dairesi geminin kıç tarafındadır. Bunun en önemli sebebi uzun bir şaftın ve şaft tünelinin önlenmesidir. Böylece yük alanlarında gereksiz bir kayıp önlenmiş olur. Makine dairesi boyutları yaralı yüzebilme (yaralı bölme boyu) ve yaralı stabilite yönünden önemli olduğundan gemi dizaynında benimsenen yaralı stabilite standartlarına uygun olarak makine dairesini bölmeleme ile birden fazla kompartımana ayırmak gerekebilir. Makine dairesi boyutlandırmada yapılması gereken ilk iş makine dairesi envanterini çıkarmak ve bu envanterde bulunan makine ve kutu diyagramı şeklinde yerleşimini değerlendirerek gerekli minimum boyutları bulmaktır. Pek çok ticaret gemisinde ana makine ve şanzıman boyutları makine dairesi boyunda en büyük etken olduğundan temin edici kataloglarda bulunan boyutlandırma cetvellerinden yararlanmak gerekir..7 Mürettebat ve Yolcu Alanları Gemide bulundurulması gereken mürettebat sayısı genelde aşağıdaki faktörler tarafından belirlenir: Bayrak devletinin uyguladığı kurallar Gemi dizaynında seçilen otomasyon seviyesi Toplu sözleşme gereksinimleri Gemi sahibinin öngördüğü bakım-tutum ve servis gereksinimleri Normal olarak yük gemileri 1 ye kadar yolcu taşıyabilirler. Mürettebat yaşam yerleri dizaynında aşağıdaki hususlara uyulur: 1) Yer seçimi: Geminin baş dikmesinden itibaren ilk %5 lik boyda ve yaz yüklü su hattı altındaki bölümler mürettebat yaşamı için kullanılmaz (özel tip gemiler hariç). Bölüm -18

34 Mürettebat yaşam mahalleri, yük, makine dairesi v.s. gibi alanlardan ayrılır. Güverte, makine ve servis personeli ayrılır ve zabitan diğer personelden ayrılır. Tankerlerde yaşam mahallerinin yük mahallerinin gerisinde olma zorunluluğu vardır. ) Konstrüksiyon: Yaşam yerleri yanmaz malzeme ile yapılır ve yangından korumalı koridor ve merdivenlerle ulaşılır. Bu mahallenin ısı, rutubet ve kokuya karşı izole edilmesi gerekir. 3) Yatakhaneler: Bir kamarada en çok 4 personel kalabilir. Ranzalar ikiden fazla olmaz. Kabin açık yüksekliğinin 1.91 m.den az olmaması gerekir. Her personelin belirtilenden az olmayan kapasitede bir dolabı olması gerekir. Şekil. de örnek bir yaşam mahali yerleşimi gösterilmiştir. 4) Banyo ve tuvaletler: Her sekiz personele bir tuvalet, bir banyo, bir lavabo ve duş gerekir ve personel sayısı 8 den fazlaysa güverte, makine ve servis personeline ayrı tuvaletler gerekir. 5) Dinlenme ve yemek salonları: Genellikle kuzine civarına yerleştirilir ve bir oturumda bulunabilecek en büyük sayıya göre dizayn edilir. Şekil.4 te bir gemiye ait mutfak yerleşimi verilmiştir. 6) Revir: Personel sayısı 1 den fazla ve seyir süresi üç günden çok olan gemilerde bir revir bulunması gerekir. 7) Diğer: Personelin çamaşır yıkama, kurutma ve ütüleme işlemlerini yapacağı bir çamaşırlık, bavul v.s. nın konacağı bir depo, boş vakitlerini değerlendireceği bir lokal bulunması gerekir. 8) Zabitan yaşam yerleri: Genelde en az 14 m kullanım alanlı kamaralar verilir. Kaptan ve çarkçıbaşı ise 35 m den az olmayan kamaralar verilir. Zabitan için yemek ve istihbarat salonları ayrı olarak yapılır. 9) Yaşanabilirlik: Çevre ve şartların insan yaşamına uyumluluğudur. Yaşanabilirlik fiziki ve ruhsal sağlık, motivasyon ve performansı doğrudan etkiler. Bu kapsam içine sıcaklık, rutubet, aydınlatma, gürültü ve titreşim kontrolü gibi ölçülebilir, temizlik, hijyen, mobilya, malzeme ve iç dekorasyon gibi ölçümü zor unsurlar da girer. Yolcu alanları yerleşim ve aranjmanı yapımında karara bağlanması gereken ilk unsurlar şunlardır: 1) Taşıma klaslarına göre yolcu sayıları Bölüm -19

35 ) Yolcuların kullanacağı salonların (yemek, bar, sinema/bale v.s.) sayı ve büyüklüklerinin seçimi 3) Karşılaştırmalı olarak yolcu konfor seviyesinin seçimi. Bu veriler altında ilk olarak yolcu salonlarının yer ve alanları, umumi tuvaletler, kuzinenin yeri, yolcu sınıflarına göre blok yolcu yaşam alanları ve merdivenler üç boyutlu bir grid içinde perde yerleri de belirlendikten sonra atanır. Alan atamada benzer gemilerdeki yolcu başına birim alan rekabet şartları da düşünülerek kullanılır. Aşikar olarak alan sınırlamasında perde, enine ve boyuna mukavemet elemanlarının yerleri ve bölümlemelerin mümkün olduğunca bunlarla uyuşması önemlidir. Şekil.3 te bir gemide yolcu ve mürettebatın yürüyüş alanlarının planı verilmiştir. Yolcu taleplerinin karşılanabilmesi yönünde yolcu taşıyan gemiler dağıtımlı sistemleri çok olan gemilerdir. Otel servisleri de diyebileceğimiz klima, havalandırma, sıcak/soğuk temiz ve atık su, aydınlatma ve güç kabloları, telefon, televizyon v.s. sistemlerinin rotalarının önceden belirlenmeleri ve mümkünse bunların modüler imalat ve montaja uyumlu olarak muhafaza (=trunk) içinde götürülmeleri çok önemlidir. Tipik bir yolcu gemisinde yolcu kullanımına açık alanları düşünmek yararlıdır: 1) Yemek salonları ve umumi tuvaletler ) Giriş holü ve bürolar 3) Oturma salonları 4) Bar / Oyun salonları 5) Çocuk oyun alanları 6) Yüzme havuzu / fitness center 7) Açık / yürüyüş güvertesi 8) Tiyatro 9) Dükkanlar Bölüm -0

36 Şekil.. Yaşam mahali yerleşimi Bölüm -1

37 Şekil.3. Yolcu ve mürettebatın gemi içindeki geçişlerinin planı Bölüm -

38 Şekil.4. Mutfak yerleşimi Bölüm -3

39 Şekil.5. Askeri bir geminin yerleşim planı astsubay ES radar hangar köprü Haberlesme, navigasyon ofisleri Ana haberlesme merkezi atelyöler ofisler kuzine erat Gemi kont. merkezi harekat temizlik makine Ofis alan Baş taraf yükü Baş ambarlar Kıç ambarlar Şekil.6. Görev ilinti analizi ve alan atama Bölüm -4

40 Şekil.7. Alan-hacim atama Bölüm -5

41 3. ÖN DİZAYNDA AĞIRLIK HESABI Her türlü geminin dizaynında gemiyi oluşturan ağırlıkların ön dizayn aşamasında doğru olarak hesaplanması geminin tekno-ekonomik performans kriterlerinin belirlenmesinde son derece önemlidir. Herhangi bir deniz aracı aşağıdaki eşitliği sağlamak zorundadır. Δ = Σ W i Burada Δ geminin deplasman kuvveti ve W i gemideki ağırlıkların toplamıdır. Bir ticari gemi için toplam ağırlık dağılımı şöyle olacaktır: Δ = W LS + DWT Burada W LS geminin light ship ağırlığı, DWT ise deadweight tonajı olup geminin yük taşıma kapasitesini gösterir. Geminin light ship ağırlığı aşağıdaki gibi gruplanabilir: W = W + W + W LS s m o Burada W s tekne ağırlığı, W m makine ağırlığı ve W o donanım ağırlığını göstermektedir. Gemide normal olarak taşınan yakıt ve su ağırlıkları deadweight tonaja dahil olacaktır. Savaş gemilerinde ağırlık dağılımı: Δ = W LS + W p şeklinde olacaktır. Burada W LS yukarıdaki gibi geminin light ship ağırlığını gösterir. W p ise payload tonajı olup gemideki tüm silah ve sensör sistemlerini kapsar. 3.1 Çelik tekne ağırlığı Tekne ağırlığını oluşturan başlıca elemanlar; omurga kaplama levhaları, boyuna ve enine postalar, derin postalar, kemere ve stifnerler, braketler, çift dip, perdeler, ambar ağızları, makine temelleri ve üst binalarıdır. Bir geminin çelik tekne ağırlığını belirlemek için en sağlıklı yöntem inşada kullanılan tüm malzemelerin ağırlıklarını ölçerek toplam ağırlıklarının bulunmasıdır. Ancak bu yöntem inşaa işleminin sona ermesi ile bir sonuç verebilir ve daha inşaanın başlamış olduğu ön dizayn aşamasında kullanılmaz. Ön dizayn aşamasında kullanabilecek iki yöntem vardır. Bunlardan Bölüm 3-1

42 birincisinde yeni gemiye olabildiğince benzer ve ağırlık özellikleri bilenen bir gemi bulunur ve değişik benzerlik yasaları ile eski geminin özelliklerinden yararlanarak yeni geminin ağırlık grupları belirlenir. Bu yöntemi uygulayabilmek için gemiler tip, boyut ve form olarak birbirlerine oldukça yakın olmalıdır aksi durumda çok yanıltıcı sonuçlar elde edilecektir. İkinci yöntem ise daha önce inşa edilmiş gemilere ait ağırlık özelliklerinin gemi boyutlarının fonksiyonu olarak ampirik formüllerle ifade edilmesidir. Birinci yöntemdeki benzerlik oranları iki ayrı şekilde oluşturulabilir. Kübik sayı (LBD) benzerliği : Bu yaklaşımda tekne ağırlığının kübik sayı (LBD) ile orantılı olduğu kabul edilir. W s = c N L BD Burada c N kübik sayı katsayısı olup birim hacminin ağırlığını gösterir. Böylece çelik tekne ağırlığı bilinen benzer gemiden hareket edilerek yeni geminin çelik tekne ağırlığı aşağıdaki formülle bulunabilir: W = c L BD = W s N s0 L BD ( L BD) 0 Kuadratik sayı benzerliği : Bu yaklaşımda çelik tekne ağırlığının aşağıdaki şekilde kabul edilebileceği kabul edilmektedir. Ws = cq L( B + D) Burada c Q kuadratik katsayıdır. Bu durumda çelik tekne ağırlığı bilinen gemiden hareket edilerek yeni geminin çelik tekne ağırlığı aşağıdaki şekilde bulunabilir: W s = c Q L( B + D) = W s0 L( B + D) [ L( B + D) ] 0 Benford (1967) kübik sayı benzerliği esasına göre aşağıdaki bağıntıyı önerir: 0.9 L BD W s = c N c1 c c 3 Burada; Bölüm 3-

43 c1 = C B c = (L / L) L s : üst yapı boyu + s 1.8 c3 = (L D 8.3) c N = 340 Yukarıdaki bağıntıda L, B, D, L s feet cinsinden alınacaktır. Watson Gilfillan (1976) kuadratik benzerlikten hareketle gemi çelik ağırlığı için aşağıdaki genel formülü önerirler: W s = K E 1.36 Burada E parametresi şöyle hesaplanır: E ( B + T) L( D T) l h = L 1 l h Burada l 1 ve h 1 bordadan bordaya uzanan üst yapıların boy ve yüksekliği, l ve h ise güverte evlerinin boy ve yüksekliğidir. K katsayısı değişik gemi tipleri için aşağıdaki şekilde önerilir. Gemi Tipi K E Tanker Kimyasal Tanker Dökme Yük Konteyner Yük Gemisi Koster Romorkör Balıkçı Ferry Yolcu Gemisi Kafalı (1988) çelik tekne için aşağıdaki bağıntıyı önerir: Bölüm 3-3

44 W s = C s N ( C 0.70) B l L l L C s katsayısı aşağıdaki şekilde verilir: L [ Log N] Cs 10 = 1 D Burada L : Gemi boyu [m.], B : Gemi genişliği [m.], D : Gemi derinliği [m.] C B : Blok katsayısı, N : L B D m 3 l 1 : Ana güverte üzerindeki üst binaların etkin boyu l : İkinci güverte üzerindeki üst binaların etkin boyu Çelik tekne ağırlığını hesaplamak için önerilen diğer bir yaklaşım da Klas kuruluşları tarafından belirlenen minimum orta kesit mukavemet modüllerinden hareket etmektir. Bu tip bir bağıntı büyük tankerler için Johnson-Hagen-Overbo (1967) tarafından önerilmiştir. W s = 4.04 c Z 0.65 L L B.8 L 35.8 D 35.9 L 14 + D L D Burada c = L olup Norveç Loydu (DNV) tarafından büyük tankerlerde istenen minimum orta kesit mukavemet modülü aşağıdaki şekildedir: Z =.1 F L B B + 6 ( C 0.7) /10 Buradaki F değeri aşağıdaki tablodan interpolasyonla bulunacaktır. L [m.] F L [m.] F L [m.] F > Bölüm 3-4

45 Geminin çelik tekne ağırlığını bulabilmek için önerilen bazı diğer bağıntılar aşağıda verilmiştir. Yük gemisi : Kafalı : W s Log7.3 Δ = DWT < Hadler : W = L s 1.16 B 0.7 D 0.5 Wehkamp / Kerlen : W s = X e X 10 Burada X = BP L B C 1 1 B /3 Carryette : W s /3 L B 0.7 L = CB D D Tanker : Kafalı : W s Log10.6 Δ = DWT < Det Norske Veritas : Burada; α α L T W s = Δ α L B = 0.78 L D Δ = L + α T L B 8.7 L D Yukarıdaki bağıntı L/D = 10 14, L/B = 5-7, L= m. arasında geçerlidir. 1/ L B C B Sato : W = L ( B + D) s D Bölüm 3-5

46 Yukarıdaki bağıntı ton arasındaki süper tankerler için geçerlidir. Konteyner : Chapman : W = 0.07 L s Bp B 0.71 D Miller : W s LBD C B L = D Dökme Yük : 1.65 T W s = L BP B + D + B + Murray : ( 0.5 C 0.4) / 0. 8 Burada L feet cinsinden alınacaktır. Kupras : W s = 3.8 c Z 0.69 L L B L D L D L D Burada Z minimum orta kesit modülü olup aşağıdaki şekilde verilmektedir: Z =.1 F L B + L < 40 m. için 6 ( C 0.7) / 10 B F = L L 40 L 300 için F = L L L > 300 m. için F = 5.77 alınacaktır. c = / L olarak verilmiştir. Bölüm 3-6

47 3. Ana Makine Ağırlığı Bu gruba makine dairesi içinde yer alan ana ve yardımcı makineler ile bunlara ait donanım girmektedir. Bu donanım içinde en önemlileri; yakıt ve yağlama sistemi ve pompaları, hava şişe ve kompresörleri, jeneratör ile pervane şaft sistemidir. Deniz araçlarında kullanılan ana makine tipleri şunlardır: 1. Doğrudan bağlantılı yavaş devirli dizeller. Redüksiyonlu orta devirli dizeller 3. Redüksiyonlu buhar tirbünleri 4. Dizel-elektrik motoru 5. Gaz türbini 6. Nükleer güç Değişik gemi tiplerine ait güç taşıma kapasitesi bağıntıları aşağıda verilmiştir. Yük gemileri ve kosterler Hızlı yük gemileri Hızlı konteyner gemileri Süper Tankerler Romorkörler kw / t kw / t kw / t kw / t kw / t Dizel makine ağırlığı için devir sayısına ve güce bağlı olarak aşağıdaki ampirik formüller önerilmiştir. W m 0.84 BHP = 9.38 RPM Watson ve Gilfillan 0.3 m 8.8 P B W = Watson ve Gilfillan BHP W m = Barras 18 W PB = 300 Barras 13.5 m + 5. BHP W m = N N [ dev / dak ] Kafalı Bölüm 3-7

48 W 4 ( P )/ m PB B 10 = Kupras Burada BHP beygir gücü ve P B KW cinsinden makine gücüdür. Yardımcı makinelerin ağırlığı için aşağıdaki bağıntılar önerilir: YM ( BHP) W = 0.56 Yük ve dökme yük YM ( BHP) W = 0.59 Tanker YM ( BHP) W = 0.65 Yolcu ve ferry Pervane ile ana makine arasındaki şaftın çapı aşağıda verilen bağıntıyla bulunabilir: P d = 11.5 D n 1/ 3 Burada d[cm.] şaft çapı, P D [kw] makine gücü ve n [dev / dak ] devir sayısıdır. Buna göre şaftın birim boy ağırlığı, kullanılan çeliğin gerilme mukavemetinin 700 N/mm olduğu kabulü ile aşağıdaki denkleme eşit olacaktır. W s [ t / m] PD = n / 3 Normal bronz pervanelerin ağırlığını bulabilmek için aşağıdaki formül kullanılabilir: W = K D P 3 Burada D[m.] pervane çapı olup K katsayısı Schneekluth (1987) tarafından sabit hatveli pervaneler için aşağıdaki şekilde verilmiştir: K = 0.18 A A E o Z 100 Burada Z kanat sayısıdır. Hatvesi kontrollü pervanelerde ticari gemilerde K = ve askeri gemilerde K = değerleri önerilmektedir. Bölüm 3-8

49 3.3 Donanım ağırlığı Bu gruba giren temel ağırlık grupları; ambar kapakları, vinçler, demirleme donanımı, kuzine donanımı, ısıtma-soğutma ve havalandırma donanımı, boru ve elektrik sistemleri, yangın söndürme donanımı, her türlü mefruşat ve can kurtarma flika ve sistemleridir. Ön dizayn aşamasında donanım ağırlığını hesaplamak için aşağıdaki yaklaşık formüller önerilmektedir: o 0.8 W = 0.18 N Kafalı W o LB ( L) 100 = Benford o W = k L B D Katsoulis k = k = Dökme yük gemileri ve Tankerler Kuru yük gemileri W o = 0.45 L B Watson - Gilfillan W o = L B Kupras ( Dökme yük) 1.60 o 0.15 ( LB) W = Mandel Schneekluth (1987) her türlü yük gemisi için şu genel formu önerir: W o = K L B Burada K katsayısı yük gemileri için t/m 3, konteyner gemileri için t/m 3, 140 metreye kadar olan ve vinç donanımı bulunmayan dökme yük gemileri için t/m 3, boyu 50 metre civarında olan ve vinç donanımı bulunmayan dökme yük gemileri için t/m 3, 150 m. civarındaki tankerler için 0.8 t/m 3 ve 300 metreden uzun tankerler için 0.17 t/m 3 alınacaktır. Yolcu gemilerinde donanım ağırlığı Schneekluth tarafından önerilen şu formülle hesaplanabilir: W o = K Bölüm 3-9

50 Burada Σ geminin kapalı hacmi olup K katsayısı t/m 3 arasında alınacaktır. Feriler için K katsayısı t/m 3 arasında alınacaktır. Dondurulmuş yiyecek maddesi taşıyan gemilerde özel soğutma gerekleri nedeniyle donanım ağırlığı artacaktır. Carryette ön dizayn aşamasında kullanılmak üzere şu formülü önerir: W o = 550 L / 3 Burada geminin yalıtılmış ambar hacmidir. 3.4 Yakıt Ağırlığı W F = R Ps F 1000 V R Burada F R = 0.65 P P 855 s s R : Geminin mil olarak seyir çapı P s : Şaft beygir gücüdür Örnek : Aşağıda boyutları verilen kuru yük gemisinin çelik tekne ve donanım ağırlıklarını bulunuz. Kaimeler arası boy L BP = 60 m. Kalıp genişliği B = 10 m. Kalıp derinliği D = 5 m. Draft d = 3.8 m. Blok katsayısı C B = 0.7 Deplasman Δ = 1600 ton Ana güverte üzerindeki binaların etkin boyu l 1 = 6 m. İkinci güverte üzerindeki üst binaların boyu l = 3 m. Bölüm 3-10

51 Yaklaşık olarak çelik tekne ağırlığının bulunması Kafalı: W Log7.3 Log7.3 s = Δ = (1600) = ton Kafalı: W s = C s N ( C 0.70) B l L l L N = L B D = 60 * 10 *5 = 3000 m 3 L D [ Log N] Cs = 10 = W s = * 3000 * ( 1 + 0) * ( *(6/60)+0.5 *(3/60) ) = ton Carryette: W s = C / 3 B = 33.5 L B 6 D ton L D + 1 = 0.7 / Donanım ağırlığının bulunması: Kafalı: W o = = 0.18 N = ton Benford: LB 60*10 W o = = ( L) = ( *60) 7 ton Watson Gilfillan: W o = 0.45 L B = 0,45*60*10 = 70 ton Katsoulis: o = W = 0.065*60 *10 * ton Bölüm 3-11

52 4. GEMİ GEOMETRİSİ 4.1. Genel Geometrik Tanımlar Gemi geometrisini tanımlamada kullanılan genel tanımlar aşağıdaki şekilde görülmektedir. L OA L WL L BP f T D LWL BL AP B FP LWL BL f T D Güverte Güverte Yüklü su hattı B/ Yüklü su hattı Şekil 4.1. Genel geometrik tanımlar Baş Dikey Baş kaime Fore Peak (FP) : Gemi baş bodoslaması ile dizayn su hattının kesiştikleri noktadan dizayn su hattına dik olarak geçen düşey doğru. Kıç Dikey Kıç kaime Aft Peak (AP) : Dümen rodu ekseni ile dizayn su hattının kesiştiği noktadan dizayn su hattına dik olarak geçen düşey doğru. Mastori Midships ( ) : Baş ve kıç dikeyler arası uzaklığın ortası. Orta Simetri Düzlemi Centreplane (CL) : Gemiyi boyuna yönde sancak ve iskele olarak iki simetrik parçaya bölen düzlem.

