اصلاح اساسی سازه‌های حامل جرثقیل‌های حمل پاتیل مذاب فولاد مبارکه

با اصلاح اساسی سازه‌ها و تیرهای حامل جرثقیل‌های سقفی حمل پاتیل مذاب در فولاد مبارکه، رؤسا، سرپرستان و کارشناسان مرتبط با اجرای این پروژه در مصاحبه با خبرنگار فولاد چنین گفتند:

علیرضا حیدری ابیانه، رئیس بازرسی فنی سازه‌ها، جرثقیل‌های سقفی و بالابرهای فولاد مبارکه

سازه‌های حامل جرثقیل‌های سقفی حمل مذاب، اجزایی حیاتی در صنایع سنگین نظیر صنعت فولاد است. سازه حامل جرثقیل‌های حمل مذاب در فولاد مبارکه، از سال ۱۳۸۷ با مشکلاتی نظیر ایجاد ترک در بال فشاری تیرهای حمال و نیز بروز تغییر شکل‌های دینامیکی مواجه شد. اگرچه این رفتار در ابتدا غیرمعمول به نظر می‌رسید، اما در ادامه و با انجام مطالعات دقیق‌تر، با همکاری اساتید دانشگاه و تحلیل نمونه‌های مشابه در سایر بخش‌های مجتمع، علل ریشه‌ای این پدیده شناسایی و استخراج شد. مطالعات انجام‌شده نشان داد که خستگی ناشی از بارگذاری‌های سیکلی و دینامیکی، به‌ویژه نیروهای جانبی وارد بر بال فشاری تیرهای حمال، نقش قابل‌توجهی در کاهش عمر مفید این سازه‌ها داشته است.

تمرکز تنش‌های موضعی، ناشی از طراحی و اجرای اولیه غیربهینه، منجر به شکل‌گیری ترک‌هایی با ریسک بالا در ساختار سازه‌ای شده بود. بااین‌حال، این آسیب‌ها در طی سال‌های گذشته تحت پایش مستمر واحد بازرسی فنی قرار داشت و با همکاری واحدهای تعمیراتی، به‌صورت سالانه اقداماتی اصلاحی جهت ترمیم و کنترل ترک‌ها اجرا می‌شد.

با گذشت زمان و گسترش آسیب‌ها، احتمال بروز توقف در فرایند تولید و افزایش خطرات ایمنی به‌شدت افزایش یافت. نتایج تحلیل‌های ساختاری نیز نشان‌دهنده خستگی موضعی در نواحی مشخصی از سازه بود. در نتیجه، طراحی و تدوین یک طرح اصلاحی جامع در دستور کار واحد بازرسی فنی و ناحیه فولادسازی مجتمع قرار گرفت. در ادامه تیم مهندسی مسئول این پروژه، در جست‌وجوی راهکاری بود که ضمن رفع ریشه‌ای مشکلات موجود، پایداری و مقاومت سازه را به میزان قابل‌توجهی افزایش دهد، از توجیه اقتصادی برخوردار باشد و درعین‌حال قابلیت اجرای مناسبی نیز داشته باشد.

مصطفی حقانی مبارکه، رئیس راهبری و تعمیرات جرثقیل‌های سقفی فولادسازی و ریخته‌گری مداوم

در فاز اول این پروژه که در محور F فولادسازی بین ستون‌های ۴ تا ۸ با موفقیت انجام شد، مراحل اصلی شامل تهیه نقشه‌های ساختی، تولید المان‌های سازه‌ای از صفر تا صد در کارگاه ساخت و اجرای دقیق پروژه در واحد فولادسازی فولاد مبارکه بود. پس از تأمین متریال این پروژه که در نوع خود یکی از سنگین‌ترین پروژه‌های تأمین ورق خاص در فولاد مبارکه بود، ساخت تیرورق‌های عظیم وارد فاز اجرایی شد. پس از ساخت که با نظارت دقیق بر ساخت کلیه اِلمان‌ها انجام گرفت، سازه‌ها به فولاد مبارکه حمل و برای نصب آماده شد.

فاز اول مرحله نصب که توسط پیمانکار اجرایی و با محوریت تعمیرات مرکزی و همکاری واحد جرثقیل‌های سقفی فولادسازی فولاد مبارکه انجام شد در ۲۱ روز به‌صورت دو شیفت صورت پذیرفت. فاز دوم این پروژه نیز با همان تیم‌های اجرایی و نظارتی قبلی به‌منظور تعویض تعداد ۱۴ تیر ۱۸ متری در محورهای F و G و در ارتفاع ۲۷ متری، در مرداد و شهریورماه ۱۴۰۴ و در حین اعمال محدودیت‌های انرژی، طی ۳۲ روز اجرا شد.

