28 二月 2024
ICST独家采访了 Sarens 的高级研发工程师兼履带式起重机专家 Hendrik Sanders,探讨如何满足未来对履带式起重机的需求。
国际重型起重和运输专家萨伦斯公司不断创新,持续提升起重能力和运输作业水平。随着需要吊装的货物重量日益增加,起重机制造商不得不调整产品,生产更大型号的起重机,以满足这些庞大的项目需求。
照片:SarensSarens 正在不断应对这一挑战,并定期在其拥有 1500 多台起重机、3100 轴线和一系列巨型起重机的车队中增加高起重能力的起重机。
2023年初,Sarens接收了利勃海尔新型2500吨级履带式起重机LR 12500-1.0的第一台。Sarens以其长期员工Hendrik Sanders的名字将这台新的履带式起重机命名为Straffen Hendrik。
德国罗斯托克是 LR 12500-1.0 首次投入使用的地方,它为 Sarens 的客户 Van Oord 公司吊装了 50 个海上风力涡轮机的单桩基础。每个单桩基础的直径最大可达 9 米,长度最大可达 90 米。这些单桩基础与一台 800 吨级的利勃海尔 LR 1800-1.0 桁架臂履带式起重机协同吊装入水。
目前,Sarens 正在与利勃海尔就收购第二台 LR 12500-1.0 进行最终谈判,预计将于 2024 年交付。
您在Sarens的职业生涯是如何开始的?
HS:我在 Sarens 工作了 34 年,其中大部分时间都在起重机业务领域,特别是桁架臂部门,从事履带式起重机的相关工作。
第一年我担任现场主管,之前几年担任现场经理。1993年,我转到办公室工作,最初在工程部门。我在那里工作了七年,然后调到桁架臂起重机部门的运营部门。在我加入之前,桁架臂起重机和伸缩臂起重机共用一个规划部门。随着公司规模的不断扩大,部门合并变得越来越容易,因为维持合并过于复杂——桁架臂起重机的业务范围更广,而伸缩臂起重机则更适合在本地或区域层面进行管理。因此,我在桁架臂起重机部门工作了几年,现在在研发部门工作。这意味着我可以成为萨伦斯公司与起重机制造商之间的桥梁。
我努力从制造商那里了解我们的需求,并与他们合作,实现我们最新起重机的各项要求。起重机制造商通常不会只为一个客户设计起重机,他们希望自己的起重机能够在全球范围内获得认可,但我会尽力帮助他们展示我们的需求以及我们可以共同实现的成果。
我主要与欧洲制造商合作,当然,我们的车队里也有像三一重工、徐工和中联重科这样的中国起重机。中国制造业这些年来取得了长足的进步,他们现在正在创造一些真正属于自己的创新。因此,我一直很关注并见证他们的发展历程。
中国制造商和欧洲制造商的主要区别是什么?
HS:中国制造商正在尝试多项创新技术。例如,在起重机后部安装用于吊臂架设的小型超强起重装置。这非常实用,因为桁架臂起重机面临的主要挑战之一就是吊臂架设。如果无需使用起重臂附件即可架设主臂,这将具有优势,因为这样可以避免安装后桅杆。此外,还可以避免为吊臂架设而向现场运输额外的压载物。我认为桁架臂起重机的最新发展是由风力发电行业推动的。此前,风力发电行业是主要发展领域,但最新的发展集中在海上风电行业,尤其是在美国市场也开始参与其中的情况下。
现在我们收到很多请求,需要部署履带式起重机或桁架臂起重机进行装卸作业。这意味着在港口岸边放置起重机,为风力发电机组的塔筒和部件装船做好准备,以便它们能够顺利进行海上运输。对于我们船队中的大型臂架起重机来说,这目前是我们的主要市场。
根据支线驳船是否适合滚装/滚卸,我们还可以协助将 SPMT 从制造商的堆场运输到集结码头。
风力涡轮机越来越大,因此所有配套设备也必须随之增大。将履带式起重机运送到这些施工现场是否变得越来越困难?
HS:不同国家的规定有所不同,但我认为大多数起重机制造商都遵循60吨的部件重量上限作为国际运输的规定。这取决于桁架臂起重机的尺寸。对于较小的履带式桁架臂起重机来说,60吨的自重当然太重了。自重越轻越好。
为了便于运输,起重机部件越轻越好。例如,对于大多数600吨级的起重机,其A型架(包括起升绞车)都可以拆卸。这样一来,大多数起重机的重量都能控制在60吨以内。如果要移动更大的起重机,则需要将其拆分,并通过回转支承上的快速连接将上部结构与底盘连接起来。但有时快速连接会比较复杂。更好的做法是将回转支承固定在底盘上,并使用四销连接或其他类似方式将上部结构安装到其上。
照片:Sarens运输的便捷性与安装的便捷性密不可分,二者缺一不可。这是一个永无止境的话题,但这一领域一直在不断发展。
桁架臂式起重机与伸缩臂式履带起重机的主要区别和优势是什么?
