لودر کشتی: چیست، چگونه کار می کند و راهنمای ایمنی

لودر کشتی یک ماشین جابجایی مواد فله بزرگ است که در پایانه‌های بندر نصب می‌شود تا محموله‌هایی مانند زغال سنگ، غلات، سنگ آهن، سیمان یا کود را از نوار نقاله‌های زمینی مستقیماً به انبارهای یک کشتی پهلوگیری کند. لودرهای کشتی اصلی ترین و کارآمدترین روش بارگیری محموله های فله بر روی کشتی ها هستند که قادر به جابجایی هزاران تن در ساعت با حداقل مداخله دستی هستند.

لودر کشتی چیست؟

لودر کشتی در لبه اسکله یا اسکله قرار دارد و به عنوان حلقه نهایی در زنجیره نوار نقاله بندر عمل می کند. مواد انبوه از طریق نوار نقاله های زمینی وارد می شوند، از بوم لودر بالا می روند و از طریق یک ناودان یا دهانه تلسکوپی به انبار کشتی تخلیه می شوند. لودرهای کشتی مدرن بر روی دروازه‌های مسافرتی ریلی نصب می‌شوند و به آن‌ها اجازه می‌دهند در امتداد اسکله حرکت کنند تا بدون تغییر موقعیت کشتی به هر دریچه کشتی برسند. بوم معمولاً می‌تواند لوف کند (بالا و پایین بیاید)، بچرخد (به صورت افقی بچرخد) و به صورت تلسکوپی گسترش یابد تا مواد را دقیقاً به داخل نگهدارنده هدایت کند.

پارامترهای طراحی کلیدی که لودر کشتی را تعریف می کنند عبارتند از:

انتقال محموله کشتی چگونه کار می کند؟

توالی انتقال محموله در ترمینال فله از یک زنجیره پیوسته و یکپارچه پیروی می کند. درک هر مرحله روشن می کند که چرا لودر کشتی برای بهره وری بندر ضروری است.

مرحله 1 — احیای انبار

مواد ذخیره شده در انبارهای باز یا سیلوهای سرپوشیده توسط یک دستگاه بازیابی استاکر یا بازیابی چرخ سطلی بازیابی می شود. این ماشین‌ها با سرعت کنترل‌شده در انبارها مواد را بر روی یک نوار نقاله یارد می‌خورند - اغلب بین 2000 تا 10000 تن در ساعت بسته به اندازه ترمینال.

مرحله 2 - سیستم نوار نقاله زمینی

شبکه ای از تسمه نقاله ها، معمولاً 1200 میلی متر تا 2400 میلی متر عرض، مواد را از انبار به لودر کشتی در اسکله حمل می کند. برج های انتقال با ناودان ها مواد را بین نوار نقاله ها هدایت می کنند. وزن سنج ها (ترازوهای تسمه ای) جریان جرم را در زمان واقعی اندازه گیری می کنند و داده ها را به سیستم کنترل ترمینال می رسانند.

مرحله 3 - نوار نقاله بوم لودر کشتی

مواد از نوار نقاله تغذیه کنار اسکله به تسمه نقاله بوم لودر عبور می کند. ساختار بوم که می تواند 20 تا 55 متر طول داشته باشد، مواد را قبل از تخلیه به سمت پایین از سطح عرشه بالا می برد. یک یاتاقان حلقه چرخان در پایه برج به کل بوم اجازه می دهد تا بچرخد، در حالی که یک سیلندر لوفینگ زاویه عمودی بوم را تنظیم می کند.

مرحله 4 - پر کردن و نگه داشتن آن

لوله تخلیه یا دهانه تلسکوپی جریان مواد را به داخل محل نگهداری هدایت می کند. پیرایش - فرآیند توزیع یکنواخت محموله در کف نگهدارنده - با حرکت لودر در امتداد مسیر راه آهن و تنظیم زاویه حرکت به دست می آید. برخی از لودرهای پیشرفته از سیستم‌های برش خودکار استفاده می‌کنند که از حسگرهای لیزری یا سونار برای نقشه‌برداری از سطح نگهدارنده و بهینه‌سازی الگوهای پر کردن استفاده می‌کنند و زمان بارگذاری را تا 15 درصد کاهش می‌دهند.

انواع لودر کشتی

طرح‌بندی پورت‌ها و انواع محموله‌های مختلف به پیکربندی‌های لودر متفاوتی نیاز دارند. چهار مورد رایج عبارتند از:

آیا لودر کشتی برای بار فله ایمن است (FO ایمن)؟

بله - لودرهای کشتی با چندین سیستم ایمنی مهندسی شده اند که آنها را برای جابجایی طیف وسیعی از مواد، از جمله مواردی که به عنوان ایمن نفت کوره (FO safe) یا مربوط به دسته های خطر آتش سوزی و انفجار طبقه بندی می شوند، مناسب می سازد. در اینجا مواردی وجود دارد که این مقررات ایمنی معمولاً شامل موارد زیر است:

مهار گرد و غبار و جلوگیری از انفجار

گرد و غبار زغال سنگ و غبار غلات هر دو قابل احتراق هستند. لودرهای کشتی که این مواد را جابه‌جا می‌کنند، مجهز به ناودان‌های انتقال محصور، لبه‌های لاستیکی در تمام نقاط انتقال تسمه، سیستم‌های پاشش آب در نقاط تخلیه، و در بسیاری موارد تصفیه گاز بی‌اثر برای گالری‌های بوم محصور هستند. خروجی تلسکوپی می تواند ارتفاع سقوط را تا زیر 0.5 متر کاهش دهد و به طور چشمگیری تولید گرد و غبار را در نقطه برخورد کاهش دهد.

