Краны для перевалки грузов с судна на берег: спецификации, вылет и чек-лист для закупки

Выбор неправильного варианта кран для переброски грузов с корабля на берег Это не просто мелкая ошибка при закупке, а ограничение пропускной способности, которое может повлиять на грузооборот терминала в течение следующих 25-30 лет. Портовые терминалы, которые вводят в эксплуатацию краны STS без полного согласования технических характеристик вылета стрелы с классом своих судов, обычно обнаруживают это несоответствие только тогда, когда заходит первое судно класса Post-Panamax, и стрела крана оказывается недостаточной.

Вот в чем суть: характеристики портового крана определяются не только его грузоподъемностью.. Вылет стрелы, обратный вылет, высота подъема над рельсами и скорость подъема одинаково важны — и они взаимодействуют. Кран грузоподъемностью 65 тонн с вылетом стрелы 55 м выполняет принципиально иную работу, чем кран грузоподъемностью 50 тонн с вылетом стрелы 45 м, даже если оба работают с 20-футовыми и 40-футовыми контейнерами.

В этом руководстве рассматриваются технические параметры, определяющие производительность кранов STS, как читать и сравнивать технические характеристики производителей, а также структурированный контрольный список закупок, который могут использовать специалисты по планированию портов и покупатели оборудования перед заключением контракта. Если вы оцениваете поставщиков, выбираете оборудование для нового причала или модернизируете существующий парк кранов, представленная ниже структура призвана снизить риски, связанные с техническими характеристиками, на начальном этапе — когда они еще поддаются управлению.

---

Что такое кран для переброски грузов с судна на берег?

Судовой кран (STS-кран) — это большой козловой кран на рельсовом ходу, устанавливаемый на причале контейнерного терминала. Его основная функция — погрузка и разгрузка контейнеров между судами и терминалом, а также перемещение контейнеров с грузовиков, автоматизированных транспортных средств (AGV) или горизонтального транспортного оборудования на причале и обратно.

В отличие от передвижных портовых кранов или козловых кранов на резиновых колесах, портовый кран работает на неподвижных рельсах, встроенных в конструкцию причала. Эта система неподвижных рельсов позволяет крану перемещаться вдоль причала для позиционирования над различными отсеками судов, а стрела, которая выдвигается над судном, обеспечивает горизонтальный вылет, необходимый для доступа к контейнерам по всей ширине судна.

Категория кранов STS охватывает широкий спектр конфигураций, от небольших кранов класса Panamax, обслуживающих суда шириной до 13 рядов контейнеров, до сверхкрупных кранов классов Post-Panamax и Neo-Panamax, способных достигать 24 и более рядов на самых больших контейнеровозах, находящихся в эксплуатации. Правильная спецификация полностью зависит от классов судов, которые обслуживает ваш терминал — или планирует обслуживать.

---

Основные технические характеристики: что должен понимать каждый покупатель.

Информационно-просветительская работа и работа с аудиторией

Вылет стрелы — наиболее важный с коммерческой точки зрения параметр портового крана. Он определяет, насколько далеко стрела выступает над судном от рельса крана со стороны моря, и, следовательно, какие классы судов кран может обслуживать в полном объеме.

Связь между вылетом стрелы и классом судна прямая: более крупные суда имеют большую ширину корпуса и больше рядов контейнеровозов. Кран с вылетом стрелы 45 м, который не может достать до 18-го ряда на 400-метровом судне класса нео-панамакс, фактически непригоден для этого класса судов, независимо от его грузоподъемности.

Стандартные категории информационно-просветительской работы в современной практике планирования терминалов:

Класс крана	Типичные методы информационно-просветительской работы	Количество строк контейнера (приблизительно)	Целевой класс судов
Панамакс STS	38–42 м	13–15 рядов	Суда класса Панамакс (ширина ≤32,3 м)
Пост-Панамакс STS	45–55 м	17–20 рядов	Постпанамакс (ширина до ~49 м)
Neo-Panamax / ULCV	60–73 м	22–24+ рядов	Сверхбольшие суда (ULCV), мегасуда (ширина до ~61 м)

Источник: Рабочая группа 158 PIANC — Руководство по проектированию контейнерных терминалов; Серия публикаций ЮНКТАД по портовым технологиям.

