حوض بناء سفن بدون الحق رافعة جسرية ليس مجرد حوض بناء سفن، بل هو مصنع ضخم لتصنيع الصلب ذو طموحات كبيرة. تحدد الرافعة الجسرية ما يمكن للمصنع بناؤه، وحجم السفينة التي يمكنه التعامل معها، وسرعة انتقال الإنتاج من تجميع القطع إلى الإطلاق. أما الرافعة الصغيرة أو غير المصممة بشكل جيد فتصبح عائقًا يحد من جميع الاستثمارات الأخرى في المنشأة.
تُعدّ رافعات الجسر في أحواض بناء السفن من بين أكثر آلات الرفع تعقيدًا من الناحية التقنية في أي قطاع صناعي. فهي تمتد على عرض يتراوح بين 80 و170 مترًا، وترفع أحمالًا تتراوح بين 100 و3000 طن، وتعمل في بيئة بحرية تُعرّض جميع مكوناتها الهيكلية والكهربائية للتآكل المستمر بفعل الهواء المالح. إنّ تحديد المواصفات بدقة منذ البداية هو ما يحدد ما إذا كانت الرافعة ستخدم الحوض بكفاءة لمدة 30 عامًا أم ستصبح مصدرًا لتوقفات غير مخطط لها تُعطّل جدول الإنتاج.
رافعة جسرية في حوض بناء السفن - وتُسمى أيضاً رافعة عملاقة أو رافعة جسرية بوابة أو رافعة جسرية لبناء السفن - هي هيكل جسري ضخم مزدوج الأرجل يمتد على كامل عرض رصيف بناء السفن أو الحوض الجاف أو منطقة تجميع الكتل. تتحرك هذه الرافعة على قضبان أرضية على طول منطقة العمل، لتغطي منطقة الإنتاج بأكملها بواسطة رافعتها الرئيسية وعربتها.
تتولى الرافعة عمليات الرفع الأكبر والأثقل في حوض بناء السفن: أجزاء من هيكل السفينة تزن مئات الأطنان، ووحدات المحركات، وأجزاء من سطح السفينة، والتركيبات الهيكلية الرئيسية. إنها المعدات التي تجعل بناء السفن الكبيرة ممكناً من الناحية العملية.


تحمل رافعات الجسر في أحواض بناء السفن نظامي رفع منفصلين على جسر واحد:
الرافعة الرئيسية — نظام الرفع الأساسي، الذي يحمل أقصى حمولة تشغيل آمنة للرافعة. عادةً ما يكون عبارة عن عربة سلكية متينة تسير على قضبان أعلى العوارض الرئيسية. يُستخدم في جميع عمليات رفع الكتل الثقيلة.
رافعة مساعدة رافعة ثانوية ذات قدرة أقل ولكن بسرعة أعلى في الغالب. تُستخدم في عمليات الرفع والتثبيت والتعامل مع العناصر الصغيرة التي لا تتطلب الرافعة الرئيسية. تُمكّن الرافعة الثانوية الرافعة من أداء مهمتي رفع مختلفتين في وقت واحد أو بتتابع سريع دون أن تُشارك الرافعة الرئيسية في أعمال الرفع الخفيفة.
تتحرك عربة الرفع الرئيسية عبر الامتداد الكامل بما في ذلك أقسام الكابولي، مما يوفر تغطية لمنطقة العمل بأكملها أسفل الرافعة.
العارضة الرئيسية لرافعة جسرية في حوض بناء السفن عبارة عن مقطع صندوقي كبير، مصنوع من صفائح هيكلية على شكل مقطع مستطيل مغلق مع تقوية داخلية. يوفر المقطع الصندوقي صلابة الانحناء اللازمة للمسافات الطويلة، مع الحفاظ على خفة وزن الهيكل قدر الإمكان مقارنةً بقدرته على تحمل الأحمال.
يُستخدم نوعان من الأرجل بشكل شائع، ويؤثر الاختيار على كيفية تعامل الرافعة مع هبوط السكة التفاضلي أو عدم محاذاتها:
ساق صلبة — ساق توصيل ثابتة تنقل جميع القوى الجانبية من العارضة إلى قاعدة السكة الحديدية. تُستخدم على جانب واحد من الرافعة.
