Introduction to Self-Propelled Modular Transporters
แนะนำระบบการทำงานของ Self-Propelled Modular Transporters
K. KUROJJANAWONG
23-Mar-2015
Abstract
SPMT (Self-Propelled Modular Transporters) เป็นระบบรถขนส่งแบบใช้คอมพิวเตอร์ควบคุม ซึ่งนิยมใช้กันมากในหลากหลายอุตสาหกรรมไม่ใช่เฉพาะในอุตสาหกรรม Oil and gas เท่านั้นแต่ยังนิยมในการขนย้าย ชิ้นส่วนโครงสร้าง สะพาน , Vessel หรือ อื่นๆ ด้วย โดยสามารถขนย้ายสิ่งของได้ตั้งแต่หลักไม่กี่ตัน จนไปถึงหลักกว่าหมื่นตันเลยทีเดียว ทำให้สามารถที่จะทำ Pre-fabrication ชิ้นส่วนใหญ่ในโรงงานหรือ fabrication yard ได้ก่อนแล้วทำการขนย้ายมายังสถานที่ก่อสร้าง ซึ่งช่วยประหยัดเวลาในการติดตั้ง และการเชื่อมต่อแต่ละชิ้นส่วนได้อย่างมาก โดยเฉพาะในโครงสร้าง Offshore ที่จำเป็นต้องลดจำนวนชิ้นส่วนโครงสร้างให้น้อยที่สุดเพื่อลด Offshore Welding ซึ่งยากในการควบคุมคุณภาพ หรือ ในงาน สะพาน ที่ชิ้นส่วนใหญ่จะช่วยลดเวลาในการติดตั้งที่อาจจะต้องมีการปิดการจราจร
บทความนี้จะแนะนำระบบการทำงานและความสามารถของ SPMT การประยุกต์ใช้งาน SPMT ในงานต่างๆ
Self-Propelled Modular Transporters (SPMT)
SPMT เป็นระบบรถขนส่งแบบใช้คอมพิวเตอร์ควบคุม ซึ่งนิยมใช้กันมากในหลากหลายอุตสาหกรรม ทั้งใน Petrochemical, Offshore, Power and Heavy Civil Engineering Industries ใน Shipbuilding Industry SPMT ถูกใช้ในการขนย้ายชิ้นส่วนของเรือในช่วงการก่อสร้าง ใน Transportation Industry มันถูกนำมาใช้ในการขนย้ายชิ้นส่วนของสะพานที่มีขนาด 100 ถึง 3000 ตัน ในขณะที่ใน Oil and Gas Industry SPMT ถูกนำมาใช้ในการขนย้ายทั้งชิ้นส่วนของโครงสร้างในช่วงก่อสร้าง และ complete Topsides และ Jacket โดยในปัจจุบันมีโครงสร้าง Offshore ที่ถูกขนย้ายด้วย SPMT หนักที่สุดถึงกว่า 13000 ตัน
โดยปกติ SPMT 1 unit จะมีประมาณ 4 ถึง 6 เพลา แต่ละเพลาจะมี 2 ล้อ ต่อฝั่ง (Multiple wheels) วางห่างกันไม่เกิน 5 ฟุต (1.5 ม) แต่ละยูนิตสามารถที่จะเชื่อมต่อกันได้ทั้งในทางยาวและทางข้าง (ดูรูปที่ 10) โดยมันจะถูกเชื่อมต่อกันโดยสายเคเบิลและควบคุมด้วย operator ที่ถือแผงควบคุมและคอยเดินไปพร้อมๆ กับ SPMT
รูปที่ 1 SPMT Connection Concept [2]
SPMT ในปัจจุบันสามารถที่จะเคลื่อนตัวได้ใน 360 องศารอบตัว และยังสามารถที่จะยกตัวเองขึ้นลงได้ในระยะความสูงหนึ่งอีกด้วย โดยมีระบบไฟฟ้าควบคุมใน 4 คำสั่งหลักๆ คือ Steer, Lift, Drive และ Brake โดยมันสามารถที่จะเคลื่อนที่เดินหน้า ถอยหลัง ไปด้านข้าง ไปเอียงๆ หรือเป็นมุมใดๆที่ต้องการ
