АВТОМАТИЗАЦИЯ ПЕРЕГРУЗКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ В РЕЧНОМ ПОРТУ

АННОТАЦИЯ

Определение целесообразности автоматизации перегрузки в речном порту.

Ключевые слова: автоматизация, транспортировка, пиломатериалы, оборудование, обработка, хранение, речной порт, краны.

В работе, посвященной автоматизации перегрузки пиломатериалов в речном порту, рассматриваются традиционные и инновационные технологии обработки грузов на примере ПАО «Астраханский порт», расположенном на р. Волге. Описаны способы погрузки-разгрузки пиломатериалов, схемы складирования, правила хранения. Также рассмотрены устройства, с помощью которых производится транспортировка пиломатериалов, пакетируемых разными способами.

Автоматизация перегрузки пиломатериалов в речном порту – важное технологическое решение, которое значительно облегчает процесс обработки грузов и значительно сокращает время простоя судна, улучшает сохранность грузов. Основной целью автоматизации является механизация трудоёмких и тяжёлых работ – облегчение труда занятых на их выполнении людей. Для осуществления автоматизации в речном порту применяют различные подъёмно-транспортные погрузочно-разгрузочные машины и оборудование: козловые, мостовые и стреловые грузоподъёмные краны со сменными приспособлениями для захвата, лесовозы, погрузчики и т.д.

Для начала рассмотрим основные понятия, используемые в данной статье. Речной порт – это транспортное предприятие на внутренних водных путях, имеющее в своем распоряжении один или несколько причалов с прилегающей территорией и акваторией. Речной порт является крупным транспортным узлом, в котором сходятся водные, железнодорожные и автомобильные пути. Он включает специальные инженерные сооружения, подъемно-транспортные и другие устройства, расположенные на участке берега и предназначенные для приема, стоянки, обработки и обслуживания судов.

Операции и элементы перегрузочного процесса разделяют на: основные (технологические) и вспомогательные: основные непосредственно связаны с перемещением груза; вспомогательные операции и элементы представляют собой подготовительные, заключительные и сопутствующие.

Автоматизация технологического процесса — совокупность методов и средств, предназначенная для реализации системы или систем, позволяющих осуществлять управление самим технологическим процессом без непосредственного участия человека, либо оставления за человеком права принятия наиболее ответственных решений.

Основа автоматизации технологических процессов — это перераспределение материальных, энергетических и информационных потоков в соответствии с принятым критерием управления (оптимальности).

Пиломатериалы — это вся пиленая продукция, полученная путем продольного или поперечного распила цельного бревна на несколько частей; различают - радиальной, тангенциальной и смешанной распиловки. Согласно статистике, качественные пиломатериалы получаются только в 65% случаев полной переработки древесины. Остальные 35% представлены в виде обычных отходов (опилки, стружка), которые зачастую используются для изготовления ДВП, ДСП и МДФ плит. По назначению пиломатериалы делятся на строительные, столярные, тарные, экспортные и специальные. Могут быть подвергнуты последующей обработке (строганные).

К перевозке пиломатериалы предъявляются в высушенном состоянии (влагосодержание определяется условиями контракта: обычно до 22%) и с естественной влажностью. По качеству древесины и ее обработке пиломатериалы подразделяются на бессортные (включающие 1,2 и 3 сорта), а также 4 и 5 сорта. На экспорт поступают, как правило, бессортные, иногда и 4 сорта. Обычно требования к качеству пиломатериалов определяются (в зависимости от назначения) условиями контрактов; при этом особое внимание уделяется количеству и размерам сучков (в том числе особенно загнивающих, загнивших и табачных), наличию и размерам трещин, обзолу, наличию гнили, порокам (дефектам) обработки древесины и пр. [4].

Перед перевозкой пиломатериалы пакетируют. Формирование и размеры пакетов (и блок-пакетов) в соответствии с требованиями ГОСТ 19041 «Транспортные пакеты и блок-пакеты пилопродукции» или условиями контракта (которые могут отличаться от требований ГОСТов) [5].

Застропка пакетов должна производиться только ленточными растительными стропами в местах нахождения прокладок и обвязок во избежание деформации пакетов. В тех случаях, когда пакеты укладываются в грузовом помещении или на палубе на подстилочную сепарацию (бруски), последняя должна размещаться только в местах расположения (по вертикали) внутренних прокладок в пакете (особенно это важно для пакетов с естественной влажностью), во избежание деформации нижних досок.

