Fattori chiave da considerare nella scelta di una vite: applicazioni pratiche, selezione

Due terminali possono ordinare scaricatori di navi a coclea con la stessa potenza nominale di 800 t/h e ritrovarsi con una produttività annua molto diversa, perché il numero che governa le prestazioni dell'ormeggio è la velocità continua che la macchina mantiene una volta che l'alimentatore di ingresso ha raggiunto il carico sul fondo della stiva.

Hangzhou Aotuo Mechanical and Electrical Co., Ltd. (AOTUO), fondata nel 2003, costruisce scaricatori per navi a elica con una portata fino a 3.000 t/h per navi fino a 200.000 DWT ed è stata l'unità principale di redazione dello standard cinese per il settore dei materiali da costruzione JC/T2575 (Bulk Cement Screw Ship Unloader). I seguenti fattori determinano se il progetto di un terminal raggiunge il suo obiettivo di produttività: comportamento del materiale, velocità continua richiesta, geometria della nave e della stiva, disposizione dell'ormeggio, configurazione di montaggio, controllo della polvere e strategia di usura.

Cosa fa realmente uno scaricatore di navi a vite

Uno scaricatore di navi a coclea è uno scaricatore meccanico continuo che raccoglie il materiale sfuso dalla stiva di una nave con una coclea di ingresso orizzontale, lo solleva attraverso un trasportatore a coclea verticale e lo scarica nel sistema di trasporto della banchina senza ciclo di presa.

La macchina funziona in tre fasi: l'alimentatore di ingresso raccoglie il materiale attraverso il pavimento della stiva, la coclea verticale lo solleva attraverso un involucro al braccio e una coclea di trasferimento o uno scivolo lo consegna al trasportatore a terra, allo scivolo d'aria o alla tramoggia di ricezione. Poiché non esiste un viaggio di ritorno, la produzione dipende dalla stabilità con cui l'alimentatore di ingresso rimane sepolto nel carico piuttosto che dalla velocità con cui la benna può oscillare. L'involucro chiuso inoltre mantiene il carico al riparo dal vento tra la stiva e la banchina, motivo per cui i sistemi a vite sono specificati laddove i limiti di particolato sono ridotti.

Comportamento del materiale Imposta la geometria della vite

La densità apparente, l'abrasività, il contenuto di umidità e la rottura consentita delle particelle determinano il diametro della vite, il passo, il materiale di volo e la potenza installata prima che inizi qualsiasi confronto commerciale.

La produttività varia all'incirca con il quadrato del diametro della vite e linearmente con il passo e la velocità di rotazione, quindi la stessa capacità nominale può essere raggiunta con una vite lenta grande o una veloce più piccola. La macchina veloce e di piccolo diametro è più leggera ed economica ma aumenta la rottura delle particelle e l’usura dei bordi, il che è importante per i cereali e per il carbone abrasivo.

L’umidità è il fattore più spesso sottovalutato. Il cemento che ha assorbito acqua forma grumi che non fluiscono nell'alimentatore di ingresso, mentre carbone con elevata umidità superficiale può attaccarsi all'interno dell'involucro e ridurre la sezione effettiva di trasporto. Un preventivo dovrebbe indicare il contenuto di umidità di progetto e il tasso garantito a tale umidità, non solo la cifra migliore.

Scaricatore di navi per carbone a coclea su rotaia per carbone abrasivo Gestisce il servizio di carbone e abrasivi ad alta umidità con trasporto a coclea chiuso, elementi resistenti all'usura e capacità da 200 a 3000 t/h. Visualizza il prodotto →

Per il servizio del carbone abrasivo, gli scaricatori di carbone a coclea montati su rotaia vengono forniti con elementi di trasporto resistenti all'usura e punti di trasferimento chiusi.

Velocità continua richiesta, dimensioni della nave e geometria dell'ormeggio

Dimensionare lo scaricatore in base alla velocità continua media richiesta attraverso la finestra dell'ormeggio, quindi aggiungere un margine per la pulizia della stiva e le modifiche al portello; una velocità di picco nominale da sola sovrastimerà la produttività annuale.

