Problemi del caricatore di navi per cereali: guasti comuni, cause e soluzioni pratiche

Una nave portarinfuse da 55.000 DWT accanto a un terminal cerealicolo di solito ha una finestra di ormeggio di 36 ore o meno per ricevere un carico completo di mais o grano da foraggio. Se il beccuccio della nave caricatrice di cereali si inceppa, scatta l'allarme per l'emissione di polvere o il profilo della stiva diventa irregolare, la finestra inizia a crollare. In due decenni di costruzione e manutenzione di attrezzature portuali per rinfuse secche, abbiamo visto ripetersi le stesse modalità di guasto nei terminal, e quasi tutte sono evitabili. Questo articolo spiega i problemi comuni con le navi caricatrici di cereali, il motivo per cui si verificano e le soluzioni di ingegneria e manutenzione che mantengono un turno di carico nei tempi previsti.

I problemi più comuni del caricatore di cereali in breve

Le modalità di guasto riportate di seguito rappresentano la maggior parte dei tempi di inattività non pianificati sulle navi caricatrici di cereali. La tabella riassume il sintomo tipico e la soluzione di prima linea per ciascuno.

Ogni modalità di errore ha una chiara causa principale e le sezioni seguenti spiegano cosa le innesca e quali soluzioni funzionano meglio nella pratica.

Emissioni di polveri e rischio di esplosione

La polvere di grano viene generata in ogni punto di trasferimento e nel punto in cui il grano entra nella stiva. La caduta libera da un beccuccio esteso crea un flusso costante di polvere trascinata e all'interno di una stiva di una nave parzialmente chiusa la concentrazione può aumentare rapidamente. La polvere di grano è una polvere combustibile : in condizioni di test come ASTM E1226, la polvere di grano e mais produce tipicamente un Kst di 100–200 bar·m/s, sufficientemente elevato da supportare un evento esplosivo quando è presente una fonte di ignizione.

I limiti alle emissioni in tutto il mondo si stanno restringendo. I terminali sono soggetti a condizioni di autorizzazione relative al monitoraggio della polvere visibile e del particolato, e un'atmosfera esplosiva nella stiva mette a rischio sia il personale che la nave. Ogni interruzione dovuta alla polvere prolunga l’occupazione delle cuccette e aumenta il costo per tonnellata caricata.

La soluzione è catturare la polvere dove viene creata. La bocca di carico deve essere dotata di cappa aspirante, mentre i punti di trasferimento interni del caricatore devono convogliare le polveri verso un sistema di raccolta dimensionato per l'effettiva produttività della macchina. Nel nostro lavoro di progettazione, integriamo un aspiratore di polvere di dimensioni adeguate nell'intero sistema anziché considerarlo come un ripensamento, poiché le prestazioni di raccolta dipendono dal percorso dei condotti, dalla capacità del ventilatore e dall'area del filtro. I controlli della pressione differenziale e la manutenzione regolare del filtro mantengono stabile il tasso di estrazione per tutta la stagione.

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Rottura dei cereali e reclami sulla qualità del carico

Quando il grano cade attraverso un lungo beccuccio e colpisce il pavimento della stiva o un mucchio esistente, i chicchi si fratturano. La rottura è più visibile durante la prima fase di caricamento di un portello, quando la distanza di caduta è al massimo. Ogni chicco rotto si aggiunge al carico di polvere sopra descritto, quindi i due problemi si sommano.

Gli acquirenti di orzo da malto, grano macinato e soia per uso alimentare sono severi nei confronti dei chicchi danneggiati. Un aumento delle multe di appena l’1-2% su un carico di 60.000 t significa che fino a 1.200 t di prodotto potrebbero essere scontati, rifiutati o reindirizzati verso un mercato di valore inferiore.

La risposta è controllare l'altezza della caduta e la velocità dell'impatto. I beccucci telescopici dovrebbero mantenere l’uscita entro 1,5–2,0 m dalla superficie del grano, con rilevamento automatico del livello in modo che l’altezza rimanga corretta mentre la pila si alza. I deflettori interni o i rallentatori di flusso rallentano il grano all'interno del beccuccio e la velocità del nastro di alimentazione deve essere adattata alla portata massima del flusso delicato del beccuccio. Questa è un'area in cui un moderno caricatore automatizzato si ripaga rapidamente, perché il funzionamento manuale non può mantenere tale precisione per un turno di 24 ore.

