Hajórakodó: mi ez, hogyan működik és biztonsági útmutató

A hajórakodó egy nagy ömlesztett anyagmozgató gép, amelyet a kikötői terminálokon telepítenek, hogy a rakományt – például szén, gabona, vasérc, cement vagy műtrágya – szárazföldi szállítószalagokról közvetlenül a dokkolt hajó rakterébe szállítsák. A hajórakodók az ömlesztett rakományok hajókra való felrakodásának elsődleges és leghatékonyabb módszerei, amelyek óránként több ezer tonnát képesek kezelni minimális kézi beavatkozással.

Mi az a hajórakodó?

A hajórakodó a kikötő vagy a móló szélén ül, és a kikötő szállítószalagjának utolsó láncszemeként működik. Az ömlesztett anyag szárazföldi szállítószalagokon keresztül érkezik, felfelé halad a rakodó gémjén, és egy csúszdán vagy teleszkópos kifolyón keresztül a hajó rakterébe távozik. A modern hajórakodók sínen közlekedő portálokra vannak szerelve, lehetővé téve számukra, hogy a rakpart mentén mozogjanak, hogy elérjék a hajó minden nyílását anélkül, hogy a hajót áthelyeznék. A gém jellemzően dörzsölhet (emelhet és süllyeszthet), elfordulhat (vízszintesen foroghat) és teleszkóposan kinyúlhat, hogy az anyagot pontosan a raktérbe irányítsa.

A hajórakodót meghatározó fő tervezési paraméterek a következők:

Hogyan működik a szállítmányozás?

Az ömlesztettáru-terminál rakományszállítási folyamata egy folyamatos, integrált láncot követ. Az egyes szakaszok megértése tisztázza, miért a hajórakodó nélkülözhetetlen a kikötők hatékonyságához.

1. szakasz — Stockyard visszaszerzés

A nyílt raktárban vagy zárt silóban tárolt anyagot rakodó-visszanyerővel vagy kanalas-kerekes visszanyerővel nyerik vissza. Ezek a gépek szabályozott sebességgel vágják be a raktárkészletet és adagolják az anyagot az udvari szállítószalagra – gyakran 2000 és 10 000 t/h között, a terminál méretétől függően.

2. szakasz – Szárazföldi szállítószalag rendszer

Egy jellemzően 1200–2400 mm széles hevederes szállítószalag-hálózat szállítja az anyagot a raktárból a kikötőnél lévő hajórakodóba. A csúszdákkal ellátott transzfer tornyok átirányítják az anyagot a szállítószalagok között. A súlymérők (szalagmérlegek) valós időben mérik a tömegáramot, és adatokat továbbítanak a terminál vezérlőrendszerébe.

3. szakasz – Rakodógém szállítószalag

Az anyag a rakparti szállítószalagról a rakodó gém szállítószalagjára halad át. A 20-55 méter hosszú gémszerkezet a fedélzet szintje fölé emeli az anyagot, mielőtt leengedné. A torony alján elhelyezett forgógyűrűs csapágy lehetővé teszi a teljes gém elfordulását, míg egy feszítőhenger állítja be a gém függőleges szögét.

4. szakasz – Vágás és rögzítés

Az ürítő csúszda vagy a teleszkópos kifolyó az anyagáramot a raktérbe irányítja. A trimmelés – a rakomány egyenletes elosztásának folyamata a raktér padlóján – úgy érhető el, hogy a rakodót a sínpálya mentén mozgatják és beállítják az elfordulási szöget. Egyes fejlett rakodók olyan automatizált vágórendszereket tartalmaznak, amelyek lézeres vagy szonáros érzékelőket használnak a tartási felület feltérképezésére és a kitöltési minták optimalizálására, így akár 15%-kal csökkentve a betöltési időt.

A hajórakodók típusai

A különböző kikötői elrendezések és rakománytípusok eltérő rakodókonfigurációt igényelnek. A négy leggyakoribb a következő:

Biztonságos-e egy hajórakodó ömlesztett rakomány számára (FO Safe)?

Igen – a hajórakodókat többféle biztonsági rendszerrel tervezték, amelyek alkalmassá teszik őket sokféle anyag kezelésére, beleértve azokat is, amelyek fűtőolaj-biztonságosnak (FO-biztos) vagy tűz- és robbanásveszélyes kategóriákba sorolhatók. Ezek a biztonsági rendelkezések általában a következőket tartalmazzák:

Porelnyomás és robbanásmegelőzés

A szénpor és a gabonapor egyaránt éghető. Az ezeket az anyagokat kezelő hajórakodókat zárt átvezető csúszdákkal, gumi szegélylécekkel minden szalagátmenetnél, vízpermetező rendszerrel a kiürítési helyeken, és sok esetben inertgázos öblítéssel látják el a zárt gémes galériákban. A teleszkópos kifolyócső 0,5 m alá csökkentheti az esési magasságot, drámaian csökkentve a porképződést az ütközés helyén.