В настоящее время большинство пиломатериалов перевозится в стандартных пакетах. При пакетировании пиломатериалов в один пакет укладываются пиломатериалы одной толщины и ширины, а по длине могут быть уложены материалы как одной длины, так и смежных длин. Пакеты для погрузки на палубу должны быть качественно собранными, а стягивающие ленты прочными для предотвращения ослабления и разрушения пакета во время рейса, что может привести к ослаблению крепления всего каравана леса в целом. Перед обвязкой пиломатериалов пакеты уплотняют гидропрессами [1]. Некоторые из способов пакетирования пиломатериалов представлены в Табл. 1.

Таблица 1.

Способы пакетирования пиломатериалов

Для хранения пиломатериалы размещают на открытых и закрытых складах (Рис.1).

Рисунок 1. Открытый (слева) и закрытый (справа) склады для хранения пиломатериалов

Пиломатериалы хранят в штабелях правильными рядами или стандартными пакетами с разделением их сухими прокладками толщиной 25 мм. Пиломатериалы влажностью более 25 % следует хранить в штабелях с разряженной или клеточной укладкой под навесами, обеспечивающими естественную сушку. При хранении на открытых складах их защищают от солнечных лучей и атмосферных осадков. Для защиты от солнечных лучей и атмосферных осадков штабеля покрывают односкатной крышей с уклоном 0,12 ‰ из досок толщиной 22–25 мм в два слоя с перекрытием стыков. Крыша должна выступать на 0,5 м в промежутках между штабелями и на 0,75 м – в проездах. Пиломатериалы должны быть уложены в штабель в течение двух дней после их доставки на склад.

Пиломатериалы перегружаются всеми видами кранов, автопогрузчиками с вилочными захватами (Рис. 2, а) и др.

Рисунок 2. Способы перегрузки: а) автопогрузчик с вилочным захватом; б) автоматический захват для блок-пакета пиломатериалов

Для кранов с пролётами – козловых и мостовых – грузовая площадка со штабелями леса размещается в пролёте крана, по аналогии с компоновкой контейнерных площадок. Для стреловых кранов – бешенных, железнодорожных, портальных, пневмоколесных – компоновки аналогичны компоновкам контейнерных площадок. Отличие состоит в том, что пиломатериалов располагаются в несколько ярусов по высоте не более 4–5 м. Длина площадок, занятых штабелями, определяется методом компоновки, исходя из числа штабелей и пакетов, и их геометрических размеров. Разрывы между группами штабелей для заездов автомобилей в зону работы крана – 4-6 м [3].

Для перегрузки блок-пакетов пиломатериалов, отстропованных стальной лентой или проволокой, применяют управляемое из кабины крана захватное приспособление (Рис. 2, б). Оно имеет подвеску, на которой установлены две подвижные подъемные головки, оснащенные парой захватов, и оттягивающие магниты. При соприкосновении с пакетом стальная лента оттягивается, а захваты устройства головок скользят по поверхности и подхватывают ленту. После этого головки перемещаются к концам пакета и натягивают строп-ленты. Специальные зажимные устройства предотвращают выскальзывание стропов во время подъема. После установки пачки на место захваты автоматически разжимаются. При массе захвата 5,5–6 т он способен поднимать 15 т [1].

Пиломатериалы водным транспортом перевозят в основном пакетами в брусково-проволочной обвязке. Крайние обвязки размещают на расстоянии 0,8...1 м от конца пакета. Обвязка состоит из двух деревянных брусков (верхнего и нижнего) длиной по 950 мм, сечением 50×100 мм, скрепленных проволокой диаметром 6 мм. Формируют пакеты на лесобазах, откуда на причал их доставляют лесовозами или автопогрузчиками.

Краны перемещают пиломатериалы с помощью парных строп, если пакеты сформированы в проволочной обвязке, или четырехкрюковых подвесок, если в качестве пакетообразующего средства использованы полужесткие стропы (ПС). Для застропки груза в полувагоне или в трюме на просвете люка, если пакеты уложены без прокладок или прижаты друг к другу или к бортам, применяют предварительный «подрыв» с помощью вспомогательного стропа. Его заводят под один из концов пакета «на люльку» и груз приподнимают краном за одну сторону так, чтобы можно было вставить прокладки или завести основные стропы.