Un calcolo illustrativo: un terminal che prevede 1,2 milioni di tonnellate all'anno di importazioni di cemento, 300 giorni operativi, 18 ore di ormeggio produttive al giorno e una disponibilità meccanica del 75% necessita di 1.200.000 diviso per (300 x 18 x 0,75), ovvero 296 t/h di tariffa continua media. Una macchina da 400 t/h ha quindi un margine di circa il 35% per i passaggi di pulizia, i cambi dei portelli e la perdita di velocità che si verifica quando la stiva si svuota.

Le dimensioni delle navi determinano due vincoli fisici. Il bordo libero aumenta con le dimensioni dell'imbarcazione, quindi l'elica verticale e il boma devono raggiungere il pavimento della stiva con il pescaggio più basso previsto, pur liberando la mastra del portello nel punto più profondo. La geometria delle stive fa il resto: le dimensioni del portello, il numero di stive e gli ostacoli interni determinano la quantità di carico che l'alimentatore di ingresso raggiunge senza aiuto. La disposizione dell'ormeggio determina quindi l'involucro della macchina, poiché la lunghezza della banchina, le posizioni delle bitte e il percorso del trasportatore a terra sono già predisposti.

Configurazione di montaggio: sbraccio, opere civili e occupazione dell'ormeggio

Le cinque configurazioni del cemento, fisso, mobile su rotaia, mobile su pneumatici, trasportato su nave e montato su veicolo, vanno dai viaggi commerciali ai costi delle opere civili e alla flessibilità dell'ormeggio; la scelta viene normalmente effettuata in base alla disposizione dell'ormeggio piuttosto che alla tariffa di sbarco.

Scaricatore di navi a coclea fissa per terminali di cemento dedicati Per gli ormeggi dedicati, questa unità fissa elimina i carrelli ferroviari e gestisce navi da 600–15.000 DWT a 100–500 t/h. Visualizza il prodotto →

Scaricatore di navi a vite su rotaia per rinfuse secche con più ormeggi Si sposta tra gli ormeggi su rotaie e movimenta navi da 1.000–70.000 DWT a 200–1.500 t/h per cemento, carbone, cereali e concentrati. Visualizza il prodotto →

Le unità montate su pneumatici eliminano i costi del binario ma necessitano di un supporto rigido con un'adeguata capacità portante e forniscono un posizionamento meno preciso sul portello. Le unità a bordo viaggiano con la nave e si adattano ai terminali senza scaricatore montato sulla banchina. Le unità montate su veicoli servono operazioni temporanee o a basso volume. Le installazioni di riferimento includono Porto di Brisbane in Australia e progetti al Porto di Mariveles nelle Filippine.

Controllo delle polveri e conformità ambientale

Poiché il materiale viaggia all'interno di un involucro a coclea chiuso, i punti di emissione su uno scaricatore a coclea sono limitati all'ingresso della stiva e al trasferimento di scarico, motivo per cui la tecnologia viene spesso specificata laddove la benna o lo scarico pneumatico supererebbero i limiti locali di particolato.

• Pratica di sigillatura e rifinitura dell'alimentatore di ingresso nella stiva, che mantiene il punto di raccolta sepolto nel carico
• Chiusura dello scivolo di trasferimento tra lo scarico dello scaricatore e il trasportatore a terra
• Dimensionamento del depolveratore e media filtrante selezionati per il carico specifico, poiché le particelle fini di cemento e la polvere di carbone si comportano diversamente in un filtro a maniche

I limiti del particolato sono stabiliti dal permesso operativo del terminal, non dal fornitore dell'attrezzatura, e differiscono a seconda della giurisdizione e del porto. Ottenere i limiti di autorizzazione per iscritto, dichiararli nelle specifiche tecniche e richiedere al fornitore di confermare quali punti di emissione coprono il preventivo.

Costo totale di proprietà: cosa rientra nel confronto

Confronta le offerte su un ambito di costo definito per un periodo fisso: attrezzature, opere civili in banchina, alimentazione elettrica e cablaggio, trasporto a valle e raccolta delle polveri, messa in servizio, pezzi di ricambio e le controstallie che il tasso di scarico raggiunto evita.

