fredag 12. februar 2016

Lastearmer/hydraulikk

Hydraulisk styrte lastearmer

Virkemåte/oppbygning

Illustrasjon 1
Bildekilde: Northern Platforms Ltd.
(http://northernplatformsltd.ca/product/fmc-chicksan-marine-loading-arms/)
Armene fungerer ved at et hydraulikkaggregat trykksetter systemet. Oljen fra oljetanken pumpes gjennom et filter og deretter inn til et skap med elektrohydrauliske 4-3 ventiler (se illustrasjoner nederst på siden). Ventilene kan strupes i skapet for å gjøre enkelte armbevegelser tregere enn andre, der dette er hensiktsmessig. Disse ventilene kjører armbevegelsene og styres av et panel stasjonert på kaia. Panelet har også en mulighet for å styres av en fjernkontroll. 
Ventilene mottar et signal. Som åpner ventilen i en av posisjonene og går tilbake til normal posisjon etterpå. Dette vil si at ventilene er unistabile.
Kraften fra sylinderen roterer vaierhjul rom overfører kraften til armbevegelsen.
Armene har en tilnærmet lik oppbygning som armene på Illustrasjon 1.

Sylindrene oppbygning og virkemåte

Oljen strømmer inn i enten A eller B på sylinderen. Stempelet har setempelstang i begge ender, noe som gjør at man ikke har en bestemt + eller - retning, og man har ikke ulik kraft i retningene.

Stempelet har en diameter på 125, mens stempelstangen har en diameter på 70. Dette gir oss at stempelareal på 106028.8 mm^2 minus arealet stempelstanger tar 35185.8mm^2 som gir oss (uten å tenke på gradene mellom stempelstangen og stempelet) en arbeidsflate på 70843 mm^2. Dersom vi skal finne ut hvor mye kraft sylinderen produserer finner vi trykket i oljesystemet som er 225 bar. 225 bar tilsvarer 2.29 Kgf per mm^2 (tilsvarer 22.5 Newton per mm^2). For hele flaten (utenom gradene) gir dette oss 2.29 * 70843 = 162230.5 Kgf (eller 1593967.5 Newton).

Vedlikehold

Det utføres både forebyggende og korrigerende vedlikehold. Det forebyggende vedlikeholdet omfatter halvårskontroll som innebærer smøring av alle sviveledd og vaiere og kontroll av alle funksjoner og endebrytere. I tillegg er lastearmene en del av en ukentlig kontrollrunde. Her ser man over oljenivå, kontrollerer armer med kabler, slanger, fittings og rørledninger samt fundamentforankring med mutter og bolter. Kontrollen innebærer også visuell sjekk av alle lastearmer fra bakkenivå. En annen del av det forebyggende vedlikeholdet er bytte av alle pakninger i koblingsdelen (flenseanordningen) mot båten. Disse byttes for hver 50. båt, med unntak av den som er i direkte kontakt med båtens flens; denne byttes hver gang. Filterbytte og oljeprøver er også tidsbasert.

Det hender korrektivt vedlikehold må utføres. Det hender enkelte av funksjonene ikke fungerer. Det har derfor blitt gjort tiltak som omfatter bland annet bytte av magnetventiler (som har en begrenset levetid). Når funksjoner ikke fungerer feilsøker man oljesystemet og utbedrer.

Oljebytte gjøres på grunn av bruk og slitasje på oljen påvirker egenskapene dens. Noen av de viktigste egenskapene til hydraulikkolje er/kan være: At det er biologisk nedbrytbart som hindrer følgene ved lekasje/søl, at det har høy viskositetsindeks og lavt flytepunkt som gjør at den kan anvendes ved store temperaturområder, evnen til å demulgere vannn, korrosjonsvern og multimetall-forenlighet som hindrer intern korrosjon i systemet, antislitasje og trykkegenskaper, hurtig luftutløsning samt kompatibilitet med pakninger og ledd.

