SVEUČILIŠTE U ZADRU

POMORSKI ODJEL

BRODOSTROJARSTVO I TEHNOLOGIJA POMORSKOG PROMETA

PREKRCAJNA SREDSTVA

PREKRCAJNA RUKA

Mentor: Petar Čovo, mr.sc.

Student: Ante Botica

Zadar, lipanj 2013.

0

Sadržaj:

1. SAŽETAK......................................................................................................3

2. OPĆENITO O PREKRCAJNIM RUKAMA.................................................4

3. ELEMENTI PREKRCAJNE GRANE............................................................5

3.1. FB (full balance) marine loading arm- potpuno izbalansirana prekrcajna grana …………………………………………………………………………..5

3.2. RC (rotation counterweighr) marine loading arm- prekrcajna grana sa pokretnim protuutegom......................................................................................7

3.2.1. RC marine loading arm, manual operated- prekrcajna grana sa okretnim protuutegom, ručno upravljana:.......................................................8

3.2.2. RC marine loading arm, hydraulic operated- prekrcajna grana sa okretnim protuutegom, hidraulički upravljana:..............................................9

3.3. Cryogenic marine loading arms- kriogenične prekrcajne ruke, za terete koji se prekrcavaju pri vrlo niskim temperaturama..........................................10

4. QUICK CONNECT/ DISCONNECT COUPLER- BRZO SPOJNO/ ODSPOJNA SPOJNICA, SPREŽNIK................................................................11

5. ZAKLJUČAK...............................................................................................12

6. LITERATURA:............................................................................................13

1

1. SAŽETAK

Prekrcajna ruka ili prekrcajna grana (engleski: loadining arm) je neizostavan dio opreme

svakog terminala za prekrcaj tekućih tereta. Nebitno radi li se o prekrcaju kemikalija u

tekućem stanju, ukapljenih zemnih ili prirodnih plinova ili o prekrcaju nafte, prekrcajna grana

je neizostavan dio lučke opreme. Svrha prekrcajne grane je da se tanker tekućeg tereta po

dolasku u luku poveže sa terminalom čvrstom vezom, koja će biti pokretna u mjeri da prati

sve smjerove gibanja broda. Također prekrcajnom rukom se savitljive cijevi kojima se

povezuje tank na terminalu i tank na brodu, dovode od terminala do broda. Prekrcajne ruke

dolaze u raznim izvedbama i sa raznim dodatcima, ovisno o potrebama terminala i njegovoj

namjeni, odnosno ovisno o teretu kojim se manipulira na terminalu.

Ključne riječi: tanker za tekuće terete, prekrcajna ruka (grana), terminal za tekuće terete

Summary

Loading arm is one of most important parts in every liquid cargo terminal. Weather we

talk about chemical terminals, LNG, LPG terminals or oil terminals, loading arm is infallible

part of port equipment. Purpose of loading arm is to connect tanker to terminal with a rigid

connection, which is able to track ships movement in any direction necessary. Also, loading

arm is used to transfer flexible pipes from terminal to ships tank, and keep them attached to

ship. Loading arms appear in many forms and with many additions, depending on which

cargo is being transferred, in particular terminal, and terminal needs.

Key words: liquid cargo tanker, loading arm, liquid cargo terminal

2

2. OPĆENITO O PREKRCAJNIM RUKAMA

Prekrcajna ruka je dio lučke opreme koja se razvila zajedno sa razvojem tankera za tekuće

terete. Od samih početaka prijevoza tekućih tereta postojao je problem sigurnosti prekrcaja

tekućih tereta sa terminala na brod, jer su takvi tereti često zapaljivi i opasni za posadu. Među

prvima događajima koji su obilježili terminale za tekuće terete, bilježi se tragedija koja se

dogodila 1881. u Bakuu, kompaniji Branobel, čiji je tanker pri ukrcaju kerozina u luci zbog

curenja eksplodirao. Do curenja je došlo jer je brod bio povezan sa lukom samo običnom

cijevi, te je pri naletu vjetra došlo do valjanja broda i puknuća veze broda i terminala što je

uzrokovalo curenje tereta i kasnija zapaljenje i eksploziju.

Uviđeno je da je potrebno rješenje kako bi se izbjegle daljnje tragedije. Prvi koji je

ponudio rješenje bio je Ludwig Nobel, koji je predložio fleksibilnu cijev koja je bila više

otporna na gibanje broda uslijed djelovanja mora. Ta se opcija koristila u raznim izvedbama

narednih šezdesetak godina.