รูปที่ 2 Typical SPMT Movement [2]
รูปที่ 3 SPMT Movement Capabilities [2]
รูปที่ 4 SPMT Steering Modes of Scheuerle SPMT 3000 [3]
SMPT ถูกควบคุมด้วยระบบที่เรียกว่า Electro-Hydraulic Motors ซึ่งเป็นการผสมผสานระหว่างระบบ Hydraulic, Mechanic และ Electrical สามารถจะบังคับให้แต่ละเพลาซึ่งโดยปกติสามารถที่จะเคลื่อนทีได้เป็นอิสระต่อกันให้มาอยู่รวมกันเป็นกลุ่มได้โดยการลิ้งค์ระบบไฮดรอลิคเข้าด้วยกันให้เกิดการเคลื่อนที่อย่างเป็นอิสระของ Hydraulic Fluid ภายในกลุ่มทำให้มันสามารถที่จะชดเชยแรงดันได้อัตโนมัติภายในกลุ่มของตัวเอง ในกรณีที่เคลือนที่ผ่านพื้นผิวที่ขรุขระ (ดูรูปที่ 4) และยังทำให้แต่ละเพลาในกลุ่มเคลื่อนที่ไปพร้อมๆ กันทั้งในแนวราบและในแนวดิ่ง รวมไปถึงการเลี้ยวรอบจุดหมุนจุดเดียวกันอีกด้วย
รูปที่ 5 SPMT Hydraulic Link System [9]
อย่างไรก็ดี การที่จะลิ้งค์ระบบไฮดรอลิคของทุกเพลาเข้าไปด้วยกันอาจจะทำให้เกิด Instability ในระหว่างขนย้ายได้ในกรณีที่มีการเสียการควบคุมเกิดขึ้น ทำให้มักจะมีการแบ่งระบบไฮดรอลิคออกเป็นอย่างน้อย 3 กลุ่มขึ้นไป (ดูไลน์ไฮดรอลิคสีฟ้าในรูปที่ 6) โดยปกติระบบ 3 Hydraulic Groups จะเป็นที่นิยมที่สุดเนื่องจากเป็นจำนวนกลุ่มที่น้อยที่สุดที่ทำให้ระบบเสถียรได้ด้วยตัวเอง และยังมี Torsion บนโครงสร้างน้อยที่สุดเมื่อเทียบกับการที่แบ่งจำนวนกลุ่มออกเป็นจำนวนมากขึ้น ถึงแม้ว่าจะมี Redundant ในการคอนโทรลมากขึ้นก็ตาม
รูปที่ 6 SPMT with 3-Hydraulic Group System [9]
รูปที่ 7 แสดงการใช้ระบบ 3 Hydraulic Group System ในการขนย้าย Jacket ขนาดหนัก 9000 ตัน รวมใช้ SPMT จำนวนทั้งหมด 330 เพลาในการขนย้ายครั้งนี้
รูปที่ 7 SPMT with 3 Hydraulic Group System for Jacket Loadout
รูปที่ 8 SPMT Vehicle Combination of Scheuerle SPMT 3000 [3]
โดยปกติ SPMT สามารถที่จะเคลื่อนที่แบบช้าๆ และเร็วๆ ได้ตามต้องการโดย SPMT ทั่วๆ ไปสามารถทำความเร็วได้ถึง 1.3 ม ต่อ วินาที (5km/h) ในบางยี่ห้อ สามารถทำความเร็วได้ถึง 3 ม ต่อ วินาที (11km/h) ขึ้นกับน้ำหนักของ Cargo และสภาพพื้นที่
SPMT แบบ 4 เพลา ความยาวโดยปกติคือ 6 ม (20 ฟุต) ส่วน SPMT แบบ 6 เพลา จะมีความยาว 30 ฟุต (9.1 ม) ไม่นับ Powerpack unit โดย Powerpack unit จะยาวประมาณ 13 ถึง 14 ฟุต (3.9-4.2 ม) โดยจะติดเข้าไปกับฝั่งใดฝั่งหนึ่งของ SPMT โดยทำหน้าที่จ่ายกระแสไฟฟ้า SPMT แต่ละตัวจะมีความกว้างโดยมาตรฐานคือ 8 ฟุต (2.4 ม) สำหรับแบบ 4 ล้อต่อเพลา และ 3 ม สำหรับแบบ 8 ล้อต่อเพลา กำลังน้ำหนักในจะไม่แน่นอนขึ้นกับยี่ห้อ ขนาด และ สภาพแวดล้อมในการทำงานนั้น
