冷庫環(huán)境下貨架的設(shè)計與應(yīng)用

1、冷庫環(huán)境下貨架的設(shè)計與應(yīng)用上海史必諾物流設(shè)備有限公司 / 孫昌翰摘?要：冷庫較高的建設(shè)和維護成本，是當(dāng)前制約冷鏈物流發(fā)展的重要因素。強化貨架系統(tǒng) 在冷庫中的規(guī)劃 設(shè)計及應(yīng)用，為企業(yè)提高冷庫作業(yè)效率及冷庫利用率提供了切實可行的 解決方案。本文列出設(shè)計冷庫貨架時需考慮的主要因素，并結(jié)合上海史必諾物流設(shè)備有限 公司在危地馬拉實施項目中庫架合一的實際案例，對相關(guān)問題進行了具體分析。 關(guān)鍵詞：冷庫 貨架 設(shè)計 應(yīng)用近年來，中國冷鏈物流呈快速增長的勢頭，逐漸成為物流行業(yè)中發(fā)展最快 最具活力 的領(lǐng)域之一。然而，冷庫較高的建設(shè)和維護成本，是當(dāng)前制約冷鏈物流發(fā)展的重要因素。在此情況下，強化貨架系統(tǒng)在冷庫中的規(guī)劃

2、、設(shè)計及應(yīng)用，為企業(yè)提高冷庫作業(yè)效率及冷 庫利用率提供了切實可行的解決方案。設(shè)計冷庫貨架需考慮的因素設(shè)計冷庫貨架時，首先需要區(qū)分冷庫。高溫冷庫，需要將產(chǎn)品溫度控制在0C至4C或6C之間，儲存類型較多的產(chǎn)品為：蔬菜、水果、新鮮牛奶、冷鮮肉等；低溫冷庫，需要將 產(chǎn)品溫度控制在-18 C或-20 C,儲存類型較多的產(chǎn)品為：冷凍肉類；速凍食品，如速凍水 餃、速凍面點；冰激凌等。實際案例中，常見的為 -18 C的冷庫。和常溫庫相比，貨架應(yīng)用在冷庫中時，通常需要從以下幾個方面考慮設(shè)計環(huán)節(jié)：1. 選擇合適的貨架鋼材材質(zhì)低溫環(huán)境對鋼材應(yīng)用有具體要求，應(yīng)具有良好的低溫韌性和延展性，以避免發(fā)生脆性破壞。貨架中常用

3、的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235，等級之分，主要是因為沖擊的溫度有所不同。有 Q235A Q235B Q235G Q235D Q235E不同A指不做沖擊，B是在20r以上，C是在0°C以上，D是在-20 C以上、E是在-40 C以上,A到E所不同的，是它們各自性能中沖擊溫度的不同。1。其次，普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 A/B/C/D 也代表著微量元素的含量不同，參見表A/B/C/D 由于微量元素的含量成分不同，質(zhì)量等級越來越高，在低溫中的性能表現(xiàn)也 越來越好。一般情況下，會使用 Q235D乍為冷庫貨架的主要材質(zhì)。緊固件的制作，在低溫環(huán)境下通常采用高鎳鉻（如 Cr18Ni9 型）合金鋼或者有色金屬（如銅

4、、鋁）材料，它們幾乎不表現(xiàn)出低溫脆性。鋼質(zhì)材熱膨脹系數(shù)為X10-5/C；混凝 土熱膨脹系數(shù)約為X 10- 5/C,兩者比較接近，在溫差40C以內(nèi)時均可有效連接。2. 選擇合適的貨架系統(tǒng)冷庫可以毫不夸張的用“寸土寸金”來形容，選擇合適的貨架系統(tǒng)，為客戶用足每 立方米，達到最大的倉庫利用率，是貨架供應(yīng)企業(yè)需要著重考慮的因素。以下為幾種常見 的冷庫貨架類型：庫架合一：庫架合一是理想的高位存儲系統(tǒng)，把倉庫屋頂和側(cè)墻直接固定在貨架上， 免去了倉庫的建造工作。倉庫利用率最高，長期投資回報率也最高。同時，對貨架的技術(shù) 要求也很高。穿梭式貨架系統(tǒng)：是由穿梭式托盤貨架、穿梭車以及叉車組成的完整的高密度存儲系 統(tǒng)

5、。這種高效率的存儲方式，為提高倉庫空間利用率帶來全新的選擇。穿梭式貨架系統(tǒng)是 目前非常流行的半自動化系統(tǒng)，可以實現(xiàn)較低投資下的冷庫半自動化。同時也可以結(jié)合子母車、堆垛機、倉庫管理軟件變身為中小型的穿梭式立體倉庫系統(tǒng)。駛?cè)胧截浖芟到y(tǒng)：是傳統(tǒng)的高密度存儲系統(tǒng)，叉車駛?cè)胴浖芤源嫒⊥斜P，這些托盤被 置于懸臂導(dǎo)軌上，可以在貨架系統(tǒng)內(nèi)移動。這種系統(tǒng)相對來說投資最小，但是對叉車工的 要求相對較高，對于流量比較大的冷庫，可能需要較多的叉車工進行操作。當(dāng)然，還有其他的貨架類型，如雙深度托盤式貨架、后推式貨架系統(tǒng)、重力式貨架系統(tǒng)，主要根據(jù)客戶的不同要求來選擇。總體來說，沒有最好，只有最適合。3. 選擇合適的貨架表

