Анализ состояния парка перегрузочного оборудования показывает, что нормативный ресурс портальных кранов в ведущих портах Украины был полностью отработан в 2000—2005 годах. По расчетам для восстановления парка портальных кранов потребуются капитальные затраты в сумме 2—2,6 миллиарда американских долларов, что соответствует замене 620 портальных кранов в морских и 420 кранов в речных портах. Стоимость одного импортного портального крана составляет 2—2,5 млн американских долларов. Отечественные производители портальных кранов в Украине отсутствуют.
Внедрение перспективных технологий (мобильные причальные пневмоколесные краны, горизонтальная погрузка — разгрузка судов, специализированные комплексы и др.) требует значительных капитальных затрат и времени, так как, кроме замены оборудования, необходимы: реконструкция причалов, приобретение более дорогой перегрузочной техники, создание новых типов судов.
Разработка отраслевой программы обновления портового оборудования может базироваться на двух направлениях: модернизация существующего парка портальных кранов и работа кранов в условиях сверхнормативного ресурса; внедрение перспективных технологий и приобретение современного оборудования по мере увеличения грузооборота портов и получения необходимой прибыли на существующем оборудовании.
В настоящей статье рассматривается возможность решения задачи по первому направлению — поиск путей увеличения эксплуатационного ресурса имеющегося парка портальных кранов на 10—20 лет при минимальных капитальных затратах.
Известно, что все узлы и системы крана отличаются по расчетному ресурсу и на момент окончания нормативного срока эксплуатации имеют различную степень износа и остаточный ресурс, следовательно требуются различные затраты на восстановление работоспособности отдельных узлов и систем.
Многолетний опыт технического диагностирования портальных кранов в морских и речных портах вначале в рамках научно-исследовательской лаборатории диагностирования и конструкционной устойчивости портальных кранов Одесского института инженеров морского флота, а также в рамках специализированного Экспертно-технического центра по портальным кранам Госнадзорохрантруда Украины (фирма «Диалаб») позволяет предложить для рассмотрения концепцию восстановления парка портальных кранов и его эксплуатации в условиях сверхнормативного ресурса.
Капитальные затраты по узлам и системам при изготовлении нового крана известны. Структура капитальных затрат на восстановление и модернизацию крана, отработавшего нормативный срок по узлам и системам нержавеющего такелажа приведена на сайте http://www.shurup.od.ua/catalog/nerzhaveyushchiy_takelazh/. Заштрихованные участки — капитальные затраты на изготовление или модернизацию узлов крана, незаштрихованные светлые участки — экономия капитальных затрат при модернизации крана.
Дифференцированный подход к оценке износа узлов и систем крана с использованием методов технического диагностирования позволяет получить интегральную оценку экономии капитальных затрат на восстановление ресурса крана и его эксплуатацию в условиях сверхнормативного ресурса.
Ниже приведены некоторые результаты анализа основных узлов и систем портальных кранов по показателям ресурса и капитальным затратам.
1. Базовой системой является металлоконструкция крана, которая достигает 80% металлоемкости и 60% стоимости крана. Ресурсом металлоконструкции определяется ресурс работы крана.
Металлоконструкции коробчатого профиля кранов типа «Сокол», «Альбатрос», «Кондор» обладают большим запасом прочности, высоким сопротивлением усталости и коррозионному разрушению. Практика показывает, что эксплуатационный ресурс коробчатых металлоконструкций достигает 25—30 лет и более. Нормативный ресурс портальных кранов, принятый в Украине, составляет 12 лет (РД 001.03-95).
Стержневые металлоконструкции, краны типа «Ганц», «Альбрехт», «Абус», «Кировец» не обладают достаточной коррозионной устойчивостью и усталостной прочностью. Ресурс таких кранов в 1,5—2 раза ниже, чем у кранов с конструкциями коробчатого профиля.
Основные статьи расходов на восстановление ресурса металлоконструкций портальных кранов: шарнирные соединения стреловых систем; восстановление локального коррозионного и усталостного поражения; восстановление или замена болтовых или заклепочных соединений.
Затраты на восстановление металлоконструкции после отработки нормативного срока не превышают 10% от капитальных затрат, необходимых на изготовление новой.
2. Электрооборудование. В капитальных затратах достигает 20% балансовой стоимости. Ресурс контакторных систем управления 12—15 лет. Модернизация электрооборудования достигает 80% стоимости. Рекомендуется модернизация с заменой на тиристорную и частотную системы управления. В этом случае снижаются динамические нагрузки на металлоконструкцию при работе крана, а ресурс металлоконструкции, а следовательно и крана, увеличивается на 25—30%.
3. Механизмы крана достигают 15—20% балансовой стоимости. Ресурс редукторов, тормозных систем и других передач зависит от режима работы крана и в условиях порта достигает 20—25 лет. Затраты на модернизацию и восстановление ресурса после отработки нормативного срока достигают 50% стоимости механизма.
4. Другие системы (приборы безопасности, вспомогательные устройства, нерасчетные элементы металлоконструкций и пр.) достигают 10—12% балансовой стоимости крана и до 50% от балансовой стоимости систем при модернизации крана.
При отработке нормативного срока эксплуатации частичная или полная модернизация наиболее изношенных систем позволяет увеличить эксплуатационный ресурс на 15—20 лет при снижении капитальных затрат в два-три раза по сравнению с затратами на приобретение нового оборудования.
Капитальные затраты на восстановление всего парка портальных кранов снижаются с 2—2,6 миллиарда до 700—800 миллионов долларов. Основные направления модернизации: восстановление несущей способности металлоконструкции с локальными коррозионными и усталостными повреждениями; замена шарнирных соединений стреловых систем; замена контакторных систем электрооборудования на тиристорные или частотные.
Методика определения объемов модернизации одного крана, отдельного порта или парка кранов отрасли включает следующие основные этапы: углубленное диагностирование и определение остаточного ресурса отдельных узлов и систем; определение объемов и целесообразности модернизации, прогноз ресурса крана после модернизации; проведение модернизации и приемки крана органами Госнадзорохрантруда Украины.
Работы по диагностированию портальных кранов, оценке объемов и целесообразности модернизации, ремонту несущих металлоконструкций и замене шарнирных соединений стреловых систем (без демонтажа) проводит специализированный Экспертно-технический центр по портальным кранам Госнадзорохрантруда Украины (фирма «Диалаб»).
Наибольший опыт модернизации портальных кранов на Украине имеет компания «КОNЕСRАNЕS», на счету которой более 30 модернизаций в портах Украины.
Затраты на восстановление металлоконструкции после отработки нормативного срока не превышают 10% от затрат, необходимых на изготовление новой.
Валерий Пустовой, начальник Экспертно-технического центра по портальным кранам