ساق مرنة (مفصلية) — ساق مزودة بوصلة دبوسية في الأعلى أو الأسفل تسمح بدوران محدود. تُستخدم على الجانب الآخر من الرافعة لاستيعاب التمدد الحراري التفاضلي وعدم محاذاة السكة الطفيفة دون إحداث إجهاد في العارضة الرئيسية. يُعد هذا المزيج من الساق الصلبة والمرنة معيارًا في رافعات الجسر الكبيرة في أحواض بناء السفن حول العالم.
| المعلمة | نطاق المواصفات |
|---|---|
| قدرة الرفع (الرافعة الرئيسية) | 100 طن - 3000 طن |
| قدرة الرفع (الرافعة المساعدة) | 20 طن - 500 طن |
| المسافة (بين خطي السكة الحديد المركزيين) | 80 مترًا - 170 مترًا |
| طول الناتئ (لكل جانب) | 10 أمتار - 20 متراً |
| عرض العمل الإجمالي | المسافة بين الدعامات + 2 × الناتئ |
| ارتفاع الرفع | 30 مترًا - 100 متر (فوق مستوى السكة الحديدية) |
| سرعة الرفع - الرئيسية | 0.5 – 5 م/دقيقة (حمولة كاملة مصنفة) |
| سرعة الرفع - مساعدة | 2 – 15 م/دقيقة |
| سرعة سير العربة | 10 – 40 م/دقيقة |
| سرعة حركة الجسر | 10 – 30 م/دقيقة |
| نظام القيادة | التيار المتردد VFD — جميع الحركات |
| نوع السكة | سكة رافعة ثقيلة (P43 – P120 أو ما يعادلها) |
| مزود الطاقة | سكة موصلة أو كابل خلفي |
| فئة واجب العمل | A6 - A7 (ISO 4301 / FEM 1.001) |
| نوع العارضة | هيكل صندوقي، مصنوع من صفائح ملحومة |
| نوع الساق | قطعة صلبة واحدة + قطعة مرنة واحدة (قياسية) |
| معيار التصميم | جيجابايت/T 14406، إن 13001، فيم 1.001 |
| تصنيف | CCS، ABS، BV، DNV GL، LR (حسب مواصفات المشتري) |
| شهادة | شهادة المطابقة الأوروبية (توجيه الآلات للاتحاد الأوروبي 2006/42/EC)، وشهادة ISO 9001 |
تتفاوت سرعة وأداء رافعة حوض بناء السفن الكبيرة باختلاف الحمولة. ويُعد فهم العلاقة بين السرعة والحمولة أمراً بالغ الأهمية لتخطيط الإنتاج.
| مستوى التحميل | سرعة الرافعة الرئيسية | ملحوظات |
|---|---|---|
| 100% SWL (الحمل المقنن الكامل) | 0.5 – 2 م/دقيقة | رفع بطيء ومتحكم به لتحقيق أقصى حمولة |
| 50% SWL | 1 – 4 م/دقيقة | نطاق العمل القياسي لمعظم مصاعد الكتل |
| 25% SWL أو أقل | 2 – 8 م/دقيقة | أعمال التجهيز والتثبيت الخفيفة |
| غير محمل (الخطاف فقط) | تصل إلى 15 متر/دقيقة | عودة سريعة للمصعد التالي |
توفر محركات التردد المتغير في جميع الحركات تحكمًا سلسًا في السرعة عبر النطاق الكامل - مما يلغي التغييرات المفاجئة التي كانت تفرضها الأنظمة القديمة التي يتم التحكم فيها بواسطة الموصلات ويقلل من الصدمات الميكانيكية على الحبل والأسطوانة والوصلات الهيكلية.