53 Temel Hattı Kaide Hattı Baseline (BL) : Gemi boyunca dip kaplaması ile simetri düzleminin kesiştiği hat. Bu genellikle yatay bir doğru olmakla birlikte balıkçı gemisi veya romorkör gibi kıçta büyük bir pervane yuvasına sahip olması gereken gemi tiplerinde kıça eğimli olabilir. Orta Kesit - Midship Section : Gemi boyunca en büyük alana sahip kesittir. Genellikle bu kesit gemi ortasında yani mastoride yer alır ancak bazı hallerde daha kıça veya çok daha nadir olarak başa kaymış olabilir. Şiyer Hattı Sheer Line : Gemi ana güverte profilinin orta simetri düzlemi üzerindeki izdüşümüdür. Şiyerin en düşük noktası genellikle mastoridedir ve özellikle başa doğru şiyer profili artar. Modern gemilerde şiyer hattı daha nadir olarak kullanılmaktadır. Güverte Sehimi Deck Camber : Gemi ana güvertesi üzerinde bordadan orta simetri düzlemine doğru ölçülen yükseklik farkıdır. Standard bir değer olarak gemi genişliğinin 1/50 si alınabilir. Paralel Gövde Parallel Body (L P ) : Gemi ortasında orta kesidin hiçbir değişikliğe uğramadan uzandığı bölgedir. Siyer Kıç LWL BL Baş LWL BL Şekil 4.. Trimsiz ve trimli durum

54 güverte sehimi CL tumblehome f LWL levha omurga sintine dönümü T kalkıntı BL Şekil 4.3. Enine kesit karakteristikleri Şekil 4.4. Seri 60 enkesitleri resmi Yumru Baş Alanı (A BL ) : Yumru başın orta simetri düzlemi üzerindeki izdüşüm alanı. Yumru Baş Kesit Alanı (A BT ) : Yumru başın baş dikeydeki enine kesit alanı.

55 LWL A BT A B FP Şekil 4.5. Yumru baş tanımlama unsurları 4.. Ana Boyutlar Tam Boy Length Overall (L OA ) : Geminin başta ve kıçta en uç noktaları arasındaki yatay uzaklıktır. Dikeyler Arası Boy Length Between Perpendiculars (L BP ) : Baş ve kıç dikeyler arasındaki yatay uzaklıktır. Su Hattı Boyu Length of Waterline (L WL ) : Geminin dizayn su hattında yüzerken başta ve kıçta su ile temas eden en uç noktaları arasındaki yatay uzaklıktır. Batık Boy Length Overall Submerged (L OS ) : Geminin dizayn su hattı altında kalan kısmında başta ve kıçta en uç noktalar arasındaki yatay uzaklık olup yumrubaşlı gemilerde önem kazanan bir boy değeridir. Paralel Gövde Boyu Parallel Body Length (L P ) : Gemi ortasında orta kesidin hiçbir değişikliğe uğramadan uzandığı bölge boyu. Su Çekimi Draught (T) : Geminin temel hattı ile yüzdüğü su hattı arasındaki düşey uzaklıktır. Bu değer trimin mevcut olması durumunda gemi boyunca değişken olabilir. Kalıp Genişliği Moulded Breadth (B M ) : Geminin en geniş kesidinde sancak ve iskele bordalar arasındaki yatay uzaklıktır.

56 Su Hattı Genişliği Breadth of Waterline (B WL ) : Geminin yüzdüğü su hattında ve en geniş kesidinde sancak ve iskele bordalar arasındaki yatay uzaklıktır. Derinlik Depth (D) : Gemi ortasında temel hattı ile ana güverte arasındaki düşey uzaklıktır. Fribord Freeboard (f) : Gemi ortasında dizayn su hattı ile ana güverte arasındaki düşey uzaklıktır. Fribord derinlik ile su çekimi arasındaki farka eşittir Tekne Formu ve Form Katsayıları Bir geminin inşa ve işletim maliyetleri, taşıma kapasitesi, yerleşim özellikleri, sevk karakteristikleri, hız, stabilite, enine ve boyuna mukavemet ve yapısal dizayn özellikleri gibi temel tekno-ekonomik performans karakteristiklerini etkileyen en önemli elemanı tekne boyutları ve formudur. Üç boyutlu tekne formunu iki boyutlu kağıt düzlemine aktarabilmek üzere form veya endaze planı denilen üç adet iki boyutlu düzlemden oluşan bir plandan yararlanılır. Form planını oluşturan iki boyutlu düzlemler şunlardır: 1. Geminin boy yönünde orta kesite paralel kesitlerle bölünmesi ile elde edilen enkesit planı. Geminin düşey yönde yüklü su hattına paralel kesitlerle bölünmesi ile elde edilen su hatları planı 3. Geminin iskele veya sancak yönünde orta simetri düzlemine paralel kesitlerle bölünmesi ile elde edilen batok eğrileri ve profil planı. Üç boyutlu düzgünlüğe sahip bir tekne formuna ait her üç plandaki iki boyutlu eğriler de düzgün olacaktır. Form planında her bir su hattı, batok ve enkesit için tek bir kesim noktası bulunabileceğine göre bu kesim noktasının temel hattına, orta simetri düzlemine ve gemi ortasına uzaklıkları her üç planda da aynı olmalıdır. Bu durum Şekil 4.6 da gösterilmektedir. Tekne form eğrilerinin çiziminde elastik tirizler kullanılır. Bu tirizler üstlerine konan ağırlıkların etkisi altında potansiyel enerjilerini minimum yapacak sürekli bir form alırlar. İdeal olarak eğri üzerinde koordinatları bilinen her bir nokta üzerine bir ağırlık konmalıdır. Eldeki ofset sayısının fazla olması eğrilerin daha duyarlı olarak çizilmesini sağlayacaktır. Genellikle kesit sayısı 1 den, su hattı sayısı 6 dan ve batok sayısı 4 den az olmayacak şekilde seçilir.

57 Çok özel haller dışında gemi tekne formlarında sancak-iskele simetrisi bulunduğundan enkesit ve su hattı planlarında sadece iskele veya sancak taraf çizilir. Geleneksel olarak enkesit planında gemi ortasından başa doğru olan kesitler sağa, gemi ortasından kıça doğru kesitler ise sol tarafa çizilir. Su hattı planında ise sadece iskele su hatları çizilir. Gemi formunu tanımlamak üzere baş ve kıç dikeyler arası belirli sayıda aralığa ayrılır (tipik 0 aralık). Gemi formunun hızlı değişim gösterdiği baş ve kıç nihayetlerde ara kesitler alınması yaygındır. Her bir kesite ait su hattı yarı genişlikleri ofset değeri olarak adlandırılır ve bu değerlerle gemi tekne formunu tanımlayan bir ofset tablosu oluşturulur. Tipik bir balıkçı gemisine ait form planı Şekil 4.7 de görülmektedir. Z Su hatları En kesitler X Y Batoklar Şekil 4.6. Üç boyutlu tekne formu ve kesit düzlemleri

58 Şekil 4.7 balıkçı gemisi form planı

59 Tekne Form Katsayıları Tekne su altı form katsayılarının belirlenmesinde iki temel dizayn eğrisinden yararlanılabilir: 1. En kesit alanları eğrisi. Yüklü su hattı eğrisi En kesit alanları eğrisi her bir kesitin yüklü su hattına kadar alanlarının gemi boyunca çizilmesi ile elde edilebilir. Yüklü su hattı eğrisi ise her bir kesitin yüklü su hattı genişliklerinin (veya yarı genişliklerin) plot edilmesi ile elde edilir. Şekil 4.8 te tipik bir yük gemisi için yüklü su hattı ve enkesit alanları eğrileri görülmektedir. İst BL 0 m WL1/ 0.5 m WL 1 1 m TABLO 4-1 Tipik Ofset Tablosu Yarı Genişlikler Ana Güverte Küpeşte WL WL 3 WL 4 WL 5 WL 6 Yükseklik Yarı Yükseklik Yarı m 3 m 3.8 m 5 m 6 m Genişlik Genişlik Ayna ½ ½

60 SAC A(x) LWL B(x) LCF T(x) LCB Şekil 4.8. En kesit alanları ve yüklü su hattı eğrileri Yüklü su hattı eğrisi ve enkesit alanları eğrisi gemi kesitlerinin formu hakkında bilgi verebilir. Herhangi bir konumda enkesit alanı değeri ile yüklü su hattı genişliği kesit formunun U veya V formu olduğunu belirtecektir. Enkesit alanları eğrisi altında kalan alan geminin su altı hacmini (deplasman hacmi) verecektir. = L 0 A (x)dx Burada A(x) gemi boyunca x konumundaki su hattı altındaki en kesit alanını göstermektedir. Buradan blok katsayısı (C B ) ve sephiye merkezinin boyuna konumu (LCB) aşağıdaki formüller yardımı ile elde edilebilir. C B LWL 0 = L A(x)dx WL B WL = T L WL B WL T LCB = LWL 0 LWL 0 xa(x)dx A(x)dx Benzer şekilde yüklü su hattı eğrisi altında kalan alan yüklü su hattı alanını verecektir. A WL L = WL 0 B WL (x) dx

61 Burada B(x) gemi boyunca x konumundaki yüklü su hattı genişliği olup su hattı alan katsayısı (C WP ) ve yüzme merkezi (LCF) aşağıdaki formüller ile bulunabilir. C WL = LWL 0 L B WL WL (x)dx A WL = B L B WL WL WL LCF = LWL 0 LWL 0 xb B WL WL (x)dx (x)dx Blok katsayısı gemi su altı tekne formunun ne kadar dolgun olduğunun bir göstergesidir ancak kesit formları aynı zamanda orta kesitin ne kadar dolgun olduğuna da bağlıdır. Orta kesitin dolgunluğunu belirtmek üzere orta kesit alanını (veya maksimum alanı) su hattı genişliği ve gemi ortasındaki su çekimine bölerek elde edilen orta kesit narinlik katsayısı kullanılır. C M = A B M WL T Burada A M orta kesit alanını göstermektedir. Böylece su altı prizmatik katsayısı aşağıdaki gibi tanımlanabilir. C C P = = L A L B TC = C WL M WL WL M B M Böylece prizmatik katsayı tekne su altı hacminin, taban alanı orta kesit alanı ve yüksekliği gemi su hattı boyu olan silindirin hacmine oranı olmaktadır. Aynı blok katsayısına sahip iki gemiden prizmatik katsayısı küçük olan diğerine nazaran ortada daha dolgun, baş ve kıçta daha narin olacaktır. Benzer bir mantıkla tekne su altı hacminin, taban alanı yüklü su hattı olan su çekimi yüksekliğindeki silindire oranı düşey prizmatik katsayıyı verecektir. C C VP = = A T L B TC = C WL WL WL WL B WL

62 Örnek 4.1. Boyu L ve taban yarıçapı R olan bir silindir su çekimi yarıçapa eşit olacak şekilde yüzmektedir. Form katsayılarını bulun. R Blok katsayısı: C B = L WL B WL A ML = = T L B T WL πr RR A M Orta kesit katsayısı: C M = = BWLT C B π / 4 Prizmatik katsayı: C P = = = 1 C π / 4 M π = 4 πr RR = π 4 A WL L R Su hattı alan katsayısı: CWL = = = 1 L B L R WL WL Düşey prizmatik katsayı: C VP C = C B WL = π / 4 = 1 π 4 Örnek 4.. Aşağıda enkesiti verilen L boyunda bir lastik botun form katsayılarını hesaplayın. R R 4R πr ( + 4RR)L A ML 8 Blok katsayısı: 4 π + C B = = = = = L B T L B T (4R + R + R)RL 1 WL WL WL

63 πr + 4RR A M 8 Orta kesit katsayısı: 4 π + C M = = = = B T (4R + R + R)R 1 WL C B Prizmatik katsayı: C P = == 1 C A WL 6RL Su hattı alan katsayısı: CWL = = = 1 L B 6RL M WL WL C B 0.98 Düşey prizmatik katsayı: C VP = = = C 1 WP Örnek 4.3. Aşağıda enkesiti verilen L boyunda eşkenar üçgen şeklindeki dubanın form katsayılarını hesaplayın. 5m L A ML Blok katsayısı: C B = = = = 0. 5 L WLBWLT L BWLT L A M Orta kesit katsayısı: C M = = = 0. 5 BWLT C B Prizmatik katsayı: C P = = 1 C M A WL LB Su hattı alan katsayısı: CWL = = = 1 L B LB WL WL C B 0.5 Düşey prizmatik katsayı: C VP = = = 0. 5 C 1 WP

64 Örnek 4.4. Aşağıda profil kesiti verilen ve bir dairesel silindir ve koniden oluşan dubanın orta simetri ekseni su hattı olacak şekilde yüzmesi durumunda form katsayılarını hesaplayın. r H H Blok katsayısı: Orta kesit katsayısı: B 1 1 πr H + πr H πr H A ML = = 6 = 3 T L B T H r r 4r H C = L = B WL WL WL A = B 1 πr = T r M C M = WL π 4 π 6 Prizmatik katsayı: C C = C π = 6 π 4 B P = M 3 A Hr + Hr Su hattı alan katsayısı: C = = L B 4Hr C B π / 6 π Düşey prizmatik katsayı: C VP = = = C 3/ 4 9 WL WL = WL WL WP Örnek 4.5. Temel geometrik özellikleri aşağıda verilen gemiye ait form katsayılarını hesaplayın. Su hattı boyu L WL 00 m Su hattı genişliği B WL m Su çekimi T 7 m Prizmatik katsayı C P 0.75 Yüklü su hattı alanı A WP 3500 m Deplasman tonajı Δ 3000 t Deniz suyu yoğunluğu ρ 1.05 t/m C C B Δ B 3000 = Tρ = = B L WL WLT L = WL WL A = L B 3500 = 00 WL WL = WL WL

65 C C = C 0.79 = 0.75 B M = P 0.97 Örnek 4.6. Enkesiti şekilde gösterilen 100 metre boyunda sabit kesitli dubanın form katsayılarını bulun. 10m 1m 1.5m Orta kesit alanı: 1 A M = = 1.5m A M 1.5 Orta kesit alan katsayısı: C M = = = B T WL Deplasman hacmi: = A L = = 150m M WL Blok katsayısı: C = = B L B T = WL WL C B Prizmatik katsayı: C P = = = 1 C M A WL Su hattı alanı katsayısı: CWL = = = 1 L B WL WL

66 5. YÜZEN CİSİMLERİN DENGESİ VE BAŞLANGIÇ STABİLİTESİ 5.1 GEMİYE ETKİYEN STATİK KUVVETLER Bir deniz aracının dizaynında en temel gereklerden biri o deniz aracının görevi gereği taşıması gereken yük veya yolcu ile tamamen yüklenmiş iken istenen su hattında yüzebilmesini sağlayacak sephiyenin mevcut olmasıdır. Bunun kadar önemli ikinci bir zorunluluk deniz aracının değişik yükleme durumlarında dik durabilmesini sağlayacak başlangıç stabilitesinin bulunmasıdır. Sakin su yüzeyi üzerinde hareketsiz duran bir deniz aracına etkiyen iki temel kuvvet yukarıdan aşağı yönlenmiş ağırlık kuvveti (W) ile aşağıdan yukarı yönlenmiş sephiye, deplasman (Δ) kuvvetleridir. Geminin istenen su hattında dengede olabilmesi için bu su hattındaki sephiye kuvveti ile toplam ağırlık birbirine eşit ve zıt yönlü olmalıdır. Bir gemiye etkiyen sephiye ve ağırlık kuvvetleri Şekil 5.1 de şematik olarak görülmektedir. W B G Δ W G B Şekil 5.1. Deplasman tipi bir tekneye etkiyen kuvvetler Δ Denge koşulu sephiye ve ağırlık merkezlerinin aynı düşey doğru üzerinde olmasını zorunlu kılar. Böylece gemi ağırlık ve sephiye merkezleri aynı düşey doğrultuda olacak şekilde uygun meyil ve trim açılarında yüzecektir. Bu iki merkezin yatay ve boyuna konumları değiştirilerek istenen meyil ve trim açıları elde edilebilecektir. Bölüm 5-1

67 Genelde bir geminin toplam ağırlığını kesin olarak bilmek genel olarak çok zordur. İnşa sırasında gemiye konan tüm ağırlık grupları liste halinde toplanmakla birlikte pek çok kalem malzeme için kesin ağırlık belirlemek zordur (Örneğin kablolar, boya, mefruşat, kaynak dikişleri gibi). Ağırlık merkezinin düşey ve boyuna konumu ağırlık gruplarının istenen merkezlere göre statik momenti alınarak bulunabilir. İnşa ve denize indirme sonrası yapılan bir meyil deneyi ile ağırlık ve ağırlık merkezinin konumu net olarak belirlenir. Gemilerde genellikle ağırlık merkezinin enine konumu merkez simetri hattı üzerinde bulunur. 5. GEMİNİN STATİK BAŞLANGIÇ STABİLİTESİ Geminin herhangi bir dış kuvvet etkisi altında (örneğin yük yükleme veya boşaltma, su alma, rüzgar, dalga gibi) ağırlık merkezinin konumunun değişmesi durumunda ağırlık ve sephiye merkezleri arasındaki uzaklıktan dolayı bir moment oluşacaktır. Bu momentin etkisiyle sephiye merkezi ağırlık merkezinin yeni konumu ile aynı düşey doğruya gelecek şekilde gemi meyil veya trim yapacaktır. Oluşan moment gemiyi orijinal durumuna geri getirmeye çalışıyorsa Ağırlık ve Deplasman kuvvetleri arasında pozitif GZ moment kolu oluşacaktır. Bu durumu Şekil 5..a. da görülmektedir. Eğer oluşan moment gemiyi yatırmaya çalışıyorsa negatif bir GZ vardır ve Şekil 5..b. de görülen bu durumda oluşan moment gemiyi devirmeye çalışacaktır. Eğer GZ moment kolu 0 ise yanı ağırlık ve deplasman kuvvetleri aynı düşey doğru üzerinden etkiyorsa gemi bu meyil açısında dengede kalacaktır. Farksız denge olarak adlandırılan bu durum Şekil 5..c. de görülmektedir. M G G G,M B M B B (a) (b) (c) Şekil 5.. Deplasman tipi bir tekneye etkiyen kuvvetler Bu durumda bir deniz aracının dengeli olarak yüzebilmesi için aşağıdaki iki koşulun sağlanması gerektiği ortaya çıkmaktadır: Bölüm 5-

68 1. Yüzme koşulu gereği cismin ağırlığı taşırdığı suyun ağırlığına eşit olacaktır yani, Δ=W. Pozitif bir doğrultucu moment kolu (GZ) bulunacaktır, yani GZ 0,veya GM 0. Bir geminin herhangi bir etken nedeni ile sancak veya iskele yönünde meyil yaptığını düşünelim. Gemi meyil yaptıkça su altı formu ve buna bağlı olarak da su altı hacim merkezinin konumu değişecek ve geminin toplam ağırlığı ve ağırlık merkezinin konumu sabit kabul edildiğinden ağırlık ve sephiye kuvvetleri arasında bir kuvvet çifti yani moment oluşacaktır. Sephiye merkezinden su hattına çizilen dikin orta simetri eksenini kestiği nokta metasantr noktası olarak adlandırılır ve M harfi ile gösterilir. Metasantr noktası (M) ağırlık merkezinin (G) üstünde ise pozitif bir doğrultucu moment oluşacaktır. Aksi durumda negatif bir devirme momenti oluşacaktır. Metasantr ile ağırlık merkezinin çakışması halinde farksız denge durumu ortaya çıkacaktır. Bu durumda gemiyi doğrultmaya veya devirmeye çalışan moment: M d = ΔGZ = ΔGMsin ϕ olacaktır. Burada ϕ meyil açısını göstermektedir. Meyil açısının küçük değerleri için (3-5 0 ) açının tanjantı veya kendisi de kullanılabilir. Bu ifade ancak yaklaşık 10 dereceye kadar olan küçük meyil açıları için geçerli olup daha büyük açılarda güvertenin suya girmesi veya omurganın sudan çıkması nedeniyle M noktasının konumu değişeceği için daha detaylı hesaplar yapmak gerekecektir. Başlangıç durumunda ve küçük meyil açılarında metasantr yüksekliği sephiye merkezi ve ağırlık merkezinin omurgadan yüksekliği ve metasantr yüksekliği cinsinden aşağıdaki formül ile hesaplanabilir: GM = KB + BM KG 0 Buradaki KB ve BM değerleri hidrostatik hesaplardan kolayca belirlenebilir. Böylece ağırlık merkezinin omurgadan yüksekliğinin bilinmesi halinde gemide başlangıç stabilitesinin bulunup bulunmadığı ve pozitif stabilite bulunması durumunda bunun aşırı olup olmadığı belirlenebilir. Yukarıdaki ifade başlangıç stabilitesinin nasıl iyileştirilebileceği konusunda ipuçları vermektedir. Burada hatırlanması gereken bir nokta aşırı yüksek GM değerlerinin her zaman istenmeyeceği ve bazı sakıncaları olabileceğidir. Ağırlık merkezinin omurgadan yüksekliği (KG) başlangıç stabilitesini negatif etkilemektedir. Yani KG nin düşürülmesi başlangıç stabilitesini iyileştirecektir. Bu amaçla aşağıdakilerden biri uygulanabilir: Bölüm 5-3

