SVEUČILIŠTE U ZADRU
POMORSKI ODJEL
BRODOSTROJARSTVO I TEHNOLOGIJA POMORSKOG PROMETA
PREKRCAJNA SREDSTVA
PREKRCAJNA RUKA
Mentor: Petar Čovo, mr.sc.
Student: Ante Botica
Zadar, lipanj 2013.
0
Sadržaj:
1. SAŽETAK......................................................................................................3
2. OPĆENITO O PREKRCAJNIM RUKAMA.................................................4
3. ELEMENTI PREKRCAJNE GRANE............................................................5
3.1. FB (full balance) marine loading arm- potpuno izbalansirana prekrcajna grana …………………………………………………………………………..5
3.2. RC (rotation counterweighr) marine loading arm- prekrcajna grana sa pokretnim protuutegom......................................................................................7
3.2.1. RC marine loading arm, manual operated- prekrcajna grana sa okretnim protuutegom, ručno upravljana:.......................................................8
3.2.2. RC marine loading arm, hydraulic operated- prekrcajna grana sa okretnim protuutegom, hidraulički upravljana:..............................................9
3.3. Cryogenic marine loading arms- kriogenične prekrcajne ruke, za terete koji se prekrcavaju pri vrlo niskim temperaturama..........................................10
4. QUICK CONNECT/ DISCONNECT COUPLER- BRZO SPOJNO/ ODSPOJNA SPOJNICA, SPREŽNIK................................................................11
5. ZAKLJUČAK...............................................................................................12
6. LITERATURA:............................................................................................13
1
1. SAŽETAK
Prekrcajna ruka ili prekrcajna grana (engleski: loadining arm) je neizostavan dio opreme
svakog terminala za prekrcaj tekućih tereta. Nebitno radi li se o prekrcaju kemikalija u
tekućem stanju, ukapljenih zemnih ili prirodnih plinova ili o prekrcaju nafte, prekrcajna grana
je neizostavan dio lučke opreme. Svrha prekrcajne grane je da se tanker tekućeg tereta po
dolasku u luku poveže sa terminalom čvrstom vezom, koja će biti pokretna u mjeri da prati
sve smjerove gibanja broda. Također prekrcajnom rukom se savitljive cijevi kojima se
povezuje tank na terminalu i tank na brodu, dovode od terminala do broda. Prekrcajne ruke
dolaze u raznim izvedbama i sa raznim dodatcima, ovisno o potrebama terminala i njegovoj
namjeni, odnosno ovisno o teretu kojim se manipulira na terminalu.
Ključne riječi: tanker za tekuće terete, prekrcajna ruka (grana), terminal za tekuće terete
Summary
Loading arm is one of most important parts in every liquid cargo terminal. Weather we
talk about chemical terminals, LNG, LPG terminals or oil terminals, loading arm is infallible
part of port equipment. Purpose of loading arm is to connect tanker to terminal with a rigid
connection, which is able to track ships movement in any direction necessary. Also, loading
arm is used to transfer flexible pipes from terminal to ships tank, and keep them attached to
ship. Loading arms appear in many forms and with many additions, depending on which
cargo is being transferred, in particular terminal, and terminal needs.
Key words: liquid cargo tanker, loading arm, liquid cargo terminal
2
2. OPĆENITO O PREKRCAJNIM RUKAMA
Prekrcajna ruka je dio lučke opreme koja se razvila zajedno sa razvojem tankera za tekuće
terete. Od samih početaka prijevoza tekućih tereta postojao je problem sigurnosti prekrcaja
tekućih tereta sa terminala na brod, jer su takvi tereti često zapaljivi i opasni za posadu. Među
prvima događajima koji su obilježili terminale za tekuće terete, bilježi se tragedija koja se
dogodila 1881. u Bakuu, kompaniji Branobel, čiji je tanker pri ukrcaju kerozina u luci zbog
curenja eksplodirao. Do curenja je došlo jer je brod bio povezan sa lukom samo običnom
cijevi, te je pri naletu vjetra došlo do valjanja broda i puknuća veze broda i terminala što je
uzrokovalo curenje tereta i kasnija zapaljenje i eksploziju.
Uviđeno je da je potrebno rješenje kako bi se izbjegle daljnje tragedije. Prvi koji je
ponudio rješenje bio je Ludwig Nobel, koji je predložio fleksibilnu cijev koja je bila više
otporna na gibanje broda uslijed djelovanja mora. Ta se opcija koristila u raznim izvedbama
narednih šezdesetak godina.