Погрузчики перегружают пакеты пиломатериалов на складах и в трюмах вилами с удлинителями или без них. Как правило, используют погрузчики грузоподъемностью 5-16 т. Для внутрипортового транспортирования часто применяют трейлеры и ролтрейлеры, двухосные прицепы и полуприцепы длиной 12 м. Из полувагонов груз выгружают кранами, штабелируют тут же на складе или отвозят автопогрузчиком. Перед загрузкой судна пакеты краном или погрузчиком грузят на внутрипортовые транспортные средства и доставляют на причал, а иногда тыловые краны непосредственно передают пиломатериалы причальным. На просвете люков пакеты штабелируют кранами, а в подпалубном пространстве — погрузчиками. Разгрузку судов и загрузку полувагонов производят в обратной последовательности, но для перемещения груза из подпалубного пространства на просвет люка применяют лебедки или краны с канифас-блоками, если выполнить эту операцию погрузчиками невозможно.

На крупных складах для перегрузки пиломатериалов рационально использовать схемы механизации с мостовыми кранами (Рис. 3). Мостовые краны выгружают пиломатериалы из судов (грузят в суда), а также грузят их в вагоны, на автомобили и выполняют все внутрискладские перемещения груза. Территория склада в этом случае имеет глубину 100 м и более.

Некоторые мостовые краны начали оснащать телескопическими устройствами для вертикального перемещения кабины оператора и захватов, что облегчает управление захватами или позволяет оператору самому производить зацепку и отцепку пакетов лесоматериала. Наблюдается тенденция роста грузоподъемности мостовых кранов до 25 т.

Традиционно пиломатериалы перевозятся в пакетах, примеры которых описаны выше. Однако в настоящее время внедряются технологии перегрузки пиломатериалов с помощью контейнеров (Рис.3).

Рисунок 3. Загрузка пиломатериалов в контейнеры

К преимуществам контейнерных грузоперевозок пиломатериалов следует отнести то, что груз не приходится накапливать в портах под открытым небом при формировании крупных партий для загрузки судов. Транспортировка древесины в контейнерах позволяет использовать стандартные контейнерные технологии для обработки груза, что значительно удешевляет и упрощает погрузо-разгрузочные работы. В целом же контейнерные грузоперевозки пиломатериалов обходятся дороже традиционных с загрузкой в полувагоны и дальнейшим перегрузом на суда в среднем на 10%. Это обстоятельство пока несколько сдерживает активный рост объемов транспортировки древесины в контейнерах.

Несмотря на относительно высокую цену услуг, постоянно растущая эффективность и технологичность логистических процессов делают контейнерные грузоперевозки все более привлекательными для лесопромышленников. Для загрузки пиломатериалов и прочей продукции лесоперерабатывающей отрасли используются главным образом стандартные 40-футовые контейнеры и контейнеры увеличенной высоты грузоподъемностью 26 – 30 тонн. При этом способе перегрузки пиломатериалы не подвергаются никаким внешним воздействиям или влияниям окружающей внешней среды, что обеспечивает их абсолютную сохранность. Такой способ перегрузки больше подходит для экспорта пиломатериалов с помощью морских перевозок, однако в будущем возможно возникнут ситуации, в которых использование контейнеров будет более подходящим вариантом для перегрузки ценных пород дерева или при перевозке на большие расстояния.

Используя современное оборудование и схемы перегрузки, можно значительно уменьшить экономические затраты, сократить время обработки судов, трудовые затраты. Так как пиломатериалы в настоящее время перевозятся в основном в пакетированном виде, развитие и совершенствование методов и способов перегрузки пакетированных грузов способствует улучшению обработки практически всего объёма пиломатериалов. Таким образом, совершенствуя технологию погрузки-разгрузки пакетированных грузов, мы улучшаем технологию перегрузки пиломатериалов в целом. В ходе работы над рефератом, мы убедились, что автоматизация перегрузочных работ необходима в современных портах и перегрузочных комплексах.

Список литературы:

1. Берлин Н. П., Настаченко Е. В. Разработка схем механизированной перегрузки грузов в портах (лесных, навалочных сыпучих, порошкообразных, пылевидных, зерновых, наливных). Учебно-методическое пособие. – Гомель: БелГУТ, 2017. – 5-21 с.
2. Казаков А. П. Технология и организация перегрузочных работ на речном транспорте. Учебник для вузов. – Транспорт, 1984. – 416 с.
3. Макеева Ю.Н. Автоматизированные перегрузочные комплексы транспортно-грузовых систем ж.-д. и портовых терминалов. Учебное пособие. – Ростов-на-Дону, 2007. - 194-196 с.
4. ГОСТ 6564-84. Пиломатериалы и заготовки.
5. ГОСТ 19041. Транспортные пакеты и блок-пакеты пилопродукции.