Обратный вылет — расстояние, на которое кран выступает со стороны суши за морской рельс — определяет, насколько далеко в зону перрона кран может обслуживать грузовики или автоматизированные транспортные средства. Стандартный обратный вылет составляет от 15 до 25 м. Терминалы с более глубокими перронами или автоматизированными операциями штабелирования могут потребовать увеличенного обратного вылета, чтобы обеспечить беспрепятственное движение транспортных средств и освободить пространство под краном.

Грузоподъемность и конфигурация разбрасывателя

Номинальная грузоподъемность портового крана указывается при номинальном радиусе вылете стрелы — обычно от 651 до 751 тонны. Большинство современных портовых кранов рассчитаны на грузоподъемность от 40 до 80 тонн под траверсой, а в более совершенных моделях доступны конфигурации с двумя лебедками для двух- или тандемных подъемов.

Ключевые параметры производительности, которые необходимо подтвердить в любой спецификации:

• Безопасная рабочая нагрузка (БРП) при полном вылете стрелы — отличается от номинальной мощности при уменьшенном радиусе
• Два подъемника общей грузоподъемностью 20 футов. — важно для фидерных терминалов с большим объемом перевозок.
• Тандемная конфигурация подъемника — актуально для терминалов, ориентированных на высокую производительность причалов.

Технические характеристики спредера необходимо подтвердить наряду с его грузоподъемностью. 65-тонный кран STS, оснащенный спредером, рассчитанным только на одиночные 40-футовые контейнеры, не сможет реализовать свой полный потенциал производительности в условиях работы с двумя грузами.

Высота подъема над рельсом

Высота подъема над рельсом (LHAR) — это вертикальное расстояние от верхней части рельса крана до максимальной высоты крюка. По мере увеличения размеров судов возрастали и требования к высоте надводного борта — самые высокие штабели контейнеров на сверхбольших судах могут превышать 50 м над ватерлинией во время отлива.

Требования к высоте над уровнем моря (LHAR) следует рассчитывать исходя из максимального приливного колебания у причала, максимальной осадки судна при самом низком приливе и требуемого зазора над верхним ярусом контейнеров. Недостаточное указание LHAR создает ограничение по зазору, которое невозможно устранить без существенной модификации конструкции.

Типичные диапазоны LHAR в зависимости от класса крана:

• Panamax STS: 30–36 м над рельсами
• Постпанамакс STS: 38–45 м над рельсами
• Neo-Panamax / ULCV: 48–58 м над рельсом.

Скорость подъема и время цикла

Производительность крана, измеряемая в перемещениях в час (миль/час), напрямую зависит от скорости подъема, скорости перемещения тележки и скорости перемещения козлового крана. В технических характеристиках часто указываются пиковые скорости в режиме холостого хода; наиболее важным показателем в эксплуатации является скорость подъема с грузом, которая обычно составляет 40–601 тонну от скорости в режиме холостого хода.

Стандартная техническая спецификация крана STS для судна класса Post-Panamax может включать в себя следующее:

Движение	Скорость холостого хода	Скорость загрузки
Подъемник	150 м/мин	75–90 м/мин
Поездка на трамвае	180 м/мин	120–150 м/мин
Перемещение портала	45 м/мин	30–45 м/мин

Примечание: Приведенные данные отражают типичные характеристики двигателей STS класса Post-Panamax. Фактические значения могут отличаться в зависимости от производителя и конфигурации. Всегда запрашивайте данные о производительности под нагрузкой, а не пиковые значения холостого хода.

Целевые показатели производительности для целей планирования: хорошо оснащенный односудный кран класса «постпанамакс» с опытными операторами должен обеспечивать 28–35 перемещений в час в оптимальных условиях. Эксплуатация сверхкрупных судов с большей длиной перемещения тележек обычно осуществляется со скоростью 22–28 миль в час.

---

Варианты конфигурации крана для переброски грузов с судна на берег

Одно- и двухподъёмная лебедка

Конфигурации с одним подъемником являются стандартными для большинства терминальных операций и подходят для большинства заходов судов класса Post-Panamax. Системы с двумя подъемниками (двойные подъемники) обеспечивают значительное преимущество в производительности при больших объемах операций с двойным или тандемным подъемом — фактически удваивая грузоподъемность за один цикл работы крана при одновременной обработке двух 20-футовых контейнеров.