6、面處理方式噴涂（環(huán)氧聚酯靜電粉末噴涂）是最常見的貨架表面處理方式。對于防腐防銹要求不 是很嚴苛的冷庫，適用性非常好，經(jīng)濟實用。相對于噴涂，熱鍍鋅（熱浸鋅和熱浸鍍鋅）成本更高，造價高出40%左右。熱鍍鋅是 將除銹后的鋼件浸入500C左右融化的鋅液中，使鋼構(gòu)件表面附著鋅層，從而起到防腐的 目的。如果客戶對防腐防銹要求比較高而且對成本不太敏感，可以采用熱鍍鋅的表面處理 方式。很多情況下也可以靈活處理，根據(jù)具體情況采取不同的表面處理方式以達到最優(yōu)解，比如駛?cè)胧较到y(tǒng)，主體貨架采用噴涂方式，放于地面的地導(dǎo)軌可以用熱鍍鋅，從而達到最 好的成本優(yōu)勢和使用效果。4. 其他方面的考慮冷庫貨架設(shè)計還需考慮其他因素，

7、如：冷庫中焊縫焊條的選擇， 需對應(yīng)焊接母材材質(zhì)與焊接工藝要求， 并確保焊縫焊接質(zhì)量。應(yīng)考慮冷庫中結(jié)霜的特性，計算貨架選型時應(yīng)適當(dāng)考慮其增重，并考慮客戶制冷、除 霜工藝對結(jié)構(gòu)噴涂層的抗腐蝕要求。貨架立柱柱腳處地腳錨栓的冷橋（房屋外墻轉(zhuǎn)角、內(nèi)外墻交角、樓屋面與外墻搭接角 處，會產(chǎn)生水霧吸附于墻面的現(xiàn)象，這時會出現(xiàn)外墻的墻體內(nèi)露水凝結(jié)“流淚” 、“冒汗”、“發(fā)霉”、房屋潮濕、霉變的現(xiàn)象）作用需要考慮與避免。具體到每個工程，以上因素是否全部考慮或考慮得是否經(jīng)濟合理，需要根據(jù)具體情況具體分析。結(jié)合工程實際，了解并響應(yīng)客戶的實際需求，竭誠為客戶創(chuàng)造經(jīng)濟效益，是工 程設(shè)計的根本宗旨。具體實施案例下面以史必諾

8、在危地馬拉實施項目中庫架合一冷庫為例，結(jié)合實際，整體展示史必諾冷庫貨架的設(shè)計過程。此項目位于中美洲危地馬拉， 一期庫架合一由雙深度托盤貨架組成， 占地 1200平方米， 二期由雙深度托盤貨架和駛?cè)胧截浖芙M成，占地 2000平方米，貨架總高 14米，是一個典 型的中型冷庫庫架合一方案。此項目的主要目的，是為客戶打造一個中型實用型的庫架合一型冷庫。在此方案規(guī)劃前期，由于庫架合一的特殊性，我們需要考慮地震、風(fēng)災(zāi)、雪災(zāi)等因素都會影響到貨架的 立柱選型。在滿足客戶儲位條件下，合理的通道方向和布局也是我們需要考慮的。通過有 限元分析，我們選用Q345D材質(zhì)制作貨架。和傳統(tǒng)的 Q235相比，相同立柱截面下

9、Q345鋼 材有更高的屈服強度，其中 D表示質(zhì)量等級更高、在冷庫中的表現(xiàn)更好。在貨架類型選擇中，考慮到客戶要求的經(jīng)濟適用性，選用雙深度托盤貨架和駛?cè)胧截?架來搭建主體，達到了比較好的投資回報和較高的倉庫空間利用率。雙深度托盤貨架叉車每邊可以取兩托貨物，比傳統(tǒng)的單深度托盤貨物效率高很多，平均貨位利用率為90%，隨時存儲率 50%，地面使用率 45%。駛?cè)胧截浖芊浅＿m合于大批量的貨物存儲，一般情況下遵 循先進后出的取貨順序（除非是貫通式） ，平均貨位利用率 70%，隨時存儲率 25%，地面使用率 65%。上述兩種貨架系統(tǒng)都比較適合在冷庫環(huán)境中使用。當(dāng)然，在一個庫架合一倉庫 中同時出現(xiàn)兩種不同的貨架

10、系統(tǒng)，會給設(shè)計帶來較大難度。這種情況下需要特別注意兩個 系統(tǒng)之間頂拉門片的連接，特別是連接件的力學(xué)性能及穩(wěn)定性，適當(dāng)?shù)牡胤叫枰M行現(xiàn)場 焊接。由于集裝箱長度的限制， 一根 14米長的立柱需要由兩根立柱拼接， 需要注意低溫環(huán)境 對拼接的影響。拼接的節(jié)點，需使用適合冷庫環(huán)境下的高強螺栓。安裝過程中，底座需預(yù)裝，門片也應(yīng)預(yù)先拼裝好以后整體起吊，也可以一個單元掛好 橫梁以后整體起吊，這對吊裝提出了更高的要求， 吊裝吊點基本控制在貨架長度的 1/3 處， 這樣整體穩(wěn)定性最好。冷庫中風(fēng)機需安裝在貨架橫梁上，置于貨架最頂層。在工作現(xiàn)場，項目經(jīng)理需要強化規(guī)范管理， 以保證項目安全、 整體進度和實施質(zhì)量， 以滿足客戶的要求。 此案例一期于 2013年5月至 2014年2月完成設(shè)計，制造及安裝得到了客戶高度評價。目前二期倉庫貨架正在生產(chǎn)制造中。三、未來發(fā)展趨勢目前，隨著人們對高品質(zhì)生活的追求不斷提高，冷庫需求增加，也對冷庫貨架的設(shè)計 水平提出了更高的要求。發(fā)展趨勢上，冷庫貨架呈現(xiàn)出了向更密集、半自動化 / 自動化的方 向靠攏。如，穿梭車貨架系統(tǒng)逐步替代傳統(tǒng)的駛?cè)胧截浖芟到y(tǒng)，越來越被企業(yè)所接受。同