Laitossuunnittelu on tarkkaa palapeliä

Nordkalkille Ouconsin suunnittelema lajittelulinja

Nordkalk Oy Ab:n Paraisten kaivoksella on pitkät perinteet. Marmorimaista kalkkikiveä on paikkakunnalla louhittu 1600-luvulta saakka, ja yhtiöitettynäkin vuodesta 1898 alkaen. Tänä päivänä kokonaislouhintamäärä on noin 2 miljoonaa tonnia, josta kalkintuotantoon päätyy 1,3 miljoonaa tonnia. Loput 700 000 tonnia on niin sanottua sivukiveä, jota hyödynnetään muun muassa tienrakennuksessa. Kalkkituotannosta puolet toimitetaan suoraan paikalliselle sementtitehtaalle ja puolet raaka-aineeksi muun muassa elintarvike- ja metalliteollisuudelle.

Paraisilla kalkkikiven matka alkaa avolouhokselta ja jatkuu satakunta metriä maan alle kallioon louhittuun karkeamurskaamoon. Murskaamosta kaksi kuljetinta siirtää kiviaineksen primääriseulan läpi maanpäälliselle lajittelulaitokselle, jossa se kulkee neljällä linjalla raekoon mukaisesti jaoteltuna. Lajittelulinjoilla massasta erotellaan optisesti tuotantoon kelpaamaton raaka-aine, minkä jälkeen seulan läpäisseen kalkkikiven koostumus vielä analysoidaan laadukkaan lopputuloksen varmistamiseksi.

– Käsittelemme kiviainesta, joka ominaisuuksiensa puolesta haastaa kuljetin- ja lajittelulinjastoja. Lisäksi olosuhteet laitoksella ovat hyvin kosteat, mikä tuo oman rasitteensa teräsrakenteille. Linjastojen käyttöikä onkin vain noin 10-15 vuotta. Investointikustannusten tasaamiseksi linjastoja uusitaan vuorotellen, kertoo Nordkalkin Paraisten toimipisteen kunnossapitopäällikkö Sami Lindström.

Lajittelulaitoksen viitoslinja uusiksi

Viimeisin investointi Paraisilla oli lajittelulaitoksen karkeampaa kiviainesta lajitteleva niin sanottu viitos-
linja, joka oli käyttöiältään tiensä päässä. Esimerkiksi varaosia laitteisiin oli hankalasti saatavilla, mikä vaikeutti linjan käyttöä ja kunnossapitoa.

Syksyllä 2018 järjestetyssä kilpailutuksessa linjan pääsuunnittelijaksi valittiin Comatec Groupiin kuuluva Oucons Oy. Asennukset päästiin aloittamaan marraskuussa 2019, ja käyttöönottoa viimeisteltiin marras-joulukuun taitteessa.

– Uusien laitteiden ja tarvittavien rakenteiden sijoittaminen olemassa olevaan ympäristöön on aina melkoista palapeliä – tilat ovat ahtaat ja osat nostetaan asennuspaikalle erillisen nostoluukun kautta. Yllätyksiltä ei voida välttyä, mutta kaiken kaikkiaan asennukset sujuivat ilman isompia ongelmia. Siitä kiitos onnistuneen suunnittelun ja paikallisen pääurakoitsijamme. Käyttöönoton viimeisessä vaiheessa optista lajittelijaa opetettiin erottamaan kivilaatuja toisistaan, mutta nyt linja toimii jo täydellä teholla, Lindström sanoo.

Nykyaikaiset suunnittelumenetelmät

Oucons Oy:llä on pitkä kokemus materiaalinkäsittelyjärjestelmien ja kuljettimien sekä niihin liittyvien teräsrakenteiden suunnittelusta.

– Kohteen laitossuunnittelijana vastasimme käytännössä päälaitteiden toiminnallisesta sijoittelusta sekä tukirakenteiden ja hoitotasojen suunnittelusta. Haastaviin olosuhteisiin suunniteltaessa erityisesti rakenteiden lujuus, asennettavuus ja käytettävissä oleva tila tulee huomioida, kertoo Oucons Oy:n liiketoimintapäällikkö Timo Viljanen.

Laitossuunnittelu aloitettiin esisuunnitteluvaiheella, jonka aikana kerättiin aineistoa, luonnosteltiin uusittavien laitteiden tuentoja ja muita järjestelyitä sekä mitoitettiin rakenteita. Varsinaisessa suunnitteluvaiheessa rakenteiden yksityiskohdat viimeisteltiin ja tuotettiin valmistus- ja asennuspiirustukset kohteen pääurakoitsijan käyttöön.

