Boom des chargeurs de navires en vrac : explication des exigences principales structurelles et opérationnelles

Un vraquier de 180 000 DWT mesure environ 45 mètres de large. Pour placer du ciment, du charbon ou des céréales dans chaque coin de ses écoutilles, la flèche d'un chargeur de navire en vrac doit dépasser la ligne médiane du navire, s'abaisser à mesure que le niveau de la cargaison augmente et pivoter pour s'aligner avec chaque ouverture d'écoutille. Si vous vous trompez dans les exigences structurelles et opérationnelles, le résultat est plus qu'un chargement plus lent : il s'agit de bordés de coque fissurée, de marchandises séparées et de semaines de réparations imprévues. Cet article explique ce qu'une flèche de chargeuse doit faire, comment elle est conçue et quelles limites de fonctionnement assurent sa sécurité, en s'appuyant sur des systèmes construits par Hangzhou Aotuo mécanique et électrique Co., Ltd. sur plus de 20 ans de fabrication d'équipements portuaires.

Ce que le boom du chargeur de navires doit faire

La flèche est le bras porteur qui transfère les matériaux en vrac du convoyeur du quai à la cale du navire, et chaque limite de performance critique d'un chargeur, depuis la portée et le débit jusqu'au contrôle de la poussière et à la sécurité, est régie par sa conception.

Une flèche de chargeur de navire en vrac est un bras structurel relevable, pivotant et généralement télescopique qui transporte un convoyeur à bande et un bec de déchargement de la machine de chargement à l'écoutille du navire.

En opération de chargement continu, la flèche remplit quatre fonctions en même temps :

• Atteindre : la portée horizontale depuis le pivot d'orientation du chargeur jusqu'à l'écoutille doit couvrir toute la largeur du plus grand navire de la flotte du port.
• Guidant : la rotation verticale ajuste la hauteur de goulotte de décharge, ce qui contrôle directement la génération de poussière et la casse de la cargaison.
• Rotation : la rotation horizontale déplace le point de déchargement d'écooutille à écooutille et coupe le matériau dans une seule cale.
• Télescope : l'extension et la rétraction positionnent le bec avec précision sans déplacer toute la machine le long du poste de couchage.

Exigences structurelles du boom

La structure de la flèche doit résister aux charges de fatigue continue, aux charges de vent et aux forces dynamiques d'une courroie mobile tout en maintenant la flexion dans des limites qui protègent à la fois la machine et le navire.

Convoyeur à flèche et chemin de charge

Le convoyeur à flèche transporte le matériau du point d'alimentation jusqu'à l'extrémité de déchargement et constitue la principale partie structurelle du chargeur. La courroie, les rouleaux et la poulie d'entraînement sont montés directement sur le châssis de la flèche, de sorte que la structure supporte à la fois le poids mort et la tension dynamique de la courroie à chaque cycle.

Convoyeur à bande pour matériaux en vrac et finis Ce convoyeur traite des poudres, des granulés et des petits blocs d'une capacité de 10 à 3 000 t/h et des largeurs de bande jusqu'à 2 200 mm, ce qui en fait un composant polyvalent pour les systèmes de transfert sur flèche dans les terminaux maritimes. Voir le produit →

Matériaux et fabrication

Les flèches des terminaux maritimes sont généralement fabriquées à partir d'acier de construction à haute résistance avec un système de protection contre la corrosion conçu pour l'air chargé de sel. Les sections de poutres-caisson soudées offrent une rigidité en torsion élevée pour une masse inférieure à celle des cadres en treillis ouverts, ce qui réduit directement le moment de renversement sur la couronne d'orientation et le portique de support.

Systèmes de relevage et de télescopage

La section télescopique repose sur des patins d'usure remplaçables et est entraînée par des crémaillères ou des vérins hydrauliques. Les vérins de relevage doivent soulever la flèche avec une courroie entièrement chargée et la maintenir stable contre les charges des rafales de vent. La combinaison de l'angle de relevage, de la course télescopique et de l'arc de rotation définit l'enveloppe de travail de la machine.

Exigences de fonctionnement du boom

Les exigences opérationnelles régissent la manière dont la flèche se déplace pendant un cycle de chargement : la précision du positionnement, les vitesses de déplacement, le verrouillage et la suppression de la poussière déterminant si un terminal atteint son débit prévu.

Vitesses de mouvement et de positionnement

Le relevage de la flèche fonctionne généralement à une vitesse de 1 à 3 m par minute réglée à l'extrémité du bec, la rotation se déroule à une vitesse de 5 à 15 m par minute et se déplace à une vitesse de 10 à 30 m par minute. En mode automatique, la précision du positionnement est généralement de 100 mm au niveau du bec, ce qui est nécessaire pour la protection des écoutilles et pour les systèmes de réglage qui répartissent uniformément la charge dans la cale.