La controstallia è la linea più facile da omettere e più difficile da assorbire. Una macchina che consegna 300 t/h invece di 400 t/h su un carico di 30.000 tonnellate aggiunge circa 25 ore di ormeggio per chiamata, e quel tempo viene addebitato alla nave, all'ormeggio e al cliente successivo.

AOTUO costruisce scaricatori a coclea dal 2003 e detiene più di 100 brevetti e copyright di software; il suo ruolo di unità caporedattore di JC/T 2575 è documentato nel suo profilo aziendale .

Strategia su usura, manutenzione e ricambi

Le eliche della coclea, l'alimentatore di ingresso e lo scivolo di scarico sono gli elementi critici per l'usura; su carbone abrasivo o clinker, i segmenti di volo sostituibili o con rivestimento duro consentono la ristrutturazione all'ormeggio piuttosto che in officina.

• Facchini e piastre di rivestimento: monitora l'arrotondamento e il gioco dei bordi e tieni in stock i segmenti sostituibili
• Alimentatore di ingresso: il componente più esposto e quello che ha maggiori probabilità di deformarsi a causa del contatto con il pavimento della stiva
• Riduttore a vite verticale: sopporta il carico più elevato della catena cinematica, pertanto il campionamento dell'olio e i controlli delle vibrazioni rientrano nella routine
• Cuscinetti e guarnizioni sulla vite verticale: l'ingresso di polvere è la principale causa di guasto, rendendo le condizioni delle guarnizioni un indicatore importante

La pianificazione della manutenzione dovrebbe seguire il programma della nave piuttosto che gli intervalli del calendario e l'elenco dei pezzi di ricambio dovrebbe identificare quali articoli sono proprietari e quali tempi di consegna si applicano, poiché i componenti importati possono prolungare un'interruzione pianificata.

Domande che i pianificatori di terminali pongono prima di firmare

Quale velocità di scarico dovrebbe essere specificata per uno scaricatore di navi a coclea?

Specificare la tariffa continua media richiesta per tutta la finestra di ormeggio più il margine. Nel calcolo sopra riportato, 1,2 milioni di tonnellate all'anno per 300 giorni e 18 ore produttive al giorno con una disponibilità del 75% richiedono 296 t/h, quindi una macchina da 400 t/h fornisce circa il 35% di margine. Velocità superiori a 1.000 t/h richiedono diametri di viti più grandi e strutture più pesanti, e l’attuale limite superiore della gamma raggiunge le 3.000 t/h.

Uno scaricatore di navi a vite può gestire cemento, clinker, carbone e grano?

Nella maggior parte dei progetti la macchina è configurata attorno a una famiglia di materiali. Cemento e clinker sono simili per densità apparente ma differiscono per abrasività e temperatura residua; il grano aggiunge limiti di rottura e requisiti di igiene tra i carichi; il carbone aggiunge considerazioni sull'abrasione e, per alcuni gradi, sull'esplosione della polvere. Esistono configurazioni multimateriale, ma la procedura di cambio, i requisiti di pulizia e la tariffa garantita per ciascun carico devono essere scritti nel contratto.

Cosa occorre verificare prima di accettare la macchina all'ormeggio?

Verificare la velocità continua del carico di progetto, l'allineamento e la capacità dell'interfaccia di scarico, l'emissione di polvere nei punti di ingresso e di trasferimento, le impostazioni di protezione della trasmissione e l'elenco delle parti di ricambio. I test di accettazione devono indicare il carico, il contenuto di umidità e le condizioni della nave, poiché una velocità misurata su un carico asciutto e scorrevole non rappresenterà le prestazioni su materiale bagnato o compattato.

La selezione si riduce all’abbinamento di quattro variabili che non possono essere scambiate tra loro: il carico, la tariffa continuativa richiesta, la geometria dell’ormeggio e i limiti di emissione stabiliti dal permesso operativo. Una macchina che si adatta a tutti e quattro manterrà la sua tariffa per tutta la vita del terminale; uno che si adatta a tre avrà bisogno di soluzioni alternative in servizio.