Ostruzioni nel beccuccio e nei punti di trasferimento

Il grano che arriva al caricatore raramente è pulito e uniformemente asciutto. Mais e soia appena raccolti con umidità superiore al 15%, cereali caricati durante la pioggia o la nebbia e carichi contenenti fili, pellicole di plastica o materiale vegetale grossolano possono formare ponti o incepparsi all'uscita del beccuccio, alle transizioni della tramoggia e ai punti di trasferimento del nastro.

Un beccuccio inceppato non è una soluzione rapida. Lo sgombero può interrompere un turno di carico per 1-3 ore mentre una squadra raggiunge lo scivolo, rimuove il materiale e riavvia la macchina. Quando una nave costa decine di migliaia di dollari al giorno, ogni ora di blocco è un addebito diretto di controstallia .

La prevenzione inizia dalla geometria dello scivolo. Le superfici di trasferimento devono essere ripide (almeno 60° per una grana pulita) e rivestite con materiale liscio e resistente all'usura che ne mantenga il profilo nel tempo. Le porte di accesso ai punti di transizione consentono agli equipaggi di eliminare rapidamente il materiale estraneo. Le procedure di caricamento dovrebbero includere lo svuotamento del beccuccio all'estremità di ciascun portello e quando si cambia tipo di grano. Comprendere il capacità e principi di funzionamento delle navi caricatrici di cereali aiuta i team del terminal a integrare questi passaggi nelle loro procedure operative standard.

Corrosione in condizioni costiere e marine

Un caricatore di cereali si trova sulla cuccetta, esposto al vento carico di sale, agli spruzzi e all'umidità per tutta la sua vita lavorativa. Le strutture in acciaio al carbonio mostrano ruggine superficiale e vaiolature entro 12-18 mesi quando le specifiche del rivestimento sono state scelte per un sito interno piuttosto che per un sito marino. I dispositivi di fissaggio, i portacavi, i raccordi idraulici, i cilindri di beccuccio e gli armadi elettrici si guastano per primi.

La corrosione riduce lo spessore effettivo della sezione degli elementi strutturali e accelera la fatica. Quando un'ispezione di routine decennale rivela la perdita, potrebbe essere necessario un rafforzamento correttivo o la sostituzione di un componente: in ogni caso, ciò costa mesi di pianificazione e un capitale significativo.

La risposta economica è un sistema di rivestimento di tipo marino fin dall'inizio: il primer epossidico ricco di zinco con uno strato di finitura poliuretanico è una combinazione collaudata per i caricatori. Utilizzare acciaio zincato a caldo o acciaio inossidabile per elementi di fissaggio, scale, corrimano e passerelle per cavi. Pianificare ispezioni annuali che includano la misurazione dello spessore del film secco, i controlli dell'adesione del rivestimento e la misurazione puntuale dello spessore degli elementi nelle aree esposte all'acqua stagnante.

Posizionamento del beccuccio e precisione di riempimento

Il caricatore deve posizionare accuratamente il beccuccio su ciascun portello, seguire il movimento della nave con la marea e distribuire uniformemente il grano all'interno della stiva. In pratica, gli operatori lavorano con una visuale scarsa, il vento devia la bocca e la nave va alla deriva sui suoi ormeggi. Il risultato sono perdite attorno al portello, cumuli irregolari e tempo perso impiegato nel ritaglio.

L'assetto irregolare è un problema di sicurezza per l'imbarcazione e può ritardare la navigazione. Il grano versato sul ponte crea rischi di scivolamento e attira i parassiti, un problema serio nei terminal con rigide regole di quarantena. Quando il cumulo di grano raggiunge il picco troppo presto, l'operatore deve rallentare la velocità di carico o portare con sé ulteriori attrezzature per la rifilatura per completare il portello.