اجرای lifting plan به‌منظور باربرداری ایمن و انتقال تیرها به محل نصب و تنظیمات ابعادی در محل نصب با موفقیت اجرا شد و رواداری تیرهای غول‌پیکر در موقعیت اصلی و سوراخ‌کاری‌های بسیار حساس پس از تنظیمات ابعادی و تکمیل اتصال پیچی که نکته ظریف این طرح بود، انجام گرفت. نهایتاً نقشه‌برداری‌های نهایی نیز برای کنترل رواداری‌ها اجرا و فاز دوم نیز نهایی و سازه مجدداً بارگذاری شد و در اختیار خط تولید قرار گرفت.

از نکات بارز و اساسی در فاز دوم می‌توان به برنامه‌ریزی دقیق و آماده‌سازیی کامل قبل از شروع عملیات به‌منظور به حداقل رساندن تنش به تولید ناحیه و انجام فعالیت‌ها از ابتدا تا انتها با ایمنی حداکثری اشاره کرد. این پروژه در سایه اعمال محدودیت انرژی انجام گرفت تا با ایجاد کمترین توقف در تجهیزات و کمترین تنش در تولید بتوان ۴۳۰ هزار تن تختال نیز طبق برنامه تولید کرد و این به‌نوبه خود دستاورد بسیار ارزشمندی است.

یکی دیگر از شاخص‌های این پروژه که آن را از زمره فعالیت‌های با ارزش‌افزوده بالا و افتخارآمیز قرار می‌دهد این است که همگی سازه‌هایی که در هنگام ساخت فولاد مبارکه در فولادسازی نصب شده بودند در خارج کشور ساخته، تأمین و ارسال شده بودند. ولی طی این پروژه همگی تیرها و ملزومات، بدون کمک خارجی و با اتکا به دانش مهندسان داخلی و با تأمین متریال داخلی در ایران ساخته و با پیمانکار بومی اجرا و نصب شد که مایه مباهات فولاد مبارکه و کشور عزیزمان است.

در پایان لازم می‌دانم از حمایت‌های معاون بهره‌برداری، مدیر ارشد خدمات فنی و پشتیبانی، واحدهای خرید خدمات و قراردادها، مدیر ناحیه فولادسازی و ریخته‌گری مداوم، تعمیرات مرکزی واحد بهینه‌سازی و پیمانکاری دژپاد، بازرسی فنی سازه‌ها و جرثقیل‌ها، واحد حمل‌ونقل، واحد ایمنی و فنی مرکز و ناحیه، واحد حراست و انتظامات و کلیه همکاران در واحد راهبری و تعمیرات جرثقیل‌های سقفی به جهت مساعدت و تلاش در به ثمر رسیدن این پروژه، قدردانی کنم.

داود زمانی، رئیس مرکز اجرای پروژه‌های اصلاحی و بهینه‌سازی

با عنایت خداوند متعال و تلاش خستگی‌ناپذیر همکاران پرتلاش در واحدهای تعمیرات مرکزی، فولادسازی، حمل‌ونقل، بازرسی فنی و شرکت دژپاد صنعت سازه، ابر‌پروژه تعویض تیر‌کرین‌های فولادسازی در دو بخش با برنامه‌ریزی و مدیریت دقیق به همت مرکز اجرای پروژه‌های اصلاحی و بهینه‌سازی با موفقیت انجام شد و زودتر از زمان مقرر به اتمام رسید.

بخش اول پروژه در زمستان ۱۴۰۳ انجام شد که در آن تعداد ۸ عدد تیر مربوط به ROW F در مدت‌زمان ۲۳ روز تعویض شد. همچنین در بخش دوم پروژه که در تابستان ۱۴۰۴ انجام شد، تعداد ۱۴ عدد تیر در ROW F & G در مدت‌زمان ۳۲ روز تعویض گردید.

نکته قابل‌توجه آن است که با وجود افزایش تعداد تیرها در پارت دوم زمان اجرای پروژه به نسبت کاهش یافته و این موضوع نشان‌دهنده رشد بهره‌وری، مدیریت مؤثر و سرعت عمل تیم اجرایی بوده است. این امر به تحقق اهداف تولیدی واحد فولادسازی کمک شایانی کرد.