Drift

Lastearmene kjøres og driftes av kaioperatørene. Armene fører forskjellige medier ved lossing og lasting og har derfor forskjellige prosedyrer og driftsforhold, blant annet å kjøle ned "løypa". Ved drift av armene er kommunikasjon med båten veldig viktig.

Armene er svært viktige for drifta av fabrikken og spesielt båttrafikken. Ved feil kan det skje store forsinkelser for båtene. 

HMS

HMS for denne delen av fabrikken er spesielt viktig. Lastearmene innebærer et personlig risikomoment på grunn av plasseringen på kaia (i nærheten av vann) i tillegg til å være kritisk utstyr for prosesssikkerheten og regularitet. 

Når det gjelder den personlige sikkerheten ved vedlikehold og arbeid på lastearmene er det påbudt med redningsvest og at man ikke jobber alene (med mindre det ligger båt til kai, se ISPS reglement). Et annet aspekt ved arbeidet er kontakt med hydraulikkolje som kan virke svært irriterende på huden og forsake oljeallergi. Og, som nevnt, kan det ved kjøling/oppvarming av armene bli isdannelse i høyden.

Utstyrets HMS egenskaper omfatter bland annet endebrytere i alle bevegelsesretninger og en nødfrakoblingsfunksjon. Denne såkalte ERC (Emergency Release Couplers, se illustrasjon 2) funksjonen bryter koblingen med båten, stenger en to kuleventiler (en på båtside og en på fabrikkside) og etter frakoblingen, setter armen i "Free Wheel". Denne modusen beveger armen opp og vekk fra båten. Armen blir bevegelig og dras kun av tyngdekraften. Det er samme modus armen står i for å følge båten i dens bevegelser når den ligger til kai. 
Illustrasjon 2
Bildekilde: http://www.caturputra.com/data/photo/general/ERC2%20compressed.jpg


Unistabil 4-3 ventil. I normal posisjon er det
ingen oljestrøm.
Unistabil 4-2 ventil. I normal posisjon er det 
strøm fra punpe til A og fra B til tank. 
Unistabil 4-3 ventil. I normal posisjon er det 
oljestrøm fra A og B til tank.



Eksempel på datablad for hydraulikkolje: http://www.biltema.no/BiltemaDocuments/SecuritySheets/nb/


Relevante kompetansemål:

Tilvirkning og montering:
  • planlegge og utføre arbeidsoppdrag i tråd med gjeldende regelverk for helse, miljø og sikkerhet og prosedyrer
  • demontere, reparere, montere og funksjonsteste mekaniske komponenter i bedriftens produksjon
  • utføre stropping, anhuking, signalgiving og rigging i tråd med gjeldende regelverk
  • utføre korrosjonsbeskyttelse og overflatebehandling av ulike materialer i tråd med arbeidsoppdrag
  • sette sammen, modifisere og teste mekaniske komponenter i tråd med spesifikasjoner
Vedlikehold og reparasjon:
  • utføre vedlikehold og reparasjoner i tråd med gjeldende regelverk og produsentens tekniske dokumentasjon
  • planlegge arbeidsoppdrag og utføre vedlikehold, feilsøke, reparere og funksjonsteste mekaniske komponenter og redegjøre for alternative løsninger
  • koble fra og til det elektriske systemet ved reparasjons- og vedlikeholdsarbeid i tråd med gjeldende regelverk
  • lage pakninger og bruke tetningsmaterialer i tråd med spesifikasjoner
  • velge oljer og smøre- og festemateriell i tråd med spesifikasjoner og produktdatablader
Dokumentasjon og kvalitet:
  • kontrollere og dokumentere utført arbeid i tråd med gjeldende regelverk for helse, miljø og sikkerhet, prosedyrer og kvalitetssystem
  • utarbeide rapporter og fylle ut skjemaer i tråd med arbeidsoppgavene
  • utføre kildesortering og avfallshåndtering i tråd med rutiner og gjeldende regelverk