69 Gemideki bazı ağırlık grupları daha aşağı konumlara indirilebilir. Geminin ağırlık merkezinden daha aşağı bir konuma ek ağırlık alınabilir (örneğin balast suyu). Gemi ağırlık merkezinden daha yukarıda bulunan bazı ağırlık grupları azaltılabilir (Örneğin üst yapıda çelik yerine GRP veya alüminyum gibi hafif malzeme kullanma). Gemi içindeki serbest yüzey miktarı azaltılabilir. Başlangıç stabilitesini olumlu etkileyen KB ve BM değerleri ise tekne geometrisine bağlı olarak iyileştirilebilir. Su hattı katsayısının arttırılması ile elde edilecek V kesitli formlar, düşük prizmatik katsayısı ve voltalı su üstü formu KB yi yukarı çekecek ve başlangıç stabilitesini iyileştirecektir. Metasantr yarıçapı BM = I şeklinde bulunabilir. Burada I su hattı enine atalet momenti olup 3 k 1LB şeklinde ifade edilebilir. Teknenin su altı hacmi de k LBT şeklinde ifade edilebileceğinden metasantr yarıçapının genişliğin karesi ile değiştiği ortaya çıkar. Bu durumda başlangıç stabilitesi üzerinde en büyük etkisi olan tekne form parametresinin olarak gemi genişliği olduğu ortaya çıkmaktadır. 5.3 MEYİL DENEYİ VE SABİT STABİLİTE HESAPLARI Bitmiş bir geminin ağırlık merkezinin gerçek konumu ve dolayısıyla metasantr yüksekliği (GM) meyil deneyiyle bulunur. Meyil tecrübesinde kalibre edilmiş ağırlıkların yerleri değiştirilerek bilinen bir meyil yaratılır. Bu momente karşı geminin yaptığı meyil bir sarkaçla ölçülür. Sarkaçla yapılan ölçümde (bk. Şekil 5.3) sarkaç boyu ve sapma miktarı bilindiğinden, θ meyil açısı olmak üzere tan θ = Sapma miktarı / sarkaç boyu olarak bulunur. Meyil momenti =W d olduğundan ve bu meyil momenti Doğrultma momenti = Δ GZ = Δ GM sin θ ile karşılanacağından Bölüm 5-4

70 W d = Δ GM sin θ olur. Küçük açılar için sin θ tan θ θ olduğundan GM = W d Δ tan θ ilişkisinden hesaplanır. cetvel sarkaç Şekil 5.3 Meyil Deneyi Meyil deneylerinde ağırlık ilk hareket ettirildiğinde gemi boy ekseni etrafında yalpa (=roll) hareketi yapar ve bu hareket zaman içinde sönümlenerek sabit meyil açısı haline gelir. Yalpa hareketinin doğal periyodunun ölçülmesi de meyil deneyinin bir parçasıdır. Bir geminin doğal yalpa periyodu T K GM ifadesiyle verilir. Burada T yalpa periyodu ve K geminin jirasyon yarıçapıdır. Gemilerin jirasyon yarıçapı gemi genişliğinin bir yüzdesi cinsinden K = kb olarak ifade edilir ve genelde k katsayısı aralığında değer alır. Ortalama değerler kullanıldığında T 0.4 B iyi bir yaklaşık değer verir. GM Bölüm 5-5

71 5.4 YARALANMA VE BÖLMELEME Gemilerin çatışma, karaya oturma, patlama, yanlış yükleme dolayısıyla dış kabuğunun bütünlüğünün bozulması deniz suyunun istek dışında tekne içine girmesi yaralanma (=flooding) olarak tanımlanır. Yaralanma sonucunda gemiye giren su hem geminin ağırlığını arttırarak fribordunun azalmasına sebep olur ve hem de geminin stabilitesinin yok olması sonucu devrilmesine neden olabilir. Dolayısıyla geminin bütünlüğünün korunması ve bu bütünlüğünün bozulması sonucunda ortaya çıkacak kötü etkilerin sınırlandırılması için kurallar konulmuş ve geminin su geçmez bölmelere sahip olması zorunlu hale getirilmiştir. Gemiyi bölmelemek için kullanılan su geçmezlik (=water tightness) özelliği istenen bu yapılara su geçmez perdeler denir. ÖRNEKLER Örnek 5.1: Dikdörtgen kesitli homojen bir kütük ρ 1 yoğunluğunda bir malzemeden yapılmış olup boyu L, genişliği B ve derinliği D dir. Bu kütüğün yoğunluğu ρ 0 olan bir sıvıda dengeli olarak yüzebilmesi için a) B/D ile ρ 1 / ρ 0 arasında nasıl bir bağıntı olmalıdır? b) B/D = 1 ise ρ 1 / ρ 0 oranı ne olmalıdır? c) ρ 1 / ρ 0 = 0.5 ise B/D oranı ne olmalıdır? Bölüm 5-6

72 Bölüm 5-7 Çözüm : a) Yüzme koşulu gereği Δ = W olmalıdır. Buradan LBT ρ 0 =LBD ρ 1 yazılabilir. 0 1 D T ρ ρ = (1) Denge koşulu gereği GM > 0 olmalıdır. Buradan GM = KB+BM-KG > 0 T KB = D KG = 1T B L BT 1 LB I BM 3 = = = 0 D 1T B T GM > + = => 0 1T 6DT B 6T GM > + = T sıfır olamayacağından 0 6DT B 6T > + şartı sağlanmalıdır. (1) ifadesinin yerine konulmasıyla aşağıdaki ifade elde edilir. 0 6D B 6 D > ρ ρ + ρ ρ Her iki tarafı D ile bölersek D B ρ ρ ρ ρ > => ρ ρ ρ ρ > D B b) B/D=1 => ρ ρ ρ ρ > ρ 1 / ρ 0 = t diyelim. Bu durumda A = 6 t 6 t +1 > 0 denklemi elde edilir. Bu denklemin kökleri t 1 = 0.1 t 1 = D T olması gerektiğinden 1 t 0 1 = ρ ρ olmalıdır. Bu durumda denge koşulu aşağıdaki aralıklarda sağlanabilir: < ρ ρ < ve < ρ ρ < c) ρ 1 / ρ 0 = 0.5 ise > D B => 3 D B >

73 Örnek 5. : İkizkenar üçgen kesitli homojen bir kütük ρ 1 yoğunluğunda bir malzemeden yapılmış olup boyu L, genişliği B ve derinliği D dir. Bu kütüğün yoğunluğu ρ 0 olan bir sıvıda dengeli olarak yüzebilmesi için a) B/D ile ρ 1 / ρ 0 arasında nasıl bir bağıntı olmalıdır? b) B/D = ise ρ 1 / ρ 0 oranı nedir? Çözüm : a) Yüzme koşulu gereği Δ = W olmalıdır. Buradan 1 L btρ 1 0 = L BDρ1 btρ0 = BD ρ 1 b T = B D b = BT D b değerinin yukarıdaki ifadede yerine konması ile BT D T D Tρ 0 = BD ρ 1 ρ1 T ρ1 = = (1) ρ0 D ρ0 Bölüm 5-8

74 Denge koşulu gereği GM > 0 olmalıdır. Buradan T KB = 3 D KG = 3 3 Lb B T I b D T B BM = = 1 = = = 1 6T 6T L bt 6D T T B D T B B D GM = + > 0 > D 3 6 D 3 D T (1) ifadesi yerine konursa ( D T) > 4 D T = ρ ρ 0 1 B D > ρ ρ b) B/D= ise > ρ ρ > ρ ρ 0 1 ρ ρ 1 0 > 0.5 ρ T<D olması gerektiğinden ρ 1 < ρ 0 olmalıdır ve buradan 0.5 < 1 < 1 koşulu elde edilir. ρ Örnek Boyu L, genişliği B, derinliği D olan ρ 1 yoğunluğunda bir malzemeden yapılmış ikizkenar üçgen kesitli homojen bir kütük üzerine aynı boy ve genişlikte ve 3D/4 derinlikte ρ 1 / yoğunlukta malzemeden yapılmış dikdörtgen kesitli bir kütük eklenmektedir. Sistemin yoğunluğu ρ 0 olan bir sıvı içinde 3D/ su çekimi ile yüzebilmesi için gerekli B/D ve ρ 1 / ρ 0 oranları nedir? Bölüm 5-9

75 a) Yüzme koşulu gereği Δ = W olmalıdır. Buradan Δ = L B D ρ0 + L B D ρ0 = 3 4 ρ 1 W = L B D ρ1 + L B D = L BDρ 7 = L BDρ 8 ρ L B D = ρ1 ρ L B D Denge koşulu gereği GM>0 olmalıdır. Buradan ρ 1 KB = 1 KB KB = 1 L B D 3 1 D D + L B D D + 4 = L B D 3 4 D W1 KG1 + W KG KG = W + W 1 = 1 L B D ρ D L B D ρ + 1 L B D ρ1 D + 3 L B D ρ1 8 3D 4 = D BM I = = 3 L B 1 L B D B = 1 D GM = KB + BM KG = 3 4 B D + 1 D D > 0 B 1 D > 1 84 B D > 1 7 Örnek 5.4 : 5 m. boyundaki SWATH tipi bir teknenin deplasmanı 300 tondur. Teknenin en kesiti aşağıdaki şekilde olup ağırlık merkezinin omurgadan yüksekliği KG = 1.85 metre ve deniz suyu yoğunluğu 1.05 t/m 3 olarak verilmektedir. Bu teknenin dengeli olarak yüzebileceğini gösterin. Bölüm 5-10

76 Öncelikle teknenin yüzdüğü su hattını belirleyelim. ( π r + h 0.63) L ρ = 300 h = 1.5 m. T = x r + h = = 4.0 m. Denge koşulu gereği GM>0 olmalıdır. Buna göre KB = 1 KB KB = L ( π ( / ) ) L ( π ) = I 1 BM = = = m. 300 /1.05 GM = KB + BM KG = = 0.4 m. GM > 0 olduğundan tekne dengeli olarak yüzebilir. Örnek 5.5 : Deplasmanı 5000 ton ve kalıp genişliği 14m. olan bir kimyasal tankerin ağırlık merkezinin konumunu belirlemek amacıyla meyil deneyi yapılmıştır. Deney sırasında 5m. uzunluğunda bir sarkaç ve 6 ton ağırlığında bir çelik blok kullanılmıştır. Blok bulunduğu konumdan 6m. iskele yönünde hareket ettirilince sarkaç 60 mm. sapmıştır. Bu durumda geminin metasantr yüksekliğini ve doğal yalpa periyodunu bulunuz. Bölüm 5-11

77 tan θ = Sapma miktarı / sarkaç boyu = 0.06 / 5 = 0.01 Geminin metasantr yüksekliği; W d 6 6 GM = = = 0.6 m. Δ tanθ Doğal yalpa periyodu ; 0.4 B T = = 7.59 olarak bulunur. GM 0.6 Bölüm 5-1

78 6. GEMİ DİRENCİNİN BİLEŞENLERİ 6.1. GİRİŞ Gemi direncinin bir mühendislik problemi olarak tanımlanabilmesi için direncin oluşumu, bileşenleri ve bunları etkileyen faktörlerin belirlenebilmesi ve verilen bir form için belirlenen hız aralığında deneysel ve/veya nümerik yöntemlerle hesaplanabilir olabilmesi gerekir. GEMİ ÖLÇÜMLERİ Yöntemler Standart kabul tecrübeleri Özel tecrübeler Problem Çevre şartları kontrolsüz Ölçülebilir faktörler Özel ölçüm maliyeti Avantaj Gerçeklenen değerler Umulan Gemi Performansı Model Deney Sonucu MODEL DENEYLERİ Yöntemler Standart deneyler Sistematik deneyler Araştırma deneyleri Gözlemsel deneyler Problem Ölçek etkileri Ölçülebilir faktörler Avantaj Çevre şartları kontrolü Ölçüm Veriler Ölçüm Yöntemi Ve Hesaplar EKSTRAPOLASYON Model sonuçlarından Gemi sonuçlarını elde etme Deney Dizaynı Sistematik ve Dağınık Veri Yöntem Yöntemler Teorik hesaplamalar Ampirik hesaplamalar Ölçek etkilerinin hesabı ANALİTİK / NÜMERİK MODELLEME Problem Hesaplamaların deneysel sonuca uyumu Avantaj İstenen her büyüklüğün her ölçekte hesaplanabilmesi Şekil 6.1. Gemi direnci incelemesinde bilgi akış çevrimi Bugün teori, nümerik yöntemler, deneysel teknikler ve araştırma imkanlarına rağmen direnci etkileyen faktörlerin tümüyle değerlendirilmiş olduğunu ve ölçek probleminin çözüldüğünü söylemek mümkün değildir. Konunun gelişimi yönünden bilgi akışı ve etkileşim Şekil 6.1 de şematik olarak gösterilmiştir. Bölüm 6-1

79 Ölçek etkisi yönünden direnç bileşenlerinin ayrımı ve bunun model-gemi ekstrapolasyonunda ilk kullanımı Froude tarafından ortaya konmuştur. Bugün Froude hipotezi olarak adlandırılan bu yöntemde toplam direnç sürtünme ve artık direnç olarak ikiye ayrılmış; sürtünme direncinin gemi ıslak alanıyla aynı alandaki bir eşdeğer levha direncine eşit olduğu kabul edilmiş ve toplam direnç ile sürtünme direnci arasındaki fark ise artık direnç olarak tanımlanmıştır. Froude dan sonra kullanılması gerekli sürtünme direnç katsayısı üzerinde uzunca tartışmalar yapılmış, değişik formüller önerilmiş ve kullanılmış ise de bugün dahi pek çok deney tankı bu temel yaklaşımı kullanır. Bu yaklaşımdan doğan farkların değerlendirilmesi için bir ekstrapolasyon faktörü (1+x) yaratılmış ve mevcut veriler kullanılarak (1+x) için ampirik formüller elde edilmiştir. Bugün mevcut yaklaşımda toplam direncin normal (basınç) ve teğetsel (sürtünme gerilmeleri) bileşenlerden oluştuğu genel hipotezi altında Şekil 6. de gösterildiği şekilde değerlendirilmesi benimsenmiştir. TOPLAM DİRENÇ BASINÇ DİRENCİ SÜRTÜNME DİRENCİ VİSKOZ BASINÇ DİRENCİ DALGA DİRENCİ VİSKOZ DİRENÇ Şekil 6.. Direncin kavramsal modellenmesi Bu genel kavramsal tanım çerçevesi içinde dahi gözlenen oluşumları da dikkate alarak aşağıda belirtilen direnç bileşenlerinden bahsetmek mümkündür. Sürtünme Direnci (Frictional Resistance), R F : Sürtünme direnci, gemi ıslak yüzeyi üstündeki teğetsel gerilmelerin gemi hareket yönünde toplanması ile elde edilen direnç bileşenidir. Bölüm 6-

80 Artık Direnç (Residuary Resistance), R R : Artık direnç, teknenin toplam direncinden herhangi bir özel formül ile hesaplanan sürtünme direncinin farkının alınması ile elde edilen bir niceliktir. Genel olarak, ticari gemilerin artık direncinin önemli bir bölümü dalga yapma direnci olacaktır. Viskoz Direnç (Viscous Resistance), R V : Viskoz direnç, viskozite etkisinden dolayı harcanan enerji ile ilişkili olan direnç bileşenidir. Viskoz direnç bileşenini belirlemek için pek çok yaklaşım vardır. Aşağıda üç yaklaşım kısaca tanımlanmıştır. Çok küçük Froude sayılarında dalga direnci sıfıra yaklaştığı ( 0) C düşüncesi ile toplam direnç katsayısının asimtotik davranışından viskoz direnç faktörü için bir değer türetilebilir. Bu değer form faktörü olarak tanımlanır ve asimtotik değer bulmada en çok kullanılan metod, Prohaska (1966) tarafından önerilen, F / C 4 n F w sayılarına karşı C T /C F oranın grafiğinin çizilmesi şeklindedir: Bu diyagramdaki noktalara uydurulan doğru Hughes tarafından önerilen aşağıdaki formüldeki form faktörünü verecektir : C = C + C T V V W ( ) CF C = 1 + k Fn 0 gittiğinden C W 4 ~ mfn T F 4 ( 1+ k) + mfn CF C / C / Uygun eksenlerde çizilmiş olan C F eğrisi çok düşük hızlarda C T eğrisine teğet olacak şekilde bir sabit ile yani (1+k) ile çarpılır. Böylece C V = (1+k) C F elde edilir. Bir modeldeki viskoz kayıplar teknenin önündeki ve arkasındaki enine düzlemler arasındaki momentum akışındaki değişim ile sonuçlanacaktır. Bu viskoz direnç olarak adlandırılır. Bazı literatürlerde iz direnci (wake resistance) olarak geçer. Basınç Direnci (Pressure Resistance), R P : Basınç direnci, gemi ıslak yüzeyi üstündeki, gemi hareket yönüne normal gerilmelerin toplanması ile elde edilen direnç bileşenidir. Bölüm 6-3

81 Viskoz Basınç Direnci (Viscous Pressure Resistance), R PV : Viskoz basınç direnci, viskozite ve girdaplardan dolayı normal gerilme bileşenlerinin toplanması ile elde edilen direnç bileşenidir. Bu büyüklük tamamen su içindeki cisimler hariç (burada basınç direncine eşit), doğrudan ölçülemez. Dalga Yapma Direnci (Wavemaking Resistance), R W : Dalga yapma direnci, gravite dalgaların üretilmesinden harcanan enerji ile ilişkili olan direnç bileşenidir. Şekil 6.3. P noktasında hareket eden bir cisim tarafından sebep olunan Kelvin dalga grubunun dalga tepeleri Bölüm 6-4

82 Sekil6.4 Sekil 6.5 Dalga Formu Direnci (Wave Pattern Resistance), R WP : Dalga formu direnci, serbest su yüzeyindeki hız alanı ve bu yüzden akışkanın momentumunu lineer teori yolu ile elde edilen dalga formları ile ilişkilendirilebileceği varsayılarak, gemi veya modelden uzaklaşan dalga genliklerinin ölçümlerinden çıkarılan direnç bileşenidir. Bu şekilde çıkarılan direnç dalga kırılma direncini içermez. Dalga Kırılma direnci (Wavebreaking Resistance), R WB : Dalga kırılma direnci, gemi baş dalgalarının kırılması ile ilgili olan bir dalga direnci bileşenidir. Serpinti Direnci (Spray Resistance), R S : Serpinti direnci, serpinti oluşmasından dolayı harcanan enerji ile ilişkili bileşenidir. Bölüm 6-5

83 Şekil 6.6. Gemi direnci bileşenleri Takıntı Direnci (Appandage Resistance) : Bu, şaft göbeği, şaft braketleri ve şaft; yalpa omurgası; dümen gibi takıntıların direncidir. Fiziksel model kullanıldığı zaman, genellikle takıntılar modellere takılır ve o zaman takıntı direnci ölçülen direncin içinde mevcut olacaktır. Eğer tekneye takılmış herhangi bir takıntı yoksa direnç yalın (bare) tekne direnci olarak adlandırılır. Pürüzlülük Direnci (Roughness Resistance) : Bu, pürüzlülükten dolayı olan dirençtir. Örneğin, gemi yüzeyindeki korozyon ve kirlenmenin doğurduğu direnç artışları bu tipin örnekleridir. Hava Direnci (Air Resistance) : Bu, ana teknenin su üstündeki kısmının ve üst yapıların geminin hareketinden dolayı havadan gördükleri dirençtir. Rota Direnci (Steering Resistance) : Düz bir rota hattını sürdürebilmek için, genelde rota düzeltmede dümenin kullanılması gerekir. Dümeni kullanmak, rota direnci olarak adlandırılan ek bir dirençle sonuçlanacaktır. Ayrıca, çevreyle direnç arasında bir ilişki vardır. Bir gemi sınırlı bir suda hareket ettiğinde, suyun sınırları cisme yeterlice yakınsa gemi direncini etkiler. Su derinliğinin sığ su etkisi diye adlandırılan bir etkisi vardır. Bölüm 6-6

84 6. GEMİ SEVKİ Geminin ileri hareketi bir (veya birkaç) pervane veya eşdeğeri sevk donanımı vasıtasıyla elde edilen itme kuvvetinin (= thrust) gemi direncini yenmesi ve istenen hızı temini ile sağlanır. Genelde, gerekli olan itme kuvveti T, o hızdaki toplam direnç R T den daha büyüktür. Bunun sebebi pervane etrafındaki akım ve tekne-pervane etkileşimidir. Pervane Etrafındaki Akım: Geminin ileri doğru hareketi sonucu gemi etrafında oluşan akım içinde viskozite etkileri dolayısıyla kenar tabaka (= boundary layer) denilen bir bölge oluşur. Kenar tabaka içinde izafi hız değişimi yüksek olup, gemiye bağlı bir koordinat sisteminde gemi yüzeyinde izafi hız sıfır iken kenar tabaka sınırında bu izafi hız gemi hızı değerine yaklaşır. Kenar tabaka kalınlığı geminin boy istikametinde ilerledikçe artar ve gemi pervanesinin bulunduğu bölgede pervane çalışma alanının önemli bir bölümü bu kenar tabaka içinde kalır. Dolayısıyla, pervanenin bulunduğu yerde çapı pervane çapına (d) eşit bir daire içinde kalan alandaki ortalama hız V A geminin ilerleme hızından daha düşük bir değer alır. Bu hıza pervane ilerleme hızı denir. Gemi hızı ile pervane ilerleme hızı arasındaki fark efektif iz hızı (effective wake velocity) olarak tanımlanır ve bu hızın gemi hızına oranı iz katsayısı (=wake fraction coefficient) olarak bilinir, yani w = V V V A veya VA V = 1 w İz katsayısının nümerik değeri özellikle kıç formunun dolgunluk ve şekline, pervane yeri ve çapına bağlı olarak değişir ve geminin sevk verimi üzerinde önemli etkisi vardır. Genelde pervane çapı büyüdükçe iz değeri azalır. Tek pervaneli ticaret gemilerinde iz katsayısı 0.0 ile 0.45 arasında değişir. İz katsayısının çok yüksek olması ve akım düzensizliğinin bulunması halinde pervanenin kavitasyon yapması ve problem yaratması olasılığı yüksektir. İtme Azalması. Pervane çalıştığında önündeki su kütlesi üzerinde bir emme etkisi yaratır. Bu etki sonucunda gemi direncinde bir artış ortaya çıkar. Tarihi sebeplerle bu direnç artışı (T - R T ) pervane itmesinin azalması olarak tanımlanır ve bu farkın itme kuvvetine oranına itme azalması veya emme katsayısı (= thrust deduction coefficient) denir. Bölüm 6-7

