И силой, и умением
Гидравлические грузоподъемные системы
Задача по перемещению гигантского многотонного агрегата при неблагоприятных условиях, под низкими сводами цеха, прямо над оборудованием действующего производства, и его точной установке на труднодоступный фундамент многим покажется невыполнимой. Возможности использования двух и более автомобильных или гусеничных кранов на тесном пятачке, где нет пространства для проезда и разворота гигантских машин, могут быть ограничены, поэтому реализация проектов, связанных с монтажом и такелажем крупногабаритного тяжеловесного промышленного оборудования, требует альтернативных технологий и специального оборудования.
При установке секций мостов и тоннелей, в судостроении, строительстве, энергетике и нефтехимической промышленности возникают ситуации, когда сверхтяжелый объект массой от нескольких сотен до нескольких тысяч тонн нужно бережно поднять, переместить и поставить в заданное положение без ущерба для прилегающих конструкций, с учетом несущей способности опорной поверхности. Собранная такелажная система должна демонстрировать высокую стабильность и устойчивость к статическим и динамическим боковым нагрузкам. Вдобавок требований заказчиков к точности установки становится все больше, и необходимо больше усилий и времени, чтобы их удовлетворить.
В последние годы технические аспекты уходят на второй план, так как от современного высококачественного оборудования клиенты заранее ожидают работы, выполненной на высшем уровне. Ключевым критерием оценки крупнотоннажных проектов становится безопасность. Компании, предлагающие подобные услуги, обладают многолетним практическим опытом и поддерживают долгосрочные отношения со своими клиентами. В каждом случае требуется целый комплекс уникальных технических решений. Некоторые задачи настолько сложны, что могут быть выполнены только при непосредственном участии разработчиков специфического подъемного оборудования. В перечень серийных устройств для перемещения тяжелых грузов входят гидравлические портальные подъемники, тросовые домкраты, системы скольжения, самоходные модульные платформы, системы синхронизации подъемных гидроцилиндров и системы позиционирования грузов при подъеме.
Гидравлический подъемник портального типа представляет собой портал с выдвигающимися вверх с помощью гидравлики башнями. Он обеспечивает безопасный и эффективный подъем и позиционирование тяжелых грузов в ситуациях, когда применение других видов кранов затруднено, а кран-балку установить нельзя. Гидравлический подъемник портального типа также высокоэффективен, когда речь идет о выгрузке тяжеловесного груза с железнодорожного транспортера и дальнейшей его перегрузке на модульные колесные транспортные средства. Применение гидравлических подъемников требует значительно меньших затрат по сравнению с арендой мобильных кранов разных типов, при этом они могут выполнять те же задачи.
Тросовый гидроподъемник можно рассматривать как более эффективный аналог лебедки, с помощью которого можно поднимать, опускать и поворачивать груз. Принцип действия тросового подъемника заключается в циклическом, шаг за шагом, перемещении пучка стальных тросов с помощью гидравлического цилиндра. Сверху и снизу цилиндра располагаются клиновые анкерные системы, одновременно зажимающие пучок тросов, благодаря чему нагрузка между циклами подъема или опускания удерживается. В случае потери давления в системе гидравлики тросы фиксируются механически, и груз остается на месте. Тросовые гидроподъемники отличаются экономичностью, компактностью, хорошей управляемостью. Поскольку грузоподъемность (г/п) тросового гидроподъемника в 300–500 раз выше его собственной массы, ресурсы, требующиеся для его размещения, существенно ниже, чем у обычного крана с сопоставимыми характеристиками.
С помощью систем скольжения груз движется по предварительно уложенным направляющим тракам за счет скользящих тефлоновых колодок с приводом от гидравлических цилиндров, которые движутся вместе с колодками по направляющим тракам и фиксируются клиньями в конце каждого цикла.
Гидравлические системы синхронного подъема применяются в мостостроении, при строительстве туннелей, для позиционирования буровых вышек, портовых кранов, в энергетике, судостроении и гражданском строительстве. Самоходный модульный трейлер (СМТ)представляет собой компактную автономную самоходную платформу на колесном ходу с гидравлическим приводом, высокой грузоподъемностью и возможностью стыковки в группы по длине и ширине. Оператор управляет такой платформой с помощью пульта дистанционного управления. Осевая нагрузка может достигать 40 т и более. СМТ применяется для транспортировки по территории промышленных предприятий, подачи оборудования к месту монтажа в стесненных условиях, установки пролетных строений мостов, погрузки и выгрузки оборудования на баржи. Количество компаний, которые создают оборудование для работы с тяжелыми грузами, в мире невелико. Все они прошли долгий путь, прежде чем добиться признания, и накопили огромный опыт, позволяющий им находить передовые решения и реализовывать самые смелые проекты.
