Grue à conteneurs portuaire

Caractéristiques et capacités clés

Échelle massive :Peut mesurer plus de 100 mètres (~ 400 pieds) de haut, avec une flèche suffisamment longue pour atteindre le conteneur le plus éloigné des plus grands porte-conteneurs du monde (24+ conteneurs de large).

Force immense :Conçu pour soulever des charges ultra-lourdes, souvent jusqu'à 65 tonnes sous l'épandeur, et plus pour les levages en tandem.

Grande vitesse:Conçu pour la vitesse afin de minimiser le temps de rotation des navires-(une mesure clé du port). Les vitesses de déplacement des chariots, des chariots et des portiques sont très élevées.

Contrôle de précision :Des entraînements et une automatisation sophistiqués permettent aux opérateurs de placer les conteneurs à quelques centimètres près des guides cellulaires étroits d'un navire.

Durabilité:Conçu pour résister aux environnements d’eau salée difficiles et corrosifs et fonctionner en quasi-continuité avec un temps d’arrêt minimal.

Automatisation croissante :La dernière génération de grues STS est entièrement automatisée, exploitée à distance et intégrée aux systèmes d'exploitation de terminal (TOS) pour un mouvement optimisé.

Types de grues à conteneurs portuaires

Si la grue STS est la plus emblématique, un port moderne utilise une famille de grues spécialisées :

Capacité de levage 320 tonnes
Portée (largeur) 3 - 12 mètres (réglable)
Hauteur de levage 3 - 10 mètres
Classe de travail A3-A5 (usage léger à moyen)
Vitesse de levage 0.5 - 8 m/min (variable)
Type de poutre principale Simple/double poutre (type caisson-)
Alimentation 220V/380V triphasé ou manuel
Mode de contrôle Commande suspendue/télécommande sans fil
Type de palan Palan électrique à chaîne/palan à câble
Entraînement de déplacement Poussée manuelle ou motorisée
Protection contre la corrosion Peinture galvanisée à chaud-ou de qualité marine-
Résistance au vent Jusqu'à l'échelle de Beaufort 6 (pour une utilisation en extérieur)
Température de fonctionnement -20 degrés à +50 degrés

Voici une ventilation détaillée des composants d'unGrue à conteneurs portuaire(Ship-to-Shore STS Crane), le géant de la logistique maritime.

Comprendre ces composants révèle la merveille d’ingénierie derrière ces machines. Nous pouvons les classer en plusieurs systèmes :

1. Système structurel (le cadre et le support)

Il s’agit du squelette massif qui supporte tous les autres composants et résiste à d’immenses forces.

Cadre du portail :L'ensemble de la structure principale qui enjambe le quai. Il comprend :

Étape de mer (étape hors-bord) :La jambe côté eau qui descend jusqu'au rail en bord de quai.

Étape terrestre (étape intérieure) :La jambe côté terre. L'espace entre les deux pieds permet aux camions, wagons et autres équipements de passer en dessous.

Poutres transversales :Éléments horizontaux reliant les pieds en haut et en bas, offrant une rigidité critique.

Flèche (bras de portée) :La longue poutre horizontale qui s’étend au-dessus de l’eau pour traverser le porte-conteneurs. Il est souvent articulé et peut être élevé en position de stationnement pour permettre aux navires de manœuvrer et d'éviter les obstacles.

Une-Tour de levage à châssis/flèche :La grande structure en forme de A-au sommet du cadre du portail. Il abrite les machines et les cordes utilisées pour monter et descendre la flèche.

Système de déplacement à portique (grue) :L'ensemble qui permet à l'ensemble du pont de se déplacer le long du quai.

Bogies de voyage :Des ensembles de roues massifs logés à la base de chaque pied.

Roues ferroviaires :Les-roues en acier robustes qui roulent sur les rails dédiés intégrés dans le quai.

Pinces de rail :De puissantes pinces hydrauliques bloquent la grue sur les rails en cas de vent fort ou lorsqu'elle n'est pas utilisée, empêchant ainsi tout mouvement accidentel.

2. Système de levage et de chariot (le muscle et le mouvement)

Ce système gère le levage proprement dit et le mouvement horizontal du conteneur.

Châssis du chariot :Structure qui porte les engins de levage et s'étend le long des rails de la flèche et du bras côté terre-.