85 t = T R T T Genelde itme azalma katsayısı gemi kıç formuna bağlı olarak değişir ve itme katsayısı arttıkça bu katsayı da artar. Tek pervaneli ticaret gemilerinde itme azalma katsayısı 0.1 ile 0.30 aralığında değişir. Birden fazla pervaneli gemilerde itme azalma katsayısı çok daha düşük değerler alır. 6.3 VERİMLER Tekne Verimi (= Hull Efficiency) η H. Tekne verimi efektif gücün (yani gemiyi yedekte çekmek için kullanılan güç) P E = R T V nin pervanenin itme dolayısıyla verdiği güce, yani P T = T V A ya oranıdır. η H = P P E T = R T V T V A = R V T A / T / V = 1 t 1 w Tek pervaneli gemilerde tekne verimi 1.1 ile 1.4 arasında değerler alır. Yüksek sevk verimi değerleri daha dolgun formda gemilerde ortaya çıkar. Çift pervaneli gemilerde 1.05 değerleri arasında değişir. η H değeri 0.95 ile Pervane Verimi (Propeller Efficiency) η o. Pervane verimi pervaneye verilen gücün ne kadarının pervane tarafından gemi sevki için kullanıldığını gösteren orandır. Genelde pervane verimini ölçme deneyleri kavitasyon tünelinde üniform akımla yapıldığından ölçülen bu verime pervane açık su verimi (propeller open water efficiency) denir ve η o ile gösterilir. Bir pervanenin açık su verimi pek çok faktöre bağlıdır. Bu faktörlerden en önemlileri pervane ilerleme hızı (V A ), pervaneden beklenen itme (T), pervane çapı (d) ve devri (n) ile pervane kanat alan oranına bağlıdır. Tipik bir pervanede, pervane açık su verimi 0.35 ile 0.70 arasında değişir. Şekil 6.5 de tipik pervane verim eğrileri verilmiştir. Bu grafikte J ile pervane ilerleme katsayısı gösterilmiştir. Bölüm 6-8

86 Küçük tanker Pervane verimi Büyük tanker Dev/dak Ilerleme katsayısı Şekil 6.7. Pervane açık su verim eğrileri Gerçekte bir gemi kıçındaki akım üniform değildir ve V A ortalama bir değerdir. Dolayısıyla gemi pervanesi tarafından yaratılan itme ve moment açık su deneylerinde gözlemlenen değere göre farklar gösterir. Gerçek pervane verimi η B (=P T / P D ) ile gösterilir ve η B /η o oranına izafi dönme verimi (relative rotative efficiency) denir ve η R ile gösterilir. Bir anlamda η R dizaynı yapılan pervanenin iz dağılımına uyumunu gösterir ve normal olarak değerleri arasında kalır. Sevk Verimi (Propulrive Efficiency) η o. Sevk verimi gemiyi yedekte çekme için kullanılan gücün (P E = R T V) gemi pervanesinde kullanılan güce (P D ) oranıdır. Bu ifade η D = P P E D = P P E T PT P D = η H η B = η H η η O R olarak ortaya çıkar. Dolayısıyla sevk verimi üç verimin çarpımı olarak ortaya çıkar. Genelde hem iz katsayısı nispeten yüksek ve hem de iz dağılımı mümkün olduğu kadar üniform olan formlarda yüksek sevk verimi elde etmek mümkündür. Bölüm 6-9

87 Mekanik Verim (Shaft or Mechanical Efficiency) η S. Makina tarafından üretilen gücün bir bölümü sürtünme ve benzeri sebeplerle dişlilerde ve yataklarda kaybolmaktadır. Makinadan çıkan gerçek güç fren gücü (brake power) olarak bilinir ve P B ile gösterilir. Pervaneye verilen sevk gücünün fren gücüne oranına ise mekanik verim denir (η S = P D / P B ). Genelde, sevk sistemi aranjmanına bağlı olmak üzere mekanik verim aralığında değişir ve tek pervaneli gemi dizayn hesaplarında 0.97 olarak alınır. Toplam Verim (Total Efficiency) η T. Gemi makinasının seçimi yönünden önemli olan güç fren gücüdür. Dolayısıyla deney veya hesapla bulunan efektif güç (P E ) ve pervane sevk gücünün (P D ) fren gücüne değiştirilmesi gerekmektedir. Toplam verim efektif gücünün fren gücüne oranı olarak tanımlanır. η T = P P E B = P P E D P P D B = η H η η η O R S Hızlar (Velocity) Gemi hızı (Ship s speed) : V Pervaneye gelen suların hızı (Arriving water velocity to propeller) : V A Efektif iz hızı (Effective wake velocity) : V W = V - V A İz katsayısı (Wake fraction coefficient) V VA : w = V Kuvvetler (Forces) Toplam direnç (Towing resistance) : R T İtme kuvveti (Thrust force) : T Pervane itmesinin azalması (Thrust deduction fraction) : F = T - R T Emme katsayısı (Thrust deduction coefficient) : T R T t = T Bölüm 6-10

88 Sekil 6.8 Güç (Power) Efektif güç (Effective (Towing) power) Pervanenin itme dolayısıyla verdiği güç (Thrust power delivered by the propeller to water) Gemi pervanesinde kullanılan güç (Power delivered to propeller) Fren gücü (Brake power of main engine) Verimler (Efficiencies) Tekne verimi (Hull efficiency) : İzafi dönme verimi (Relative rotative efficiency) Açık su pervane verimi (Propeller efficiency open water) Gerçek pervane verimi (Propeller efficiency behind hull) Sevk verimi (Propulsion efficiency) Mekanik verim (Shaft efficiency) Toplam verim (Total efficiency) : P E = R T x V : P T = P E / η H : P D = P T / η B : P B = P D / η S η : η R H 1 t = 1 w : η O : η B : η O x η R : η D : η H x η B : η S : η T η T = P P E B = P P E T P P T D P P D B = η H η B η S = η H η O η R η S 6.4 MAKİNA SEÇİMİ VE SEÇİLECEK MAKİNA GÜCÜ Geminin makina seçiminde önemli olan unsur, elde edilen güçle geminin istenen seyir hızını sağlayabilmesidir. Gemi dizel motorlarında makina gücü makinanın en fazla devamlı gücü (=maximum continuous rating) veya MCR olarak belirtilir. Ancak hem makina üreticileri ve hem de gemi işletmecileri makinayı devamlı olarak bu güçte çalıştırmak istemez. Zira böyle bir çalışma rejiminde yedek parça kullanımı artar ve kısa zamanda makinada performans düşüklüğü ortaya Bölüm 6-11

89 çıkar. Dolayısıyla bir servis gücü (=service rating) MSR ve servis kullanım oranı ortaya çıkar. Genelde MSR MCR olarak seçilir. Ayrıca makina fren gücü temiz tekne ve sakin hava ve deniz koşulları için tanımlanmıştır. İşletme esnasında tekne kirlenir (pürüzlenme, yosun v.s.) ve hava-deniz şartları da devamlı sakin değildir. Dolayısıyla bu farklılıklar için de bir pay bırakmak gerekir. Bu paya deniz veya servis payı (= sea or service margin) denir ve genelde yüzde 15 olarak seçilir. Sonuç olarak MSR = (1+deniz payı) P B + PTO gücü olarak tanımlanır. Burada PTO gücü şafttan bir dişli vasıtasıyla güç alınarak çalıştırılan şaft jeneratörü ve benzeri donanımlar için kullanıldığı güçtür. Bu tanımlardan sonra makina seçiminde kullanılacak MCR değeri MCR MSR 0.85 veya 0.90 olarak ortaya çıkar. MODEL DENEYLERİ Şekil 6.9 da çekme deneyi ve şekil 6.10 da model etrafındaki su akışını gösteren deneylerin resimleri verilmiştir. Bölüm 6-1

90 Şekil 6.9. Çekme deneyi Bölüm 6-13

91 Şekil Özel bir boyanın suyun akışına göre model üzerinde dağıldığı deney Bölüm 6-14

92 PERVANELER Sekil 6.11 de kanat sayıları ve şekilleri değişik pervaneler için örnek resimler verilmiştir. Bölüm 6-15

93 Bölüm 6-16

94 Sekil 6.11 Bölüm 6-17

95 7. TONAJ, FRİBORD VE GÖRÜNÜR İŞARETLER 7.1 GROS VE NET TONAJ Dünyada ilk tonaj tanımı 143 yılında Britanya hükümetinin ticaret gemilerinin taşıdıkları yükten vergi almak için çıkardığı yasa ile gündeme gelmiştir. Bu tarihten itibaren denizci devletlerin hepsi kendi kontrollerindeki gemi ve limanlarda uygulanmak üzere tonaj tanımları çıkarmışlar ve gemi sahipleri (ve dolayısıyla dizaynerler) ise tonajı düşük tutabilmek için tanımların verdiği esneklikleri kullanmışlardır. Zaman içerisinde uluslararası alanda kabul edilebilir ve üniform bir sisteme ihtiyaç olduğu kabul edilmiş ve IMO (Intergovermental Maritime Organisation Uluslararası Denizcilik Örgütü) tarafından 1969 yılında organize edilen International Conference on Tonnage Measurement of Ships (ICTM 69) (Uluslararası Tonaj Ölçüm Konferansı) adlı toplantıda bugün de uygulanmakta olan Gros ve Net Tonaj tanımları kabul edilmiştir. Gros Tonaj (GT) (Gross Tonage): Geminin hacimsel kapasitesinin bir ölçüsü olup, tekne, üstyapı ve tüm kapalı alanların hacimlerinin toplamından oluşur. Bu tonaj havuzlama, pilot hizmetleri ve sörvey işlemlerinde esas alınır. Gros tonaj aşağıdaki formüle göre hesaplanır: GT = K 1 V Burada V geminin tüm kapalı alanlarının m 3 olarak hacmi ve K 1 = log 10 V şeklinde tanımlanmıştır. Ön dizayn aşamasında toplam hacmin güverte altı hacmi ( V U ) ve üst yapı hacmi (V H ) toplamı olduğu, yani; V = V U + V H kabulüyle V U yaklaşık olarak V U D = Δ T formülü yardımıyla hesaplanarak ilk yaklaşık iç hacim tahmini yapmak mümkündür. Bölüm 7-1

96 Net Tonaj (NT) (Net Tonnage): Geminin para kazanma kapasitesinin bir ölçüsü olup kargo bölümlerinin toplam hacmi ile yolcu sayısına bağlı olarak hesaplanır. Liman ve kargo vergilerinde bu tonaj esas alınır. Net tonaj aşağıdaki formüle göre hesaplanır: NT = K Vc 4T 3D + K 3 N Burada: V c : Kargo taşınan alanların m 3 olarak hacmi, T : Geminin m olarak ortalama su çekimi D : Geminin m olarak ortalama derinliği 1 + N 10 K = log 10 V c K 3 = 1.5 GT 1 + N 1 : 8 yatağa kadar kapasiteli kabinlerde kalan yolcu sayısı N : N 1 in dışında kalan yolcu sayısı Ayrıca aşağıdaki koşullar sağlanmalıdır: 4T 3D 1 K V 4T c 3D 0.5GT NT 0.30GT N 1 + N 1 ise N 1 = 0 ve N = 0 alınır. Yine ön dizayn hesaplarında kargo alanları hacminin daha önce yaklaşık formülü verilen V U hacminin %66 sı olduğu yaklaşımı genelde yararlı sonuç verir. Geminin hizmete girmesinden önce Bayrak devleti yapılan hesapların kontrolünü yaparak tasdikli bir Uluslararası Tonaj Sertifikası (International Tonnage Certificate) verir. (Bakınız Şekil 7.1 a ve b). Ancak bugün dahi Panama ve Süveyş Kanallarının ayrı birer tonaj tanımı vardır ve bu kanallardan geçerken verilen kanal geçiş ücretleri bu özel tonajlara göre tayin edilir. Bölüm 7-

97 Şekil 7.1 a Uluslararası tonaj sertifikası Bölüm 7-3

98 Şekil 7.1 b Uluslararası tonaj sertifikası Bölüm 7-4

99 7. FRİBORD VE İLİNTİLİ İŞARETLER Bir geminin gemi ortasında (mastoride) en üst devamlı güvertesi ile müsaade edilen yüklü su hattı arasındaki yükseklik farkı fribord (= freeboard) olarak tanımlanır. Gemilerin yüzme ve yaralanma güvenliği yönünden büyük önemi olan fribord, bütün ülkelerin kabul ettiği bir yöntemle saptanır. IMO tarafından 1966 yılında organize edilen International Convention on Load Lines (ICLL 66, Uluslararası Yükleme Hattı Konvansiyonu) sonuçları bugün de kullanılmakta olan yöntem, işaretleme ve belgeleme esaslarını belirler. Gemilerde fribordun yararları aşağıdaki alt başlıklar kapsamında vurgulanabilir: 1. Geminin kesit mukavemetini arttırır.. Yaralanma halinde yedek deplasman sağlar. 3. Büyük açılarda devrilme açısının artmasını ve böylece stabilitesinin artmasını sağlar. 4. Güverte ıslanması halinde teçhizatı ve kargoyu korur. 5. Yolcu ve mürettebat için güvenli bir ortam sağlar. Fribord değeri gemi ortasında ölçülür ve minimum değeri uluslararası fribord sözleşmesi ile belirlenir. Bu sözleşme hemen tüm dünya ülkelerinde geçerli olup dört ana bölümden oluşur. 1. Genel tanımlar ve terimler. Fribord tanımı için gerekli koşullar 3. Fribord tabloları ve düzeltmeler 4. Özel düzeltmeler 1966 Uluslararası Fribord Sözleşmesi tüm gemi tipleri ve 4 metreden büyük ticari gemiler için geçerlidir. Savaş gemileri bu sözleşmeye tabi değildir. Balıkçı gemilerinden sadece uluslararası balık taşımacılığında kullanılanlar sözleşmeye bağlıdır. Tanımlar Gemi boyu %85 derinlikte ölçülen L BP veya aynı derinlikteki L WL nin %96 sından büyük olanıdır. Baş dikey (FP) geminin %85 derinlikte baştaki en uç noktası, kıç dikey (AP) ise dümen rodunun eksenidir. Bölüm 7-5

100 Fribord güvertesi havaya ya da denize açık ve su geçmez perdelerin uzandığı en üst sürekli güvertedir. Güverte çizgisi (300 x 5 mm) boyutlarında olup fribord güvertesini tanımlar. Fribord derinliği fribord güvertesi levhasının üzerinden ölçülür. Fribord markası 5 mm kalınlığında, 300 mm çapında bir daire olup bu daire 450 x 5 mm boyutlarında yatay bir çizgi ile daire merkezi çizginin üst kenarına gelecek şekilde kesilmiştir. Bu yatay çizgiden fribord güvertesi levhasının üstüne kadar olan uzaklık o geminin yaz fribordunu gösterir. Fribord markası ve diğer yükleme sınırları Şekil 7. deki gibi işaretlenir. Burada yaz fribordu S harfi ile gösterilir ve diğer yükleme sınırları T (Tropik fribord), W (Kış fribordu), WNA (Kuzey Atlantik kış fribordu), F (Tatlı su fribordu) ve TF (Tropik tatlı su fribordu) aşağıdaki gibi hesaplanır. f T = f S T 48 f W = f S T + 48 f WNA = f S Δ 40T 1 f TF = f F T 48 Burada T Δ : Draft [mm] : Deplasman [ton] T 1 : 1 cm batma tonajı Yükleme sınırını ifade eden harfler 115 mm yükseklikte ve 75 mm genişlikte ait olduğu yatay çizginin üstünde, hizasında veya altında olacak şekilde yazılabilir. Fribord sözleşmesinin uygulanabilmesi için söz konusu geminin yeterince güvenli olması ve bir klas kuruluşunca veya Bayrak devletince onaylanmış olması şarttır. Bölüm 7-6

101 GÜVERTE HATTI GÜVERTE HATTI MİNİMUM YAZ FRİBORDU 540mm GERİ 540mm İLERİ Kabul edilebilir metrik karşılık Şekil 7.. Fribord işareti standartları Bölüm 7-7

102 Fribord Hesabı 1966 sözleşmesi gemileri A ve B tipi olmak üzere iki ana gruba ayırmaktadır. A tipi gemiler yalnızca sıvı yük taşıyan, B tipi gemiler ise bunun dışında kalan gemilerdir. A tipi ve B tipi gemiler için standart fribord değerleri gemi boyuna bağlı olarak standart bir gemi için verilmiştir. Standart gemide üst yapı bulunmadığı varsayılmış olup bu geminin özellikleri şöyledir: C B = 0.68 L / D = 15 Güverte sehimi : B/50 Standart bir şiyer hattı tanımı Fribordu hesaplanacak geminin değerleri bunlardan farklı ise birtakım düzeltmeler yapılması gerekir. Düzeltmeler aşağıda belirlenen unsurlar için yapılır: 1. Boy düzeltmesi. B tipi gemilerde üst yapı bina etkin boylarının gemi boyunun %35 inden az olması halinde fribord artışı için yapılır.. Blok katsayısı düzeltmesi. Şayet T=0.85D için blok katsayısı 0.68 den fazla ise fribord arttırılması için yapılır. 3. Derinlik düzeltmesi. Şayet L/D değeri 15 den büyük ise fribord artımı için yapılır. 4. Kemere sehimi düzeltmesi. Kemere sehiminin (B/50) den farklı olması halinde fribord artımı veya azaltılması için yapılır. 5. Üst yapı düzeltmesi. Üst yapı etkisi dolayısıyla fribord azaltılması için yapılır. 6. Şiyer düzeltmesi. Geminin şiyer hattı ile varsayılan standart şiyer arasındaki farklar dolayısıyla fribordun artımı veya azaltılması için yapılır. Bir gemiye ait fribord hesapları ve fribord belgesi ekte verilmiştir. Bölüm 7-8

103 Bölüm 7-9

104 Bölüm 7-10

105 Bölüm 7-11

106 Bölüm 7-1

107 Bölüm 7-13

108 Bölüm 7-14

109 7.3 DİĞER GÖRÜNÜR İŞARETLER Gemilerde fribord işaretleri dışında diğer bazı işaret yazı ve rakamları görmek mümkündür. Bunların başında geminin adı ve bağlı bulunduğu liman gelir. Geminin baş ve köprü üstünde bordalarda gemi adı ve kıç aynada gemi adı ve limanı yazılır. Gemi adının önüne köprü bordalarında gemi tipini simgeleyen harfler kullanılır. Örneğin: M / V S / S M / T Motorlu gemi (Motor Vehicle) Buharlı gemi (Steam Ship) Motorlu tanker (Motor Tanker) Yine geminin baş, kıç ve ortasında (vasat) draft işaretleri görünür. Draft işaretleri bir bordada Romen rakamlarıyla ve diğer bordada ise normal rakamlarla yazılır. Sanayide bu işaretleme kana rakamları olarak bilinir. Gemi üzerinde ayrıca römorkör yardımı alırken römorkörün bilgi sahibi olması için yumru baş (veya balb = bulbous bow), manevra iticileri (= side thruster) ile mukavemet yönünden römorkörün tekneye yaslanabileceği yerleri gösteren işaretler mevcuttur. Şekil 5.3 de bu tip işaretler görülmektedir. Şekil 7.3. Yumru baş ve manevra itici işaretleri Bölüm 7-15

110 8. GEMİLERİN MUKAVEMETİ VE YAPISAL BÜTÜNLÜĞÜ 8.1 GENEL MUKAVEMET KAVRAMI İç ve dış yükler altındaki bir yapının yapısal bütünlüğünü koruyabilme özeliği bu yapının öngörülen yükler için yeterli mukavemete sahip olduğunu gösterir. Ancak hiçbir yapı olası bütün yükleri karşılamaya yetmez. Örneğin, kesit alanı A olan silindirik çubuğu iki ucundan P kuvvetiyle çekmeye tabi tutalım. Çubukta bir boy uzaması ortaya çıkacaktır. Kuvveti arttırarak deneyi tekrarlamaya devam edersek çubuğun orta bölgelerinde bir daralma ortaya çıkar. Teknik terminolojide bu olaya akma (= yield) denir. Gerilmeyi birim alana düşen yük olarak tanımlarsak yani s = P/A, akma noktasındaki gerilmeye akma gerilmesi (σ y =yield stress) denir. Deneye devam edilirse şekil değiştirmesinde hızlanma olur ve bir süre sonra malzemede kopma ortaya çıkar. Genelde akma noktasına kadar olan şekil değiştirmeye elastik şekil değiştirme denir ve kuvvet ortadan kaldırıldığında malzeme eski şekline geri döner. Bu deneyde ortaya çıkan gerilme eksenel doğrultuda, yani kesitlere dik doğrultuda olduğundan bu tip gerilmeye normal gerilme (= normal stress) denir. gerilme Kopma dayanımı Gerçek kopma gerilmesi Akma noktası Kopma gerilmesi Elastik sınır Oransal sınır Şekil degiştirme Şekil 8.1. Çekme deneyi Benzer bir deneyi bahis konusu çubuğu eğerek de gerçekleştirebiliriz. Bu halde de sonuç benzer bir şekilde ortaya çıkar, ancak burada kesitlere uygulanan gerilme kesite dik değil paraleldir. Bu tür gerilme kesme gerilmesi (=shear stress) olarak tanımlanır. Bölüm 8-1

