محمل السفينة: ما هو وكيف يعمل ودليل السلامة

محمل السفن عبارة عن آلة كبيرة لمعالجة المواد السائبة يتم تركيبها في محطات الموانئ لنقل البضائع - مثل الفحم أو الحبوب أو خام الحديد أو الأسمنت أو الأسمدة - من الناقلات الأرضية مباشرة إلى عنابر السفينة الراسية. تُعد لوادر السفن الطريقة الأساسية والأكثر كفاءة لتحميل البضائع السائبة على السفن، وهي قادرة على التعامل مع آلاف الأطنان في الساعة بأقل قدر من التدخل اليدوي.

ما هو محمل السفينة؟

يتم وضع محمل السفن على حافة الرصيف أو الرصيف ويعمل كحلقة وصل نهائية في سلسلة النقل بالميناء. تصل المواد السائبة عبر ناقلات الحزام البرية، وتنتقل إلى أعلى ذراع اللودر، ويتم تفريغها من خلال شلال أو صنبور تلسكوبي في عنبر السفينة. يتم تركيب لوادر السفن الحديثة على جسور متحركة للسكك الحديدية، مما يسمح لها بالتحرك على طول رصيف الميناء للوصول إلى كل فتحة في السفينة دون تغيير موضع السفينة. يمكن لذراع الرافعة عادةً أن يرتفع (يرفع ويخفض)، ويدور (يدور أفقيًا)، ويمتد بشكل تلسكوبي لتوجيه المواد بدقة إلى منطقة التعليق.

تتضمن معلمات التصميم الرئيسية التي تحدد لودر السفينة ما يلي:

كيف يعمل نقل البضائع بالسفن؟

يتبع تسلسل نقل البضائع في محطة البضائع السائبة سلسلة مستمرة ومتكاملة. إن فهم كل مرحلة يوضح سبب محمل السفينة لا غنى عنه لكفاءة الميناء.

المرحلة 1 - استعادة حظيرة الماشية

تتم استعادة المواد المخزنة في ساحات تخزين مفتوحة أو صوامع مغلقة بواسطة أداة استرداد المعبئ أو أداة استرداد عجلة الدلو. تقوم هذه الآلات بتقطيع المخزون وتغذية المواد على ناقل ساحة بمعدل يتم التحكم فيه - غالبًا ما يتراوح بين 2000 و10000 طن/ساعة اعتمادًا على حجم المحطة الطرفية.

المرحلة 2 - نظام النقل البري

تقوم شبكة من الناقلات الحزامية، التي يتراوح عرضها عادةً من 1200 مم إلى 2400 مم، بنقل المواد من ساحة التخزين إلى محمل السفينة عند الرصيف. تعمل أبراج النقل ذات المزالق على إعادة توجيه المواد بين الناقلات. تقوم أجهزة قياس الوزن (الموازين الحزامية) بقياس تدفق الكتلة في الوقت الفعلي، وتغذية البيانات إلى نظام التحكم الطرفي.

المرحلة 3 - ناقل بذراع رافعة السفينة

تمر المواد من ناقل التغذية على رصيف الميناء إلى الحزام الناقل لذراع الرافعة. ويعمل هيكل ذراع الرافعة، الذي يمكن أن يتراوح طوله من 20 إلى 55 مترًا، على رفع المادة فوق مستوى سطح السفينة قبل تفريغها إلى الأسفل. يسمح محمل حلقة الدوران الموجود في قاعدة البرج بتدوير ذراع الرافعة بالكامل، بينما تقوم الأسطوانة المتدفقة بضبط الزاوية العمودية لذراع الرافعة.

المرحلة 4 - التشذيب وعقد التعبئة

يقوم شلال التفريغ أو الصنبور التلسكوبي بتوجيه تيار المادة إلى داخل المخزن. يتم تحقيق التشذيب - عملية توزيع البضائع بالتساوي عبر أرضية الانتظار - عن طريق تحريك اللودر على طول مسار السكة الحديدية وضبط زاوية الدوران. تشتمل بعض اللوادر المتقدمة على أنظمة تشذيب آلية تستخدم مستشعرات الليزر أو السونار لرسم خريطة لسطح التعليق وتحسين أنماط التعبئة، مما يقلل وقت التحميل بنسبة تصل إلى 15%.

أنواع لوادر السفن

تتطلب تخطيطات المنافذ وأنواع البضائع المختلفة تكوينات مختلفة للودر. الأربعة الأكثر شيوعًا هي:

هل محمل السفينة آمن للبضائع السائبة (FO Safe)؟

نعم - تم تصميم لوادر السفن بأنظمة أمان متعددة تجعلها مناسبة للتعامل مع مجموعة واسعة من المواد، بما في ذلك تلك المصنفة على أنها آمنة لزيت الوقود (آمنة للغاز FO) أو ذات صلة بفئات مخاطر الحرائق والانفجارات. إليك ما تتضمنه أحكام السلامة عادةً:

قمع الغبار ومنع الانفجارات

غبار الفحم وغبار الحبوب كلاهما قابلان للاحتراق. يتم تجهيز رافعات السفن التي تتعامل مع هذه المواد بمزلقات نقل مغلقة، وحواف مطاطية عند جميع انتقالات الحزام، وأنظمة رش الماء عند نقاط التفريغ، وفي كثير من الحالات، يتم تطهير صالات ذراع الرافعة المغلقة بالغاز الخامل. يمكن للصنبور التلسكوبي تقليل ارتفاع السقوط إلى أقل من 0.5 متر، مما يقلل بشكل كبير من توليد الغبار عند نقطة الاصطدام.