Prva verzija prekrcajne ruke zabilježena je i patentirana 1956. godine, od kompanije FMC
Technologies, koja je predložila novo rješenje. Verzija ove prekrcajne ruke koristi se i danas
uz određene preinake i poboljšanja, i naravno razne dodatke ovisno od potreba terminala i
tereta kojim se manipulira.
3
3. ELEMENTI PREKRCAJNE GRANE
Svi elementi prekrcajne grane moraju biti otporni na djelovanje tereta koji se prevozi,
posebno ako je riječ o kemikalijama. Sva mjesta spojeva elemenata prekrcajne grane moraju
biti izvedena prstenastim spojevima kako bi se prekrcajnoj grani omogućio dovoljan radijus
kretanja.
Ovisno o izvedbi prekrcajne grane postoje različiti elementi prekrcajne grane.
Odlučio sam se za analizu tri tipa prekrcajne ruke:
1.) FB (full balance) marine loading arm- potpuno izbalansirana prekrcajna grana
2.) RC (rotation counterweight) marine loading arm- prekrcajna grana sa pokretnim/
rotirajućim utegom
a. RC marine loading arm- manually operated- ručno upravljana
b. RC marine loadind arm- hydraulically operated- hidraulički upravljana
3.) Cryogenic marine loading arm- prekrcajne ruke za prekrcaj kriogenih tereta,
odnosno tereta koji zahtijevaju vrlo niske temperature pri prekrcaju
3.1. FB (full balance) marine loading arm- potpuno izbalansirana prekrcajna
grana
Ovo je jedna od najosnovnijih izvedbi prekrcajnih ruku. Prema svojoj izvedbi laka je za
upravljanje. Nije pogodna za prenose većih masa, no zato zahtjeva malo prostora za
manevriranje i postavljanje. Predviđena je za minimalna opterećenja prema osi prekrcajne
ruke.
Ova izvedba prekrcajne ruke dizajnirana je kao samonosiva ruka sa većim osnim
zglobovima koji preuzimanju sva opterećenja koja se javljaju pri radu prekrcajne ruke.
Usponski vodovi, montažni rukavci i vršni okretni zglobovi opremljeni su sa pojačanim
ležajevima kako bi podnosili sva opterećenja.
Cijevi koje se koriste za izradu ovih prekrcajnih ruku izrađuju se os ugljičnih, nehrđajućih
čelika, koji su pogodni za prekrcaj tereta koji zahtijevaju nisku temperaturu pri prekrcaju.
4
Slika 1 prikazuje klasičnu FB- potpuno balansiranu prekrcajnu ruku, a brojevima su označeni
dijelovi:
1.) Vanjski protuuteg ruke
2.) Zraka, produžetak protuutega
3.) Okretni zglob
4.) Unutrašnja zraka prekrcajne ruke
5.) Zraka protuutega
6.) Uređaj za zaustavljanje
7.) Protuuteg
8.) Usisna flanđa, obod
9.) Otpusni ventil, drenaža
10.) Temeljna ploča
11.) Usponski vod
12.) Obod za spoj na brod
13.) Sustav za prodiranje vakuuma
14.) Dio prekrcajne ruke za spajanje
na brod
5
Slika 1- Full Ballance marine loading arm, potpuno balansirana prekrcajna ruka
3.2. RC (rotation counterweighr) marine loading arm- prekrcajna grana sa
pokretnim protuutegom
Prekrcajne ruke sa okretnim, pokretnim protuutegom dijele se na one ručno upravljane,
hidraulički upravljanje i hidraulički upravljane sa povratom pare. One sve su sličnih
svojstava, a glavna im je razlika način upravljanja, pa sam se odlučio detaljno obraditi samo
ručno i hidraulički upravljane.
Glavna obilježja ovih tipova prekrcajnih ruku su jednostavna upravljivost, laka
promjena brtvi i odvojena nosiva struktura. Također svi okretni zglobovi su jednakih
promjera, a jednakih promjera su i cijevi koje se koriste za prekrcaj tereta. Na okretne
zglobove i cjevovod utječu samo sile tlaka i težine, a sam je cjevovod izveden na način da je
povezan sa potpornu strukturu sa fleksibilnim dijelovima kako bi se ublažilo djelovanje sila.