HS:这与作业时长有关。根据具体作业的时长,伸缩臂起重机优势明显,因为与桁架臂起重机相比,它更容易运送到作业现场,而且安装只需几个小时,组装速度非常快。桁架臂起重机则需要单独运输机身。不过,如果是小型起重机,履带可以保留在拖车上,可以直接从拖车上开过去。
如果工程只有几天,用伸缩臂起重机就能完成,那就没必要购置履带式桁架臂起重机。而且,对于这种短期工程来说,前期规划也太复杂了。
而且价格也有差异,桁架臂起重机的租赁价格比同等规格的伸缩臂起重机便宜,但其调配/撤离成本要高得多。
履带式起重机的优势在于可以拖拽重物移动。而伸缩臂起重机一旦架设完毕,就无法靠近重物,因为与重物之间有一定的距离。如果起重机的起重能力不足一两米,那就很难再靠近重物了。相比之下,履带式起重机的机身更加紧凑,通常可以更靠近重物。
与伸缩臂起重机相比,使用较小的桁架臂起重机即可完成作业,因为较轻的桁架臂可提供更大的起重能力,并且可以随负载移动。因此,这有时是一个优势。一些客户最初误解了履带式起重机能够随负载移动的特性,想将其用作运输工具。我们不希望这种情况发生,并告知客户,随负载移动仅适用于短距离作业。它不能替代卡车或货车。只有180吨级及以下的起重机才能配备拖拉机式履带。大型起重机没有这种推土机式履带。大型起重机的履带板并非安装在链条上,而是安装在底盘上的钢制滚轮上运行。这些滚轮非常容易磨损。因此,如果长途行驶,履带会很快磨损,而更换履带的成本非常高昂。
履带式起重机与其他类型的起重机(例如全地形起重机)相比有何不同?
HS:这取决于你的用途,是针对特定工作的。
举例来说,安装大型起重机时,通常需要一台或多台辅助起重机。如果安装一台大型起重机需要14天,那么使用小型履带式起重机就非常有利,因为履带式起重机的安装速度比伸缩臂起重机快得多,而且无需预先设置,移动也更加便捷。使用履带式起重机,只需几分钟即可到达现场另一端,开始吊装作业。
大多数情况下,这不是技术问题,而是商业问题,也就是成本问题。履带式起重机的调配成本比伸缩臂式起重机更高。Sarens在全球拥有众多分支机构,因此根据作业现场的不同,我们会提供不同的解决方案。至于选择履带式起重机还是伸缩臂式起重机,则取决于不同的国家和作业现场。
履带式桁架臂起重机在安全方面面临的最大挑战是什么?
HS:与其他许多类型的起重机一样,安全方面最大的挑战在于高空作业。我必须说,在过去的十年里,制造商在这方面取得了真正的进步。随着风力涡轮机安装需求的增加,起重机需要频繁移动,高空作业也随之增多,但幸运的是,炼油厂和石化行业过去积累的安全文化已经根深蒂固。这些行业率先在现场配备了全职安全员,并且一直引领着安全标准的制定。
此外,还采取了一些措施,确保工人在进入工地前接受过安全培训。
安全培训的标准化是后来才实现的,最初各公司都有各自不同的安全培训内容。现在,培训更加规范化,如果某个特定工地有特殊要求,可以通过信息视频展示该工地需要特别注意的事项。
即使是风力涡轮机公司也设有安全系统,包括现场配备全职安全员,并且工人在开始工作前必须完成入职培训。
自1985年欧洲引入欧盟法规以来,安全一直是关注的焦点。起重机制造商必须证明他们的机器是安全的,并且可以安全操作。这包括起重作业和起重设备法规(例如LOLER)。
起重机的安全吊装也得到了重视。起重机公司和制造商都对起重机吊装过程中的安全负有责任。如今的现代起重机配备了各种系统以确保吊装安全,例如作业平台、生命线、锚点、安全网等等。
现在的问题是,对于设计较老的起重机,需要对防坠落系统进行改造。虽然很多情况下可以进行改造,但从一开始就将安全系统融入设计中会更容易,成本也更低。欧洲的安全法规非常严格,这使得从世界其他地区进口起重机变得更加困难。
欧洲是否拥有世界上最严格的安全法规?