این پروژه ویژگی‌های شاخص و نوآورانه‌ای دارد که از آن جمله می‌توان به این موارد اشاره کرد: یکی از برترین تجربه‌های جهانی ثبت‌شده در بهینه‌سازی سازه‌های صنعتی، عملیات تعویض تیرکرین‌ها هم‌زمان با بهره‌برداری از سالن فولادسازی است که این دستاورد بزرگ تجربه‌ای نوین در صنعت فولاد به شمار می‌آید. دمونتاژ و مونتاژ کلیه قطعات در مجموع دو بخش به ترتیب بالغ‌بر ۶۳۰ تن و ۷۳۰ تن بوده که در مقایسه با مدت‌زمان و فضای محدود پروژه، این حجم عملیات بی‌نظیر است. بهینه‌سازی طرح و افزایش ظرفیت تیرها در طراحی جدید، با افزایش ضخامت بال و جان مقاطع اعمال شده تا پاسخگوی رشد ظرفیت تولید از ۲٫۵ میلیون تن به ۷٫۲ میلیون تن در سال باشد. همچنین در طرح توسعه تعداد جرثقیل‌های خط نیز افزایش یافته است. بهبود فرایند ساخت و نصب نیز از ویژگی قابل‌توجه دیگر است؛ به‌طوری‌که کلیه عملیات جوشکاری صرفاً در کارگاه ساخت انجام گرفت و جوشکاری در محل نصب کاملاً حذف شد. اقدامی که دقت و کیفیت ساخت را به میزان قابل‌توجهی ارتقا بخشید.

یکی از علل اصلی تعویض تیرها ایجاد ترک در اتصالات جوشی بوده که برای رفع این مشکل حذف جوشکاری و استفاده از راهروی یک تکه به ابعاد ۱۸ در ۳٫۲ متر و جایگزینی اتصالات چکر پلیت‌های راهرو به تیرها با استفاده از TC BOLT بوده که علاوه بر افزایش سرعت نصب امکان کنترل دقیق گشتاور پیچ‌ها را فراهم آورد. همچنین ضخامت چکر پلیت از ۸ میلی‌متر به ۲۵ میلی‌متر افزایش پیدا کرد و جهت تأمین سطح ضد لغزش از کف‌پوش اپوکسی مضرس استفاده گردید. در این پروژه مجموعاً بیش از ۱۰ هزار پیچ جدید در اتصالات به کار گرفته شد.

داربست بندی پروژه در مجموع دو بخش پروژه، بیش از ۱۳ هزار مترمکعب است که خود نشان‌دهنده ابعاد وسیع عملیات و هماهنگی بالای تیم‌های اجرایی است.

رفع معارضات و آماده سازی محل که فقط در یک مورد می‌توان به استقرار جرثقیل در محل چاله VOD اشاره کرد که جهت این کار بیش از ۱۰۰۰ تن سرباره برای پر کردن چاله مذکور به کار گرفته شد که نقش مهمی در تسهیل عملیات سنگین پروژه داشت.

اجرای پروژه بدون کوچک‌ترین حادثه و آسیب جانی و تجهیزاتی با توجه به ریسک عملیاتی بالا افتخار بزرگی برای مجموعه فولاد مبارکه است.

در پایان باید اشاره کرد پروژه تعویض تیر‌کرین‌های فولادسازی، نمونه‌ای موفق از کار تیمی، نوآوری مهندسی و مدیریت اجرایی کارآمد بوده که علاوه بر افزایش ظرفیت و ایمنی واحد فولادسازی، تجربه‌ای منحصربه‌فرد در سطح جهانی به شمار می‌آید. این دستاورد ارزشمند به‌عنوان برگ زرینی در کارنامه درخشان تلاشگر این مجموعه ثبت شد.

