90-тонный экскаватор получает вторую жизнь благодаря электрификации

Индустриальный сервисный провайдер Harsco

Индустриальный сервисный провайдер Harsco эксплуатирует на территории завода Tata Steel тяжёлые фронтальные погрузчики, которые отрабатывают до 6 000 часов в год. Вместо того чтобы продавать машины и приобретать новые, компания предпочитает проводить периодическую полную ревизию — «rebuild». После двух таких капитальных восстановлений погрузчики Caterpillar могут наработать беспрецедентные 60 000 часов.

В прошлом году Harsco подняла ремонтную практику на новый уровень: 90-тонный гусеничный экскаватор Caterpillar прошёл не только капитальную ревизию, но и полную электрификацию. Harsco — международная компания, о которой на первый взгляд знают немногие; её тяжёлая техника редко встречается на городской улице. В Нидерландах Harsco работает исключительно на заводской территории Tata Steel в Иймёйдене и занимается одной специализированной операцией: обезжелезиванием, дроблением и просеиванием шлака, образующегося при производстве стали.

Для перемещения огромных объёмов материала предприятие располагает необычайно крупным по голландским меркам парком машин — фактически горнодобычными машинами. Завод Tata Steel находится под постоянным вниманием общественности, и участок Harsco расположен внутри 750-гектарной территории у морской дамбы, поэтому деятельность фирмы оказывается и в прямом, и в переносном смысле «на виду». Обработка шлака нередко появлялась в выпуске новостей. Эти внешние факторы побуждают и самого заказчика, и подрядчика предпринимать шаги по снижению выбросов и повышению безопасности.

Так, Tata Steel потребовал, чтобы все машины на его территории соответствовали самой строгой экологической норме Stage V. Кроме того, ряд операций постепенно переносится под крышу — ещё одна мера по сокращению эмиссий. Ежедневно на территории завода прибывает примерно шестьдесят больших стальных ковшей, каждый с 25–35 тоннами шлака. Tata Steel доставляет их по внутренней железной сети. Поскольку завод работает круглосуточно и ежегодно перемещается около миллиона тонн материала, машины набирают огромные наработки и испытывают интенсивный износ, в частности ковшей.

По словам менеджера по активам Harsco Рона Руэрига, одинаково интенсивная эксплуатация требует частой замены зубьев ковшей: у машин, работающих в тяжёлых условиях, каждые примерно две недели меняют комплект зубьев. Одна из машин выходит на 5 500–6 000 часов в год. Фронтальные погрузчики Caterpillar 988 и самосвалы 992 являются рабочими лошадками: они работают много часов и перемещают наибольшие объёмы.

Для работы с раскалённым и абразивным шлаком техника дополнительно защищена: бронированные окна, дополнительные защитные пластины снизу, усиленные гидравлические линии и огнестойкое гидравлическое масло. Остывший шлак достигает температуры до примерно 500 градусов, поэтому одна из машин оснащена стальными цепями по кругу вокруг шин для их защиты — без этой меры шины вышли бы из строя всего за три месяца. Все машины оборудованы системами пожаротушения.

Погрузчики 988 заняли особое место в управлении парком: их надёжность и длительный ресурс ценятся превыше всего. Harsco регулярно отправляет эти машины на «rebuild» к официальному дилеру: их полностью разбирают, приводят к заводскому состоянию и возвращают с гарантией. Первая капитальная ревизия проводится примерно при 20 000 часах, следующая — при 38 000–40 000 часах, и в результате машины эксплуатируют до примерно 60 000 часов. Некоторые экзепляры у Harsco уходили с рынка спустя ещё большие пробеги: одна машина 992 после трёх rebuild’ов была списана при 79 000 часах.

Менеджеры Harsco сознательно выбирают полный пакет ремонта. По словам Рона Руэрига, можно ограничиться восстановлением только силовой линии, но тогда остаются риски, например, с жгутом проводов при последующей работе — поэтому предпочтение отдают комплексной модернизации, чтобы получить машину «как новую» и иметь спокойствие на несколько лет. Это дороже, но после ревизии машина возвращается с гарантией на 9 000 часов. Единственным минусом является лишь временная потеря машины из эксплуатации.

Корпоративный менеджер по продажам компании Zeppelin Equipment Арьен Эйгинк поясняет, что rebuild означает полную разборку машины «до последнего болта» и её повторную сборку в соответствии с последними спецификациями Caterpillar, с внедрением новой программной начинки и модификаций. Экономическое преимущество очевидно: комплектный rebuild обходится в 60–70 процентов от стоимости новой машины. Оптимальный момент для такого капитального ремонта — после 12 000–14 000 часов.

Для некоторых клиентов при выборе процедуры важен и экологический аспект: при rebuild’е утилизируется и повторно используется примерно 80 процентов конструкции машины, что даёт существенную экономию углеродного следа — по оценке, порядка 1,37 тонны CO2 на тонну стали за счёт отказа от изготовления полностью новой машины. Caterpillar начал практику rebuild’а ещё в восьмидесятых годах и по-прежнему остаётся лидером в этой области.

Если раньше таких ремонтов было единицы в год, то по программе CMR (Certified Machine Rebuild) в прошлом году Zeppelin Equipment в Нидерландах выполнил около двадцати капитальных восстановлений машин разных типов. В рамках CMR техника проходит полную техническую ревизию, получает полностью обновлённый интерьер и новую окраску. Все работы выполняются по строгим требованиям производителя; при соблюдении критериев Caterpillar присваивает машине новый серийный номер и выдаёт новую заводскую гарантию.

Вместо полного rebuild’а клиент может выбрать CPR — certified powertrain rebuild — при котором восстанавливаются только силовой агрегат, трансмиссия, преобразователь и мосты. Возможны разные степени вмешательства, и объём работ согласовывается с заказчиком. Процесс rebuild’а наглядно демонстрируется в мастерской Zeppelin Equipment в Алмере.

Например, гусеничный экскаватор Cat 390D Harsco, окрашенный в фирменный белый цвет и более десяти лет в эксплуатации, после 22 000 часов требовал ревизии. К тому же его двигатель Stage III уже не соответствовал требованиям Harsco. Рассматривались разные варианты — трейд‑ин, гибридизация — и в итоге была выбрана сертифицированная компаниями Cat и Zeppelin модернизация, где двигатель Cat C18 заменили на электрический.

Переход на электротягу был мотивирован экономией топлива: машина практически стояла на одном месте, и её годовой расход при 3 500 моточасах составлял порядка 100 000 литров дизеля. Для реализации проекта потребовалась разработка нестандартного решения, так как перевести в электрическое исполнение 90‑тонную машину — задача не рутинная. Тем не менее проект осуществили: оборудование подключили к стационарной верхней контактной сети напряжением 3 000 В на территории завода; трансформаторы преобразуют это напряжение в 400 В трёхфазного переменного тока для работы встроенного электродвигателя.

По впечатлениям Harsco, электропривод положительно повлиял на выбросы и уровень шума, что делает рабочее место более эргономичным для оператора. В свете общей стратегии декарбонизации и снижения загрязнений на площадке такое решение кажется логичным. Таким образом, Harsco сочетает жёсткие требования заказчика и собственную политику обслуживания парка: вместо частой замены техники компания инвестирует в капитальные восстановительные операции и модернизацию машин, включая переход на электротягу, что позволяет продлить ресурс оборудования, сократить эксплуатационные расходы и уменьшить экологический след производства.