W australijskiej normie dotyczącej badania regałów jest napisane, że słupy trzeba kotwić za pomocą 2 śrub. Co ciekawe, zmiana ta nastąpiła całkiem niedawno, co znaczy, że ktoś zwrócił uwagę na ten problem. A w Europie ?

 

No właśnie. Czy temat wymagający co najwyżej podstawowej wiedzy z zakresu budowy maszyn może być ciekawy? Oczywiście, że tak i to bez dwóch zdań. Zwłaszcza, że chodzi tu o bezpieczeństwo i zagrożenia płynące z niewłaściwego mocowania.

 

W kontekście badań (przeglądów) i projektowania regałów oraz bezustannie wałkowanych aspektów związanych z odkształceniami, kwestia mocowania schodzi na drugi plan. A to przecież tutaj się wszystko zaczyna. Montaż regałów kończony mocowaniem do posadzki, obciążenie od regałów biegnące ku dołowi słupów, moment ścinający i zginający występujący przy kontakcie z wózkiem lub paletą czy też pochodzący od nierównomiernego rozłożenia ciężaru na regale… Jeśli teraz, uświadomimy sobie, że na jeden słup przypada niejednokrotnie obciążenie np. 5000 kg, a powierzchnia przekroju słupa ma 6-8 cm², to wyobrażenie o sztywności i wytrzymałości konstrukcji zaczyna się zmieniać. Kotwienie słupów w takich warunkach przy pomocy jednej śruby jest pewnego rodzaju ignorancją bezpieczeństwa. I ta właśnie jedna, niewinna „śrubka” odgrywa dzisiaj główną rolę w naszym skromnym artykule.

    

Twierdzimy, że mocowanie regałów przy pomocy tylko jednej kotwy jest błędem i w większości przypadków skutkuje deformacją regałów.

 

Kwestia montażu regałów to nie tylko przedsięwzięcie techniczne czy późniejszy odbiór regałów, ale przede wszystkim ich eksploatacja i wynikające z niej bezpieczeństwo. Nie trzeba wykonywać specjalistycznych ekspertyz regałowych, aby zgodzić się z choćby częścią poniższych argumentów:

1) mocowanie regałów do posadzki, jest nie mniej istotnym elementem niż odkształcenia belek i słupów, gdyż wpływa na aspekt stabilności konstrukcji,

2) uszkodzenia regałów mające źródło w nieprawidłowym mocowaniu występują stosunkowo często,

3) jakość mocowania jest bardzo trudna do sprawdzenia, choćby dlatego, że żaden zarządca magazynu nie będzie wykonywać dokładnych oględzin setek kotew podczas montażu, już nie mówiąc po jego zakończeniu,

4) mocowanie regałów do posadzki jest, jak już wspomnieliśmy powyżej „bagatelizowane”, zarówno przez dostawców jak i odbiorców sprzętu,

5) występuje dużo dodatkowych czynników, które są bardzo ważne, a na które wiele firm zupełnie nie zwraca uwagi (jak np. kwestie dylatacji, jakości kotew, analizy posadzki, itd.),

6) wobec sytuacji, w której przepisy zakładają (a więc dopuszczają) występowanie określonych sił pochodzących np. od wózków, ścięcie jednej kotwy (i utrata mocowania przez słup) jest tym prostsze im mniej tych kotew się w tym słupie znajduje.

 

Z naszych badań jednoznacznie wynika, że jedna kotwa nie zabezpiecza słupów przed ich deformacjami, nawet jeśli nie wynikają one z obciążeń o charakterze udarowym. Oczywiście, przy dwóch kotwach, skręcanie jest również możliwe (kotwy nie eliminują sił skręcających, ale zapobiegają powstawaniu określonych efektów od nich pochodzących) i chyba nikt nie będzie podważał faktu, że podwojenie sił znajdzie swoje uzasadnienie zarówno w praktyce jak i w obliczeniach.

Przypomnijmy sobie, co na temat kotwienia stóp mówi norma dotycząca „Zastosowania i utrzymania urządzeń do składowania”. Otóż, w rozdziale dotyczącym składania i montażu regałów, w podrozdziale mówiącym o aspektach montażu podlegających nadzorowi, jest napisane, że ilość i typ elementów mocujących określane są przez dostawcę urządzeń, a także, że słupy regałów powinny zostać zakotwione do posadzki zgodnie z instrukcjami dostawcy. Innymi słowy: to producent określa jak bardzo bezpieczna ma być nasza konstrukcja. Co to oznacza dla użytkownika regałów ?

No cóż, w dobie trudnych czasów, ciągłego szukania oszczędności i zmniejszania kosztów produkcji, możemy się spodziewać, że kwestia bezpieczeństwa może zejść na drugi plan, a już na pewno jeśli przepisy pozostawiają ku temu odpowiednie pole do działania. Współczynniki bezpieczeństwa nie mają już tych samych wielkości co kiedyś), rodzaj i pochodzenie stali są już rzadko podawane przez producentów, a same konstrukcję są już wykonywane z coraz to cieńszej blachy. Ale co z naszymi kotwami ? Bezpośrednim efektem szukania oszczędności jest mocowanie stóp do posadzki za pomocą jednej kotwy mocującej. Nie robią tego wszyscy, ale nie jest to też zjawisko sporadyczne. Co gorsze, taka praktyka jest widoczna u czołowych producentów regałów, a więc tych, którzy (dobre) standardy raczej wyznaczają, zamiast ich powielać.