Suppression de la poussière et protection du fret

La poussière est contrôlée au niveau de la flèche en maintenant la hauteur de chute aussi basse que possible et en utilisant un bec télescopique doté d'un cône intérieur qui laisse l'air s'échapper sans entraîner la poussière vers l'extérieur. Pour les céréales, la hauteur de chute affecte également les taux de casse, tandis que pour le ciment et le clinker, la génération d'humidité et de fines constituent la principale contrainte.

Adaptation de la configuration du boom aux conditions du port

La configuration des rampes doit être sélectionnée à partir de la flotte de navires, de la disposition des postes d'amarrage et de l'objectif de débit annuel, et non à partir d'une spécification générique.

Pour un terminal servant des navires Handysize à Supramax dans la gamme 30 000 à 60 000 DWT, une portée de flèche de 20 à 25 m est généralement suffisante. Une couchette Capesize à 180 000 DWT nécessite 35 à 45 m de portée, des sections structurelles plus lourdes et un système de relevage plus puissant. Les chargeurs montés sur rail tels que le chargeur de navire mobile sur rail AOTUO se déplacent le long du poste d'amarrage et utilisent l'orientation et le télescope de la flèche pour ajuster les écoutilles individuels, ce qui réduit le temps de repositionnement et maintient la flèche plus courte qu'un équivalent à fixe.

Chargeur de navire mobile ferroviaire pour matériaux en vrac (300-1500 t/h) Conçu pour les navires de 800 à 50 000 DWT, ce chargeur offre une portée de flèche de 20 à 25 m pour les navires Handysize à Supramax, avec une faible consommation d'énergie et un contrôle de la poussière, idéal pour des opérations de chargement efficaces au quai. Voir le produit →

Le même compromis entre le déplacement ferroviaire et la portée de la rampe est visible en exploitation à Le projet portuaire de Brisbane d'AOTUO , où un chargeur ambulant couvre plusieurs positions d'écoutille sans nécessiter une flèche surdimensionnée pour couvrir tout le navire.

Priorités d’inspection et d’entretien

L'inspection planifiée de la structure de la flèche, des soudures et des interfaces mobiles est le seul moyen fiable de prévenir les ruptures de fatigue qui peuvent arrêter un terminal pendant des semaines.

1. Inspection visuelle du dessous de la flèche et des pieds de soudure, où les premières fissures de fatigue apparaissent sous forme d'écaillage de peinture ou de lignes de rouille.
2. Tests par ultrasons multiéléments des joints de soudure critiques dans l'attache relevable et la section télescopique, normalement sur un cycle annuel.
3. Mesure du patin d'usure et du rail de guidage ; les jeux dans la section du télescope ne doivent pas dépasser la limite du fabricant, généralement 2 à 3 mm.
4. Inspection des vérins hydrauliques et des conduites de pression pour les entraînements de relevage et de télescope, y compris un test de dérive avec la flèche effectuée à mi-angle.
5. Test de fonctionnement de tous les verrouillages, des interrupteurs de fin de course et de la chaîne d'arrêt d'urgence qui relie le mouvement de la flèche au convoyeur et aux entraînements de déplacement.

Foire aux questions sur les flèches de chargement

Quelle est la portée typique d’une flèche de chargeur de vraquier ?

La portée typique de la flèche varie de 20 m pour les terminaux desservant des navires Handysize à 45 m ou plus pour les postes d'amarrage Capesize ; le chiffre correct est déterminé par la largeur du plus grand navire de la flotte du port.

Pourquoi les flèches des chargeurs de navires doivent-elles être télescopiques ?

Le télescopage réduit la distance que la machine entière doit parcourir, permet un positionnement précis du bec et maintient la hauteur de goulotte faible tout au long du cycle de chargement, ce qui réduit la poussière et la casse des marchandises.

À quelle fréquence la flèche d’un chargeur de navire doit-elle être inspectée ?

Les contrôles visuels des soudures et des éléments structurels sont effectués en continu, avec des tests par ultrasons multiéléments des joints critiques sur un cycle de 12 mois ; les terminaux situés dans des environnements marins corrosifs sont souvent déplacés à des intervalles de six mois.

Quels matériaux sont utilisés dans la construction des flèches de chargement des navires ?

Acier de construction à haute résistance avec poutres-caissons ou sections de treillis soudées, protégées par des systèmes de revêtement de qualité marine ; les surfaces d'usure au niveau de la section du télescope utilisent des tampons remplaçables en polymère ou en bronze.