حمیدرضا شاکری، سرپرست تعمیرات جرثقیل‌های سقفی فولادسازی

بخش اول این پروژه شامل ۸ عدد تیر در زمستان سال ۱۴۰۳ در مدت‌زمان ۲۷ روز انجام گرفت و پس از آن، برنامه‌ریزی‌ها برای اجرای بخش دوم پروژه شامل ۱۲ عدد تیر در ردیف F و ۲ عدد تیر در ردیف G در تابستان ۱۴۰۴ آغاز گردید. طبق برنامه‌ریزی‌های انجام‌شده و با توجه به معارضات موجود، پیش‌بینی می‌شد این فعالیت ۵۴ روز به طول انجامد، ولی خوشبختانه با اجرای برخی آماده‌سازی‌ها و رفع معارضات پیش از توقف و استفاده از تجربیاتی که در اجرای مرحله اول این پروژه حاصل شده بود، موفق شدیم بخش دوم پروژه را طی مدت ۳۳ روز به پایان برسانیم که با توجه به حجم فعالیت و نیاز تولید واحد فولادسازی به خاتمه هر چه سریع‌تر این فعالیت، دستاورد بسیار بزرگی محسوب می‌شود.

محمدرضا تقدیریان، کارشناس بازرسی فنی سازه‌ها، جرثقیل‌های سقفی و بالابرهای فولاد مبارکه

در واحد فولادسازی مجتمع فولاد مبارکه، طرح اصلاحی جدید منجر به افزایش معنادار ظرفیت باربری قائم و جانبی این سازه عظیم شده است. به‌منظور دست‌یابی به کیفیت اجرایی بالا که نبود آن می‌تواند نقطه‌ضعف حیاتی در این پروژه بهینه‌سازی گسترده تلقی شود و همچنین به‌منظور اجرای سریع طرح با حداقل اختلال در فرایند تولید، تمامی عملیات جوشکاری به‌صورت کامل نفوذی و با بالاترین کیفیت ممکن در کارگاه ساخت انجام شد. رویکرد کلی بر این اساس است که در زمان نصب، هیچ نیازی به انجام عملیات جوشکاری در ارتفاع ۲۷ متری و در شرایط دشوار کاری وجود نداشته باشد. به این منظور، کلیه اتصالات جوشی در شرایط کنترل‌شده کارگاهی اجرا شدند. همچنین، از فناوری نوین و بومی‌سازی‌شده‌ای برای اتصالات پیچی تحت عنوان TC Bolt (Tension Control Bolt) جهت اتصال بال فشاری به صفحات جانبی بهره گرفته شد. این نوع پیچ‌ها با عملکرد مکانیزه، پس از رسیدن به تنش کششی موردنظر، بخش انتهایی نشانگر خود را به‌صورت خودکار جدا کرده و یک اتصال اصطکاکی ایمن و قابل‌اعتماد ایجاد می‌کنند.

این پروژه بی‌شک یکی از بزرگ‌ترین پروژه‌های اصلاح اساسی بر روی تیرهای حامل جرثقیل سقفی محسوب می‌شود که از منظر تحلیل سازه‌ای و مهندسی، نه‌تنها در سطح ملی، بلکه در سطح بین‌المللی می‌تواند به‌عنوان مرجع علمی و فنی برای مهندسان، صنعتگران و پژوهشگران دانشگاهی مورد استفاده قرار گیرد.

محمد مرتضی ناجی اصفهانی، کارشناس بازرسی فنی سازه‌ها، جرثقیل‌های سقفی و بالابرهای فولاد مبارکه

از مراحل کلیدی این پروژه می‌توان به تهیه نقشه‌های دقیق ساخت، تولید المان‌های سازه‌ای در کارگاه‌های تخصصی، و اجرای مهندسی‌شده آن در واحد فولادسازی اشاره کرد. پس از تأمین متریال پروژه (ورق‌های فولادی سنگین) از منابع داخلی و مطابق با نقشه‌های فنی، فرایند ساخت تیرورق‌های عظیم وارد فاز اجرایی شد. رعایت الزامات سخت‌گیرانه در تلرانس‌های ابعادی، انطباق کامل با نقشه‌ها و پیروی دقیق از دستورالعمل‌های ساخت، نیازمند نظارت فنی دقیق و مداوم بود. تیم‌های نظارتی از سوی واحدهای مختلف ذی‌ربط، در مقاطع مختلف به کارگاه‌های ساخت اعزام شدند تا کلیه فرایندها را با دقت بالا پایش و کنترل کنند. پس از ساخت و حمل تخصصی سازه‌ها به محل پروژه در فولاد مبارکه، این عملیات وارد فاز نصب شد؛ مرحله‌ای که به دلیل اهمیت موقعیت اجرایی و محدودیت‌های فضاهای کارگاهی، با چالش‌های متعدد همراه بود.

منبع: بینش اقتصادی