Ovaj je sustav izveden za prekrcaj opasnih tereta, zbog potpornih sustava koji su odvojeni od
same strukture prekrcajne ruke mogu se prekrcavati i veće mase tereta, a mogućnost rotiranja
protuutega omogućava sustavu stabilnost u bilo kojem položaju.
Sustav upravljanja dijelovima prekrcajne ruke je također posebne izvedbe na način da
svaki element ruke, odnosno translacijsko gibanje dijelova ruke koji se spajaju na brod, i
gibanje ruke oko svoje osi bude potpuno nezavisno. Svaki od ovih dijelova ima svoj uljni
cilindar kojim se upravlja sa elektro- hidraulička kontrolna ploče. Postoje izvedbe u kojima se
ugrađuje pokretni daljinski sustav kojim se može rukom upravljati sa drugih kontrolnih točki.
Ovisno o potrebama terminala i stupnju modernizacije, te o zahtjevima sigurnosti i
potrebama tereta, ovi sustavi mogu biti opremljeni sa ventilima za hitno otpuštanje, engl.
emergency release coupling. Ovi ventili ili spojke se automatski aktiviraju kada se brod
pomakne, odnosno kada se na oknu (flanđi) manifolda na čijem se tanku vrši prekrcaj pojavi
signal koji označava nesiguran prekrcaj, odnosno moguće curenje. Također ovdje u red
sigurnosnih uređaja spadaju i spojke za brzo spajanje/ odspajanje, engl. QC/DC- quick
connect/ disconnect coupler.
6
3.2.1. RC marine loading arm, manual operated- prekrcajna grana sa okretnim
protuutegom, ručno upravljana:
Slika 2 prikazuje prekrcajnu granu za pokretnim protuutegom ručno upravljanu, čiji su
dijelovi nabrojani:
1.) Vršni koloturnik
2.) Unutrašnji dio prekrcajne ruke
3.) Potporni sustav unutrašnjeg dijela
prekrcajne ruke
4.) Protuuteg
5.) Zaustavni uređaj
6.) Koloturnik kablova
7.) Spojna prirubnica, flanđa
8.) Drenažna mlaznica
9.) Temeljna ploča
10.) Usponski vod
11.) Sustav za trosmijerno okretanje
12.) Izmjenjivi lakat
13.) Potporni sustav vanjskog dijela
prekrcajne ruke
14.) Vanjski dio prekrcajne ruke
15.) Vršni okretni zglob
16.) Ručni brzo spajajuće/ odspajajuća
spojke
7
Slika 2- ručno upravljana prekrcajna grana sa
rotirajućim protuutegom
3.2.2. RC marine loading arm, hydraulic operated- prekrcajna grana sa okretnim
protuutegom, hidraulički upravljana:
Slika 2 prikazuje prekrcajnu granu za pokretnim protuutegom hidraulički upravljanu, čiji su
dijelovi nabrojani:
1.) Vršni koloturnik
2.) Vršni okretni zglob
3.) Unutarnji dio prekrcajne ruke
4.) Potporni sustav unutrašnjeg dijela
prekrcajne ruke
5.) Pogon unutrašnjeg dijela prekrcajne ruke
6.) Protuuteg
7.) Pogon vanjskog dijela prekrcajne ruke
8.) Koloturnik kablova
9.) Zaustavni uređaj
10.) Spojna prirubnica, flanđa
11.) Drenažna mlaznica
12.) Temeljna ploča
13.) Usponski vod
14.) Pogon za okretanje
15.) Izmjenjivi lakat
16.) ERC
17.) Vanjski dio prekrcajne ruke
18.) Potporni sustav vanjskog dijela
prekrcajne ruke
19.) Ručni brze spojno/ odspojne spojke
8
Slika 3- prekrcajna grana sa okretnim protuutegom, hidraulički upravljana
3.3. Cryogenic marine loading arms- kriogenične prekrcajne ruke, za terete
koji se prekrcavaju pri vrlo niskim temperaturama
Ove prekrcajne ruke koriste se za prekrcaj tereta koji zahtijevaju vrlo niske temperature
pro transportu, primjerice tekući vodik, etilen i u krajnjem slučaju ukapljeni prirodni i
ukapljeni zemni plin. Ove su prekrcajne ruke danas najčešće u većini luka koje se bave
transportom LNG i LPG.
Posebno obilježje ovih prekrcajnih ruku je posebno izvedena noseća struktura koja
sprječava direktan kontakt prekrcajne ruke sa cjevovodom kriogenih tereta, odnosno na taj
način sprječavajući moguće pucanje materijala ili bilo kakvu drugu deformaciju materijala od
kojeg su izrađeni elementi prekrcajne ruke.
