冷庫環(huán)境下貨架的設計與應用

1、冷庫環(huán)境下貨架的設計與應用上海史必諾物流設備有限公司 / 孫昌翰摘?要：冷庫較高的建設和維護成本，是當前制約冷鏈物流發(fā)展的重要因素。強化 貨架系統(tǒng)在冷庫中的規(guī)劃、設計及應用，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。本文列出設計冷庫貨架時需考慮的主要因素，并結合上 海史必諾物流設備有限公司在危地馬拉實施項目中庫架合一的實際案例，對相關問 題進行了具體分析。關鍵詞：冷庫、貨架、設計、應用近年來，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 具活力的領域之一。然而，冷庫較高的建設和維護成本，是當前制約冷鏈物流發(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)

2、劃、設計及應用，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。一、設計冷庫貨架需考慮的因素設計冷庫貨架時，首先需要區(qū)分冷庫。高溫冷庫，需要將產品溫度控制在o c至 4C或 6c之間，儲存類型較多的產品為：蔬菜、水果、新鮮牛奶、冷鮮肉等； 低溫冷庫，需要將產品溫度控制在-18C或-20C,儲存類型較多的產品為：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 -18c的冷庫。和常溫庫相比， 貨架應用在冷庫中時， 通常需要從以下幾個方面考慮設計環(huán)節(jié)：1. 選擇合適的貨架鋼材材質低溫環(huán)境對鋼材應用有具體要求，應具有良好的低溫韌性和延展性，以避免發(fā) 生脆性破壞

3、。 貨架中常用的普通碳素結構鋼 Q235 ，有 Q235A 、 Q235B 、 Q235C 、Q235D 、Q235E 不同等級之分， 主要是因為沖擊的溫度有所不同。 A 指不做沖擊，B 是在 20C以上，C 是在 0C以上，D 是在-20C以上、E 是在-40C以上，A 到 E 所不同的，是它們各自性能中沖擊溫度的不同。其次，普通碳素結構鋼 A/B/C/D 也代表著微量元素的含量不同，參見表 1 。A/B/C/D 由于微量元素的含量成分不同， 質量等級越來越高， 在低溫中的性能 表現(xiàn)也越來越好。一般情況下，會使用 Q235D 作為冷庫貨架的主要材質。緊固件的制作， 在低溫環(huán)境下通常采用高鎳鉻

4、 （如 Cr18Ni9 型）合金鋼或者有 色金屬（如銅、鋁）材料，它們幾乎不表現(xiàn)出低溫脆性。鋼質材熱膨脹系數為 1.2X10 5/C；混凝土熱膨脹系數約為 0.7X10 5/C,兩者比較接近，在溫差 40C以內時均可有效連接。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 足每一立方米，達到最大的倉庫利用率，是貨架供應企業(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， 對貨架的技術要求也很高。穿梭式貨架

5、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)。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駛入式貨架系統(tǒng)：是傳統(tǒng)的高密度存儲系統(tǒng)，叉車駛入貨架以存取托盤，這些 托盤被置于懸臂導軌上，可以在貨架系統(tǒng)內移動。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)，主要根據客戶的

6、不同要求來選擇?？傮w來說，沒有最好，只有最適合。3.選擇合適的貨架表面處理方式噴涂（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，比如駛入式系統(tǒng)， 主體貨架采用噴涂方式， 放于地面的地導軌可以用熱鍍鋅， 從而

7、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計還需考慮其他因素，如：冷庫中焊縫焊條的選擇，需對應焊接母材材質與焊接工藝要求，并確保焊縫焊 接質量。應考慮冷庫中結霜的特性，計算貨架選型時應適當考慮其增重，并考慮客戶制 冷、除霜工藝對結構噴涂層的抗腐蝕要求貨架立柱柱腳處地腳錨栓的冷橋（房屋外墻轉角、內外墻交角、樓屋面與外墻 搭接角處， 會產生水霧吸附于墻面的現(xiàn)象， 這時會出現(xiàn)外墻的墻體內露水凝結“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濟合理，需要根據具 體情況具體分析。結合工程實際，了解并響應客戶的

8、實際需求，竭誠為客戶創(chuàng)造經 濟效益，是工程設計的根本宗旨。二、具體實施案例下面以史必諾在危地馬拉實施項目中庫架合一冷庫為例，結合實際，整體展示 史必諾冷庫貨架的設計過程。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入式貨架組成，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、風災、雪災等因素都會 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

9、的。通過有限元分析，我們選用 Q345D 材質制作貨架。和傳統(tǒng)的 Q235 相比，相同立柱截面下 Q345鋼材有更高的屈服強度，其中 D 表示質量等級更高、 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濟適用性，選用雙深度托盤貨架和駛 入式貨架來搭建主體，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% 。駛入式貨架非常適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） 位利用率 70% ，隨時存儲率 25% ，地面使用

10、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。 當然，在一個庫架合一倉庫中同時出現(xiàn)兩種不同的貨架系統(tǒng)， 會給設計帶來較大難度。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性能及穩(wěn)定性，適當的地方需要進行現(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)，平均貨境對拼接的影響。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，底座需預裝，門片也應預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制造中。三、未來發(fā)展趨勢目前，隨著人們對高品質生活的追求不斷提高，冷庫需求增加，也對冷庫貨架 的設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)的駛入式貨架系統(tǒng)， 越來 越被企業(yè)所接