Компания Enerpac, объединяющая более 1000 сотрудников в 22 странах мира, специализируется на разработке и производстве гидравлических механизмов высокого давления. Отдельное подразделение компании Enerpac Integrated Solutions, базирующееся в Нидерландах, реализует проекты, связанные с перемещением сверхтяжелых объектов. Несмотря на то, что обычно подобные задачи относятся к разряду нестандартных и требуют тщательной предварительной проработки, для их решения применяют серийные изделия Enerpac, которые обеспечивают контролируемый подъем, перемещение и точное позиционирование грузов. Кроме того, в некоторых случаях специалисты компании применяют комплексный подход, подразумевающий совместное использование наборов стандартного гидравлического оборудования, стальных конструкций и электронных систем контроля.
Enerpac предлагает наиболее полную линейку продукции с доставкой и технической поддержкой в любой точке земного шара. В нее входят три серии гидравлических подъемников. Три модели серии SL могут поставляться с двумя или тремя вылетами гидроцилиндра (роль стоек выполняют сами гидроцилиндры). Самая мощная из трех моделей серии SBL обеспечивает максимальную г/п 1100 т при высоте подъема 12 м. Вся серия оборудована трехсекционными стрелами с восьмигранным профилем, что позволяет соответствовать самым строгим стандартам безопасности при боковых динамических нагрузках. Новые подъемники MBL специально спроектированы (в виде башни квадратного сечения с четырьмя цилиндрами по углам на каждой секции подъема) для сверхвысокой устойчивости к динамическим боковым нагрузкам и для обеспечения максимальной мощности на максимальном вылете.
Комплекс MBL может поднимать 600 т на высоту 18 м. В конструкции всех подъемников Enerpac внедрены специальные технические решения. Компьютерные системы управления синхронным подъемом грузов обеспечивают оптимальную устойчивость оборудования и безопасность выполнения работ. Гидравлическое оборудование, включая привод хода, встроено в раму подъемной башни, поэтому не требует прокладки рукавов высокого давления по полу с риском их повреждения. Система дистанционного управления Intelli-Lift автоматически синхронизирует опоры с точностью до 24 мм и выдает оператору текущую информацию о подъеме и нагрузке. В качестве опций предлагаются верхние модульные балки, подъемные крюки, механизмы бокового смещения, направляющие траки. Линейка тросовых подъемников Enerpac включает модели г/п от 30 до 1250 т.
Система управления с простым графическим интерфейсом позволяет одному оператору одновременно обеспечивать синхронную работу до 60 таких подъемников с помощью обычного ноутбука. Перечень дополнительного оборудования включает гидравлические насосные станции (с рабочим давлением до 1000 бар), направляющие для тросов, тросы и клинья. Башмаки системы скольжения HSK1250 и HSK2500 предлагаются в двух конфигурациях: с колодками со встроенным подъемным гидроцилиндром (для компенсации возможных перекосов при транспортировке из-за рельефа поверхности и качки на водной поверхности) и без цилиндра. Портальная система ESET представляет собой универсальную систему подъема грузов, объединяющую в себе сразу три технологии, заложенные в тросовом подъемнике, гидравлическом подъемнике и системе скольжения. Такой портал занимает минимальную площадь, и его можно смонтировать без привлечения дополнительного кранового оборудования. По функциональности его можно сравнить разве что с радиальным краном намного большего размера, при этом затраты на транспортировку ESET ниже, а время, требующееся на его монтаж, меньше. Все компоненты крана для перевозки укладываются в стандартные контейнеры. Он позволяет поднимать грузы (например, реакторы для гидрокрекинга) массой до 1600 т на высоту до 80 м.
Среди проектов, реализованных в сфере энергетики с участием подъемников Enerpac, можно отметить установку газовых агрегатов и генераторов переменного тока весом в сотни тонн каждый с помощью гидравлического портального крана SBL1100. Двух гидравлических портальных кранов Enerpac SBL 1100SP оказалось достаточно для подъема реактора гидрокрекинга (масса реактора составляет 1400 т, длина – 42,5 м, диаметр – 5,2 м) с роликовых опор, перемещения, установки на отгрузочные кильблоки, позиционирования для дальнейшей транспортировки на самоходной платформе. Другой пример: чтобы войти в створы двери цеха на втором этаже с 60-тонным прессом, необходимо было поместить его в горизонтальное положение. Гидравлический портал Enerpac SBL400 легко справился с этой задачей. Тросовые подъемники Enerpac широко используются в системах надвижки мостовых пролетов.