Szerkezeti és mechanikai biztonsági berendezések

A jól megtervezett hajórakodó alapkivitelben a következő védőmechanizmusokat tartalmazza:

• Ütközésgátló radar vagy lézer érzékelők, amelyek leállítják a gém mozgását, ha egy hajó szerkezete belép a tiltott zónába
• Húzózsinóros vészleállítók a gém szállítószalag teljes hosszában
• Túlterhelés elleni védelem minden hajtómotoron lágyindítón vagy változtatható frekvenciájú hajtásokon (VFD) keresztül
• Viharzáró horgonyok, amelyek biztosítják a mozgó portálokat a tervezett határértékeket meghaladó szélterhelés ellen (általában 28 m/s üzemi sebesség, 55 m/s túlélés)
• Elsodródás figyeli a gém helyzetét a tartónyíláshoz képest, megakadályozva a fedélzetre való kifolyást

Veszélyes anyagok kompatibilitása

A kőolajkokszot, ként vagy más speciális gyulladási kockázattal járó anyagokat kezelő terminálokhoz a hajórakodókat ATEX-besorolású elektromos burkolattal, szikrázó hevederkaparóval és csúszdabetétekkel, valamint földelési folytonossági rendszerekkel lehet ellátni a statikus kisülés megakadályozása érdekében. Ezek a konfigurációk megerősítik, hogy a megfelelően meghatározott betöltő valóban biztonságos az ilyen környezetekben.

Kezelői biztonság

A modern hajórakodók zárt, légkondicionált kezelőkabinokkal rendelkeznek, teljes panorámás kilátással a hajó fedélzetére. A kamerarendszerek valós idejű rálátást biztosítanak a kezelőnek a sötét rakterekre. A CCTV-t gyakran kiegészítik az automatikus szinttartás-érzékeléssel, így a kezelő figyelmeztetést kap, mielőtt az anyag megközelíti a sraffozást. A főbb terminálokon, mint például az ausztráliai Port Hedland vasércterminál rakodási aránya meghaladja a 8000 t/h-t gépenként, de magának a rakodóberendezésnek tulajdonítható sérülési arány közel nulla az integrált biztonsági rétegeknek köszönhetően.

Hajórakodó és egyéb rakományszállítási módok

Érdemes összehasonlítani a hajórakodókat alternatív módszerekkel, hogy megértsük, melyik a megfelelő:

A nagy áteresztőképességű exportterminálok esetében a szállítószalag-alapú hajórakodónak nincs gyakorlati vetélytársa. Egy 180 000 tonna vasércet szállító Capesize hajó két 8000 t/h rakodógéppel nagyjából 24 óra alatt megrakodható – ez a feladat darukkal hetekig tart.

Főbb tényezők a hajórakodó kiválasztásakor

A megfelelő gép meghatározása számos, egymástól függő tényező alapos elemzését igényli:

• Átbocsátási követelmény: Számítsa ki az éves űrtartalom-célt, majd visszafelé dolgozva határozza meg a szükséges névleges kapacitást, figyelembe véve a kihasználtságot (jellemzően a névleges kapacitás 60–80%-a egy év alatt).
• Anyag tulajdonságai: A térfogatsűrűség, a csomó mérete, a nedvességtartalom, a dőlésszög, a koptatóképesség és a korrozivitás mind befolyásolja a csúszda geometriáját, a szalag szélességét és a bélésanyagot. A 2,0–2,5 t/m3-es vasérc nagyon eltérően viselkedik, mint a 0,6 t/m3-es fapellet.
• Hajó hatótávolsága: A horgonyzóhelyen kifutó hajóméretek tartománya határozza meg a szükséges gém nyúlási és húzási tartományt. A Handysize (25 000 DWT) és Capesize (180 000 DWT) hajókat egyaránt kiszolgáló terminál lényegesen nagyobb rugalmasságot igényel, mint egy rögzített hajóosztályt kiszolgáló terminál.
• Környezetvédelmi előírások: Sok joghatóság jelenleg 10 mg/Nm3 alatti porkibocsátási határértéket ír elő. Ez már a tervezés korai szakaszában befolyásolja a csúszda kialakítását, a burkolat szintjét és az elnyomási rendszert.
• Automatizálási szint: A teljesen automatizált rakodógépek tartási szkenneléssel és automatikus vágással 15–25%-os felárat jelentenek a kézi működtetésű gépekhez képest, de csökkentik a munkaerőköltségeket és javítják a konzisztenciát az eszköz 25–30 éves élettartama alatt.