Suunnittelussa hyödynnettiin uusittavasta linjastosta erikseen teetettyä 3D-skannausaineistoa ja valokuvia perinteisten rullamitan ja ruutupaperin sijaan.

– Nykyaikaiset suunnitteluohjelmat ja -käytännöt ovat edellytys onnistuneelle laitossuunnittelulle. Esimerkiksi Nordkalkin uusi lajittelulinja tuli sijoittaa ahtaaseen tilaan, mikä vaati suunnittelulta tarkkuutta. Kolmiulotteisen mallin avulla sijoitettavat rakenteet ovat juuri oikean kokoisia, mikä nopeuttaa ja helpottaa varsinaista asennustyötä. Kiviaineksen käsittelyssä linjastot ovat kovilla, ja pystyimme suunnittelussa hyödyntämään materiaalikäsittelyn tuntemustamme esimerkiksi linjan loppupään suppilorakenteen suunnittelussa sekä tukirakenteiden mitoituksessa ja värähtelytarkasteluissa, Viljanen lisää.

Monien tekijöiden summa

Nordkalk vastasi itse laitetoimittajien kilpailutuksesta ja valinnasta. Suunnittelua varten Oucons sai laitetoimittajilta tiedot esimerkiksi huoltoluukkujen sijainnista, koosta ja avautumissuunnasta. Hyvään lopputulokseen päästiin eri toimijoiden sujuvalla yhteistyöllä.

– Aikaisempaan lajittelulinjaan verrattuna tämä uusi vaikuttaa jo nyt toimivammalta. Erityisesti kunnossapitoa ajatellen isot hoitotasot lisäävät työergonomiaa ja -turvallisuutta. Seuraava vastaava investointi tullee ajankohtaiseksi muutaman vuoden päästä ja tavoitteenamme on ehdottomasti yhtenäistää laitekantaa uuden linjan mukaiseksi. Nykyisellään eri toimittajien eri ikäiset laitteet vaikeuttavat muun muassa varaosien hankintaan ja tuovat lisähaasteen käytettävyyteen, ennakoivan kunnossapidon suunnittelija Johan Pelto Nordkalkilta sanoo.

Myös Ouconsin Timo Viljanen on tyytyväinen lopputulokseen.

– Hyvän yhteistyön ansiosta saimme laitetoimittajilta kattavat lähtötiedot, ja lisäksi pääsimme laitokselle tutkimaan linjastoja ja niiden rakenteita ennen varsinaisen suunnittelutyön alkua. Teimme Nordkalkin Paraisten tehtaan kanssa yhteistyötä nyt ensimmäistä kertaa, ja siksi oli tärkeää perehtyä laitoksen toimintaan huolella. Joskus kannattaa hyödyntää olemassa olevia hyviä ratkaisuita, mutta toisinaan päädymme ehdottamaan jotain mielestämme parempaa tapaa esimerkiksi rakenteiden kiinnittämiseen tai tukemiseen, Viljanen sanoo.

3D-malli tuo varmuutta linjasuunnitteluun

Nordkalkin Paraisten lajittelulaitoksen viitoslinjan suunnittelussa hyödynnetiin 3D-skannausta. Skannauksessa kameralaitteistolla kuvataan haluttu alue suhteessa määriteltyyn kiintopisteeseen.

– Skannauksen tuloksena saimme kattavan 3D-mallin alueesta rcs-muodossa sekä havainnollistavia panoraamavalokuvia. 3D-malli tuotiin sellaisenaan suunnitteluympäristöön ja sitä hyödynnettiin rajapintojen tarkastelussa sekä laitteiden ja rakenteiden sovituksissa olemassa olevaan ympäristöön, Ouconsin Timo Viljanen kertoo.

3D-skannaus tuo varmuutta suunnitteluun ja nopeuttaa niin suunnitteluvaihetta kuin asennustakin.

– Ilman skannausdataa olisi ollut tarpeen tehdä runsaasti aikaa vievää mittaustyötä paikan päällä perinteisin menetelmin rullamittaa ja ruutupaperia käyttäen. Koneellinen mittaus myös vähentää mahdollisten mittavirheiden todennäköisyyttä. Paraisillakin lajittelulinjaston laitteet ja meidän suunnitelmiemme mukaan toteutetut rakenteet sopivat kerrasta paikalleen, mikä nopeutti ja helpotti asennustyötä merkittävästi, Viljanen kertoo.

TEKSTI Marianne Valta KUVAT Nordkalk Oy Ab