Prva verzija prekrcajne ruke zabilježena je i patentirana 1956. godine, od kompanije FMC

Technologies, koja je predložila novo rješenje. Verzija ove prekrcajne ruke koristi se i danas

uz određene preinake i poboljšanja, i naravno razne dodatke ovisno od potreba terminala i

tereta kojim se manipulira.

3

3. ELEMENTI PREKRCAJNE GRANE

Svi elementi prekrcajne grane moraju biti otporni na djelovanje tereta koji se prevozi,

posebno ako je riječ o kemikalijama. Sva mjesta spojeva elemenata prekrcajne grane moraju

biti izvedena prstenastim spojevima kako bi se prekrcajnoj grani omogućio dovoljan radijus

kretanja.

Ovisno o izvedbi prekrcajne grane postoje različiti elementi prekrcajne grane.

Odlučio sam se za analizu tri tipa prekrcajne ruke:

1.) FB (full balance) marine loading arm- potpuno izbalansirana prekrcajna grana

2.) RC (rotation counterweight) marine loading arm- prekrcajna grana sa pokretnim/

rotirajućim utegom

a. RC marine loading arm- manually operated- ručno upravljana

b. RC marine loadind arm- hydraulically operated- hidraulički upravljana

3.) Cryogenic marine loading arm- prekrcajne ruke za prekrcaj kriogenih tereta,

odnosno tereta koji zahtijevaju vrlo niske temperature pri prekrcaju

3.1. FB (full balance) marine loading arm- potpuno izbalansirana prekrcajna

grana

Ovo je jedna od najosnovnijih izvedbi prekrcajnih ruku. Prema svojoj izvedbi laka je za

upravljanje. Nije pogodna za prenose većih masa, no zato zahtjeva malo prostora za

manevriranje i postavljanje. Predviđena je za minimalna opterećenja prema osi prekrcajne

ruke.

Ova izvedba prekrcajne ruke dizajnirana je kao samonosiva ruka sa većim osnim

zglobovima koji preuzimanju sva opterećenja koja se javljaju pri radu prekrcajne ruke.

Usponski vodovi, montažni rukavci i vršni okretni zglobovi opremljeni su sa pojačanim

ležajevima kako bi podnosili sva opterećenja.

Cijevi koje se koriste za izradu ovih prekrcajnih ruku izrađuju se os ugljičnih, nehrđajućih

čelika, koji su pogodni za prekrcaj tereta koji zahtijevaju nisku temperaturu pri prekrcaju.

4

Slika 1 prikazuje klasičnu FB- potpuno balansiranu prekrcajnu ruku, a brojevima su označeni

dijelovi:

1.) Vanjski protuuteg ruke

2.) Zraka, produžetak protuutega

3.) Okretni zglob

4.) Unutrašnja zraka prekrcajne ruke

5.) Zraka protuutega

6.) Uređaj za zaustavljanje

7.) Protuuteg

8.) Usisna flanđa, obod

9.) Otpusni ventil, drenaža

10.) Temeljna ploča

11.) Usponski vod

12.) Obod za spoj na brod

13.) Sustav za prodiranje vakuuma

14.) Dio prekrcajne ruke za spajanje

na brod

5

Slika 1- Full Ballance marine loading arm, potpuno balansirana prekrcajna ruka

3.2. RC (rotation counterweighr) marine loading arm- prekrcajna grana sa

pokretnim protuutegom

Prekrcajne ruke sa okretnim, pokretnim protuutegom dijele se na one ručno upravljane,

hidraulički upravljanje i hidraulički upravljane sa povratom pare. One sve su sličnih

svojstava, a glavna im je razlika način upravljanja, pa sam se odlučio detaljno obraditi samo

ručno i hidraulički upravljane.

Glavna obilježja ovih tipova prekrcajnih ruku su jednostavna upravljivost, laka

promjena brtvi i odvojena nosiva struktura. Također svi okretni zglobovi su jednakih

promjera, a jednakih promjera su i cijevi koje se koriste za prekrcaj tereta. Na okretne

zglobove i cjevovod utječu samo sile tlaka i težine, a sam je cjevovod izveden na način da je

povezan sa potpornu strukturu sa fleksibilnim dijelovima kako bi se ublažilo djelovanje sila.