Примеры последних лет включают такие проекты, как перемещение и установку на место с миллиметровой точностью на высоте 270 м стальной конструкции моста массой 35 000 т и длиной 2460 м с поворотом радиусом 20 км для самого высокого в мире моста. В другом случае подъем 1800-тонных пролетов моста был выполнен с баржи с использованием нескольких 300-тонных тросовых домкратов. При сооружении опоры подвесной части моста с помощью 650-тонных тросовых домкратов секции были подняты на нужную высоту и затем выровнены между собой с применением системы синхронного подъема грузов с четырьмя подъемными точками. Тросовые домкраты Enerpac также применяются при разгрузке оборудования. Например, для выгрузки силового, бурового и перерабатывающего модулей массой более 6300 т каждый для нефтяной платформы, установленной в открытом море, потребовалось использование тросовых подъемников с тяговым усилием 1360 т.
Работы с участием оборудования и специалистов компании Enerpac ведутся постоянно по всему миру. Так, в Индийском океане сейчас возводится многосекционная мостовая конструкция в 100–200 м от береговой линии. Для реализации проекта потребовалась установка портального крана Enerpac шириной 30 м и г/п 4800 т на специальную плавучую платформу.
В конце августа 2015 г. на территории Чернобыльской АЭС были соединены две полуарки нового конфайнмента (укрытия). В будущем эта конструкция будет служить защитой над существующим саркофагом для локализации радиоактивных материалов, ограничения попадания дождевой воды и обеспечения работ по демонтажу 4-го блока АЭС. С целью сокращения объемов сборочных работ на площадке элементы арки были укрупнены до максимально возможного размера. Каждая полуарка с пролетом 260 м была перемещена системой скольжения Enerpac на 56-ти скользящих колодках с минимальным усилием 703 т. При этом допуск на совмещение составил всего 3 мм. Весь процесс занял 6 ч. Надвижка готовой арки конфайнмента массой 76 000 т на проектное место также будет произведена с помощью оборудования Enerpac.
Колесная самоходная модульная платформа Enerpac отличается низким профилем – минимальная высота 770 мм, средняя высота при транспортировке груза – 952 мм. Колеса каждого модуля, обеспечивающего г/п 60 т, с функцией поворота перемещаются в трех направлениях, оборудованы гидроприводом и подъемным цилиндром. Силовой агрегат построен на базе дизельного двигателя класса Tier 4 мощностью 54 кВт и приводит в действие до трех модулей. Управление самоходной модульной платформой осуществляется с помощью системы дистанционного управления Intelli-drive. Два модуля вместе с силовым агрегатом размещаются в стандартном 20-футовом контейнере. Система синхронизированного управления гидравлическими цилиндрами EVO может работать в девяти различных режимах, включая перемещение объекта, его подъем, определение центра тяжести и взвешивание. Работой цилиндров управляют микропроцессоры, которые получают данные от датчиков и с точностью до 1 мм регулируют ход цилиндров.
Sarens – группа компаний, представленная в 60 странах мира (штаб-квартира находится в Бельгии), насчитывает более 3000 сотрудников, которые работают в 100 офисах. Годовой оборот компании достигает 420 млн евро. Девиз компании гласит: «Не существует слишком тяжелого, не существует слишком высокого». Компания выполняет полный комплекс такелажных и монтажных работ «под ключ» с использованием оборудования как собственного изготовления, так и сторонних производителей. Подъемные системы Sarlift 750 (г/п каждой опоры – 75 т), 1000 (100 т), 2500 (250 т) разрабатываются отделом специального проектирования Sarens. Они являются результатом многолетнего анализа, исследований рынка и тестирования различных решений для обработки тяжелых грузов в конкретных ситуациях, в том числе в замкнутых пространствах, недоступных для кранов.
Стандартный набор Sarlift включает следующие компоненты: гидравлическую станцию с дизельным или электрическим приводом, 4 подъемные колонны заданной высоты с цилиндрами и запорными механизмами внутри, различные балки и фермы, синхронизирующие и предохранительные клапаны, электронную систему взвешивания. Цилиндры перемещаются внутри опор, опираясь на запорные анкеры. Использование Sarlift в сочетании с системой Sarskid расширяет возможности для перемещения грузов в вертикальной и горизонтальной плоскости.