| المعلمة | المواصفات القياسية لأحواض بناء السفن |
|---|---|
| درجة الفولاذ الإنشائي | Q345B أو ما يعادلها (كحد أدنى) |
| معيار اللحام | GB/T 11345، EN ISO 5817 — المستوى ب |
| متطلبات الاختبارات غير الإتلافية | الفحص بالموجات فوق الصوتية والفحص المغناطيسي على جميع اللحامات الهيكلية الأساسية |
| نظام الطلاء الأساسي | طبقة رملية Sa 2.5 + طبقة أساس غنية بالزنك + طبقة إيبوكسي متوسطة + طبقة نهائية من البولي يوريثان |
| الحد الأدنى لـ DFT | إجمالي 300 ميكرون |
| علاج إضافي | قم بطلاء جميع اللحامات والحواف المكشوفة بطبقة مخططة. |
| أدوات التثبيت | الفولاذ المجلفن بالغمس الساخن أو الفولاذ المقاوم للصدأ للوصلات الخارجية |
| صناديق كهربائية | الحد الأدنى لمستوى الحماية IP55؛ وIP65 للتركيبات الخارجية المكشوفة |
| درجة حرارة التشغيل | من -20 درجة مئوية إلى +50 درجة مئوية (تتوفر باقات خاصة بالطقس البارد) |

يتمثل الاستخدام الأساسي لرافعة الجسر في حوض بناء السفن في رفع أقسام كتلة الهيكل - وحدات هيكل السفينة الجاهزة التي يتراوح وزنها من 100 إلى 600 طن - من أرضية قاعة التجميع أو منطقة التصنيع الخارجية ووضعها على رصيف البناء للحامها في هيكل السفينة المتنامي.
تعتمد صناعة السفن الحديثة على منهجية البناء بالوحدات: حيث يُصنع الهيكل على شكل أقسام في بيئة داخلية أو شبه خارجية مُحكمة، ثم يُرفع بواسطة رافعة جسرية ويُجمّع بالتتابع على رصيف البناء. تُتيح الرافعة الجسرية هذه الطريقة الإنتاجية. فبدون رافعة ذات سعة ومدى كافيين، يجب تقليل حجم الوحدات، مما يزيد من عدد الوصلات التي يجب لحامها على الرصيف، ويُبطئ الإنتاج، ويُقلل من جودة اللحام.
تغطي رافعة رئيسية بسعة 500 طن وامتداد 120 مترًا رصيف بناء السفن القياسي في أحواض بناء السفن المتوسطة والكبيرة التي تنتج سفنًا تتراوح حمولتها بين 10000 و50000 طن ساكن. أما الأحواض الأكبر التي تبني ناقلات النفط العملاقة (VLCCs) أو ناقلات الغاز الطبيعي المسال (LNG) أو سفن الحاويات الكبيرة، فتتطلب رافعات بسعة تتراوح بين 800 و3000 طن وامتدادات تصل إلى 170 مترًا.
تدعم الرافعات الجسرية في أحواض بناء السفن عمليات بناء السفن الجديدة وعمليات إصلاحها وتحويلها. في وضع الإصلاح، تتولى الرافعة إزالة المحركات واستبدالها، والتعامل مع المراوح والدفات، وإزالة معدات سطح السفينة، واستبدال الأجزاء الهيكلية الكبيرة.
تعمل رافعات الأحواض الجافة في مساحة محدودة أكثر من رافعات أرصفة البناء. يجب أن يصل خطاف الرافعة إلى مستوى أرضية الحوض الجاف، والذي قد يكون على عمق يتراوح بين 15 و25 مترًا أسفل مستوى الرصيف، مع الحفاظ على خلوص كافٍ فوق البنية الفوقية للسفينة في الوضع العلوي. يتطلب تحديد ارتفاع خطاف الرافعة في الأحواض الجافة تنسيقًا دقيقًا مع هندسة الحوض الجاف وشكل السفينة المراد التعامل معها.
تتطلب أحواض بناء السفن التي تستخدم منحدرات مائلة لإطلاق السفن رافعات جسرية قادرة على العمل بانحدار المنحدر وتحديد مواقع الأحمال بدقة على نظام الحامل. يجب تصميم رافعات المنحدرات لتحمل قوة الدفع الجانبية الناتجة عن التشغيل على أساس سكة مائلة - وهي حالة تحميل لا تنطبق على رافعات أرصفة المباني المسطحة، ويجب أخذها في الاعتبار بشكل صريح في التصميم الإنشائي.
بالنسبة لتطبيقات المنحدرات، يُعدّ كلٌّ من مدى انحدار السكة ونظام تعويض مستوى كابينة الرافعة وآلات الرفع من المواصفات المهمة. يجب تصميم أو تكييف المعدات التي تعتمد على أنظمة مرجعية للجاذبية - مثل أنظمة تزييت الزيت ومستويات السوائل وبعض أنظمة الكبح - لتتناسب مع انحدار المنحدر.