أجهزة السلامة الإنشائية والميكانيكية

يشتمل لودر السفينة المصمم جيدًا على آليات الحماية التالية بشكل قياسي:

• أجهزة استشعار الرادار أو الليزر المضادة للتصادم التي توقف حركة ذراع الرافعة إذا دخل هيكل السفينة إلى منطقة الحظر
• يتوقف حبل السحب في حالات الطوارئ على طول ناقل ذراع الرافعة بالكامل
• حماية من التحميل الزائد على جميع محركات الدفع عبر بادئ التشغيل الناعم أو محركات التردد المتغير (VFDs)
• مراسي قفل العواصف التي تعمل على تأمين جسر الحركة ضد أحمال الرياح التي تتجاوز حدود التصميم (عادةً 28 م / ث تشغيل، وبقاء 55 م / ث)
• مراقبة الانجراف لموضع ذراع الرافعة بالنسبة إلى فتحة التثبيت، مما يمنع الانسكاب على سطح السفينة

توافق المواد الخطرة

بالنسبة للمحطات التي تتعامل مع فحم الكوك البترولي أو الكبريت أو غيرها من المواد ذات مخاطر الاشتعال المحددة، يمكن تزويد رافعات السفن بحاويات كهربائية مصنفة من ATEX، وكاشطات حزام غير قابلة للشرر وبطانات شلال، وأنظمة استمرارية التأريض لمنع التفريغ الساكن. تؤكد هذه التكوينات أن المحمل المحدد بشكل صحيح آمن بالفعل لمثل هذه البيئات.

سلامة المشغل

تتميز رافعات السفن الحديثة بكبائن مشغل مغلقة ومكيفة مع رؤية بانورامية كاملة على سطح السفينة. تمنح أنظمة الكاميرا للمشغل رؤية في الوقت الفعلي للحجز المظلم. غالبًا ما يتم استكمال CCTV بالكشف الآلي عن مستوى الانتظار بحيث يتم تنبيه المشغل قبل أن تقترب المادة من فتحة الفتحة. تتجاوز معدلات التحميل في المحطات الرئيسية مثل محطة خام الحديد في بورت هيدلاند في أستراليا 8000 طن/ساعة لكل آلة، ومع ذلك فإن معدل الإصابة المنسوب إلى معدات التحميل نفسها يقترب من الصفر بسبب طبقات الأمان المتكاملة هذه.

محمل السفن مقابل طرق نقل البضائع الأخرى

من المفيد مقارنة لوادر السفن بالطرق البديلة لفهم متى يكون كل منها مناسبًا:

بالنسبة لمحطات التصدير عالية الإنتاجية، لا يوجد منافس عملي لجرافة السفن القائمة على الناقل. يمكن تحميل سفينة Capesize التي تحمل 180 ألف طن من خام الحديد خلال 24 ساعة تقريبًا باستخدام لودرتين بقدرة 8000 طن في الساعة - وهي مهمة قد تستغرق أسابيع باستخدام الرافعات.

العوامل الرئيسية عند اختيار محمل السفينة

يتطلب تحديد الآلة المناسبة تحليلاً دقيقًا لعدة عوامل مترابطة:

• متطلبات الإنتاجية: احسب هدف الحمولة السنوية، ثم اعمل بشكل عكسي لتحديد السعة المقدرة المطلوبة، مع مراعاة معدلات الاستخدام (عادةً 60-80% من السعة المقدرة على مدار عام).
• خصائص المواد: تؤثر الكثافة الظاهرية وحجم الكتلة ومحتوى الرطوبة وزاوية الراحة والكشط والتآكل على هندسة المزلق وعرض الحزام ومواد البطانة. يتصرف خام الحديد عند 2.0-2.5 طن/م3 بشكل مختلف تمامًا عن كريات الخشب عند 0.6 طن/م3.
• نطاق السفينة: يحدد نطاق أحجام السفن التي تتصل بالرصيف مدى وصول ذراع الرافعة المطلوب ونطاق الرفع. تحتاج المحطة التي تخدم سفن Handysize (25,000 DWT) وCapesize (180,000 DWT) إلى مرونة أكبر بكثير من تلك التي تخدم فئة السفن الثابتة.
• اللوائح البيئية: تفرض العديد من الولايات القضائية الآن حدودًا لانبعاثات الغبار تقل عن 10 ملغم/مكعب عادي. يؤثر هذا على تصميم المزلق ومستوى التسييج ونظام القمع منذ مرحلة التصميم الأولى.
• مستوى الأتمتة: تحمل اللوادر المؤتمتة بالكامل مع المسح الضوئي والتشذيب التلقائي علاوة بنسبة 15-25% مقارنة بالآلات التي يتم تشغيلها يدويًا ولكنها تقلل من تكاليف العمالة وتحسن الاتساق على مدار عمر الخدمة للأصل الذي يتراوح بين 25 إلى 30 عامًا.