Ovaj je sustav izveden za prekrcaj opasnih tereta, zbog potpornih sustava koji su odvojeni od

same strukture prekrcajne ruke mogu se prekrcavati i veće mase tereta, a mogućnost rotiranja

protuutega omogućava sustavu stabilnost u bilo kojem položaju.

Sustav upravljanja dijelovima prekrcajne ruke je također posebne izvedbe na način da

svaki element ruke, odnosno translacijsko gibanje dijelova ruke koji se spajaju na brod, i

gibanje ruke oko svoje osi bude potpuno nezavisno. Svaki od ovih dijelova ima svoj uljni

cilindar kojim se upravlja sa elektro- hidraulička kontrolna ploče. Postoje izvedbe u kojima se

ugrađuje pokretni daljinski sustav kojim se može rukom upravljati sa drugih kontrolnih točki.

Ovisno o potrebama terminala i stupnju modernizacije, te o zahtjevima sigurnosti i

potrebama tereta, ovi sustavi mogu biti opremljeni sa ventilima za hitno otpuštanje, engl.

emergency release coupling. Ovi ventili ili spojke se automatski aktiviraju kada se brod

pomakne, odnosno kada se na oknu (flanđi) manifolda na čijem se tanku vrši prekrcaj pojavi

signal koji označava nesiguran prekrcaj, odnosno moguće curenje. Također ovdje u red

sigurnosnih uređaja spadaju i spojke za brzo spajanje/ odspajanje, engl. QC/DC- quick

connect/ disconnect coupler.

6

3.2.1. RC marine loading arm, manual operated- prekrcajna grana sa okretnim

protuutegom, ručno upravljana:

Slika 2 prikazuje prekrcajnu granu za pokretnim protuutegom ručno upravljanu, čiji su

dijelovi nabrojani:

1.) Vršni koloturnik

2.) Unutrašnji dio prekrcajne ruke

3.) Potporni sustav unutrašnjeg dijela

prekrcajne ruke

4.) Protuuteg

5.) Zaustavni uređaj

6.) Koloturnik kablova

7.) Spojna prirubnica, flanđa

8.) Drenažna mlaznica

9.) Temeljna ploča

10.) Usponski vod

11.) Sustav za trosmijerno okretanje

12.) Izmjenjivi lakat

13.) Potporni sustav vanjskog dijela

prekrcajne ruke

14.) Vanjski dio prekrcajne ruke

15.) Vršni okretni zglob

16.) Ručni brzo spajajuće/ odspajajuća

spojke

7

Slika 2- ručno upravljana prekrcajna grana sa

rotirajućim protuutegom

3.2.2. RC marine loading arm, hydraulic operated- prekrcajna grana sa okretnim

protuutegom, hidraulički upravljana:

Slika 2 prikazuje prekrcajnu granu za pokretnim protuutegom hidraulički upravljanu, čiji su

dijelovi nabrojani:

1.) Vršni koloturnik

2.) Vršni okretni zglob

3.) Unutarnji dio prekrcajne ruke

4.) Potporni sustav unutrašnjeg dijela

prekrcajne ruke

5.) Pogon unutrašnjeg dijela prekrcajne ruke

6.) Protuuteg

7.) Pogon vanjskog dijela prekrcajne ruke

8.) Koloturnik kablova

9.) Zaustavni uređaj

10.) Spojna prirubnica, flanđa

11.) Drenažna mlaznica

12.) Temeljna ploča

13.) Usponski vod

14.) Pogon za okretanje

15.) Izmjenjivi lakat

16.) ERC

17.) Vanjski dio prekrcajne ruke

18.) Potporni sustav vanjskog dijela

prekrcajne ruke

19.) Ručni brze spojno/ odspojne spojke

8

Slika 3- prekrcajna grana sa okretnim protuutegom, hidraulički upravljana

3.3. Cryogenic marine loading arms- kriogenične prekrcajne ruke, za terete

koji se prekrcavaju pri vrlo niskim temperaturama

Ove prekrcajne ruke koriste se za prekrcaj tereta koji zahtijevaju vrlo niske temperature

pro transportu, primjerice tekući vodik, etilen i u krajnjem slučaju ukapljeni prirodni i

ukapljeni zemni plin. Ove su prekrcajne ruke danas najčešće u većini luka koje se bave

transportom LNG i LPG.

Posebno obilježje ovih prekrcajnih ruku je posebno izvedena noseća struktura koja

sprječava direktan kontakt prekrcajne ruke sa cjevovodom kriogenih tereta, odnosno na taj

način sprječavajući moguće pucanje materijala ili bilo kakvu drugu deformaciju materijala od

kojeg su izrađeni elementi prekrcajne ruke.