Moteurs d'entraînement de chariot :Moteurs électriques qui entraînent les roues pour déplacer le chariot d'avant en arrière le long des poutres de la grue.

Machines de levage :

Moteurs de levage :Moteurs électriques très puissants qui fournissent le couple nécessaire pour soulever et abaisser les conteneurs chargés.

Tambours de levage :Grands tambours en acier autour desquels sont enroulés les câbles du palan.

Réas :Grandes poulies qui guident les câbles de levage des tambours jusqu'au palonnier.

Épandeur (poutre de propagation) :L'outil de levage intelligent qui est la « main » de la grue. Il s'agit d'une charpente en acier qui :

Verrous tournants :Goupilles à commande hydraulique ou électrique qui s'engagent dans les pièces moulées d'angle d'un conteneur d'expédition pour s'y verrouiller en toute sécurité.

Ajustement de la taille :Peut ajuster sa longueur de manière télescopique pour gérer différentes tailles de conteneurs (20 pieds, 40 pieds, 45 pieds).

Capteurs :Équipé de capteurs pour détecter la présence du conteneur, son poids et si les verrous tournants sont correctement verrouillés.

Bras de guidage :Entonnoirs qui aident à guider l'épandeur sur le conteneur même par temps venteux ou avec un léger désalignement.

3. Système de puissance et de contrôle (les nerfs et le cerveau)

Ce système fournit de l'énergie et commande les fonctions de la grue.

Système d'entrée d'alimentation/enrouleur de câble :Les grues STS sont généralement alimentées par un câble haute tension- depuis le rivage.

Enrouleur de câble :Un grand tambour motorisé qui déroule et rétracte le lourd câble d'alimentation pendant que la grue se déplace le long du quai, le gardant bien rangé et évitant tout dommage.

Cabine de l'opérateur :Monté sur le chariot, il offre à l'opérateur une vue plongeante parfaite-dans la cale du navire. Il est équipé de :

Sièges de contrôle ergonomiquesavec joysticks et panneaux de commande pour une manipulation précise.

Climatisationet suspension pour isoler l'opérateur du bruit et des mouvements.

Caméras et moniteursoffrant des vues sur l'épandeur, la cellule du conteneur et les angles morts.

Lecteurs et panneaux de contrôle :Électronique sophistiquée, notamment :

Entraînements à fréquence variable (VFD) :Pour une accélération, une décélération en douceur et un contrôle précis de la vitesse de tous les mouvements (palan, chariot, portique).

Contrôleur logique programmable (PLC) :Le « cerveau » qui gère la logique de commande et les séquences d'automatisation de la grue.

Station de contrôle à distance (option moderne) :Dans les grues plus récentes, l'opérateur peut la contrôler depuis une salle climatisée du terminal avec plusieurs flux vidéo, réduisant ainsi la fatigue et améliorant la sécurité.

4. Sécurité et systèmes auxiliaires (la protection)

Des systèmes critiques qui garantissent un fonctionnement sûr et fiable 24h/24 et 7j/7.

Système anti-balancement :Utilise l'API et le logiciel d'entraînement pour calculer et amortir automatiquement le mouvement pendulaire du conteneur suspendu, permettant un positionnement plus rapide et plus sûr.

Systèmes anticollision :Capteurs et logiciels pour empêcher le chariot ou l'épandeur d'entrer en collision avec des obstacles sur le navire ou sur la grue elle-même.

Anémomètre et station météo :Mesure la vitesse du vent. Le système de contrôle de la grue ralentira ou arrêtera automatiquement les opérations si la vitesse du vent dépasse les limites de sécurité.

Système de pesée de conteneurs :Souvent intégré au système de levage pour mesurer le poids de chaque conteneur lors de sa levée.

Éclairage:Projecteurs puissants pour fonctionner la nuit.

Système d'extinction d'incendie :Surtout dans la cabine de l'opérateur et dans les locaux électriques.

ESQUISSER

Technique principale

Ces avantages expliquent pourquoi les grues STS constituent l’épine dorsale incontestée du commerce conteneurisé mondial, offrant une efficacité et une évolutivité inégalées.