รูปที่ 9 SPMT 6-axle unit, 8 ft (2.4 m) wide (Left) and 10 ft (3 m) wide (Right) [1]
รูปที่ 10 SPMT Units Coupled Longitudinally and Laterally [courtesy of Goldhofer]
ความสูงของ SPMT โดยปกติอยู่ที่ 4 ฟุต (1.2 ม) จากพื้นดิน อย่างไรก็ดียังมีอีกหลายตัวแปรที่มีผลกับ ความสูงของ SPMT อย่างเช่น น้ำหนักสินค้า ความดันลมในล้อ ลักษณะของพื้นดิน ซึ่งล้วมีผลต่อ SPMT platform travel height ทั้งสิ้น โดยขนาดความสูงที่ดีที่สุดในการใช้งาน SPMT อยู่ที่ 44 ถึง 60 นิ้ว (111.7 ถึง 152.4 ซม) แต่ที่ความสูงประมาณ 36 ถึง 50 นิ้ว (91.4 ถึง 127 ซม) ก็ยังพอที่จะใช้งานได้อยู่
SPMT โดยทั่วๆ ไปจะยกตัวเองได้อย่างต่ำ 24 นิ้ว (60.9 ซม) แต่ที่มีอยู่ในตลาดปัจจุปันมีตั้งแต่ 36 ถึง 60 นิ้ว (91.4 ถึง 152.4 ซม) อย่างไรก็ดีในการใช้งานจริง vertical stroke จะอยู่ประมาณ 16 ถึง 20 นิ้ว (40.6 ถึง 50.8 ซม)
SPMT สามารถที่จะปรับระบบไฮดรอลิคในตัวเองเพื่อที่จะรักษาระนาบแนวราบไว้ได้อยู่เสมอ (ดูรูปที่ 5) ไม่ว่าจะเคลื่อนที่ผ่านพื้นที่ที่ขรุขระ หรือสูงต่ำยังไง โดยทั่วไปในความสูงต่ำขนาด 18 นิ้ว (45.7 ซม) หรือ slope ประมาณ 8% ยังถือว่าเป็นระยะที่ SPMT สามารถที่จะชดเชยผลจากส่วนนี้ด้วยระบบไฮดรอลิตในตัวอย่างไม่มีปัญหา โดยยังสามารถที่จะกระจายน้ำหนักบรรทุกลงไปในแต่ละ support ได้เหมือนเคลื่อนที่ในพื้นราบปกติ ระบบ vertical lifting system นี้สามารถที่จะติดตั้งหรือไม่ติดตั้งก็ได้ มันสามารถที่จะปรับตัวจนทำให้แต่ละเพลารับแรงได้เท่ากันหมดผ่านระบบ 3-points หรือ 4-points Hydraulic Suspension System ซึ่งประกอบไปด้วย Hydraulic Rams 2 ตัวในแต่ละเพลา (ดูรูปที่ 11) ยึดติดด้วย Hinged Elbow รองรับด้วย 2 ล้อในแต่ละฝั่ง (ดูรูปที่ 12) เมื่อมีการเคลื่อนทีผ่านจุดที่มีความสูงต่ำ ตัว Hydraulic System จะทำการปรับตัวเองโดยอัตโนมัติเพื่อที่จะให้ตัวเองอยู่ในสมดุลเหมือนไม่มีอะไรเกิดขึ้น
รูปที่ 11 SPMT Hydraulic Ram [3]
รูปที่ 12 SPMT Hinge Elbow [3]
SPMT ที่ถูกกรุ๊ปไว้เพื่อรองรับโครงสร้างในแต่ละจุดจะถูกยึดด้วยโครงสร้างเหล็ก หรือ Tie frame เพื่อไม่ให้เกิด differential movement มากเกินไปซึ่งจะทำให้โครงสร้างเสียหายจากการ twist ได้
รูปที่ 13 SPMT Steel Tie Frame [courtesy of ALE]
