Основным видом перегрузочной техники, используемой в технологии портовых работ, являются грузовые краны различной конструкции, грузоподъемности и подвижности. В наших морских портах большую часть из них составляют портальные краны отечественного и зарубежного производства, двигающиеся вдоль причалов по железнодорожным путям. Эти подъемно-транспортные машины циклического действия, состоящие из передвигающегося вдоль причала по подкрановым путям портала с установленной на нем поворотной частью со стреловой системой, широко использовались и используются до сих пор в портах для механизации грузовых работ.
Применяются краны с порталами шириной колеи подкранового пути 6, 10,5 и 15,3 метров для размещения под порталом, соответственно, одного, двух или трех железнодорожных путей, что обеспечивает свободное взаимодействие портальных кранов с другими техническими средствами перевалки и транспортировки грузов. Портальные краны эксплуатируются с крюковой универсальной или специализированной грузоподъемной подвеской, например, грейферой. Горизонтальное перемещение грузов обеспечивается изменением вылета стрелы, ее опорно-поворотным устройством и движением портала по подкрановым рельсам.
Грузоподъемность перегрузочных портальных кранов составляет 5-60 тонн, вылет стрелы 25-40 метров. Скорость подъема груза находится в пределах 0,85-1,25 м/с, средняя скорость изменения вылета стрелы 0,55-1,0 м/с, скорость передвижения портала 0,5-0,6 м/с, а частота вращения поворотной части крана 2 об./мин. Портальные краны оборудуются ограничителями грузоподъемности, концевыми выключателями, ограничивающими при опасности столкновения перемещение самого крана, его частей, а также груза. На кранах устанавливаются анемометры, сигнализирующие об опасной ветровой нагрузке. Кроме того, портальные краны снабжаются штормовыми противоугонными захватами, которыми их крепят к рельсовому пути.
Наличие портала у крана позволяет ему работать в стесненных условиях, т.к. портал дает возможность движения всех видов колесных транспортных средств, используемых в технологии грузовых портовых работ. Направленный вниз конец стрелы портальных кранов сокращает свободную длину канатной подвески, что позволяет точнее позиционировать перевозимый груз и работать в свежую погоду. Существенным недостатком портальных кранов является их привязка к подкрановым путям и, соответственно, возможность перемещаться только в пределах одного причала. Такая подвижность не позволяет при необходимости маневрировать кранами, что приводит к низкому коэффициенту их использования. В то же время, их амортизация полностью ложится на себестоимость грузовых работ и, естественно, грузовых перевозок. Износ 82 % находящихся в эксплуатации портовых портальных кранов составляет почти 79 % их первоначальной стоимости, из них около 40 % кранов изношены полностью. Таким образом, необходима замена изношенных грузоподъемных портовых кранов. Но каким новым оборудованием заменить их, вопрос, который определяет, по сути дела, направление развития основных перегрузочных средств не только портов, но и всех грузовых терминалов.
Около десяти лет назад в портах России появились мобильные перегрузочные краны. Они обладают значительной грузоподъемностью, например, LHM 280 имеет грузоподъемность 84 тонны и вылет стрелы 40 метров, перемещаются не по подкрановым рельсам, как портальные краны, а имеют колесный ход и, соответственно, высокую подвижность. Мобильные краны не «привязаны» к причалу, как портальные краны, и при необходимости в короткий срок могут быть задействованы на различных причалах. Для этого всего лишь необходимо, чтобы проезды по причалам и между причалами имели ширину, обеспечивающую безопасное движение мобильных кранов. К преимуществам мобильных кранов следует отнести также то, что они могут быть независимы от внешних источников электроэнергии. Мобильные краны имеют высокий коэффициент их использования, что ведет к сокращению количества кранов, сокращению себестоимости грузовых работ и перевозок.
Однако мобильные краны имеют ряд недостатков. Во-первых, работающий на причале мобильный кран для устойчивости должен устанавливать аутригеры, которые создают препятствия для движения погрузчиков, железнодорожных вагонов, автомобильного транспорта. Во-вторых, оснащенный одной грузовой стрелой, имеет увеличенную длину канатов, повышенные переменные нагрузки стрелы, что ведет к проблемам работы в свежую погоду, необходимости повышенных затрат на ремонт крана и снабжение его запасными частями. В-третьих, необходимость модернизации причалов для безопасной эксплуатации кранов. Все эти причины, а также проблемы капиталовложений, сдерживают широкое использование мобильных кранов, замену ими имеющихся портальных.
Появление мобильного портового крана дало толчок дальнейшего развития, что позволило соединить его преимущества с преимуществами портального крана в одной конструкции. С учетом современного состояния уровня автоматики и электроники это привело к появлению портальных кранов на автомобильном ходу. Примером такого крана может служить разработка немецкой фирмы Ardelt. Высокий, шириной 10,5 метров портал грузоподъемного крана обеспечивает беспрепятственный проезд железнодорожного, автомобильного транспорта, а также перегружателей практически большинства типов, что позволяет крану работать в стесненных условиях, в т.ч. на узких причалах. В транспортном положении при переходе с одной рабочей позиции на другую портал крана опирается на ходовые тележки с автомобильными колесами, часть которых служит движителем. При перемещении краном груза портал опирается о причал расположенными на тележках выдвижными опорами, суммарная площадь которых обеспечивает приемлемое безопасное удельное давление на поверхность причала.
Помимо электрического привода, возможности использования рельсового пути и 40-метрового вылета стрелы, заимствованных у портальных кранов, кран нового поколения получил увеличенную до 80 тонн грузоподъемность и дополнительное качество, пульт управления, перемещающийся по вертикали. Это предоставляет возможность докеру выбирать наилучшее его положение по высоте, что способствует повышению безопасности работы.
Среди недостатков портального портовых кранов с автомобильными движителями следует отметить необходимость дооборудования причалов устройствами для раскрепления кранов такого типа захватами по-штормовому.
Краткие выводы: во-первых, развитие портовых грузоподъемных кранов идет в направлении повышения их подвижности, что ведет к повышению коэффициента использования кранов, уменьшению их числа, необходимого для выполнения заданного объема работ, и снижению затрат на грузовые работы за счет уменьшения общей величины амортизации. Во-вторых, продолжается поддержание тесного взаимодействие грузоподъемных кранов с другими транспортными средствами, участвующими в технологии грузовых работ. В-третьих, предпринимаются конструктивные меры для обеспечения работы грузовых портовых кранов в свежую погоду. В-четвертых, в предшествующих конструкциях заимствуется лучшее и переносится в новые конструкции.