Okretni zglob je također posebno izveden na način da u svim dijelovima zgloba može

kružiti dušik, koji preuzima nisku temperaturu na sebe i sprječava moguće leđenje ležajeva i

utora ležajeva i samim time i njihovo leđenje.

Slika 4- Cyrogenic marine loading arm- prekrcajna ruka za terete skladištene na niskoj temperaturi

9

4. QUICK CONNECT/ DISCONNECT COUPLER- BRZO SPOJNO/

ODSPOJNA SPOJNICA, SPREŽNIK

Brzo S/O sprežnik vrlo je korisna stvar koja se danas koristi gotovo na svim izvedbama

prekrcajnih ruku. Ona omogućava brzo i jednostavno spajanje i odspajanje prekrcajne ruke na

manifold tereta broda. Omogućava spajanje prekrcajne ruke na brod brzo i bez dodatnih alata,

matica i čak bez previše ljudske snage za stezanje.

Standardni brzi sprežnik sastoji se od priležeće ploče koja dolazi na manifold i od tri do osam

standardnih sustava kuka za kvačenje prekrcajne ruke. Broj kuka ovisi od veličine cijevi i

tlaka koji se stvara pri transportu.

U nekima izvedbama imamo i napredniju verziju sprežnika koji su električno-

hidraulički upravljani i u slučaju curenja ili bilo kakvih smetnji tokom prekrcaja, automatski

nastupa obustava manipulacije teretom. Ova verzija omogućava automatsko spajanje bez

ikakvog curenja, a samim sustavom se upravlja daljinskim upravljačem ili u kontrolnoj

kabini. Naravno, ako dođe do oštećenja električno- hidrauličkog upravljača. Cijelim sustavom

se može upravljati i ručno.

Slika 5- Quick connect/ disconnect coupler- brzo spojno/

odspojna spojnica, sprežnik

10

5. ZAKLJUČAK

Prekrcajna grana je neizostavan i najbitniji dio svako terminala za prekrcaj tekućeg tereta.

Ovisno od potreba tereta i veličine terminala prekrcajne ruke mogu biti različitih veličina,

karakteristika i raznih popratnih elemenata. Prekrcajna ruka koristi se kod prekrcaja

kemikalija u tekućem obliku, ukapljenih zemnih i prirodnih plinova, kod nafte i naftnih

derivata i za mnoge druge tekuće terete.

U ovom seminarskom radu među više vrsta ja sam se bazirao na određena tri tipa

prekrcajnih grana za koje sam smatrao da su najčešće u lukama. Tako sam obradio fully

balanced marine loading arm, odnosno potpuno izbalansiranu prekrcajnu ruku, rotated

counterweight marine loading arm odnosno prekrcajnu ruku sa rotirajućim protuutegom i

cryogenic marine loading arm odnosno prekrcajnu granu za terete skladištene na vrlo niskim

temperaturama. Također dotakao sam se i quick connect/ disconnect coupler odnosno brzo

spojno/ odspojna spojnica, sprežnika koji mi se učinio kao vrlo zanimljiv i bitan element

prekrcajnih grana.

Danas se prekrcajnim granama upravlja uglavnom pomoću električno- hidrauličkih

sustava koji su vrlo efikasni, imaju malo vrijeme reagiranja i vrlo su pouzdani u svom radu i

budući se kao radni medij koristi tekućina imaju veliku snagu.

11

Popis slika u seminaru:

Slika 1- Full Ballance, potpuno balansirana prekrcajna ruka.....................................................6Slika 2- ručno upravljana prekrcajna grana sa rotirajućim protuutegom....................................8Slika 3- prekrcajna grana sa okretnim protuutegom, hidraulički upravljana..............................9Slika 4- Cyrogenic marine loading arm- prekrcajna ruka za terete skladištene na niskoj temperaturi................................................................................................................................10Slika 5- Quick connect/ disconnect coupler- brzo spojno/.......................................................11

6. LITERATURA:

1.) Prekrcajna sredstva tekućih tereta, Petar Čovo, 2008., Sveučilište u Zadru

2.) Unutarnji transport i skladištenje, Tomislav Župarić, Veleučilište Nikola Tesla u

Gospiću

3.) Marine Loading Arms, Jiangsu Changlong Technologies CO. Ltd.

4.) Marine Loading Arms, The British Petroleum Company, 1994.

12