Быстрый монтаж, небольшие размеры, безопасность на уровне конструкции – основные преимущества Sarlift. Использование такелажных салазок с опорными гидравлическими домкратами, объединенных в управляемые гидравлические контуры, позволяет равномерно распределить усилия между всеми точками опоры, а также сгладить неровности и избежать заклинивания груза при такелаже. Инновационная такелажная система SLU с усилием до 2000 т на каждый толкатель позволяет производить перемещение по такелажным направляющим произвольной ширины, поскольку не использует захват направляющей. Управление различным оборудованием Sarens при необходимости можно вывести на единый компьютерный пульт управления. Модульный принцип позволяет создавать необходимый комплект, отвечающий техническим условиям и требованиям заказчика, применительно к конкретной задаче.
Riggers Manufacturing Company представила первую в мире гидравлическую подъемную систему портального типа в 1980 г. (большинство выпущенных в то время экземпляров не только до сих пор работают, но и соответствуют существующим стандартам безопасности). Современный ассортимент Riggers включает подъемники серии EZLifter. Каждая опора подъемника EZLifter представляет собой полностью автономный узел, состоящий из электродвигателя, гидравлического насоса, гидрораспределителей, бака и планетарного зубчатого привода хода. Опора EZLifter включает 4 гидравлических цилиндра, которые крепятся к пластине верхней балки с помощью поворотных соединений. Опоры подъемника двигаются вперед или назад по путям. Они приводятся в действие гидромоторами и управляются джойстиком с пульта управления. Оператор имеет возможность отслеживать высоту подъема и давление в системе гидравлики. Сборка требует выполнения минимального объема работ: просто установить подъемник на пути и подключить разъемы. Монтаж и установка на рабочей площадке такого крана занимает менее двух часов. Система управления CARL синхронизирует подъем груза, перемещение подъемника и боковой сдвиг.
Уже более 30 лет компания Lift Systems, Inc. (США), основанная выходцем из Riggers Manufacturing, занимается производством мобильных портальных кранов и мобильных самоходных кранов для подъема и перемещения различных грузов массой до 1250 т любых габаритов. За это время компания превратилась в крупнейшего производителя грузоподъемных систем и мобильных кранов. В настоящее время оборудование Lift Systems поставляется более чем в 50 стран мира. Мобильные портальные краны Lift Systems – это система стоек с гидравлическими телескопическими цилиндрами на подвижной платформе. Системы могут состоять из двух, четырех или более стоек. Их конструкция позволяет осуществлять быстрый монтаж в требуемом месте без трудоемкой специальной подготовки, быстрый демонтаж и транспортировку.
Завод гидравлического оборудования «Гидроласт» (г. Старый Оскол) является одним из ведущих российских поставщиков гидравлического оборудования для тяжелого и общего машиностроения. Производственная программа предприятия включает двух- и четырехстоечные портальные подъемники МПК, состоящие из гидравлических башен г/п от 12 до 100 т (каждая башня имеет собственную гидравлическую станцию и привод хода) и верхних опорных балок длиной 6; 8 и 10 м. Подъемники перемещаются по блок-рельсам длиной 3 м. На каждую такелажную балку попарно устанавливаются роликовые блоки поперечного смещения. Синхронный привод для них предлагается в качестве опции.
Все башни управляются с общего пульта. Система управления GidrolastSafe обеспечивает мониторинг и обработку данных, автоматически определяет начальное положение (общую нулевую точку), от которого в дальнейшем идет отсчет «рабочего хода». В процессе вертикального перемещения груза автоматика отслеживает возникающие перекосы, которые компенсируются подачей управляющих сигналов на пропорциональный распределитель системы гидравлики. Процесс перемещения груза отображается на монохромном 10-дюймовом дисплее Siemens.
Кроме того, имеется дублирующая система дистанционного беспроводного управления и система защиты от перегрузок. Отличительной особенностью подъемников МПК служит большое число креплений для строп, что позволяет позиционировать нестандартное и негабаритное оборудование по длине, ширине и высоте с высокой точностью, а также перемещать, кантовать и монтировать любые грузы, от контейнеров и цистерн до атомных реакторов. Максимальная грузоподъемность первой ступени самого мощного в линейке подъемника МПК.4.200.8230 составляет 400 т. Максимальная высота подъема груза – 8230 мм.
Сегодняшние инженерные сооружения из практических соображений часто собирают из крупных компонентов с большой массой и максимальной степенью готовности к эксплуатации. Разборка на более мелкие узлы специально для перевозки приводит к потерям времени и средств. Таким образом, растет потребность в соответствующем оборудовании с уникальными характеристиками. Обработка сверхтяжелых грузов с использованием современных гидравлических механизмов позволяет удовлетворить требования практически любого проекта. В результате клиенты получают надежные и эффективные решения, специально разработанные под их конкретные задачи.