111 Şekil 8.. Kesme gerilmesi Bir mühendislik yapısında yeterli mukavemete sahip olmak demek, öngörülen yüklerin etkisi altında ortaya çıkan gerilmelerin müsaade edilen emniyetli gerilme sınırını aşmaması demektir. Müsaade edilen gerilme sınırı daima akma gerilmesinin altında bir değerdir. Bir geminin bünyesel yapısı oldukça karmaşıktır. Her ne kadar bugün sonlu eleman modelleri ile (= finite element models) böyle bir komplike yapının mukavemet değerlendirmesini yapmak mümkün ise de, özellikle dizayn aşamasında geminin idealleştirilmiş (yani basitleştirilmiş) modelleri kullanılarak gerekli mukavemet değerlendirmeleri yapılır. Genelde gemilerin boyuna mukavemeti ile ilgili irdelemelerde gemi bir kiriş (= beam) olarak modellenir. Enine mukavemet ve burulma değerlendirilmesinde modelleme bir kafes kiriş (= grillage) analojisi ile yapılır. Burkulma (= buckling) ve lokal yapı analizinde ise takviyeli panel (= reinforced panel) modelleri tercih edilir. 8. BİR KİRİŞİN MUKAVEMET ÖZELLİKLERİ Kirişler tek veya çok elemandan oluşabilir. Mukavemet hesabında ana unsurlardan bir tanesi bir şeklin atalet momentidir. Atalet momenti (= moment of inertia) bir eksene veya bir noktaya göre alınabilir. Bir eksene göre atalet momenti: I y = A y dx dy Bölüm 8-

112 olarak tanımlanır. Burada dxdy elemanter alanı y ise bu alan merkezinden seçilen eksene olan uzaklıktır. Verilen kesit ile ilgili bir diğer kavram ise tarafsız eksendir. Tarafsız eksen verilen şeklin alan merkezinden geçen ve seçilen doğrultuya paralel olan eksendir. Matematik olarak tarafsız eksenin yeri bahis konusu şeklin seçilen eksene göre statik momentinin alana oranı olarak bulunur. Yani: y A y dx dy = A dx dy = M y / A Şekil 8.3 de tarafsız eksene göre alınmış atalet momentleri gösterilmektedir. Şayet bir şeklin kendi tarafsız eksenine göre atalet momenti biliniyorsa, aynı şeklin bu eksene paralel başka bir eksene göre atalet momenti nakil teoreminden: I y 1 = I y + A d olarak belirlenir. Burada I y şeklin kendi tarafsız eksenine göre atalet momenti, A şeklin kesit alanı ve d şeklin tarafsız ekseni ile yeni seçilen eksen arasındaki uzaklıktır. Düz çubuk Ad lerin toplamı Oransal bükülmezlik Şekil 8.3. Kesit atalet momentleri Kiriş teorisine göre bir kiriş kesitinde tarafsız eksenin bulunduğu yerde gerilme sıfır olur ve gerilme tarafsız eksenden olan uzaklıkla doğru orantılı olarak artar. Buna karşılık gerilme miktarı kesit atalet momentiyle ters orantılıdır; yani kesit atalet momenti arttıkça gerilme Bölüm 8-3

113 azalır. Bu bilgilerin ışığında y max kesitte tarafsız eksenden en uzak noktanın bu eksene mesafesi olmak üzere: W = I / y max oranına kesit mukavemet modülü (=section modulus) denir. Şayet bu kesite etkiyen maksimum moment de biliniyorsa, kesitteki maksimum gerilme: σ max = M max / W olarak tayin edilir. 8.3 GEMİ BÜNYESİNDE ETKİYEN YÜKLER Gemi üzerinde etkiyen en belirgin yükler geminin kendi ağırlık dağılışı ile sephiye kuvveti arasındaki farktan doğan yüklerdir. Ticaret gemileri değişik ambar yükleriyle seyir yapacağından ve geminin her draft ve trim durumu için sephiye kuvveti dağılımı değişeceğinden iki kuvvet dağılımının ortaya çıkaracağı kesme kuvvetleri ve eğilme momentleri de değişkenlik arz edecektir. Şayet bir yükleme sonucu geminin baş ve kıçı su içine meyilli hal almışsa yani orta gövde yükselmişse buna sarkma (= hogging), bunun tersine ise çökme (= sagging) denir. Bir geminin sarkma ve çökme durumu Şekil 8.4 de şematik olarak gösterilmektedir. Gemiye göre dalgaların alacağı izafi durum bunun sonucu olarak sephiye kuvvetleri dağılımı değişimi sarkma ve çökme dolayısıyla ortaya çıkan gerilmelerin artmasına sebep olur. Yanlış yükleme dolayısıyla kırılmış önemli sayıda dökme yük gemisi olmuştur. Bugün hemen her gemi yükleme yapmadan önce gemi bilgisayarında öngörülen yüklemenin geminin stabilitesi ve mukavemeti yönünden değerlendirmesini yapmaktadır. Şu ana kadar bahsettiğimiz yükler gemi kirişinin tamamını etkiyen statik veya yarı-statik yüklerdir. Gerçekte gemi hayatını denizlerde geçirirken dalgalar ve rüzgarların dinamik yükleri etkisinde kalırlar. Dinamik yüklerin bir kısmı lokal olarak büyük yüklerin oluşmasına sebep olur. Bu tip tipik oluşumlar baş vurma (= slamming) ve güverteyi su basması (= green water on deck) olaylarıdır. Dip vurma darbe basıncı baş civarındaki levhaların çatlamasına, darbe sonucu ortaya çıkan eğilme momenti güverte borda saçlarında akmaya (yani plastik Bölüm 8-4

114 deformasyona) ve ambar ağzı gibi açıklıkların köşelerindeki gerilme yığılması (= stress concentration) dolayısıyla yırtılmaya sebep olabilir. Ayrıca gemi içinde ve dışındaki sıcaklık farklılıkları gemi bünyesi veya bunun bir bölümünde termal gerilmelere (= thermal stresses) sebep olur. Normal ticaret gemileri için önemli olmayan bu problem, tankları ısıtmalı petrol ürünü veya kimyasal madde taşıyan tankerlerde ciddi gerilmeler yaratabilir. Örneğin, bitümen taşıyan bir gemide tanklardaki yükün 80 o C de tutulması gerekir. Şayet bu gemi kışın İzlanda ya sefer yapıyorsa, deniz suyu sıcaklığı 0 o C civarında olacaktır. Dolayısıyla ciddi bir sıcaklık gradyanı oluşacaktır. Bölüm 8-5

115 SAKİN SU KONUMU BOŞ GEMİ AĞIRLIK DAĞILIMI SEPHİYE EĞRİSİ KİRİŞİN DEFORMASYONU SARKMA AĞIRLIK AĞIRLIK ÇÖKME SEPHİYE EĞRİSİ BUOYANCY SEPHİYE SAKİN SU DALGA TEPESİ GEMI ORTASI WAVE CREST AMIDSHIPS BUOYANCY SEPHİYE SAKİN SU WAVE CREST AT ENDS DALGA ÇUKURU GEMI ORTASI ÇEKME BASMA BASMA ÇEKME Şekil 8.4. Dalgalar arasında bir geminin sarkma ve çökmesi Bölüm 8-6

116 8.4 GEMİLERDE KONSTRÜKSİYON TİPLERİ VE BÜNYE ELEMANLARI Gemi yapısı oluşturan elemanlar global olarak birincil (= primary) ve ikincil (= secondary) elemanlar olarak kabaca ikiye ayrılabilir. Birincil elemanlar gemi bünyesinin tümünü veya önemli bir bölümünü etkileyen yüklere karşı geminin bünyesel bütünlüğünü korumasına katkı yapan elemanlardır. Bu tür elemanların tipik örnekleri gemi dış kaplaması (güverte, borda ve dip), tülaniler (merkez ve yan), döşekler (dolu ve boş), posta ve kemereler v.s İkincil elemanlar ise genelde lokal yüklere karşı mukavemeti sağlayan elemanlar ile birincil elemanları destekleyen ve onların devamlılığını sağlayan elemanlardır. Bu tip elemanların tipik örnekleri küçük teçhizat temelleri ve braketler gibi elemanlardır. Tarihsel olarak ele alındığında çelik gemilerde iki değişik konstrüksiyon sistemi kullanılmıştır; enine ve boyuna konstrüksiyon sistemleri. Enine sistemde dış kaplama belirli sıklıkta enine istikamette oluşturulan kemere, posta ve döşeklerden oluşan halkalarla desteklenmiş ve gerekli boyuna mukavemet ise daha az sıklıkta kullanılan dip, borda ve güverte altı tülanileri ile temin edilmiştir. Genel yük gemisi, küçük konteyner gemileri ve römorkör gibi gemiler enine konstrüksiyonun tipik örnekleridir. Şekil 8.5. Enine konstrüksiyonda dip ve perde yapısı 1-Enine perde; -Merkez omurga; 3-Su geçmez döşek; 4-Dolu döşek; 5-Boş döşek; 6-İç dip kaplaması; 7-Posta geçme slotu; 8-Dikey lama Bölüm 8-7

117 Boyuna konstrüksiyon sisteminde ise ana unsur boy istikametinde giden derin ve profil tülanileridir. Bu unsurlar daha az sıklıktaki derin halkalarla (derin kemere, derin posta ve döşekler) desteklenir. Genelde, tankerler ve savaş gemileri boyuna sistem kullanılan tipik gemi örnekleridir. Tipik enine ve boyuna konstrüksiyon tipleri Şekil 8.5 ve Şekil 8.6 da görülmektedir. Şekil 8.6. Boyuna sistem dip konstrüksiyonu 1-Borda kaplaması; -Enine perde; 3-Posta; 4-Enine perde stifnerleri; 5-Hopper tank kaplama levhası; 6-Merkez omurga; 7-Yan Tulani; 8-Dolu döşek (tulaniler arası lama takviyeli); 9-Dip tulani; 10-Braket Bugün bu ayrım eskisi kadar net değildir ve pek çok gemide kombine sisteme rastlamak mümkündür. Örneğin, bir tankerde yük tankları kısmı boyuna konstrüksiyonken makine ön perdesinden kıça kadar enine konstrüksiyon kullanılmış olabilir. Özellikle son yaralanma ve yaralı stabilite kuralları dolayısıyla pek çok gemi çift cidarlı olarak tasarlanıp üretilmekte ve bu ise konstrüksiyonun daha uniform bir hale gelmesine katkı yapmaktadır. Kombine konstrüksiyon tipi örneği şekil 8.7 de gösterilmiştir. Bölüm 8-8

118 Şekil 8.7. Kombine bünyesel konstrüksiyon 1-Derin tulani; -Üst güverte kaplaması; 3-Güvertealtı tulanileri; 4-Derin kemere; 5-Güverte braketi; 6-Posta; 7-Gladora güverte kaplaması; 8-Kemere; 9-Borda kaplaması; 10-Sintine braketi; 11-Merkez omurga; 1-Yan tulani; 13-Dip ve iç dip tulanileri; 14-Dolu döşek; 15- İç dip kaplaması; 16-Dip kaplaması; 17-Enine perde; 18-Perde stifnerleri; 19-Puntel Çelik ve alüminyum kullanılarak yapılan gemilerde kullanılan ana malzeme tipleri levhalar ve profillerdir. Levhalar ve profiller standart boyut ve kalınlıklarda üretildiğinden, tasarım ve klas onayında bu özellikler esas alınır. Birbirine kaynatılmış profil ve levhalardan oluşan yapılara panel denir. Değişik profil tiplerini de gösteren bir panel Şekil 8.8 de gösterilmektedir. Burada gösterildiği gibi bazı profiller satın alındığı gibi, bazıları standart profilleri değiştirerek ve bazıları ise bir lamaya (= flat bar) bir alın laması (= face plate) kaynatılarak veya lamaya flenç basılarak elde edilir. Bölüm 8-9

119 I profilden kesilmiş T profil T profil Flençli baglantı sacı Oluktan kesilmiş köşebent Balb köşsinden kesilmiş profil Farkli ayaklı köşebent Eşit ayaklı köşebent Düz profil flenç flenç flenç I profilden kesilmiş Oluktan kesilmiş Balb açısından kesilmiş Şekil 8.8. Panel ve tipik profil örnekleri Gemi yapısı incelendiğinde gemi dibi, iç dibi, bordası, güvertesi, enine ve boyuna perdeleriyle üst yapılarının takviyeli panellerden oluştuğu gözlenir. Profil eksenleri doğrultusu esas alındığında, takviyeler bu eksene dik doğrultuda derin elemanlar (= webs) olarak kullanılır. Derin elemanlarda panel profillerinin geçmesi için geçiş delikleri bulunur. Profiller bu geçiş deliklerine (= cut outs) kaynakla bağlanır. (Bakınız Şekil 8.9). Flençli derin eleman Eklentili derin eleman Derin eleman Yuvarlatılmış köşe Kaynak yeri Iki taraftan da kaynak yapılır Şekil 8.9. Panellerin derin elemanlarla takviyesi Bölüm 8-10

120 İsimlendirme yönünden bir geminin enine bir halkasını göz önüne alırsak karşımıza şu elemanların çıkması olağan olacaktır: Dış kaplama = Geminin dip, sintine, borda ve güvertesini çevreleyen levhalardan oluşan unsurdur. İç dip kaplaması = Geminin özellikle yük taşıyan bölümlerinin dibindeki levhalardan oluşan unsurdur. Enine halka = Güverte kemeresi, posta ve döşekten oluşan ve güverte braketi ve sintine braketi ile birbirine bağlanan mukavemet unsurudur. Döşekler = İç dip ve dip kaplama arasında enine halkanın alt kısmını oluşturur. Görevi, boy istikametine giden merkez omurga ve tülaniler arasının mukavemet yönünden takviyesi ve ambar (veya tank) yüklerinin dağılımının temini olup; dolu veya boş döşek konfigürasyonunda olabilir. Perdeler = Gemiyi en veya boy istikametinde bölmeleyen takviyeli panellerdir. Bazen ondüle veya baklavalı (= corrugated) konfigürasyon alabilirler. Stringerler = Gemi bordası, boyuna perdeler ve güvertelerde kullanılan ve boy istikametinde giden derin elemanlardır. Derin posta ve Kemereler = Geminin en istikametinde borda ve güverte takviyesi için kullanılan derin elemanlardır. Mazernalar = Ambar ağızlarında gerekli mukavemeti sağlamak için kullanılan konstrüksiyondur. Makine ve Teçhizat Temelleri Punteller (veya Dikmeler) = Geminin başta ana makinası olmak üzere kullanıldığı makine ve teçhizatın yaratacağı statik ve dinamik yükleri kapsayan mukavemet elemanlarıdır. = Gemilerde görev dolayısıyla perde konulması mümkün Bölüm 8-11

121 olmayan yerlerde kullanılan ve genelde boru profillerden oluşan dikey mukavemet elemanıdır. Ara güverteler = Geminin en üst devamlı güvertesi altında kalan güvertelerdir. Görevine, göre gladora, platform gibi isimler alabilir. Baş kasara = Geminin baş tarafında fribordu yükselten bir üst binadır. Kasara güvertede geminin demirleme ve halat donanımı konuşlandırılır. Kıç kasara = Kıçta aynı görevi gören bir üst yapıdır. Ancak modern ticaret gemilerinde üst yapılar kıçta olduğundan ayrı bir kıç kasara mevcut değildir. Güverte binaları = Personel ve yolcuların yaşam mahallerini oluşturan bu binaların en üst güvertesi seyir güvertesi veya köprü olarak bilinir ve geminin seyir sistemleri burada konuşlandırılır. Bu binalar personel can ve yangın güvenlik sistemlerini de konuşlandırır. Baca = Gemi makinalarının eksoz borularının atmosfere çıkışını destekleyen ve panellerden oluşan bir yapıdır. Makine hava girişi ve baca kazanı gibi bazı ek faaliyetleri de konuşlandırabilir. Parampet = Geminin havaya açık güvertelerinde denize düşmeyi önlemek için kullanılan çelik yapıdır. Şayet bu görev borulardan yapılmış bir konstrüksiyon ile sağlanıyorsa, buna vardevela denir. Değişik gemi konstrüksiyonlarının izahları Şekil 8.10 dan Şekil 8.16 ya kadar gösterilmiştir. Bölüm 8-1

122 Şekil Baş taraf konstrüksiyonu 1-Borda stingeri; -Baş pik perdesi; 3-İç dip kaplama; 4-Merkez omurga; 5-Platform; 6-Bodoslama; 7-Üst güverte; 8-Kasara güverte; 9-Zincirlik; 10-Merkez açık perde; 11-Normal posta; 1-Ara posta; 13-Güverte kemeresi; 14-Ek kemereler; 15-Braket Şekil Gemi kıçında meyilli posta sistemi 1-Profil stringer; -Meyilli kemere; 3-Meyilli posta Bölüm 8-13

123 Şekil 8.1. Enine sistemde ana güverte ve gladora güvertesi 1-Üst güverte kaplaması; -Kemere; 3-Parampet; 4- Borda kaplaması; 5-Posta; 6-Enine perde; 7-Puntel; 8-Derin güverte altı tulanisi; 9-Mazerna; 10-Gladora güverte kaplaması Şekil Enine perde borda tulanisi bağlantısı (braketler) 1-Borda kaplaması; -Enine perde; 3-Braket Bölüm 8-14

124 Şekil Borda bünyesel detayı 1-Borda kaplaması; -Güverte kaplaması; 3-Borda stringeri; 4-Derin posta; 5-İç dip kaplama; 6-Sintine braketi Şekil Klasik tip dökme yük gemisi yapısı 1-Borda stringeri; -Boyuna perde; 3-Merkez hattı çift taraflı stifner; 4-Enine perde; 5- Perde stifnerleri; 6-Perde stringeri; 7-Merkez omurga Bölüm 8-15

125 Şekil Baklavalı perde 1-Perde; -Dip kaplaması; 3-İç dip kaplaması; 4-Merkez omurga; 5-Dolu döşek KONSTRÜKSİYON RESİMLERİ 711 Bölüm 8-16

126 711 RENDER B 700 Bölüm 8-17

127 KIÇ PİK Bölüm 8-18

128 RAY TRACE KIÇ PİK SMOOTH KIÇ PİK Bölüm 8-19

129 9. GEMİ MAKİNE VE SİSTEMLERİ 9.1 GEMİ SEVK ZİNCİRİ VE ANA GÜÇ KAYNAĞI Gemilerin görevlerini yerine getirebilmesi geminin belli bir hareket yeteneğinin var olmasını gerektirir. Başta ticaret gemileri olmak üzere pek çok deniz aracında sevk sistemi bir veya birkaç pervanenin bir enerji nakil sistemi aracılığıyla bir güç kaynağından güç almasını öngörür. Daha önceki bölümlerde ana makine (yani ana güç kaynağı) için güç belirlenmesinin nasıl yapılacağı izah edilmişti. İstenen bu güç değişik sistemler kullanılarak elde edilebilir. Genel olarak ana makine seçiminde göz önünde bulundurulacak faktörler: Ağırlık Gerekli hacim İlk yatırım maliyeti İşletme masrafları (yakıt ve yağ) Bakım masrafları (yedek parça ve overhol) Düşük hızda seyir ve manevra talepleri Montaj kolaylığı Titreşim ve gürültü etkileri Güvenirlik ve yedek parça bulma kolaylığı şeklinde sıralanabilir. Her gemi tipi için bu faktörlerin önemi değişir. Ağırlık ticaret gemileri için çok önemli bir faktör değildir. Ancak, savaş gemilerinde, yüksek süratli teknelerde ve katamaranlarda büyük önem arz eder. Gerekli hacim için de benzer görüşler ileri sürülebilir. Ancak ağır devirli dizellerde yükseklik bir kısıt olarak ortaya çıkabilir. İlk yatırım ticaret gemilerinde en önemli unsur olarak ortaya çıkar. Daha doğru bir yaklaşım ömür boyu maliyeti düşünmektir. Ömür boyu maliyet kavramında işletme ve bakım masrafları da göz önüne alınır. Örneğin, ağır yakıt (HFO. Heavy fuel oil) maliyeti deniz tipi dizel yakıtı (MDO. Marine diesel oil veya Gasoil) fiyatının hemen hemen yarısıdır. Dolayısıyla ağır yakıtla çalışan bir dizel motoru işletme yönünden daha ekonomik olacaktır, Bölüm 9-1