HS:很难说,但欧洲的安全法规无疑相当先进。有些国家遵循欧洲法规,例如澳大利亚。澳大利亚有自己特定的国内作业安全规则,但它也接受符合欧盟标准的起重机。我认为,如果一台起重机被欧洲认定为安全,就可以进口到澳大利亚使用。美国有自己的标准。美国的法律法规与欧洲不同。一般来说,从欧洲进口到美国没有问题,因为欧洲的起重机制造商会同时考虑EN和ANSI标准,但反过来有时会有些困难。
您最关注的履带式起重机最新技术是什么?
HS:我个人一直对大型履带起重机很感兴趣。大概在过去15年左右的时间里,600吨的机器就算是大型履带起重机了。后来,吨位提升到了750吨到800吨级别。但现在我们正在关注……
1000吨级起重机将成为通用级别。这一切主要由风力涡轮机行业推动。
我们看到,现在欧洲越来越多的小型起重机公司在其设备中配备了相对较大的履带式起重机。这完全是因为风力涡轮机的高度不断增加,而且还在持续上升。目前,欧洲风力涡轮机轮毂的最大高度约为180米。但这还不是标准。已经有不少风电场的涡轮机轮毂高度达到了165米。但预计这一数字还会继续上升。
大约15年前,由于空中交通管制条例的限制,我们认为风力涡轮机塔尖高度的总上限是200米。但现在看来,塔的高度似乎没有严格的限制。我们已经看到,风力涡轮机安装得越高,效率就越高,但当然,这也会带来成本问题,将涡轮机建造到如此高的高度成本相当高昂。
从600吨履带式起重机升级到1000吨履带式起重机来安装风力涡轮机,会导致成本大幅上涨,而且供应量也更少。我认为目前只有大约100台左右。但我们看到800吨级起重机的需求激增。像利勃海尔的LR 1800-1.0履带式起重机这样的800吨级起重机正在服务于这一市场,而LG 1800-1.0则是该级别中的新旗舰产品。我认为它上市的时机恰到好处。利勃海尔与风力涡轮机制造商保持着密切联系和沟通,以便能够第一时间获取与起重机研发和未来需求相关的最重要信息。
目前风力涡轮机的安装吨位主要集中在750吨至800吨级,但我认为未来可能会发展到1000吨级。一些涡轮机原型表明这可能是未来的发展方向,但很难预测。关于机舱重量不断增加以及能否整体吊装的讨论一直没有停止过。我认为可以展望未来几年,但无法预测更远。
多田野公司也在为风力涡轮机行业研发一款新型大容量履带式起重机,他们需要在合适的时机将其推向市场。关键在于精准预测未来需求,既要满足行业所需的产能,又不能超出需求。必须确保按时交付。
这是我们从一开始就考虑的问题。对于用于风力涡轮机安装的履带式桁架臂起重机而言,臂架的稳定性是任何起重机设计都至关重要的因素。涡轮机安装在风力较大的地区是理所当然的,但风力当然会带来额外的挑战。起重机的臂架系统需要能够抵抗来自任何方向的风,尤其是侧风。臂架越长,承受侧向力的难度就越大。
起初,各公司都尽量遵守欧洲运输标准 3.5 米宽的运输尺寸,因为超过这个尺寸就很难获得道路运输许可证。
将吊臂宽度从3米增加到3.5米有助于提高应对侧风时的稳定性。但这仅仅是第一步,各公司很快意识到这不足以应对更高的吊装高度。利勃海尔随后研发出了平行吊臂——动力吊臂,它由两根平行的吊臂组成。他们将两根标准吊臂并排放置,从而能够吊装更高的重物。更宽的吊臂本身并没有增加起重机的起重能力,但它可以将相同的重物吊装到更高的高度,这正是风电行业所需要的。
这是一个很好的解决方案,但接下来的挑战是平行臂的材料利用率不高。臂架的重量与其刚度相比,重量刚度比并不理想。最好设计一种更轻、刚度更高的新型臂架。这正是新型起重机设计的发展趋势。
这些更宽的吊臂必须更加坚固,而且还必须能够折叠,因为你不可能运输6米或8米宽的吊臂。因此,运输固然重要,但组装速度也同样重要。利勃海尔和多田野都针对此问题提出了精妙的解决方案。
去年,Sarens 从利勃海尔购入了首台 LR 12500-1.0 型起重机,其吊臂设计令人眼前一亮。这是首款采用特殊 T 型上部结构,并配备 7.5 米宽、从底部延伸的吊臂的起重机。利勃海尔将这种新型吊臂结构称为“高性能吊臂”。我们坚信,这将彻底改变桁架臂起重机行业的格局。
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