تجهیزات ایمنی سازه ای و مکانیکی

لودر کشتی با طراحی خوب مکانیسم های حفاظتی زیر را به عنوان استاندارد در خود جای داده است:

• رادار ضد برخورد یا حسگرهای لیزری که در صورت ورود ساختار کشتی به منطقه ممنوعه، سفر بوم را متوقف می‌کنند.
• توقف های اضطراری سیم کشی در تمام طول نوار نقاله بوم
• حفاظت اضافه بار در تمام موتورهای درایو از طریق استارت‌های نرم یا درایوهای فرکانس متغیر (VFD)
• لنگرهای قفل کننده طوفان که دروازه مسافرتی را در برابر بارهای باد بیش از حد طراحی (معمولاً 28 متر بر ثانیه عملیاتی، 55 متر بر ثانیه بقا) ایمن می کند.
• نظارت بر رانش برای موقعیت بوم نسبت به دریچه نگهدارنده، جلوگیری از ریختن روی عرشه

سازگاری با مواد خطرناک

برای پایانه‌هایی که با کک نفتی، گوگرد یا سایر مواد با خطر اشتعال خاص کار می‌کنند، لودرهای کشتی را می‌توان با محفظه‌های الکتریکی دارای رتبه ATEX، اسکرابرهای تسمه بدون جرقه و خط لوله‌ها و سیستم‌های تداوم اتصال به زمین برای جلوگیری از تخلیه استاتیکی عرضه کرد. این پیکربندی‌ها تایید می‌کنند که یک لودر مشخص شده به درستی برای چنین محیط‌هایی بی‌خطر است.

ایمنی اپراتور

لودرهای کشتی مدرن دارای کابین اپراتور محصور و دارای تهویه مطبوع با دید کامل پانوراما بر روی عرشه کشتی هستند. سیستم‌های دوربین به اپراتور یک دید بی‌درنگ به مکان‌های تاریک می‌دهند. دوربین مداربسته اغلب با تشخیص خودکار سطح نگه‌داری تکمیل می‌شود، بنابراین قبل از نزدیک شدن مواد به بیرون آمدن دریچه، به اپراتور هشدار داده می‌شود. نرخ بارگیری در پایانه های اصلی مانند پایانه سنگ آهن پورت هدلند در استرالیا از 8000 تن در ساعت در هر دستگاه فراتر می رود، با این حال میزان آسیب نسبت داده شده به خود تجهیزات بارگیری به دلیل این لایه های ایمنی یکپارچه نزدیک به صفر است.

لودر کشتی در مقابل سایر روش های انتقال محموله

ارزش مقایسه لودرهای کشتی با روش‌های جایگزین را دارد تا بفهمید چه زمانی مناسب است:

برای پایانه های صادراتی با توان بالا، لودر کشتی مبتنی بر نقاله رقیب عملی ندارد. یک کشتی Capesize که 180000 تن سنگ آهن را حمل می کند را می توان تقریباً در 24 ساعت با استفاده از دو لودر 8000 تن در ساعت بارگیری کرد - کاری که با جرثقیل ها هفته ها طول می کشد.

فاکتورهای کلیدی هنگام انتخاب لودر کشتی

تعیین ماشین مناسب نیاز به تجزیه و تحلیل دقیق چندین عامل وابسته به هم دارد:

• نیاز عملیاتی: هدف تناژ سالانه را محاسبه کنید، سپس برای تعیین ظرفیت نامی مورد نیاز، با در نظر گرفتن نرخ بهره برداری (معمولا 60 تا 80 درصد ظرفیت نامی در طول یک سال) به عقب کار کنید.
• خواص مواد: چگالی ظاهری، اندازه توده، میزان رطوبت، زاویه قرارگیری، سایندگی و خورندگی همگی بر هندسه لوله، عرض تسمه و مواد آستر تأثیر می‌گذارند. سنگ آهن در 2.0-2.5 تن بر متر مکعب رفتار بسیار متفاوتی با گلوله های چوب در 0.6 تن بر متر مکعب دارد.
• محدوده کشتی: محدوده اندازه‌های کشتی که در اسکله به پرواز در می‌آیند، محدوده مورد نیاز بوم و محدوده حرکت را تعیین می‌کند. ترمینالی که هم کشتی‌های Handysize (25000 DWT) و هم Capesize (180000 DWT) را ارائه می‌کند به انعطاف‌پذیری قابل‌توجهی نسبت به یک کلاس کشتی ثابت نیاز دارد.
• مقررات زیست محیطی: اکنون بسیاری از حوزه های قضایی محدودیت انتشار گرد و غبار را زیر 10 میلی گرم بر نیوتن متر مکعب تعیین می کنند. این امر بر طراحی ناودان، سطح محفظه و سیستم سرکوب از اولین مرحله طراحی تأثیر می گذارد.
• سطح اتوماسیون: لودرهای کاملاً خودکار با اسکن نگهدارنده و برش خودکار دارای حق بیمه 15 تا 25 درصدی نسبت به ماشین‌های دستی هستند، اما هزینه نیروی کار را کاهش می‌دهند و ثبات را در طول عمر 25 تا 30 ساله دارایی بهبود می‌بخشند.