Повышение производительности за счет использования двух подъемных механизмов имеет смысл только в том случае, если операционная среда постоянно поддерживает двусторонний подъем: терминал должен иметь достаточный контейнерный поток, план размещения грузов на судах и оборудование для транспортировки грузов к причалу, чтобы оба подъемных механизма работали эффективно. Неэффективное использование двух подъемных кранов в терминале смешанного типа редко оправдывает их более высокую стоимость.

Канатная намотка и тележка

Конфигурация системы намотки каната влияет как на скорость подъема, так и на требования к техническому обслуживанию. Четырехтросовая система намотки является стандартной для большинства кранов STS среднего класса; восьмитросовая конфигурация используется в операциях с тяжелыми грузами, но снижает скорость подъема. В новых установках все чаще используются конструкции с тележками для оборудования, объединяющие подъемное оборудование на самой тележке, а не в отдельном машинном отделении, что упрощает траекторию движения каната и снижает сложность доступа для технического обслуживания.

Системы электрификации и привода

В современных портовых кранах стандартно используются системы частотно-регулируемого привода переменного тока (ЧРП). Ключевые факторы, которые следует учитывать при закупке, включают:

• Источник питания: Убедитесь, что причальная инфраструктура способна обеспечить требуемую мощность в кВА. Один большой кран типа STS обычно потребляет 1500–2500 кВА в пиковые периоды.
• Рекуперативное торможение: Регенеративные приводы возвращают энергию в сеть во время циклов спуска. На терминалах с высокой пропускной способностью регенеративные системы могут компенсировать 15–251 тонн энергии, потребляемой при подъеме.
• Катушка для кабеля против шины: Системы электропитания с помощью кабельных барабанов являются стандартными для кранов, перемещающихся по причалу. Системы с шинами сокращают затраты на обслуживание кабеля, но требуют стационарной установки.

---

Полное сравнение технических характеристик: параметры крана STS

В таблице ниже представлен диапазон справочных характеристик для сравнения закупок. Запросите у каждого поставщика подтвержденные данные по конкретной модели и конфигурации, на которую подается заявка.

Параметр	Панамакс STS	Пост-Панамакс STS	Neo-Panamax / ULCV STS
Номинальная грузоподъемность	40–50 т	50–65 т	65–80 т
Информационно-просветительская работа (на побережье)	38–42 м	45–55 м	60–73 м
Обратный доступ (со стороны суши)	15–18 м	18–22 м	20–25 м
Высота подъема над рельсом	30–36 м	38–45 м	48–58 м
Скорость подъема груза	60–75 м/мин	75–90 м/мин	80–100 м/мин
Скорость движения тележки	120–150 м/мин	150–180 м/мин	150–180 м/мин
Скорость перемещения портала	30–40 м/мин	35–45 м/мин	35–45 м/мин
Ширина колеи рельсов	15,24 м (50 футов)	15,24–18,0 м	18,0–30,48 м
Рабочий класс	А7–А8	А7–А8	А8
Дизайнерская жизнь	25–30 лет	25–30 лет	25–30 лет

Ссылка: EN 13001 (Безопасность крана); FEM 1.001 (Правила проектирования подъемных устройств); ASME B30.2 (Мостовые и козловые краны). Приведенные значения являются типичными для отрасли диапазонами; всегда сверяйте их с документацией конкретного производителя.

---

Контрольный список для закупки крана STS

Этот контрольный список предназначен для специалистов по планированию портов и закупочных групп, оценивающих технические характеристики портовых кранов перед заключением контракта. Проработайте каждый раздел, прежде чем окончательно утвердить техническую спецификацию.

Раздел А — Классификация судов

• [ ] Подтвердите самый крупный класс судов (по ширине), для размещения которых предназначен терминал.
• [ ] Рассчитайте необходимый вылет стрелы, исходя из ширины судна + запаса по зазору (обычно ширина/2 + 2–3 м)
• [ ] Проверьте требуемый LHAR с учетом максимальной осадки судна при самом низком приливном уровне.
• [ ] Уточните, планируется ли двухподъемная или тандемная операция — это влияет на технические характеристики спредера и подъемника.

Раздел B — Совместимость с гражданским строительством и инфраструктурой

• [ ] Подтвердите, что существующая или планируемая ширина колеи соответствует спецификации крана.
• [ ] Проверьте несущую способность причала с учетом нагрузки от колес крана и реакций опор при полной нагрузке.
• [ ] Подтвердите мощность электроснабжения причала (доступная мощность в кВА) с учетом пиковой нагрузки крана.
• [ ] Проверьте высоту портала в соответствии с размерами конструкции крана для перемещения причала.