โดยทั่วๆ ไป แต่ละเพลาของ SPMT จะสามารถรับน้ำหนักได้ประมาณ 24 ถึง 30 ตัน ขึ้นกับขนาด และจะทำให้เกิดแรงกระทำบนพื้นที่ประมาณ 7.3 ถึง 9.7 ตัน ต่อ ดร.ม. (1500 ถึง 2000 psf) ขึ้นกับน้ำหนักของโครงสร้าง โดยปกติมักจะมีการเผื่อจำนวน SPMT เข้าไปเพื่อเพิ่มสัดส่วนความปลอดภัยในการขนย้ายเนื่องจากอาจจะมีบางส่วนที่เกิดการ overload ground bearing pressure ได้ ในการทำงานทั่วๆ ไปมักจะวางแผ่นเหล็กไปตามทางที่จะขนย้าย เพื่อที่จะช่วยในการกระจายแรงได้ดีขึ้นอีกด้วย
รูปที่ 14 SPMT Remote Control [courtesy of Goldhofer]
รูปที่ 15 ALE’s SPMT Dimension and Capacity [4]
ผู้ใช้งานควรที่จะคำนึงถึงกำลังรับแรงของพื้นที่ SPMT จะต้องเคลื่อนที่ผ่านด้วย น้ำหนักของสินค้ารวมกับน้ำหนักของ SPMT เองจะกระจายลงไปยังพื้นในปริมาณที่ค่อนข้างสูงพอสมควรขึ้นอยู่กับขนาดน้ำหนักของสินค้าและจำนวนเพลาของ SPMT ที่ใช้
รูปที่ 16 ให้ความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนเพลาของ SPMT, Ground Pressure และ ความหนาของพื้นที่ควรจะใช้เพื่อเป็นแนวทางในการพิจารณา
รูปที่ 16 Relationship between ground pressure and base preparation [1]
ความสามารถโดยทั่วไป SPMT สามารถศึกษาได้จากลิ้งค์ข้างล่าง โดยเป็นของบริษัท Mammoet และ Fagioli
Applications
การประยุกต์ใช้ SPMT ในแต่ละอุตสาหกรรมแสดงดังในรูปต่อไปนี้
รูปที่ 17 SPMT with Bridge Segment during Transportation
รูปที่ 18 SPMT with 600mt Refinery Vessel
รูปที่ 19 SPMT with Submarine Transportation [courtesy of Scheuerle]
รูปที่ 20 World Heaviest Load Moved by SPMTs-ALE’s SPMT of a 13,191.98mt PUQ deck, UAE, Apr 2014 [5]
References
[1] Federal Highway Administration, “Manual on Use of Self-Propelled Modular Transporters to Remove and Replace Bridges”, U.S. Department of Transportation, June 2007.
[2] M.L. Ralls, “Introduction on Use of Self-Propelled Modular Transporters (SPMTs) to Move Bridges”, Real Solution Webinar, National Highway Institute, June 2008.
[3] Scheuerle, “SPMT 3000”
[4] ALE, “Equipment Data Sheet – SPMT”
[5] ALE, “Job Sheet PUQ Deck”.
[6] Mammoet, “Mammoet World”
[7] Barnhart, “Self Propelled Modular Transporters – SPMT”
Offshore Structural Corner 
One thought on “Introduction to Self-Propelled Modular Transporters (SPMT)”