تُستخدم الرافعات الجسرية الضخمة أيضاً في أحواض تصنيع المنصات البحرية، حيث تقوم بتجميع الأجزاء العلوية لمنصات النفط، والهياكل الداعمة، ووحدات السكن. يتراوح وزن هذه الهياكل بين 500 و2000 طن، وتتطلب رافعة ذات قدرة مماثلة أو أكبر لرفعها ووضعها في مكانها أثناء عملية التجميع.
إن مواصفات حوض بناء الوحدات البحرية تشبه مواصفات حوض بناء السفن ولكن مع بعض الاختلافات المهمة: فالأحمال عادة ما تكون غير منتظمة في الشكل وتوزيع الوزن؛ ويجب تصميم خطة الرفع لكل وحدة على حدة؛ وقد يحتاج الحوض إلى التعامل مع أحمال تقترب من أو تتجاوز الحد الأقصى للحمل الآمن القياسي للرافعة من خلال عمليات رفع متزامنة مصممة باستخدام رافعتين في وقت واحد.
تستخدم جميع محركات الرافعات والعربات والرافعات الجسرية تقنية محولات التردد المتغيرة AC كمعيار أساسي. يوفر هذا تحكمًا سلسًا ومتدرجًا في السرعة من الصفر إلى الحد الأقصى، وهو أمر بالغ الأهمية للدقة المطلوبة في تحديد الموضع عند إنزال جزء من كتلة وزنها 300 طن على رصيف بناء حيث تُقاس دقة المحاذاة بالملليمترات. يتم التخلص من التوقفات المفاجئة وتغيرات السرعة المفاجئة، التي تميز المحركات القديمة التي يتم التحكم فيها بواسطة موصلات، مما يقلل الصدمات الميكانيكية ويطيل عمر خدمة الحبال والأسطوانات والوصلات الهيكلية.
يُحدث تأرجح الحمولة على رافعة كبيرة في حوض بناء السفن - بارتفاع رفع يبلغ 50 مترًا وجزء كتلة ثقيل معلق من سلسلة طويلة من الحبال - خطأً كبيرًا في تحديد الموضع عند نقطة الهبوط، ويُحمّل هيكل الرافعة بأحمال ديناميكية. يستخدم نظامنا القياسي المضاد للتأرجح تقنية تحديد مسار الحركة - حيث تتسارع العربة والرافعة الجسرية وتتباطأ وفقًا لمسار محسوب يقلل من تأرجح البندول. أما في التطبيقات عالية الدقة، فيُقلل نظام منع التأرجح النشط المزود بتغذية راجعة للموضع تعتمد على الليزر من التأرجح المتبقي عند الخطاف إلى أقل من 200 مم عند أقصى سرعة حركة.
تُعدّ بيئات أحواض بناء السفن من بين أكثر البيئات الصناعية تآكلاً. فالهواء المحمّل بالملح والرطوبة ومناطق تناثر مياه المد والجزر تُسرّع من تدهور الطلاء على المكونات الهيكلية والميكانيكية المكشوفة. ويحدد نظام الطلاء القياسي لدينا لرافعات الجسر في أحواض بناء السفن ما يلي:
يبلغ الحد الأدنى الإجمالي لسمك طبقة الطلاء الجافة 300 ميكرون. في المنشآت الواقعة على بعد 50 مترًا من خط الماء أو في المناطق المدية، يتوفر نظام أنود تضحية إضافي لحماية البنية التحتية.
جميع رافعات الجسر في أحواض بناء السفن مزودة بنظام أمان شامل كمعيار أساسي:
صُممت وصُنعت رافعات الجسر في أحواض بناء السفن وفقًا لمتطلبات هيئات التصنيف الرئيسية. يُشترط الحصول على تصنيف للرافعات العاملة في مرافق أحواض بناء السفن المصنفة، وللرافعات التي سترفع معدات بحرية تتطلب شهادة تصنيف. نحن نصنع وفقًا لما يلي:
يحضر مهندس التصنيف اختبارات القبول في المصنع ويصدر شهادة الرافعة مباشرةً. نقوم بتنسيق جدول المهندس كجزء من عملية تسليم المشاريع القياسية لدينا.