Раздел C — Проверка технических характеристик

• [ ] Запросить данные о скорости подъема под нагрузкой и скорости тележки — не пиковые значения холостого хода.
• [ ] Подтвердите допустимую рабочую нагрузку на полном вылете (а не только в номинальном радиусе)
• [ ] Убедитесь, что класс работоспособности (классификация FEM/ISO) соответствует требованиям рабочего цикла.
• [ ] Подтвердите расчетный ресурс и класс усталости для конструктивных элементов.
• [ ] Запросить данные о конфигурации канатной заправки и интервалах технического обслуживания

Раздел D — Соответствие требованиям и сертификация

• [ ] Подтвердите маркировку CE и декларацию соответствия (Европа) или применимый местный стандарт.
• [ ] Проверьте соответствие конструктивного решения стандарту EN 13001 или эквивалентному стандарту.
• [ ] Подтвердите соответствие электрических систем стандарту IEC 60204-32 (Электрооборудование машин — подъемные машины)
• [ ] Запросите данные сейсмического проектирования, если терминал находится в сейсмической зоне.
• [ ] Подтвердите расчетную основу ветровой нагрузки и номинальную скорость ветра вне эксплуатации.

Раздел E — Оценка поставщиков

• [ ] Запросите рекомендации как минимум от трех аналогичных терминальных установок с похожей конфигурацией кранов.
• [ ] Подтвердите сроки выполнения производственных заказов и график поставок в соответствии с датой открытия терминала.
• [ ] Проверьте наличие запасных частей и охват региональной сервисной поддержки.
• [ ] Подтвердите объем работ по вводу в эксплуатацию и обучению операторов, включенный в контракт.
• [ ] Ознакомьтесь с условиями гарантии — стандартная гарантия составляет 12 месяцев с момента ввода в эксплуатацию, проверьте объем гарантийного покрытия.

Раздел F — Коммерческие и договорные условия

• [ ] Подтвердите соответствие структуры этапов оплаты требованиям к денежному потоку проекта.
• [ ] Убедитесь, что гарантии производительности (скорость в милях в час, доступность, среднее время безотказной работы) являются обязательными по условиям договора.
• [ ] Подтвердите процедуры и критерии заводских приемочных испытаний (FAT) и приемочных испытаний на площадке (SAT).
• [ ] Пересмотрите положения о штрафных санкциях за несвоевременную поставку и невыполнение обязательств.
• [ ] Подтвердите условия страхования и передачи права собственности для морской грузоперевозки

---

Краткое изложение и дальнейшие шаги

Судо-береговой кран — это долгосрочная капитальная инвестиция, определяющая, какие классы судов ваш терминал сможет обслуживать в течение следующих 25-30 лет. Правильное определение технических характеристик на этапе закупки требует времени и инженерных усилий; ошибка в этом вопросе приведет к потере пропускной способности причалов и снижению грузооборота на десятилетия.

Три параметра, определяющие наиболее важные решения о закупках, — это вылет стрелы (совместимость с классом судна), высота подъема над рельсами (надводная высота) и скорость подъема под нагрузкой (производительность причала). Все три параметра должны быть проверены на основе данных, специфичных для конкретного объекта — состава судов, диапазона приливов и отливов и целевых показателей пропускной способности — а не на основе общих отраслевых стандартов.

Рекомендуемые действия перед объявлением тендера:

• Закажите прогноз интенсивности судоходства, чтобы определить проектный класс судов на следующие 20 лет.
• Провести обследование несущих конструкций причала для подтверждения допустимой нагрузки на запланированный кран.
• Для проверки проекта технических спецификаций перед их выпуском привлеките независимого консультанта по портовому проектированию.
• Запросите данные о рабочих характеристиках в условиях нагрузки как минимум у трех производителей для прямого сравнения.
• Включайте в закупочную документацию не только технические характеристики, но и договорные гарантии исполнения обязательств.

Команда инженеров-конструкторов кранов STS компании Weihua может оказать поддержку в анализе технических характеристик, анализе выравнивания судов определенного класса и разработке рекомендаций по конфигурации с учетом особенностей объекта. Свяжитесь с нашими специалистами по портовым кранам, чтобы начать техническую консультацию для вашего терминального проекта.