Okretni zglob je također posebno izveden na način da u svim dijelovima zgloba može
kružiti dušik, koji preuzima nisku temperaturu na sebe i sprječava moguće leđenje ležajeva i
utora ležajeva i samim time i njihovo leđenje.
Slika 4- Cyrogenic marine loading arm- prekrcajna ruka za terete skladištene na niskoj temperaturi
9
4. QUICK CONNECT/ DISCONNECT COUPLER- BRZO SPOJNO/
ODSPOJNA SPOJNICA, SPREŽNIK
Brzo S/O sprežnik vrlo je korisna stvar koja se danas koristi gotovo na svim izvedbama
prekrcajnih ruku. Ona omogućava brzo i jednostavno spajanje i odspajanje prekrcajne ruke na
manifold tereta broda. Omogućava spajanje prekrcajne ruke na brod brzo i bez dodatnih alata,
matica i čak bez previše ljudske snage za stezanje.
Standardni brzi sprežnik sastoji se od priležeće ploče koja dolazi na manifold i od tri do osam
standardnih sustava kuka za kvačenje prekrcajne ruke. Broj kuka ovisi od veličine cijevi i
tlaka koji se stvara pri transportu.
U nekima izvedbama imamo i napredniju verziju sprežnika koji su električno-
hidraulički upravljani i u slučaju curenja ili bilo kakvih smetnji tokom prekrcaja, automatski
nastupa obustava manipulacije teretom. Ova verzija omogućava automatsko spajanje bez
ikakvog curenja, a samim sustavom se upravlja daljinskim upravljačem ili u kontrolnoj
kabini. Naravno, ako dođe do oštećenja električno- hidrauličkog upravljača. Cijelim sustavom
se može upravljati i ručno.
Slika 5- Quick connect/ disconnect coupler- brzo spojno/
odspojna spojnica, sprežnik
10
5. ZAKLJUČAK
Prekrcajna grana je neizostavan i najbitniji dio svako terminala za prekrcaj tekućeg tereta.
Ovisno od potreba tereta i veličine terminala prekrcajne ruke mogu biti različitih veličina,
karakteristika i raznih popratnih elemenata. Prekrcajna ruka koristi se kod prekrcaja
kemikalija u tekućem obliku, ukapljenih zemnih i prirodnih plinova, kod nafte i naftnih
derivata i za mnoge druge tekuće terete.
U ovom seminarskom radu među više vrsta ja sam se bazirao na određena tri tipa
prekrcajnih grana za koje sam smatrao da su najčešće u lukama. Tako sam obradio fully
balanced marine loading arm, odnosno potpuno izbalansiranu prekrcajnu ruku, rotated
counterweight marine loading arm odnosno prekrcajnu ruku sa rotirajućim protuutegom i
cryogenic marine loading arm odnosno prekrcajnu granu za terete skladištene na vrlo niskim
temperaturama. Također dotakao sam se i quick connect/ disconnect coupler odnosno brzo
spojno/ odspojna spojnica, sprežnika koji mi se učinio kao vrlo zanimljiv i bitan element
prekrcajnih grana.
Danas se prekrcajnim granama upravlja uglavnom pomoću električno- hidrauličkih
sustava koji su vrlo efikasni, imaju malo vrijeme reagiranja i vrlo su pouzdani u svom radu i
budući se kao radni medij koristi tekućina imaju veliku snagu.
11
Popis slika u seminaru:
Slika 1- Full Ballance, potpuno balansirana prekrcajna ruka.....................................................6Slika 2- ručno upravljana prekrcajna grana sa rotirajućim protuutegom....................................8Slika 3- prekrcajna grana sa okretnim protuutegom, hidraulički upravljana..............................9Slika 4- Cyrogenic marine loading arm- prekrcajna ruka za terete skladištene na niskoj temperaturi................................................................................................................................10Slika 5- Quick connect/ disconnect coupler- brzo spojno/.......................................................11
6. LITERATURA:
1.) Prekrcajna sredstva tekućih tereta, Petar Čovo, 2008., Sveučilište u Zadru
2.) Unutarnji transport i skladištenje, Tomislav Župarić, Veleučilište Nikola Tesla u
Gospiću
3.) Marine Loading Arms, Jiangsu Changlong Technologies CO. Ltd.
4.) Marine Loading Arms, The British Petroleum Company, 1994.
12