130 buna karşılık ağır yakıt kullanımı için bir ön ısıtma sistemi gerekecektir ve bu ilk yatırımı arttırır. Geminin sıkça düşük hızlarda çalışması ve manevra yapması gereği bazı makine tiplerinin hiç göz önüne alınmamasını ortaya çıkarabilir (örneğin gaz türbinleri). Gürültü ve titreşim hem makine dairesi içinde ve hem de makinanın yarattığı zorlamalar sonucu yaşam mahallerinde sorun yaratabilecek faktörlerdir. Bugün hem gürültü ve hem de titreşim için uyulması gereken uluslararası standartlar mevcuttur. Güvenirlik seçilen marka ve modelin daha önceki uygulamaları sonucu oluşan kanaattir. Sık arıza yapan sistemler genelde istenmez. Benzer şekilde yedek parça temini sorunlu olan güç kaynakları geminin navlun ve hatta bazen kontrat kaybına (off-hire) sebep olacağından armatör tarafından tercih edilmez. Gemilerde kullanılan ana güç kaynakları dizel motorları ve gaz türbinleridir. Amerikan donanmasında buhar türbinli gemiler de kullanılmakta ise de bu tip ana makine artık pek kullanılmamaktadır. 9. ANA MAKİNA TİPLERİ Ticaret gemilerinin büyük çoğunluğunda ana makine olarak dizel motorları kullanılır. Dizel motorlarında yakıttaki enerji yanma sonucu mekanik enerjiye çevrilir. Pulverize edilmiş yakıtın hava ile karışımı sıkıştırılarak ateşlenir ve ateşleme sonucu genişleme, piston, piston kolu ve biyel vasıtasıyla krank şaftına iletilir ve böylece mekanik enerji krank şaftının dönmesiyle elde edilir. Şayet ateşleme pistonun her en üst konuma ulaştığında oluyorsa bu tip dizellere iki zamanlı (= two-stroke) ve şayet ateşleme pistonun her iki yükselişinde bir defa yapılıyorsa buna dört zamanlı (= four-stroke) dizel motoru denir. İki zamanlı motorlarda, piston yükselirken hava ve yakıt karışımı silindire alınır ve valfler kapanır. Sıkışma en üst düzeye geldiğinde ateşleme yapılır ve piston aşağı inmeye başlar ve bilahare yanmış gaz silindirden alınır. Dört zamanlı motorlarda ise, piston aşağı inerken hava ve yakıt sağlanır, piston en üst noktada iken ateşleme yapılır. Ateşleme sonucu genişleyen karışım pistonu aşağı iter ve pistonun yukarı çıkışında yanmış gazlar eksoza verilir (bakınız şekil 9.1). Gemilerde kullanılan dizel motorları dakikada 60 ile 3000 devir arasında devir hızlarına sahiptir. Bu sebeple dizel motorları düşük, orta ve yüksek devirli olarak sınıflandırılır. Genelde, düşük devirli (= slow speed) dizellerde dakikada devir sayısı (rpm) 60 ile 150 Bölüm 9-

131 arasında, orta devirli (= medium speed) dizellerde 450 ile 800 ve yüksek devirli (= high speed) dizellerde ise 1000 ile 300 aralığındadır. Tablo 9.1 de 7000 kw güç için düşük, orta ve yüksek devirli dizellerin karşılaştırılması (mertebe olarak) verilmiştir. Şekil 9.1. İki ve dört zamanlı yanma süreci TABLO kw GÜÇTEKİ ÖZELLİKLER KARŞILAŞTIRMASI Özellik Düşük Devir Orta Devir Yüksek Devir Devir sayısı (d/d) Ağırlık (ton) Ağırlık yoğunluğu (m 3 /ton) Güç yoğunluğu (kw/ton) Bölüm 9-3

132 Ancak dizel motorlarında güç sınırları mevcuttur. Örneğin istenen güç kw ı aşarsa sadece düşük devirli dizel veya gaz türbini kullanılabilir. Bugün hem düşük ve hem de orta devirli dizellerde ağır yakıt(hfo) kullanılabilir ve özgül yakıt sarfiyatları 170 gr/kw-saat mertebesindedir. Ancak, yüksek devirli motorlar sadece dizel yakıtı (MDO) kullanır ve özgül yakıt sarfiyatları 00 gr/kw-saat mertebesindedir. Şekil 9. ve 9.3 de düşük devirli bir dizelin görünümü ve kesiti görülmektedir. Gaz türbinlerinin en büyük avantajları hacim ve ağırlık tasarrufudur. Örneğin, 000 kw lık düşük devirli bir dizelin ağırlığı 770 ton iken aynı gücü veren bir gaz türbininin ağırlığı sadece tondur. Buna karşılık özgür yakıt sarfiyatı 35 ila 85 gr/kw-saat mertebesinde olup, özel yakıt kullanması gerekir. Dolayısıyla, özellikle savaş gemileri ve yüksek süratli gemilerde kullanılırlar. Gaz türbinleri de yakıt enerjisini mekanik enerjiye çevirir. Yakıt yanması ile oluşan enerji sıkıştırılmış gazın türbin üzerinden geçersek kanatçıklara etkittiği kuvvet sonucu türbin şaftını çevirmesiyle mekanik enerjiye dönüşür. Deniz tipi bir türbinin resmi ve tipik boyutları Şekil 9.4 de verilmiştir. Bölüm 9-4

133 Şekil 9.. Düşük devirli dizel motoru Bölüm 9-5

134 Şekil 9.3. Düşük devirli bir dizelin kesiti Bölüm 9-6

135 Şekil 9.4. Deniz tipi bir türbinin tipik boyutları Bölüm 9-7

136 9.3 ANA MAKİNADAN GÜÇ NAKLİ Ana makinada üretilen gücün pervane veya su jetine iletilmesi gerekir. Güç iletişimi (=transmission) üç yöntemden birisi kullanılarak yapılır. Doğrudan Tahrik (= Direct drive). Doğrudan tahrikte ana makine bir şaft vasıtasıyla doğrudan pervaneye bağlanır. Genelde düşük devirli dizel motorlarında doğrudan tahrik kullanılır. Şayet gemide pervane yerine su jeti kullanılıyorsa orta devirli dizeller de sistemi doğrudan tahrik edebilir. Şayet sabit piçli pervane kullanılıyorsa bütün manevralar yani hız düşürme ve geri hareket makine hızı ve devir yönü değişimi ile temin edilir. Dişli ile Tahrik (= Geared drive). Bu tür sistemde pervane devri ile makine devri farklı olduğundan (genelde makine devri çok daha yüksek olduğundan) bir dişli kutusu ile devir dönüşümü sağlanır. Dişli kutusu aynı zamanda makine devir yönü değişmeden pervane dönüş yönünü değiştirebilecek şekilde de dizayn edilebilir. Dolayısıyla sevk zinciri (= propulsive chain) makine, dişli kutusu, şaft ve pervaneden oluşur. Elektrikli Tahrik (= Electrical Propulsion). Bu sistemde dizel motorları jeneratörleri tahrik ederek elektrik üretir ve pervane ile ana makine arasında doğrudan bir mekanik ilinti yoktur. Pervane bir elektrik motoru yardımıyla çevrilir. Sistemin avantajı gemi sevk gücü, otel yükleri ve diğer enerji taleplerinin hepsi elde edilen elektrik enerjisi ile karşılanır ve yeterince yedekleme olduğundan güç kesintisi söz konusu olmaz. Ayrıca doğrudan mekanik ilinti olmadığından makine dairesi gemi kıçı yerine başka bir yerde, mesela başta olabilir. Bölüm 9-8

137 Şekil 9.5. Orta devirli bir dizelde güç nakli 9.4 DİĞER GÜÇ SİSTEMLERİ Gemi sevki ve görev ifasında ana makine, dişli, şaft ve pervane dışında işlev veren pek çok unsur mevcuttur. Bunlar sırasıyla: a. Sevk zinciri destek sistemleri. Bunlar makina yağlama, yakıt, soğutma, ilk hareket, endüstriyel tatlı su yaratma sistemleri gibi sistemler olup bunların bir kısmı makine üstüne monte diğer bir kısmı ise ayrı olarak konuşlandırılır. b. Diğer güç üreticileri. Bunların başında elektrik güç üretimi gelir. Uluslararası kurallar gereği bir gemide en az ne kapasitede ve kaç adet jeneratör olacağı bellidir. Gerçek kapasiteler gemi güç analizi yapılarak belirlenir ve yüzde yüz yedekleme esas alınır. Ayrıca acil durumlar ve liman hizmetleri için de bir dizel-jeneratör grubunun bulunması zorunludur. Ekonomik nedenlerle bugün pek çok gemide elektrik enerjisi seyir sırasında bir şaft jeneratörü yardımıyla sağlanır. Şaft jeneratörü bir dişli vasıtasıyla şaft devrini jeneratör devrine dönüştürerek sisteme güç sağlar. Gemideki diğer güç kaynakları kazanlardır. Kazanlar doğrudan yakıt yakarak ısı enerjisi yaratabileceği gibi, eksoz gazındaki ısıdan da yararlanabilir (örnek, baca kazanı). Bölüm 9-9

138 c. Hizmet sistemleri. Bu sistemler geminin işlevini yerine getirmesi için gerekli unsurlarla, gemideki otel hizmetlerinin teminini sağlar. Gemi balast pompa sistemi, temiz su, pis su sistemleri, separatörler (= ayırıcılar), yakıcılar (= incinerator) bu tip sistemlerin tipik örnekleridir. Şekil 9.6 (a), (b) ve (c) de tipik bir konteyner gemisinin makine dairesi aranjmanı ve buradaki unsurların listesi verilmektedir. Bölüm 9-10

139 Şekil 9.6 a Tipik bir konteyner gemisinin makine dairesi aranjmanları Bölüm 9-11

140 Şekil 9.6 b Tipik bir konteyner gemisinin makine dairesi aranjmanları Bölüm 9-1

141 Şekil 9.6 c Tipik bir konteyner gemisinin makine dairesi aranjmanlarının listesi Bölüm 9-13

142 9.5 YAKITLAR Genelde termal değeri olan bütün temel yakıtlar; yani petrol ürünleri, kömür, ağaç, doğalgaz gibi maddeler yakıt olarak kullanılabilir. Ayrıca, bazı ülkelerin belli tip savaş gemilerinde nükleer yakıt da kullanılmaktadır. Ancak bugün en çok kullanılan yakıt tipi petrol türevleridir. Petrol ürünleri özelliklerine göre sınıflandırılırlar. Bu kapsamda göz önüne alınan özellikler aşağıda sıralanmıştır. Isıl değer (= Heating value). Bu değer yakıtın yanma sonrası vereceği enerjiyi belirler ve kj/kg cinsinden tanımlanır. Ateşleme gecikmesi (= Ignition delay). Bu ölçüt bazen Cetane rating olarak da tanımlanır ve ateşleme-yanma süresi hakkında izafi fikir verir. Yüksek bir değer gecikmesinin kısa olmasını gösterir ve yüksek devirli dizel yakıtları için önemli bir özelliktir. Yoğunluk (= Density). Bu özellik yakıt arındırma yönünden önemlidir (su ile olan karışımın arındırılması). Yoğunluk su yoğunluğuna yaklaştığında, ayrışım için yakıtın ısıtılıp yoğunluğunun azaltılması gerekir. API (American Petroleum Institute) derecesidir. Akma noktası veya viskozite (=Pour point, viscosity). Akma noktası yakıtın ısıtılma sonucu hangi sıcaklıkta kendiliğinden akacağını gösterir. Parlama noktası (= Flash point). Yakıt buharının hangi sıcaklıkta parlayacağını gösterir. Güvenlik yönünden kabul edilebilir en düşük parlama sıcaklığının 60 o C nın üstünde olması gerekir. Saflık (= Purity). Bu yakıt içinde bulunan istenmeyen su, kül, sedimen gibi maddelerin oranını gösterir. Pas yaratma (= Corosiveness). Bu ölçüt yakıttaki istenmeyen korozyona sebep verecek sülfür, potasyum, sodyum ve kalsiyum gibi kimyasal maddelerin oranını belirler. Petrol ürünleri ayrıca bazı test ve standart kurumlarınca gruplandırılır ve numaralandırılır. Ancak gerçek değerlendirme yukarıda belirtilen özelliklere göre yapılır. Bölüm 9-14

143 10. GEMİ İNŞAATINDA KULLANILAN MALZEMELER 10.1 GİRİŞ VE GENEL TANIMLAR Bir gemi yüzen bir tesis veya fabrika olarak düşünülebilir. Dolayısıyla, gemi inşaatında kullanılan malzemeler akla gelebilen malzemelerin tümünü kaplayabilir. Örneğin yaşam mahallerinde kullanılan yanmaz panellerde yanmaz izolasyon malzemeleri (taş yünü veya cam yünü gibi) estetik bir kaplama (genelde sentetik malzeme) içinde olduğu, kablolamada bakır ve plastik izolasyon malzemeleri, möblede ağaç, kumaş ve köpük gibi malzemeler olduğu, koridor zeminlerinde beton olduğu gözlenecektir. Bizim burada irdeleyeceğimiz malzemeler sadece geminin mukavim yapısını oluşturan kısımlarda kullanılan malzemelerdir. Bu malzemelerin genel mukavemeti ile üretim yönünden işlenebilirlik özel önem arz eder. Prensip olarak ticaret gemilerinin ana malzemesi çeliktir (= steel). Konstrüksiyon ağırlığının önem kazandığı gemilerde alüminyum (= aliminum) veya elyaf takviyeli plastik (= fibre reinforced plastik veya FRP) kullanılır. Tarihsel olarak ilk gemiler ağaçtan yapılmış olup, bu gün de gezinti teknelerinin önemli bir bölümü kısmen veya tamamen ağaçtan yapılmaktadır. Ayrıca yüzen havuzların dip kısımları, bazı dubalar ve dibe oturan açık deniz petrol platformlarının konstrüksiyonlarında takviyeli beton kullanılmış ve kullanılmaya devam etmektedir. Gemi inşaatında kullanılan malzemelerin teknik özelliklerinden bahsettiğimizde gemi üzerine gelecek çekme, basma ve kesme gerilmelerini karşılayabilme özelliği, sertliği (=hardness), sünekliği (şekil değiştirme özelliği = Malleability), kırılganlığı (= brittleness), yorulmaya dayanımı (= fatigue strength), yoğunluğu ile yanma mukavemeti gibi özellikler anlaşılmalıdır. 10. GEMİ İNŞAATINDA KULLANILAN ÇELİK MALZEMELER Çelik, demir ingotlarından ısıl işlemler uygulanarak saflaştırma ve şekillendirme işlemleriyle elde edilir. Ana unsurları büyük ölçüde demir ve kontrollü miktarda karbondur. Üretimde metal bazlı olmayan kükürt, silikon ve fosfor gibi maddelerin miktarının en azda tutulması önemlidir. Çelik malzemenin teknik karakteristikleri kimyasal yapı değişikliği ile sağlanır. Örneğin; çekme mukavemeti çelikteki karbon miktarını değiştirerek veya kimyasal yapıya krom, nikel, manganez gibi alaşım maddeleri katılarak değiştirilebilir. Genelde karbon miktarının arttırılması çeliğin sertliğini arttırır. Bölüm 10-1

144 Gemi inşaatında genelde kullanılan çelik fiyat, özellik ve bulunabilirlik yönünden uygun olan yumuşak çelik (= mild steel) malzemedir. Soğuk ve sıcak şekil vermeye ve kaynağa uygun olan bu malzemenin işleme sıcaklıklarında mekanik özelliklerinde önemli bir değişme gözlenmez. Ancak çok düşük sıcaklıklarda darbe sertliğini kaybeder, kırılganlık kazanır ve bünyede kırılganlık zafiyeti (= brittle fracture) yaratabilir. Bir çeliğin gemi inşaatında kullanılabilmesi için gemiyi belgeleyecek klas kurumunca denetlenmiş, test edilmiş ve damgalanmış olması gerekir. Klas kurumları gemi inşaatında kullanılan çelikleri belirli bir gruplandırmaya tabi tutmuş ve bunlara A dan E ye semboller vermiştir. Genelde A ve B yumuşak çelik türleridir. Türk Loydu nun çelik malzeme için kuralları Ek de verilmiştir. Klas kuralları hangi tip çeliklerin hangi şartlar altında kullanılacağını ve mekanik özelliklerinin ne olması gerektiğini net ve açık bir şekilde belirtir. Genelde gerilmelerin yüksek olduğu büyük tanker ve dökme yük gemileriyle ağırlığın önemli olduğu savaş gemileri, ro-ro feri ve yolcu gemileri gibi konstrüksiyonlarda yüksek gerilim çelikleri kullanılır. Benzer şekilde soğutularak sıvılaştırılmış LPG ve LNG taşıyan gemilerin tanklarında soğuk ortamda kırılganlaşmayan ve tanklarında korozif etkisi yüksek maddeler taşıyan tankerlerde ise korozyona mukavemetli çelik malzeme kullanılır ALÜMİNYUM ALAŞIMLARI Gemi inşaatında kullanılan alüminyum alaşımları deniz tipi alüminyum (= marine aluminum alloys) olarak bilinir ve çelik malzeme gibi klas kurallarıyla sınıflanır, denetlenir ve belgelenir. Alüminyumun en önemli özelliği hemen hemen aynı akma gerilmesine sahip olmasına rağmen yoğunluğunun yumuşak çeliğin yaklaşık üçte biri değerine sahip olmasıdır. Ancak alüminyumun burkulma mukavemeti çeliğe göre daha düşük olduğu için alüminyum yapılar eşdeğer çelik yapının yaklaşık yarı ağırlığında olurlar. Üretim yönünden alüminyumun en büyük dezavantajı fiyatı ve kaynak işleminde malzeme yüzeyindeki oksit tabakasının kaynak dolgusuna karışmaması için özel koruyucu gaz (inert gas) korumasında kaynak yapma zorunluluğudur. Bugünkü fiyatlarla gemi inşaatında çelik malzeme için $.0 / kg birim fiyat kullanılırken alüminyum için bu rakam $ 1.0 / kg olmaktadır. Bu ise alüminyumun ağırlık avantajı göze alındığında dahi tekne fiyatında bire üç bir oran yaratır. Bazen sadece üst yapılar alüminyum yapılır. Bu takdirde çelik ve alüminyum teması elektrokimyasal korozyona sebep olur ve çeliğin alüminyumu zaman içinde yemesine sebep olur. Dolayısıyla çelik-alüminyum temas bölgelerinin elektrolitik ortam oluşturmayan ve emiş Bölüm 10-

145 özelliği olmayan (= non-absorbent) Neopren ve benzeri malzemeyle izole edilmesini gerektirir. Bindirme mahallerinde kullanılan çeliğin tercihen galvanize edilmiş olması istenir. Not edilmesi gereken bir diğer husus ise çelik malzemenin aksine alüminyum malzemelerde koruyucu boya olarak kurşun bazlı boyalar asla kullanılmaz ELYAF TAKVİYELİ PLASTİK (FRP) Elyaf takviyeli plastik örgü (= woven roving) ve kısa serbest elyaf tabakalarının (= chopped strand mats) sentetik reçine (= resin) ile birleştirilmesi sonucu FRP yapılar üretilir. En fazla kullanılan reçineler polyester, vinly ester, epoxy ve phenolic reçinelerdir. Elyaf olarak en çok cam elyafı (= E-Glass veya daha yüksek mukavemetli S-Glass) kullanılmakta olup, özel yapılarda karbon veya aramid (buna Kevlar 49 dahildir) elyaf da kullanılır. Sandaviç (= sandwich) konstrüksiyon konstrüksiyon haricinde FRP yapıların üretiminde erkek veya dişi kalıplar kullanılır. Yapı tabakalar halinde elyaf unsurları ve reçine uygulaması ve kurutma şeklinde oluşturulur. Uygulama ve kurutma (= curing) işlemlerinin kontrollü çevre şartları altında (sıcaklık, nem oranı ve toz önlenmesi) yapılması zorunludur. Çelik ve alüminyum malzemelerde olduğu gibi FRP malzemelerde de malzeme özellikleri ve üretim klas kurumları tarafından belirlenir, denetlenir ve belgelenir GEMİ İNŞAATINDA KAYNAK Metal birleştirmede en çok kullanılan yöntemlerden biri olan kaynak, birleştirilecek parçaların uçları ile dolgu malzemesinin ergitilerek sıvılaşması ve takiben soğuyarak katılaşması suretiyle oluşturulan bir birleştirme türüdür. Doğru uygulama yapıldığında kaynak dikişinin mukavemeti en az kaynatılan malzemeler kadardır. Genelde ısı kaynağı yaratmada elektrik arkı, Oxi-asetilen (veya Oxi-bütan) gaz karışımının yakılması, elektrik direnci, kimyasal maddeler (= termit), elektron hüzmesi veya lazer ışını kullanılır. Gemi inşaatında en çok kullanılan elektrik ark kaynağıdır. Elektrik ark kaynağında kaynak elektrodu ve kaynatılacak malzeme arasında bir akım geçişi temin edilir. Kaynak elektrodu metalden 3 ila 6 mm. uzakta tutularak ark (= kıvılcımlar) oluşturulur. Oluşan ark o çevrede sıcaklığı 4000 o C a kadar yükseltir ve hem birleştirilecek uçlar ve hem de kaynak elektrodunun metal çekirdeği ergiyerek istenen birleşmeyi temin eder. Bölüm 10-3

146 Elektrik arkında 15 ila 40 volt mertebesinde bir gerilim azalması olur ve bu gerilim farkı kaynak nufuziyetini ve dolgu şeklini belirler. Şekil Örtülü metal ark kaynak şematiği Kaynak işlemi sırasında atmosferik gazların ve rutubetin kaynak bölgesine karışmasını önlemek üzere bir koruma tabakası oluşturulmak istenir. Bu ise değişik yöntemlerle sağlanmaya çalışılır. En basit yöntemde kaynak elektrodu bir manto ile örtülüdür. Kaynak işlemi sırasında örtü kısmen sıvılaşır ve kısmen yanar. Yanmadan çıkan gaz gaz örtüsü oluştururken, sıvılaşan manto yoğunluğu çok daha düşük olduğu için yüzeyde kalır ve bitmiş soğuyan kaynağın üzerinde bir örtü oluşturur. Kaynak işlemi tamamlandıktan sonra örtü özel bir çekiç kullanılarak kolayca sökülür. Daha ileri yöntemlerde elektrod örtüsü yerine özel gazlar veya tozlar kullanılır ve bu tiplere gaz-altı ve toz-altı kaynak denir. (Bakınız şekil 10. ve Şekil 10.3). Şekil 10.. gaz altı kaynağı 1. Kaynak yönü. Torç 3. Kaynak teli 4. Koruyucu gaz 5. Kaynak banyosu 6. Kaynak dikişi 7. İş parças Bölüm 10-4