 

Mocowanie za pomocą jednej kotwy mocującej zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia efektów działania sił ścinających, zginających czy też skręcających. Dla pierwszych dwóch, efekty mogą być podobne: ścięcie kotwy, pęknięcie, „wybicie słupa”, itp. W przypadku skręcania obraca się stopa lub stopa i słup jednocześnie. Jak to wygląda w rzeczywistości ? Przedstawiają to załączone obrazy. Co ważne to fakt, że skręcanie nie musi powstawać w wyniku uderzenia wózkiem. Występujące i niewidoczne jednocześnie gołym okiem mikrodrgania, pochodzą od wielu elementów i mogą się kumulować. Występuje tu obciążenie od ładunków (zwielokrotnione w przypadku przeciążenia regałów), które może być nierównomierne i wywoływać powstawanie określonych momentów sił, posadzka może bezustannie pracować, pojawiają się drgania od przejeżdżających kilkutonowych wózków, drgania od wielokrotnie cięższych niż wózki maszyn produkcyjnych, itd.

Do czego może doprowadzić taki stan rzeczy ? W przypadku ścięcia kotwy, „wolny” słup nie będzie stawiał większych oporów ciężkiemu wózkowi, nawet nieobciążonemu i jadącemu z możliwie małą prędkością, zwłaszcza, że struktura słupa już została pewnie naruszona. Przesunięcie słupa będącego elementem sztywnej konstrukcji może doprowadzić do zawalenia regału. Progresywne skręcanie się słupa może z kolei skutkować naruszeniem struktury wewnętrznej i spowodować choćby pękanie elementu. Na ten argument mamy potwierdzenie w postaci informacji od czołowego producenta regałów, który zrealizował badania na skręcanie. Udowodniono tam, że skręcony słup ma obniżoną nośność, co wcale nie jest zaskoczeniem. Tym, którzy mają małe dzieci w domu, proponujemy eksperyment z walcem plasteliny. Wystarczy ją lekko skręcać (bez ściskania, zginania czy rozciągania), a efekt pojawi się po chwili.

 

Obecność dwóch kotew mocujących zabezpiecza nas przed niepożądanymi sytuacjami, a przynajmniej znacznie ogranicza ryzyko uszkodzeń, gdyż:

1) odchylenie słupa (poprzez przyłożenie odpowiedniej siły zewnętrznej) zamocowanego przy pomocy 2 kotew wymaga znacznie większej siły (teoretycznie 2-krotnej),

2) obecność 2 kotew sprawia, że ich ścięcie (w zależności od miejsca działania siły zewnętrznej) wymagałoby siły 2-krotnie większej niż w przypadku mocowania za pomocą jednej kotwy,

3) „swobodne” skręcanie stopy wokół osi kotwy jest wyeliminowane.

 

Oczywiście, znajdziemy wiele magazynów, gdzie składowanie jest „lekkie”, regały spokojnie stoją, handlowiec dał słowo honoru, że wszystko będzie działać dobrze i nie ma czego uzasadniać… I nawet rzeczywiście tak może być. No, ale my mówimy o niepożądanych sytuacjach i taką właśnie obejmiemy magazyn z systemem regałowym o pojemności skromnych 5.000 miejsc paletowych i normalnym natężeniu ruchu wózków. Co liczymy ? Spróbujmy policzyć, czy i kiedy zwróci nam się podwójny montaż kotew. Zakładamy więc: 5.000 miejsc paletowych, 0+3 poziomy składowania w gniazdach 2700 mm, a więc 12 miejsc paletowych w gnieździe, a więc 417 zatok, a więc ok. 420 ram, a więc 840 słupów. Dla tej ilości słupów mamy więc do wyboru montaż: 840 kotew lub 1680 kotew.

Sprawa zatem sprowadza się do montażu 840 kotew, a na to potrzebne są: czas i 840 szt. kotew. Wartość kotwy to 2 zł. Spróbowalibyśmy jeszcze oszacować wartość pracy (np. w jednostce roboczogodzin) potrzebnych na montaż kotew, ale koszty te są z reguły ukryte w kwocie łącznej na zakup regałów. Stąd cena za kotwę obejmuje też montaż. Wartość zamontowanych dodatkowo kotew to 1680 zł. Załóżmy teraz, że wartość naszego słupa to 300-400 zł. W magazynie o pojemności 5.000 miejsc paletowych, nie jest niczym nietypowym wystąpienie tego typu błędów. Ogólna kalkulacja mówi nam, że już przy wymianie 4-go czy 5-go słupa, następuje zwrot z „inwestycji”, a nie uwzględniamy tu kosztów pracy. Konieczne jest tu podjęcie specjalnych działań (wyłączenie fragmentu magazynu z użytkowania i zablokowanie pracy, rozładowanie i późniejsze załadowywanie regałów, czynności związane z wymianą, dodatkowe koszty pracy serwisu, itd.), które pochłaniają różne zasoby.

 

W niniejszej części, nakreśliliśmy ogólnie problem związany z kotwieniem słupów, który notorycznie występuje w praktyce. Uzasadnienie dla podwójnego kotwienia słupów jest policzone dość ogólnie, ale zupełnie oddaje prawidłowość takiego postępowania. Podkreślamy, że natychmiastowy montaż przy pomocy jednej kotwy, eliminuje w zasadzie łatwą możliwość eliminacji późniejszych problemów. Dobra praktyka mówi, że takie rozwiązanie sugeruje dostawa i/lub montażysta regałów, a w interesie Inwestora jest wyegzekwowanie tego. To zagadnienie omówimy w 2-giej części artykułu. Z kolei w 3-ciej zajmiemy się kwestią, co robić, gdy regały już zostały zamontowane.

 

Tomasz Chojnacki, ESPERTO Projektowanie Systemów Logistycznych

Foto: ESPERTO