1. Productivité et vitesse inégalées

Haut débit :Conçu pour les opérations à cycle ultra-élevé-, capable de déplacer un conteneur tous les2-3 minutes. Cette vitesse est essentielle pour minimiser le temps de rotation des navires-au port, qui constitue un facteur de coût clé pour les compagnies maritimes.

Opérations simultanées :Leur grande taille leur permet de travailler simultanément sur plusieurs rangées d’un énorme porte-conteneurs, accélérant considérablement le processus de chargement et de déchargement par rapport à toute autre méthode.

2. Échelle et portée massives

Capacité à servir des mégaships :Les grues STS modernes sont les seuls équipements capables de manutentionner les plus grands porte-conteneurs du monde (24 000+ EVP). Ils ont des barrages suffisamment longs pour atteindre les navires qui sont24 conteneurs de large.

Capacité de levage élevée :Conçu pour soulever des conteneurs extrêmement lourds (souvent jusqu'à 65 tonnes sous l'épandeur) et même effectuer des « levages en tandem » avec deux conteneurs à la fois dans certaines configurations.

3. Précision et contrôle

Lecteurs avancés :Les systèmes de contrôle sophistiqués (comme les entraînements AC régénératifs) permettent un mouvement incroyablement fluide et précis, permettant aux opérateurs de placer les conteneurs à quelques centimètres près dans les guides cellulaires étroits d'un navire.

Technologie anti-balancement :Les systèmes automatisés amortissent le balancement pendulaire du conteneur, permettant un déplacement et un positionnement plus rapides sans balancement risqué.

4. Durabilité et fiabilité

Conçu pour un fonctionnement 24h/24 et 7j/7 :Construit en acier à haute -élasticité pour résister à une utilisation constante dans l'environnement d'eau salée difficile et corrosif d'un port. Ils sont conçus pour un temps d'arrêt minimal.

Résistance aux intempéries :Conçu pour fonctionner en toute sécurité par vent fort et dans des conditions météorologiques défavorables, avec des anémomètres ralentissant ou arrêtant automatiquement les opérations si les limites sont dépassées.

5. Augmentation de l'automatisation et de l'intégration

Opération à distance :Les grues les plus récentes peuvent être exploitées à partir d'une salle de contrôle sur le terminal, améliorant ainsi le confort et la sécurité de l'opérateur.

Intégration des données :Entièrement intégré au système d'exploitation du terminal (TOS), optimisant le placement de chaque conteneur sur le navire et dans le chantier pour un arrimage efficace et un déchargement ultérieur.

Séquençage automatisé :Le système de la grue peut recevoir et exécuter une séquence de mouvements-préplanifiée, réduisant ainsi considérablement le temps de décision et améliorant l'efficacité.

6. Sécurité

Évitement des collisions :Des capteurs et des logiciels empêchent l'épandeur d'entrer en collision avec la structure du navire ou d'autres conteneurs.

Pesée des conteneurs :Des balances intégrées vérifient le poids du conteneur pendant le levage, garantissant qu'il se situe dans les limites de sécurité et fournissant des données critiques pour la stabilité du navire.

Environnement d'opérateur isolé :La cabine est conçue pour protéger l'opérateur des éléments et du bruit, réduisant ainsi la fatigue.

La principale application est lachargement et déchargement de porte-conteneurs. Cependant, cette simple déclaration englobe un processus complexe et orchestré au sein d’un terminal maritime.

1. Le cycle primaire : la manutention des navires

Déchargement (déchargement) :L'application la plus visible. La grue STS récupère les conteneurs d'importation dans les guides cellulaires de la cale du navire et les place sur des véhicules de transport en attente sur le quai (camions terminaux ou véhicules à guidage automatique - AGV).

Chargement (Chargement) :Le processus inverse. La grue récupère les conteneurs d'exportation des véhicules de transport et les place à des endroits précis dans la cale du navire selon le plan d'arrimage.

2. Opérations intermodales

Transfert direct vers le rail :Dans certaines configurations portuaires avancées, la grue STS peut placer les conteneurs directement sur les wagons en attente sur des voies qui passent sous le portail de la grue, rationalisant ainsi le transfert vers le transport terrestre.

3. Au-delà du quai : applications spécialisées

Bien que le rôle principal soit l'expédition-à-à terre, la même technologie de base est appliquée dans différentes configurations :

Grues Portainer® :Une marque et un type spécifiques de grue STS qui sont devenus un nom générique pour elles.