147 Tek telli toz alti kaynagi prensibi Şekil 10.. Gaz tungsten ark kaynağı şematiği Şekil Toz altı kaynağının şematiği Kaynak yapılacak levhaların kalınlığına bağlı olarak bir uç hazırlama (= edge preparation) işlemi uygulamak gerekir. Genelde 6 mm. nin altındaki saçlarda kaynak ağzı açılmaz. Daha kalın saçlarda saç kalınlığı ve kaynak tipine bağlı olmak üzere V-, U-, çift V- ve çift U- tipi kaynak ağızları kullanılır. Şekil 10.4 (a) ve (b) de değişik kaynak ağzı ve dikişleri gösterilmiştir. Bölüm 10-5

148 Türkiye de çok yaygın olmamakla beraber dünyada arka takviyeli (= backing) tek taraflı kaynak gemi inşa sanayiinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Arka takviyeleri bakır, seramik ve asbest olabilir. Kaynak işlemi sırasında kaynatılan malzemelere ısı verildiğinden bu malzemelerde şekil değiştirme olasılığı (özellikle ince saclarda)yüksektir. Dolayısıyla kaynak dizaynında sadece mukavemet değil aynı zamanda ısı geçişi de göz önüne alınmak zorundadır. Bu tür önlemlerin alındığı kaynak prosedürlerine metot kaynakları denir. Kaynakla yapılan dolgu işlemi kalın levhalarda bir geçişte tamamlanamaz. Pratikte bir geçişte dolguya paso (= pass veya run) denir. Her pasodan sonra örtünün tamamen kazınıp temizlenmiş olması kaynak hatalarının önlenmesi için zorunludur. Pratikte çok pasolu bir kaynak bitiminde kaynakçı kaynak yerini çekiçle döver. Bu işlem hem kalan gerilmelerin (= residual stress) azaltılmasına ve hem de halen sıcak olan kaynak dolgusunun konsolidasyonuna yardımcı olur. Gemi yapısında bazı birleştirme yerlerine özel adlar verilir. Örneğin dış kaplama boy istikametindeki saç birleşme yerlerine sokra (= seam), buna dik istikametteki birleşme yerlerine ise armuz (= butt) ve buraların kaynaklarına da sokra ve armuz kaynakları denir. Birbirleriyle dik kesişen elemanların kaynağına ise alın kaynağı denir. Şekil 10.5 de alın kaynağı, kaynak ayak boyları ve efektif boğaz kalınlığı gösterilmektedir. Yapılan bir kaynak yüzeyinde konkavlık oluşması undercut olarak bilinir ve istenmez. Kaynakçının veya kaynak makinasının yapılacak kaynağa göre pozisyonu uygulanacak kaynak yöntemini de etkileyeceğinden büyük önem arz eder. Elatı veya taban (= downhand) kaynağı uygulama yönünden en uygun pozisyondur. Dikey (= vertical) kaynak yukarıdan aşağıya veya aşağıdan yukarı uygulanabilir. Genelde aşağıdan yukarı yöntem sıvılaşmış kaynak malzemesinin daha iyi nufuz etmesini temin eder. Tavan (= overhead) kaynağı en zor kaynak türüdür ve özel kaynak elektrodu ve yöntem gerektirir. Gemi üretimi yönünden kaynak işlerinin mümkün olduğunca el altı ve dikey kaynağı kullanacak şekilde üretimi planlamak tersane verimini arttırır. Gemi inşaatındaki kaynak işlemlerinin tümü klas kontrolü ve onayını gerektirir. Kaynakçıların sertifikalı olması gereği dışında kaynak prosedürlerinin hazırlanması ve uygulanması da klas denetimindedir. Ayrıca yapılan kaynaklar tahribatsız muayene yöntemleriyle (= nondestructive tests) irdelenir. Bu yöntemler radyografik, akustik ve X-Ray gibi testleri de içerir. Bölüm 10-6

149 Kare dikiş Yarım v dikişi V dikişi Kök kaynaklı v dikişi Şekil 10.4 (a) Çeşitli kaynak ağzı ve dikişleri Bölüm 10-7

150 Yüzeyde v açıklıklı kaynak J dikişi U dikişi Genişleyen açıklıklı dikiş Şekil 10.4 (b) Çeşitli kaynak ağzı ve dikişleri Bölüm 10-8

151 Gerçek açıklık Kenar ve boyut Dış bükeylik Etkin açıklık Kenar ve boyut Teorik açıklık Dışbükey dikiş kenar Içbükeylik boyut Gerçek ve etkin açıklık boyut kenar Teorik açıklık Içbükey dikiş Şekil Alın kaynağı ve kaynak boğacı Bölüm 10-9

152 11. TERSANELER VE GEMİ ÜRETİMİ 11.1 GEMİ ÜRETİMİNDE TEMEL KAVRAMLAR Gemi üretimi ham, yarı işlenmiş ve işlenmiş malzeme, makina ve teçhizatın belirlenmiş bir tasarıma göre ve planlı olarak bir araya getirilmesi ve işlenmesi sonucu ortaya işlevsel bir ürünün, yani bir geminin ortaya çıkarılması işlemidir. Bu işlemlerin yapıldığı tesise tersane (= shipyard) denir. Tarihsel olarak bakıldığında 0. asrın başlarındaki tersaneler gemide bulunan bütün makina ve teçhizatı da üreten; yani kazanlar, pistonlu buhar makinaları, ırgatlar, vinçler, bumbalar, ambar kapakları, mobilya gibi tüm unsurların imal edildiği tesislerdi. Bu yüzden Haliç Tersanesi gibi eski tesislere bakıldığında buralarda gayet büyük dökümhane, marangozhane ve makina atelyesi gibi tesisleri görmek mümkündür. Zaman içerisinde bu tür üretimin ekonomik olmadığı görülerek tersanelerin işlev ve aranjmanları değişmiştir. Bugün tersaneler doğrudan üretim ve montajın bir arada yürütüldüğü tesisler haline gelmiştir. Yönetsel yönden bakıldığında tersaneler para, işgücü, malzeme ve makinaların planlı bir anlayış ile yönetildiği tesislerdir. Bu tür bir yönetimin başarılı olması tersane içerisinde bilgi, malzeme ve iş akışlarının doğru ve tesise uyumlu olarak gerçekleştirilmesini gerektirir. Bilgi akışı tersanenin teklif hazırlama aşamasında başlar. Hangi gemiye hangi teknik şartnameye uygun ve hangi temin edicileri kullanarak fiyat ve teslim süresi belirlenmesi hayati önem arz eder. Bilgi akışı tasarım geliştirme, satın alma şartnamelerinin hazırlanması, üretim planlaması ve üretim resim ve talimatlarının hazırlanmasıyla devam eder ve test-kabul planlaması ile son bulur. Bu aşamalarda yapılan hatalar yanlış veya zamanına uygun olmayan satın almaların yapılması, yanlış üretim ve boz-yap (= rework) ve teslim gecikmelerine, hatta geminin kabul edilmemesine sebep olur. Malzeme akışı üretimin başlaması ve devam ettirilebilirliği yönünden temel unsurdur. Dolayısıyla malzeme temini daima bir plan ve program içinde yönetilir. Bu plan hem gemi üretiminde kullanılan malzeme, makina ve teçhizatı ve hem de üretim için gerekli sarf malzemelerini (yani elektrot, gaz v.s) içerir. Temin edilen malzemelerin belirli şartlar içinde korunması gerekir. Dolayısıyla stok alanı, depo ve ambar yönetimi de malzeme akış yönetiminin bir parçasıdır. Malzeme temininde bir kısım satın almalar peşin ve bir kısmı ise vadeli olarak gerçekleştirilir; yani şirketin satın alma ve nakit-kredi politikalarının uyumlu olması gerekir. Sipariş ve teslimlerde istenen teknik özelliklere (yani teknik şartnamelere) Bölüm 11-1

153 uyumun temini şarttır. Bu uyumun bir bölümü gemiyi klaslayacak klas kurumunun şartlarıyla belirlenir ve klasın o malzeme veya teçhizata verdiği belgeyle belgelenir. Diğer teknik şartlar ise ulusal ve uluslararası kural ve standartlar ile armatör taleplerinin karşılanması için oluşturulur. İş akışı üretimde kullanılacak işlemlerin (= processes) dizaynı, planlaması ve uygulanmasının denetimidir. İşlemler işgücünün tersane bünyesinde bulunan veya kiralanabilen alet ve avadanlıkların belirlenen yöntemlerle kullanılmasıdır. İş akışı ürün ve üretim hiyerarşisi içinde iş akışının parça hazırlama, fabrikasyon ve montaj aşamalarından oluştuğu ve bütün aşamalarda taşıma, test ve kabulün önemli bir rol oynadığı bir bütün olarak düşünülebilir. 11. ÜRETİM MANTIĞI VE ÜRÜN HİYERARŞİSİ Bir ticaret gemisinin ortalama üretim süresinin uzun olması (Türkiye de 1 ila 14 ay) sebebiyle üretimin ve kaynak kullanımının kontrol edilebilmesi için planlama birimlerinin (= planning units) yaratılması zorunluluğu doğmuştur. Bugün en sık kullanılmakta olan planlama birimi fiziksel olarak da tanımlanabilecek olan blok (= block) üretimidir. Gemi inşaatı başlamadan önce gemi tersane üretim ve kaldırma / taşıma imkanlarıyla sınırlanmış olan; yani büyüklüğü ve ağırlığı tersanece elleçlemeye uygun, bloklara bölünür ve üretim planlaması bu esas üzerinden gerçeklenir. Bir gemiye ait tipik bloklama işlemi şematik olarak Şekil11.1 de görülmektedir. Şekil Bir fırkateynin şematik blok diyagramı Bölüm 11-

154 Bu temel bölümleme işlemiyle birlikte bir ürün ve üretim hiyerarşisi yaratılır. Yaratılan hiyerarşi üretimdeki normal öncelik sırasını (= precedence) ve grup teknolojisi kullanmayı temel alır. Grup teknolojisinde gaye aynı üretim araçları ve yöntemlerle birbirine benzer altürün yaratmak ve bir tür seri imalat ortamı yaratarak verimi arttırmaktır. Modern üretimde ana gaye fabrikasyon işlemleri sonucunda donatılmış ve boyanmış blokların nihai montaja hazır edilmesidir. Tersane stok sahasına alınan levha ve profiller önce yüzey hazırlama işlemlerinden geçirilir. Yapılan yüzey temizleme ve koruyucu boya (= primer coating) uygulamasından sonra kesim ve şekillendirme işlemine tabi tutulur. Hazırlanmış parçaların kaynatılmasıyla paneller, elemanlı paneller, küçük gruplar ve alt gruplar oluşturulur. Alt ve küçük grupların bir araya getirilmesiyle matris yapılar, gruplu paneller, alt blok ve bloklar oluşturulur. Bu şekilde ortaya çıkan çelik üretim kademeleri Şekil 11. de verilmiştir. Gemi teçhizleme ve donatım faaliyetleri de (boru, makine, kablo, çelik donatım gibi) bir hiyerarşi izler. Yöntem donatımı mümkün olduğunca blok aşamasında gerçekleştirmektir. Hiyerarşik yönden donatım kademeleri; Donatım parçaları, Donatım küçük grupları, Donatım alt grupları ve Donatım üniteleri olarak tanımlanabilir ve bu kademeler Şekil 11.3 den Şekil 11-7 ye kadar gösterilmektedir. Modern gemi inşaatında donatım ünite üzerinde (= on unite), blok üzerinde (= on block) ve gemi üzerinde (= on board) olmak üzere üç safhada gerçekleştirilir ve bu değişik tür donatımlar Şekil 11-8 de şematik olarak gösterilmiştir. Türkiye de pek uygulaması olmamakla birlikte bitmiş bloklar boya atelyesine götürülür ve kaynatılacak uçlar civarındaki paylar haricinde kontrollü iklim şartları altında boyanırlar. Türkiye de boyama işleri bütün sıcak işlemleri bitiminden sonra kızak üzerinde gerçekleştirilir. Bölüm 11-3

155 Tek profil Tek parcadan olusan profil hazirlama islemi gormus profil parcasi Tek levha Tek parcadan olusan levha hazirlama islemi gormus levha parcasi Kucuk grup Bir adet tek levha (B) ile bir ya da birden fazla sayida tek profilden (A) olusan boyutlari belirli is kademesi Alt grup Bir yada birden fazla kucuk grubun tek profil ve/veya tek levhalar ile birlesmesinden olusan uretim kademesi Matris yapi Kuck gruplar ile alt gruplarin birlesmesinden olusan uretim kademesi Duz panel İki yada daha fazla kaynak agzi acilmis levhanin kaynak ile birlestirilmesinden olusan uretim kademesi Elemanli duz panel Stifner ya da kiris elemanlarinin duz panele montajindan olusan uretim kademesi Gruplu panel Duz panel, egrisel panel ya dagruplar ile elemanlarin birlesmesinden olusan uretim kademesi Elemanli egrisel panel Egrisel stifner ya da kiris elemanlarinin egrisel panele montajindan olusan uretim kademesi Alt blok Bir duz yada egrisel panel ile birlestirilen gruplu panelin olusturdugu uretim kademesi Blok Birden fazla uretim kademesinin biraraya gelerek olusturdugu kizak ustu montajdan onceki son uretim kademesi Şekil 11.. Çelik tekne analiz ve üretim kademeleri Bölüm 11-4

156 Şekil Donatım parçaları Bölüm 11-5

157 Şekil Donatım küçük grupları Bölüm 11-6

158 Şekil Donatım alt grupları Bölüm 11-7

159 Şekil Donatım grupları Bölüm 11-8

160 Şekil Donatım ünitesi Bölüm 11-9

161 Şekil Kademeli donatım tipleri Bölüm 11-10

162 11.3 TERSANE ÜRETİM TESİSLERİ Bir tersanede bulunan üretim tesisleri tersane alanı kısıtları içinde üretim mantığının yansıtılması isteklerinin mevcut finansal olanaklarla karşılanmasının yansımasıdır. Genelde iş akışı tersane geometrisine uyarlanmak zorundadır. Şekil 11.9 da bir tersanedeki çelik üretim tesislerinin I, L ve U tipi akışı kullanılarak alternatif dizayn olasılıklarını göstermektedir. Tesis içi akış daha komplike hale geldiğinde kaldırma ve taşıma faaliyetlerinin organizasyonu daha sorunlu olmaya başlar. Şekil da Hyundai Mipo Tersanesi yerleşimi görülmektedir. Malzemesini denizden alan tersanede stok sahası rıhtımın hemen yanında konuşlandırılmıştır. Stok sahası çıkışında kumlama (= shot blasting) ve koruyucu boya tesisiyle malzeme kesme ve ön hazırlama atelyesine (= sub-assembly) gitmektedir. Ön montajı bitmiş unsurların blok montaj yerine (= block assembly shop) gönderilmektedir. Boru ve teçhiz atelyeleri (=Pipe shop & Outfitting unit shop) kuru havuzun diğer yanında konuşlandırılmış ve böylece hem blok montaj atelyesiyle kuru havuza ve hem de nihai donatım rıhtımına hizmet verilebilmektedir. Bitmiş bloklar kuru havuzda birleştirilip donatılarak yüzdürülmekte ve teçhiz rıhtımında son işlemlerini görmektedir. Benzer bir anlayışla kurulmuş olan Daewoo Mangalia Heavy Industries yerleşimi ise Şekil de gösterilmiştir. Tersanelerde üretim ve taşıma hizmetlerinde kullanılan araçlar ve sistemlerin bazıları Ek te gösterilmiştir. Bölüm 11-11

163 Malzeme akışı Depo Sac ve blok atelyeleri Cross handling Ara montaj Montaj Cross handling kreyn Ara ürün depo Ürün depo Inşaat rıhtımı Sac ve parça deposu Tesviye Kumlama Markalama Sac hazırlama: Markalama Kesme Şekil verme Profil ve stifner hazırlama: Markalama Kesme Şekil verme Gerekli durumda Sac ve stifner bekletme alanı Kaynak atelyeleri Kaynak ve Donatım Blokların hazırlanması Gerekli durumda Hazır blokları bekletme alanı Bölüm 11-1

164 Şekil I, L ve U Tipi tesis örnekleri Cross handling ve Depo Ara montaj Montaj Cross handling ve Depo Cross handling Sac ve blok Atelye leri Cross handling Ve Depo Ara montaj Montaj Cross handling Ve Depo Sac ve blok Atelyeleri Depo Depo Genel yerleşim 1Havuz #1 5Iskele #1 9Atölye Havuz # 6Iskele # 10Boya Atölyesi 3Havuz #3 7Iskele #3 11Ana ofis binası 4Havuz #4 8Iskele #4 1Yerel ofis binası Şekil Hyundai Mipo Tersanesi yerleşimi ( Bölüm 11-13

165 1Çelik deposu 9Makine montaj atölyesi 17Kuru havuz# Iyileştirme alanları 10Ambar kapagı montaj alanı 18Kuru havuz#3 3Kesme ve montaj atölyesi 11Kumlama ve boyama üniteleri 19Iskele A 4Büyük montaj platformu 1Yeni kumlama ve boyama üniteleri 0Iskele B 5Yeni panel blogu atölyesi 13Büyük blok montaj platformu 1Iskele C 6Parca ve ara montaj atölyesi 14Mpntaj alanı Ana bina 7Gövde donatım atölyesi 15Ön donatım platformu 3Yetiştirme merkezi 8Birim modül ve galvanize 16Kuru havuz#1 4Goliath kreyn atölyesi Şekil Daewoo Mangalia Heavy Industries yerleşimi ( ÜRETİM YÖNETİMİ Tersanelerde gemi inşa ve onarım faaliyetlerinin istenilen süreçte ve öngörülen maliyetler içerisinde gerçeklenebilmesi için planlanmış bir uygulamanın sürdürülmesi gerekir. Plan öngörülen bir işin gerçekleşmesi için gerekli sürecin ve bu sürecin her aşamasında kullanılacak kaynakların belirlenmesi işlemidir. Kullanılacak kaynaklar işgücü, makina ve tesis ile satın alma kalemlerinin tümünü içerir. Dolayısıyla bir işletmede yapılan planlamanın tesisin mevcut olan ve elde edebileceği tesis kapasitesini de göz önünde bulundurması gerekir. Kapasitenin mevcut veya planlanan işlerle kullanım analizi bize kapasite planını verir. Kapasite üstünde kullanım talepleri fazla mesai veya dıştan kiralama gibi maliyeti arttırıcı önlemler gerektirir. Dolayısıyla iş planları kapasite dengelenmesi için değişikliğe tabi tutulur. Planların tarihlendirilmeleri yani gerçek bir zaman süreci içerisinde gerçeklenmesi için dönüştürülmüş haline programlar denir. Bölüm 11-14

166 Planlama işleminin temelinde yapılacak işin kademelere bölünmesi ve kademelerin öncelik (= precedence) sırasına göre sıralanmasıdır. Bir çift-dip blokunun üretim kademeleri şekil 11.1 de gösterilmektedir. Burada A, B ve C kademeleri işleme dahil edilmemiştir. Başlangıçta dört işlem beraberce ve paralel olarak ilerlemektedir; sintine eğrisel panelinin braketiyle beraber hazırlanması, dip ve iç dip panellerinin elemanlı panel olarak montajı ve tulani-döşek ön birleştirme işlemleri. Bu ön aşamaların tamamlanması sonucu, iki paralel işlem yürür. Bunlar iç dip paneline döşek ve tulanilerin montajı ve dip sacına sintine levhası ve döşeğin son kısmının montajıdır. Bu aşamanın tamamlanmasıyla iç dip alt bloğu ters döndürülerek dip alt bloğu üstüne monte edilerek kaynaklanır ve blok üretim işlemi tamamlanmış olur. İşlemin yapılış sırası önceliği, işlemin yapımı için gerekli A, B ve C kademesi elemanları malzemesi, istenen montajı gerçekleştirmek için gereken kaynak makinaları, elektrotlar, üretim jigleri, kreyner ve çalışanlar ise kaynak ihtiyacını belirler. Kademe 10 Küçük grup Dip sacı Kademe 0 Alt grup Tank top Dip sacı Kademe 30 Alt blok Tank top Tank top Kademe 40 Blok Dip sacı Şekil Çift dip Bloku montaj hiyerarşisi Planlama faaliyeti bu tür alt ürün üretimi faaliyetlerinin süreçlerini göz önüne alarak öncelik sırası içinde bir araya getirilmesi olarak ortaya çıkar. Pratikte en çok karşılaşılan plan gösterim tipleri çubuk diyagramları (= Gantt chart) ve ağ planlarıdır (= network plans). Şekil de bir faaliyet ile ilgili ağ planı gösterilmektedir. Burada daire içinde yazılan düğüm noktaları bir işlemin başlangıç veya bitimini, ok bir aktiviteyi ve ok üzerindeki sayı ise aktivite süresini göstermektedir. Kare içindeki rakamlar ise en erken ve en geç başlangıç (veya bitim) sürelerini göstermektedir. Şayet bu süreler eşitse bu faaliyet kritik faaliyet ve kritik faaliyetlerin oluşturduğu başlangıç bitiş sürecine kritik yol (= critical path) denir. Bölüm 11-15