---

Часто задаваемые вопросы

В1: Какие технические характеристики вылета стрелы мне необходимы для судов класса Post-Panamax?

Суда класса Post-Panamax имеют ширину корпуса, обычно составляющую от 32 до 49 м, и могут перевозить от 15 до 20 рядов контейнеров по всей ширине. Для полноценного обслуживания судов этого класса требуется вылет стрелы крана, перемещающегося с судна на берег, в диапазоне от 45 до 55 м. Практическое эмпирическое правило, используемое при планировании терминалов, заключается в расчете необходимого вылета стрелы как половины ширины судна плюс рабочий зазор в 2-3 м за крайним рядом контейнеров. Всегда проектируйте терминал, исходя из размера самого большого судна в вашем текущем и планируемом флоте, а не из среднего, поскольку один вызов негабаритного судна, которое не может быть полностью обслужено, создает непропорциональные операционные сбои.

В2: В чем разница между грузоподъемностью и безопасной рабочей нагрузкой при полном вылете стрелы?

В спецификации крана STS номинальная грузоподъемность обычно указывается при определенном радиусе нагрузки — часто от 651 до 751 тонн максимального вылета стрелы — при условии, что изгибающий момент в конструкции находится в пределах расчетных значений. Безопасная рабочая нагрузка при полном вылете стрелы имеет меньшее значение, поскольку изгибающий момент в конструкции стрелы увеличивается по мере приближения нагрузки к концу стрелы. При сравнении цен на краны всегда запрашивайте значение безопасной рабочей нагрузки при полном вылете стрелы. Сравнение номинальной грузоподъемности при разных радиусах без учета положения нагрузки является одной из наиболее распространенных ошибок при составлении спецификаций на краны STS.

В3: Сколько времени занимает изготовление и доставка портового крана?

Срок изготовления портового крана обычно составляет от 18 до 24 месяцев с момента заключения контракта до завершения работ на заводе, в зависимости от объема заказов производителя и сложности конфигурации. Морская перевозка и сборка на площадке добавляют еще от 2 до 4 месяцев в зависимости от портовых сооружений отправления и назначения. Ввод в эксплуатацию и обучение операторов обычно занимают от 4 до 8 недель на объекте. Общий срок реализации проекта от заключения контракта до готовности к эксплуатации должен составлять не менее 24-30 месяцев. В проектах строительства новых терминалов, которые не учитывают этот срок в своем графике строительства, часто возникает конфликт критического пути между завершением строительных работ и поставкой крана.

В4: Каким классом грузоподъемности должен обладать судоходный кран?

Краны STS, работающие на крупных контейнерных терминалах, должны соответствовать рабочему классу A7 или A8 по стандарту FEM/ISO, что соответствует тяжелым и очень тяжелым режимам работы соответственно. Класс A8 подходит для терминалов с высокой пропускной способностью, где краны работают непрерывно в течение нескольких смен с минимальным временем простоя. Класс работы влияет на расчет усталостной прочности конструкции, размеры подъемного механизма и интервалы замены компонентов — указание более низкого класса для снижения первоначальных затрат на закупку обычно приводит к ускоренному износу и увеличению расходов на техническое обслуживание в течение всего срока службы в условиях интенсивной эксплуатации. Убедитесь, что класс работы охватывает как классификацию конструкции, так и классификацию подъемного механизма, поскольку иногда они указываются отдельно.

В5: Какие гарантии качества следует включить в договор на поставку крана с судна на берег?

Хорошо структурированный договор на поставку крана STS должен включать три категории гарантий производительности. Во-первых, гарантии производительности, выраженные в количестве перемещений в час при определенных условиях эксплуатации — обычно от 28 до 35 миль в час для кранов класса Post-Panamax. Во-вторых, гарантии доступности, покрывающие плановые и внеплановые простои в процентах от запланированного рабочего времени — 95% или выше является разумным базовым показателем для нового крана. В-третьих, целевые показатели среднего времени безотказной работы (MTBF) для критически важных систем, включая подъемный механизм, привод тележки и системы управления. Каждая гарантия должна указывать методологию измерения, период испытаний и структуру штрафных санкций, применяемых в случае невыполнения целевых показателей. Гарантии, заявленные без определенных критериев измерения и договорных последствий, фактически не имеют юридической силы.