黄昏时分,不同臂架几何结构的海上起重机剪影
海上起重机类型

折臂式、直臂式、顶升变幅式——臂架几何结构决定了有多少海况会传递到您的吊钩。

海上起重机类型对比

海上起重机的主要类型

海上起重机可根据臂架几何结构和变幅机构分为几个类别:

实际应用:关于本主题的实际应用,请参阅POLARIS 起重机缓冲器产品/系统设计

  • 折臂式起重机——海上平台和补给船上最常见的类型。其臂架带有铰接接头(knuckle),可折叠收放以便停放。起重能力为 5 至 300+ t。制造商包括 Liebherr、NOV(National Oilwell Varco)和 Palfinger。
  • 直臂式(固定臂)起重机——不带铰接结构的直臂。起重能力通常更大、幅度比折臂式起重机更远,用于重型吊装和施工作业,常见于半潜式起重船(SSCV)。
  • 顶升变幅式起重机——臂架角度由液压顶升缸而非钢丝绳控制,可实现精确的载荷定位,常见于自升式平台和钻井平台。制造商包括 Favell、SMST 和 Huisman。
  • 基座式起重机——泛指安装在固定基座上、可搭配任意臂架类型的起重机。基座支持 360° 全回转。
类型臂架 / 变幅方式起重能力与用途常见于补偿说明
折臂式铰接接头,可折叠收放5 – 300+ t平台、补给船铰接处具有一定固有柔性
直臂式(固定臂)直臂,无铰接结构起重能力更大、幅度更远;用于重型吊装和施工作业SSCV传力路径刚度最高——浮式工况下从补偿中获益最多
顶升变幅式臂架角度由液压顶升缸设定精确的载荷定位自升式平台、钻井平台操控精确;动态载荷仍取决于海况
基座式基座可搭配任意臂架类型,支持 360° 回转通用类别固定式设施属安装方式而非几何结构——由臂架类型决定

起重机类型如何影响波浪补偿

起重机类型会从多个方面影响波浪补偿需求:

臂架刚度:臂架刚度越高,传递到起重机臂尖的船舶升沉就越多,从而增大动力放大系数(DAF)。浮式船舶上的直臂式起重机通常比折臂式起重机更能从波浪补偿中获益,因为折臂式起重机的铰接关节具有一定固有柔性。

钢丝绳长度:较长的钢丝绳会像弹簧一样发挥作用,改变吊装系统的固有频率。必须避免波浪周期与系统固有周期发生共振——波浪补偿器能使固有周期偏离典型波浪周期。

集成方式:主动波浪补偿(AHC)通常集成于起重机绞车卷筒内;被动波浪补偿(PHC)则安装在起重机吊钩与载荷之间的钢丝绳路径中——这使 PHC 系统不依赖起重机本身,可适配任意起重机类型。

RIGELANTARES 补偿器可安装于任意起重机,因为它位于吊钩下方,独立于起重机自身系统运行。

主动(AHC)集成于起重机绞车卷筒——属于起重机自身的一部分
被动(PHC)安装在吊钩与载荷之间的钢丝绳路径中——不依赖起重机
适配任意起重机与臂架RIGELANTARES 安装于吊钩下方,独立于起重机自身系统

起重量表与动态载荷

每台海上起重机都配有起重量表,按臂角和起重半径规定其最大安全工作载荷(SWL)。起重量表假定为静态工况——实际吊装过程中,受船舶运动影响,动态载荷可能超出表中数值。

DNV 与 NORSOK 标准要求在吊装规划中计入动态载荷。总吊钩载荷——含DAF、索具重量及任何水下作用力(阻力和附加质量)——必须低于起重机在计划起重半径下的 SWL。

波浪补偿器通过减小载荷的动态分量,在给定海况下有效提高起重机的可用起重能力。

海上起重机类型——常见问题

海上起重机的主要类型有哪些?
折臂式(铰接接头)、直臂式/固定臂(直臂,起重能力更大、幅度更远)、顶升变幅式(液压顶升缸设定臂架角度),以及基座式起重机——这是一种安装方式类别,可搭配任意臂架类型实现 360° 回转。
哪种类型最常见?
折臂式起重机,是平台和补给船上的标准配置,起重能力约为 5 至 300+ t。铰接接头让臂架可折叠收放,并带来少量柔性。
起重机类型如何影响波浪补偿?
臂架刚度决定了有多少船舶升沉会传递到起重机臂尖——浮式作业中,直臂式起重机从补偿中获益最大。较长的钢丝绳会呈现弹簧效应,因此系统固有周期必须避开波浪周期;补偿器可使其偏离。
能否在现有起重机上加装波浪补偿器?
可以,前提是采用被动式:PHC 安装在吊钩下方的钢丝绳路径中,不依赖起重机自身系统——RIGEL 或 ANTARES 可安装于任意起重机类型。主动补偿则通常直接内置于绞车中。
起重量表是否已包含动态载荷?
不包含——起重量表假定为静态工况,DNV/NORSOK 要求在规划中另行计入动态载荷:DAF、索具重量和水下作用力之和须低于对应起重半径下的 SWL。具体计算参见起重量表页面。

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