Post-Grues Panamax et Super Post-Panamax :Termes désignant la taille du navire que la grue peut manipuler (plus large que les anciennes écluses du canal de Panama).

-Grues de quai montées sur rails (RMQC) :Un autre nom technique pour les grues STS, soulignant leur nature-montée sur rail.

Le processus de production d'unGrue de levage mobile pour bateau/marine de 200 tonnesimplique plusieurs étapes, de la conception et de l’ingénierie à la fabrication, l’assemblage et les tests. Vous trouverez ci-dessous une description détaillée du processus de production typique :

1. Conception et ingénierie

Conception conceptuelle :Les ingénieurs créent des croquis initiaux et des modèles 3D en fonction de la capacité de charge (200 tonnes), de la portée, de la mobilité et des conditions environnementales (utilisation marine).

Analyse structurelle :L'analyse par éléments finis (FEA) garantit que la grue peut gérer les charges dynamiques, les forces du vent et des vagues.

Systèmes hydrauliques et électriques :Conception de vérins hydrauliques, de treuils et de systèmes de contrôle pour des opérations de levage en douceur.

Sélection des matériaux :Acier à haute-résistance (par exemple, ASTM A514) pour la résistance à la corrosion dans les environnements marins.

Conformité réglementaire :Répond aux normes commeDNV-GL, ABS ou Lloyd's Registerpour les grues marines.

2. Approvisionnement en matériel

Plaques et poutres en acier :Provenant de la flèche, du châssis et du cadre structurel.

Composants hydrauliques :Pompes, cylindres, tuyaux et vannes provenant de fournisseurs certifiés.

Systèmes électriques :Moteurs, capteurs et panneaux de commande (souvent étanches pour une utilisation marine).

Câbles métalliques et poulies :Câbles en acier-de haute qualité pour le levage.

3. Fabrication

A. Fabrication structurelle

Découpe et façonnage :Découpe plasma/laser CNC pour pièces de précision.

Soudage:Soudage automatisé et manuel (soudage à l'arc submergé pour sections épaisses).

Construction de flèches :Conception en treillis ou télescopique pour plus de solidité et de mobilité.

Châssis et stabilisateurs :Renforcé pour la stabilité lors des levages.

B. Assemblage hydraulique et mécanique

Système hydraulique :Installation de pompes, cylindres et tuyaux.

Treuils et tambours :Monté pour les opérations de levage et d’abaissement.

Mécanisme de rotation :Permet une rotation à 360 degrés (le cas échéant).

C. Systèmes électriques et de contrôle

Cabine de contrôle :Poste de conduite étanche avec joysticks/capteurs.

Surveillance de la charge :Cellules de pesée et interrupteurs de fin de course pour la sécurité.

Alimentation :Moteur diesel ou moteur électrique (qualité marine-).

4. Assemblage et intégration

Installation de la flèche :Monté sur le châssis avec points de pivotement.

Contrepoids :Ajouté pour le solde (si nécessaire).

Câblage final et plomberie :Connexion des systèmes hydrauliques et électriques.

Peinture et revêtement :Peinture anti-corrosion (revêtements époxy ou zinc).

5. Tests et contrôle qualité

Test de charge :Levage de 200 tonnes (test de surcharge de +25 %, selon les normes).

Tests fonctionnels :Vérification des mouvements hydrauliques, de la rotation et de la stabilité.

Essais environnementaux :Tests au brouillard salin pour la durabilité marine.

Contrôles de sécurité :Systèmes d'arrêt d'urgence, alarmes de surcharge.

6. Livraison et mise en service

Transport:Démonté pour l'expédition ou livré comme unité mobile.

Assemblage sur-site :Remonté au quai ou au chantier naval.

Formation des opérateurs :Protocoles de manipulation et de sécurité.

Vue de l'atelier :

L'entreprise a installé une plateforme intelligente de gestion des équipements, et a installé 310 ensembles (ensembles) de robots de manutention et de soudage. Une fois le plan terminé, il y aura plus de 500 ensembles (ensembles) et le taux de mise en réseau des équipements atteindra 95 %. 32 des lignes de soudage ont été mises en service, 50 devraient être installées et le taux d'automatisation de l'ensemble de la gamme de produits a atteint 85 %.