Il posizionamento automatizzato rimuove gran parte di questa incertezza. I sensori di posizione sul braccio e sugli azionamenti di rotazione/inferitura indicano al controller esattamente dove si trova il beccuccio rispetto al portello, mentre un sensore a ultrasuoni all'uscita del beccuccio mantiene una distanza costante dalla superficie del grano. Su il nostro caricatore mobile per navi su rotaia , la corsa lungo la banchina, la rotazione del braccio e l'estensione della bocca telescopica sono coordinati in modo che ogni portello riceva il tonnellaggio previsto con un intervento minimo da parte dell'operatore. Lo stesso sistema di controllo registra i dati di carico per il report di fine turno.

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Usura dei componenti e guasti elettrici

Usura meccanica

Un'operazione di carico dura ore senza interruzioni, sottoponendo a continua sollecitazione cinghie, tenditori, cuscinetti e sistemi idraulici. La polvere di grano abrasivo accelera l'usura dei bordi del nastro e delle guarnizioni del tenditore. Un caricatore da 1.000 t/h che funziona senza interruzioni sposta 24.000 t al giorno; un piccolo disallineamento del nastro che richiederebbe un mese per essere visibile in un trasportatore interno si manifesta nel giro di pochi giorni all'ormeggio. I guasti legati all'usura lo sono la principale fonte di tempi di inattività non pianificati , e la contromisura più pratica è una routine disciplinata: controlli termici settimanali di cuscinetti e scatole degli ingranaggi, controlli del tracciamento del nastro, misurazione dello spessore del rivestimento del beccuccio e una scorta di cinghie, tenditori, tubi flessibili e guarnizioni di ricambio.

Guasti elettrici e di controllo

Vibrazioni, nebbia salina e cavi che si flettono a ogni movimento del braccio rendono i guasti elettrici la seconda causa più comune di arresto del caricatore. Gli interruttori di finecorsa e i sensori si deteriorano e la localizzazione di un guasto nascosto all'interno di un avvolgicavo può richiedere ore. I terminali che specificano involucri con grado di protezione IP65, connettori di livello industriale e sistemi di controllo con diagnostica descrittiva in genere ripristinano il servizio in pochi minuti anziché in ore. Il Guida alle strategie di manutenzione del caricatore di navi copre le routine di ispezione e riparazione che tengono sotto controllo i tempi di fermo sia meccanici che elettrici.

La prevenzione inizia dagli acquisti

Molti problemi riscontrati durante il funzionamento del caricatore di cereali sono stati effettivamente risolti nella fase di approvvigionamento. Quando si seleziona una pala caricatrice solo in base alla capacità e al prezzo, i costi operativi futuri tendono a sorprendere. Ti consigliamo di controllare i seguenti punti quando confronti le offerte:

• Come viene aspirata la polvere dal beccuccio e dai punti di trasferimento e se il raccoglitore di polvere è adeguato alla produttività effettiva del caricatore
• Quali sistemi di rivestimento e qualità di materiali sono specificati per un ambiente marino
• Quale automazione del beccuccio è inclusa per il posizionamento e il controllo a livello della pila
• Quale pacchetto di pezzi di ricambio, manuali e formazione vengono forniti con la macchina
• Ciò che ha dimostrato il track record del produttore nei progetti di carico portuale

I terminali che affrontano questi punti evitano la maggior parte delle modalità di guasto sopra descritte. Se il vostro terminal importa anche cereali, gli stessi principi si applicano al lato scarico, dove la gamma di scaricatori per navi per cereali che costruiamo condivide lo stesso approccio al contenimento della polvere e alla movimentazione a basso impatto.

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Una nave caricatrice per cereali è un investimento a lungo termine. La differenza tra una stagione forte e una stagione interrotta raramente si riduce alla capacità nominale della macchina; tutto dipende dal fatto che il caricatore continui a funzionare senza inceppamenti, eventi di polvere e guasti. Puoi rivedere i nostri casi studio di progetti portuali per vedere come funzionano queste macchine nei terminali reali e i nostri ingegneri sono disponibili per esaminare i requisiti di caricamento del tuo terminale.