167 Şekil Bir ağ planı ve kritik yol Aynı süreci bir çubuk diyagramı halinde gösterebilir ve bu diyagrama histogram şeklinde işgücü talebini de yansıtabiliriz. Bu takdirde bir tür kapasite kullanım planı da elde edilmiş olur. Bu kapasite yüklemesi uygun olmadığı takdirde kritik yol üzerinde olmayan aktivitelerin başlangıç ve bitim tarihlerini değiştirerek kapasite dengelemesi yapmak mümkündür. Şekil de çubuk diyagramları ve kapasite dengelenmesi işlemi gösterilmektedir. Gemi inşaatında maliyet oluşturan unsurların önemli bir bölümü dış tedarikçilerden alındığından malzeme ihtiyaç planlaması, yani hangi malzeme, makina veya teçhizata üretimin hangi aşamasında ihtiyaç duyulacağı ve ihtiyaç duyulan malzemenin o süre içinde temin edilip edilemeyeceğinin belirlenmesi çok önemli bir unsurdur. Örneğin bir ana makinanın sipariş teslim süreci 10 veya 1 ay sürebilir. Tedariği uzun süren bu gibi malzemelere uzun bekleme süreli kalemler (= long lead time items) denir. Üretim planlamasında tedariğinde kısıt olan bu tür unsurların teslim süresi yansıtılır ve tersane bir malzeme ihtiyaç planlaması (= material requirements planning) yapar. Bölüm 11-16

168 Şekil Kapasite dengeleme ve çubuk diyagramları Bütün bu planlama işlemleri tamamlandığında tersane maliyet (= cost) ve nakit akış planlarını (= cash flow planning or forecasts) hazırlar. Ortaya çıkan nakit talepleri ya kontratların gelirleriyle veya kısa orta vadeli banka kredileriyle karşılanır. Şurası asla unutulmamalıdır ki endüstriyel şirketler çoğunlukla zararları dolayısıyla değil, borçlarını çeviremediği için iflas eder. Dolayısıyla nakit akışı planlaması ve gerekli önlemlerin alınması tersaneler için hayati önem arz eder. Tersane yönetimi bütün bu plan ve plan uygulama faaliyetlerini yönlendirmek, uygulamak, uygulamayı takip etmek ve gerekli düzeltici önlemleri yürürlüğe koymakla görevlidir. Ayrıca Bölüm 11-17

169 üretimi dolaylı olarak etkileyen tesis bakım tutumu, insan kaynakları yönetimi ve muhasebe gibi önemli faaliyetlerin de sürdürülmesi gerekmektedir. Tarihsel olarak tersane yönetimi fonksiyonel ağaç yapısı (= functional tree structure management) şeklinde oluşmuştur. Bu yapıda bir genel müdüre bağlı olarak Pazarlama ve satış Teknik Üretim Satın alma Muhasebe İnsan kaynakları Bakım müdürlüğü gibi müdürlükler bağlanır ve her müdürlüğün altında ona bağlı departman, depo veya atelye amirlikleri bulunur. Bu amirlere bağlı şefler, şeflere bağlı grup liderleri bulunabilir. Ayrıca bugün hemen bütün tersanelerin EN ISO 9001 kalite sertifikası sahibi olması gerektiğinden, her tersane de doğrudan genel müdüre bağlı bir kalite müdürü bulunur. Ancak bu yapı esnekliği azalttığı ve müşteri odaklı çalışmayı teşvik etmediği için zaman içerisinde matris tipi yapı (= matrix type organisational structure) oluşmuştur. Bu yapıda mevcut yapı tersane içi temin edicileri temsil eder. Buna karşı tersane içi alıcılarını temsilen bir proje ekibi oluşur. Proje lideri iç ve dış imkanların en verimli ve karlı olarak kullanımı ile görevlidir. Türkiye de özel sektör tersaneleri merkez kadroları minimumda tutmak üzere yapılandığından ve üretim faaliyetlerinin önemli bir bölümü taşeronlar tarafından realize edildiğinden matris tipi yapılanmaya çok daha uygundur. Askeri tersaneler, fonksiyonel yapı içerisinde çalışırlar. Bölüm 11-18

170 Fonksiyonel Organizasyon FABRİKA MÜDÜRÜ KURMAY ORGANI İMALAT ATELYESİ ŞEFİ MONTAJ ATELYESİ ŞEFİ İŞ AKIM ŞEFİ İŞÇİLER İŞÇİLER İŞÇİLER İŞÇİLER İŞÇİLER İŞÇİLER İŞÇİLER Faydaları: Uzmanlaşmayı saglar Denetim etkinligi artar Koordinasyon ihtiyacını azaltır Sakıncaları: Büyük organizasyonlarda tepki süresini azaltır Yeniligi ve yaratıcılıgı teşvik etmez Yetki sahaları içiçe geçtiginde çatışmalar dogabilir MÜHENDİSLİK HİZMETLERİ MÜDÜRÜ ÖN TASARIM BAŞ MÜHENDİSİ MAKİNE BAŞ MÜHENDİSİ ELEKTRİK BAŞ MÜHENDİSİ HİDROLİK BAŞ MÜHENDİSİ METALURJİ BAŞ MÜHENDİSİ A PROJESİ YÖNETİCİSİ B PROJESİ YÖNETİCİSİ C PROJESİ YÖNETİCİSİ Faydaları: Organizasyona esneklik saglar Disiplinlerarası dayanışmayı artırır Personelin gelişimine yardımcıdır Üst yönetimin planlama yükünü azaltır Sakıncaları: İşletme içi anarşiye yol açabilir Güç çatışmalarına yol açar Aşırı gruplaşmaya yol açar Kararların gecikmesine sebep olur Şekil Fonksiyonel ve Matris Organizasyon tipleri Bölüm 11-19

171 1. GEMİ TASARIMI 1.1 KAVRAM DİZAYNI VE ÖN DİZAYN Kavram dizaynı belirlenen ekonomik unsurlar ve sınırlamalara uygun bir dizaynın geneliyle taslak olarak belirlendiği dizayn aşamasıdır. Gereksinim ve görev tanımları armatör tarafından belirleneceği gibi, yapılmış bulunan bir pazar araştırmasına uygun olarak tersane tarafından başlatılan bir ürün geliştirme politikasının tatbikatı olarak da ortaya çıkabilir. Kavram dizaynının amacı gemi boyutlarının, teknik karakteristiklerinin ve maliyetlerinin, belirlenen gaye fonksiyonunu optimize edecek şekilde yaklaşık olarak tayini olup, bu aşamada dizayner önemli ölçüde karar esnekliğine sahiptir. Genellikle parametrik yöntemlerin kullanıldığı kavram dizaynında girdiler; görev tanımı, ekonomik unsurlar ve sınırlamalar olup, çıktılar ilk yaklaşık hesaplama sonuçları, genel plan, endaze, sistem seçimleri ve bu konuları kapsayan bir ön teknik şartnamedir. Kavram dizaynı çıktıları şematik olarak Şekil 1.1 de gösterilmiştir. Ön hesaplamalarda iteratif olarak ana boyutlar, yük, alan ve hacimler, ağırlık, stabilite, trim, bölmeleme, hız, güç ve maliyet yaklaşık olarak belirlenir. Bu arada gemi sevki, yüklemeboşaltma, genel servis hizmetleri, navigasyon ve iletişim için kullanılacak makine ve sistemlerin tip belirlemeleri de yapılır. Hesaplara görsellik kazandırmak ve bazı kritik unsurları daha belirgin hale getirebilmek amacıyla kavram dizaynı sonunda geometrik dizaynla bazı resimlerin de üretilmesi gerekir. Bu resimlerin ilki gemideki alan ve hacim atandığı ve ihtiyaca uygunluğunun belirlendiği ön genel plandır. Geminin çalışma verimi ve fonksiyonelliği genel plan dizaynını yönlendirir. Genel plan gereksinimlerine uyan bir ön form planı seçimi ve bu plan kullanılarak yapılacak hesaplar enine ve boyuna perde yerlerinin katileştirilmesini temin eder. Seçilen form planı yardımıyla yapılan diğer gemi mühendisliği hesaplarının da daha sağlıklı olarak yapılması mümkün olur. Bu aşamada üretilmesi gereken bir diğer plan ön orta kesit resmidir. Orta kesit resmi üretilmesi hem kullanılacak postalama türü (enine, boyuna veya karmaşık) hem de kullanılacak bünyesel eleman tiplerini belirleyeceğinden gerek mukavemet ve gerekse ağırlık hesapları daha doğru olarak yapılabilir. Şekil 1. de bir çıkarma destek gemisinin bu dizayn aşaması için yeterli olabilecek bir en kesit resmi görülmektedir. Kavramsal dizaynın ortaya çıkardığı en önemli döküman ise ön teknik şartnamedir. Bu belgede hesaplama veya seçim sonucu ortaya çıkan ve geminin sahip olması istenen bütün teknik özellikler ana başlıklar Bölüm 1-1

172 içerisinde belirlenir. Yazılma mantığı bakımından gemi sistemlerinin esas olan bir paragraflama ve numaralama yöntemi kullanılır. Bugün en çok kullanılan sistemler IMS (Information Management System), ESWBS (Expanded Ship Work Breakdown Structure) ve MARAD (Maritime Administration) kodlama sistemleridir. Parametrik hesaplardan sonra geometrik modellemenin ve daha hassas hesapların yapıldığı bu safhaya bazen ön dizayn (= preliminary design) da denir. Bu ders kapsamı içinde öz dizayn olarak kavram dizaynı çıktısı olan geminin daha dar sınırlar içinde optimizasyonu da dahildir. Ön dizayn aşamasında geminin üretilebilirliğinin de (= producibility) önemle değerlendirilmesi gerekir. Bu bakımdan genel plan dizaynında üretim bölümlerinin (bloklar ve zonlar), form ve orta kesit dizaynında ise üretim kolaylıklarını ve kullanılacak malzeme tiplerini dikkatle değerlendirmek gerekir. Şekil 1.1. Ön Dizayn Çıktıları Bölüm 1-

173 0.7 SEVİYESİ 0.6 SEVİYESİ 0.5 SEVİYESİ 0.4 SEVİYESİ UÇUŞ GÜVERTESİ GALERİ HANGAR GÜVERTESİ ÜST ARAÇ GÜVERTESİ ALT ARAÇ GÜVERTESİ Şekil 1.. Çıkarma Destek Gemisi Ön Orta Kesit Resmi Bölüm 1-3

174 1. KONTRAT SEVİYESİ DİZAYN Kontrat dizaynının gayesi üretilmesi düşünülen dizaynın gemi sahibi ile tersane arasında teknik, ticari ve hukuksal bütün unsurları belirleyecek bir kontratın imzalanması için gerekli ve yeter detaya sahip hesaplama, resimleme ve tanımlama işlemlerinin yapılmasıdır. Şayet dizaynın bu aşaması bir girdi-dönüşüm-çıktı anlayışı içerisinde irdelemek istenirse, girdi ve çıktılar listelerinin ana elemanları aşağıdaki şekilde belirlenebilir: Girdiler: - Kavram ve ön dizayn çıktıları - Fonksiyonel gereksinimler - Kural ve kaideler - Dizayn standartları - Üretilebilirlik esasları Çıktılar: - Detaylı teknik şartname - Genel plan - Form planı - Bünyesel ön dizayn planları (orta kesit, tulani kesit, tipik perdeler, harici ve güverte kaplama) - Makine dairesi yerleştirme planı - Elektrik yük analizi - Boru ve sistem devre şeması - Kablo taşıma yolları şemaları - Yaşam mahalleri planları - Sevk analizi ve deney sonuçları - Gemi mühendisliği hesapları (hidrostatik, kapasite, stabilite, yaralanma, denizcilik, manevra vs.) - Muhtemel satın alma (ekipman ve malzeme) listesi - Ön üretim stratejisi (blok planı) Bu çıktılarla (Şekil 1.3) dizaynın bundan sonraki fazları için gerekli bütün kilit bilgiler ve seçim esasları belirlenmiş olur. Aranjman dizaynında fonksiyonel hacim analizi ve hacim atama yöntemleriyle, özellikle yakınlık ve ayırma zorunluluğu gibi irtibatlandırma konuları da göz önünde tutularak, bütün kompartmanlar ve bunların kullanım maksadı ve hem de bu Bölüm 1-4

175 kompartmanlarda bulunacak ekipman ve sistemler belirlenmiş olur. Bu kapsamda servis ve ulaşım ihtiyaçlarının dikkatle değerlendirilmesi gerekir. Şekil 1.4 hava gücü de taşıyabilen bir çıkarma destek gemisinin baş kısmında yapılan bir aranjman çalışması görülmektedir. Şekil 1.3. Kontrat Dizaynı Çıktıları Bölüm 1-5

176 Şekil 1.4. Ön Aranjman Dizaynı Fonksiyonel Hacim / Alan Atama Bölüm 1-6

177 1.3 FONKSİYONEL DİZAYN Fonksiyonel dizayn kontrat seviyesi dizaynı takip eden ve dizayn onay otoritesinin (klas veya başka bir kuruluş) talep edeceği bütün hesap, resim ve tanımlamaların yapıldığı dizayn aşamasıdır. Bu aşamada aynı zamanda üretim sırasında satın alınacak ekipman ve malzemenin şartnameleri de hazırlanır. Bu aşamanın en önemli özellikleri gemi içinde bulunan bütün sistemlerin özelliklerinin detaylı olarak bu disiplinlerde çalışan kişilerce dizaynı, bu dizayn süreci boyunca sistem entegrasyonu ve konfigürasyon kontrolünün temini olup, bu işlemlerin tamamından üretilebilirliğin önemle göz önünde tutulması gereğidir. Tipik fonksiyonel dizayn çıktıları Şekil 1.5 de görülmektedir. Özellikle dağılımlı sistemlerin (boru, kablo, kanal vs.) çok olduğu hizmet, yolcu ve savaş gemilerinde değişik dizayn gruplarınca aynı hacim veya alanın atanma olasılığı yüksek olup, dizayn integrasyonu sırasında gerekli kontrollerin yapılıp bu tür çatışmaların önlenmesi (= clash avoidance) gerekir. Özellikle bilgisayar destekli olarak yapılan dizaynlarda üç boyutlu gösterim kullanılması ve solid modelleme hem çatışma önleme ve hem de ulaşılabilirlik (= access) yönünden önemli katkılar sağlamıştır. Bu anlayışın bir örneği olarak prizmatik hacim atamayla dizayn kontrolü Şekil 1.6 da görülmektedir. Bu aşama dizaynda geminin sadece sistemler bazında bölümlendiği ve bunun dışında tek bir ünite olarak değerlendirildiği son aşamadır. Bu sebepten gemi üretimi esnasında gerekli olan blok ve zonlara ayırma ve bu ara ürünlerin üretim ve donatım zorluklarının bu aşamada değerlendirilmesi gerekir. Bunun dışındaki bir tutum problemlerin daha sonraki aşamalarda (dizayn veya üretim) ortaya çıkmasına; bu ise üretim gecikmelerine, yapılanların düzeltilmesine (= rework) ve üretim maliyetlerinin artmasına sebep olur. Bölüm 1-7

178 Şekil 1.5. Fonksiyonel Dizayn Çıktıları Bölüm 1-8

179 Şekil 1.6. Prizmatik Hacim Atamayla Aranjman Dizaynı Bölüm 1-9

180 1.4 GEÇİŞ DİZAYNI Genelde böyle bir dizayn aşamasının varlığından bahsedilmez ve detay dizaynı bir sonraki safha olarak düşünülür. Bu safhanın önemi dizaynda sistem bazından üretim ünitesi bazına geçilmesidir; yani dizaynda ağırlık planlama ünitesi olarak da bilinen üretimin kademelendirilmesi ve bu kademelendirmede ara ürün (veya alt ürün) tanımlarıyla birlikte iş paketlerinin (= work packages) taslak olarak tanımlanmalarıdır. Bu surette dizayn seçilen alt ürün için parça hazırlama, montaj ve donatım gibi üretim kademelerine indirgenir ve bu kademelerin ihtiyacı olacak resim, bilgi ve malzemelerin neler olacağı belirlenir. Dizaynda sistem bazında alt ürün bazına geçildiğinden dağıtımlı sistemlerin rota değerlendirilmesi yani sistem entegrasyonu büyük önem kazanır. Bu anlayış içinde hangi sistemlerin beraberce taşınabileceği ve hangi sistemlerin mutlaka ayrılması gerektiği, üretim, montaj ve bakım-tutum açısından gerekli olacak klirensler ile modüler teçhizleme anlayışının gereksinimleri bu aşamada değerlendirilmek zorundadır. Pratikte, özellikle bilgisayar destekli dizayn ortamında, bu tip değerlendirmeler birden fazla sistemi aynı anda gösterebilen iki boyutlu kompozit resimle (= composite drawings) ve üç boyutlu koordinasyon resimleri (= coordination drawings) kullanılarak yapılır. LSD-41 gemisinin bir üretim ünitesindeki çelik yapı, boru, elektrik ve havalandırma devrelerinin kompozit şeması Şekil 1.7 de örnek olarak görülmektedir. Geçiş dizaynında yapılan en önemli çalışmalardan birisi işlem analizidir (= process analysis). İşlem analizinde tersanenin kullandığı ürün ağacı anlayışı içinde yapılması gereken işler en alt seviyeye indirgenir ve değerlendirilir. Bu işler gerek çelik (veya başka malzeme) bünyesel elemanlar ve gerekse teçhiz elemanları için yapılarak bir üretim hiyerarşisi ve buna bağlı bir üretim planı ortaya çıkar. Şekil 1.8 de bir üretim zonundaki teçhizleme faaliyetleri ile ilgili bir proses analizi görülmektedir. Böyle bir analizin tabii sonucu iş akımını belirten diyagramların ve montaj şemalarının belirlenebilmesidir. Şekil 1.9 böyle bir diyagramı göstermektedir. Bu şekilde bir belirleme kendiliğinden iş paketlerinin (= work packages) oluşmasına ve bu iş planlaması içinde hangi planlama merkezlerinin sorumluluğuna gireceğini de belirler. Genel tanımını bu şekilde belirleyeceğimiz geçiş dizaynı üretime uygun dizayn geliştirme anlayışı içerisinde çok önemli bir adım olup, geçiş dizaynı çıktıları Şekil 1.10 da şematik olarak gösterilmiştir. Bölüm 1-10

181 Şekil 1.7. Alan Atama Entegrasyon Diyagramı Kompozit Resim Bölüm 1-11

182 GEMİ NO ÜNİTEDE PROSES ANALİZİ KADEME ZONE GEMİ ÜSTÜNDE PLANLAMA ÜNİTE NO KALEM TANIM PANE MONTAJ KIZAK BLOK ÜSTÜ ZONE SEYİR T SEYİR T NO LDE DA ÜSTÜNDE TA AÇIKKEN TAKİBEN ÖNCESİ SONRASI hafifletme delikleri ulaşım halkaları ve merdivenler 3sahte dip 4dreyn kuyuları 5firar boruları 6iskandil boruları 7iskandil tank geçiş 8sintine emme geçiş 9tuzlu su alma geçiş 10 çamur emme geçiş 11 çamur doldurma geçiş 1 iskandil güverte geçiş Şekil 1.8. Üretim Teçhizleme İşlem Analizi Bölüm 1-1

183 Şekil 1.9. İş Akış Diyagramı ve İş Paketi Kavramı Bölüm 1-13

184 Şekil Geçiş Dizaynı Çıktıları Bölüm 1-14

185 1.6 DETAY DİZAYNI VE ATELYE RESİMLERİ Detay dizaynı, dizayn faaliyetlerinin son halkasını teşkil eder. Daha önceki dizayn aşamalarından en önemli farkı dizayn ve resimlerin sistem bazından üretimdeki plan ünitesi bazında yapılmasıdır. Bu anlayış içinde ortaya çıkan ürün ise planlama ünitesi üretim kapsamındaki her faz veya kademede gerekli bilgi ve resimleri içeren iş paketleridir. Tipik bir iş paketi yapısı Şekil 1.11 de ve detay dizaynı çıktıları şematik olarak Şekil 1.1 de gösterilmiştir. Bugünkü modern gemi inşaatı anlayışında teçhiz edilmiş bloklar tipik planlama ünitelerini oluşturacağından, detay dizaynında sadece bünyesel çelik yapının değil aynı zamanda bloğa ait makina, teçhizat, boru, kanal ve kablo taşıyıcı enstallasyonunun da iş paketi içinde belirlenmesi gerekir. Detay dizaynında izlenmesi yararlı olan bazı unsurlar aşağıdaki gibi belirlenebilir: Mümkün olduğunca tersane ve endüstri standartlarına uyum. Boyutlandırma ve toleransların üretim sistemlerine uyumluluğu. Alt-grup ve blok birleşimleri için gerekli geçiş parçalarının belirlenmesi ve numaralandırılması. Üretim yöntemlerinin iyi anlaşılması (Dizayn-üretim diyaloğu). İşlem ve yöntem sıralamasının (yöntem seçimi dahil) doğru yapılması ve yöntem yanlışlığından doğabilecek kaynak deformasyonu sonucu çarpılma gibi hataların yöntem veya dizaynla önlenmesi. Boru ve benzer geçiş açlıklarının (= penetrations) hangi aşamada yapılacağının belirlenmesi ve referans yüzeylerinin doğru seçilmesi. Kızak üstünde ve denize indikten sonra gemiye monte edilecek teçhizatın gemiye giriş çıkışının baştan düşünülerek gerekli giriş ve geçiş açıklıklarının bırakılmış olması. Kalite ve bunun bir parçası olarak boyut kontrolünün sadece üretim sonunda değil, üretimin her kademesinde yapılmasının temini. Blok boyama öncesi blokların birleştirilmesi dışında sıcak işlerin tamamının bitirilmesi. Malzeme listelerin doğru ve eksiksiz olarak hazırlanması ve iş istasyonlarında hazır edilmesinin temini. Bölüm 1-15

186 Şekil İş Paketi Tanımı Bölüm 1-16

187 Şekil 1.1. Detay Dizaynı Çıktıları Bölüm 1-17