크레인 하중표
하중표를 확인한다. 그런 다음 하중 산정 기준을 점검한다.
올바른 하중표 셀을 찾고, 동적계수 가정을 확인하고, 총 현수하중과 순 페이로드를 구분한다.
하중표 셀을 단계별로 읽는다.
예시 A · 예시용 해상 메인훅 하중표. 표시된 교차점은 반경 20 m, Hs ≤ 2.5 m 구간이다.
| 인양 반경 | 정격 — ψ 하한 1.30 | Hs ≤ 2.0 m — ψ ≈ 1.5 | Hs ≤ 2.5 m — ψ ≈ 1.7 | Hs ≤ 3.0 m — ψ ≈ 1.95 |
|---|---|---|---|---|
| 12 m | 10.0 t | 8.7 t | 7.6 t | 6.7 t |
| 16 m | 8.4 t | 7.3 t | 6.4 t | 5.6 t |
| 20 m | 6.9 t | 6.0 t | 5.3 t | 4.6 t |
| 24 m | 5.6 t | 4.9 t | 4.3 t | 3.7 t |
- 해당 반경 행을 찾는다. 리프트 경로 중 가장 불리한 지점의 작업 반경을 사용한다. 붐 각도가 낮아질수록(붐이 눕혀질수록) 반경은 커지고, 용량은 그만큼 줄어든다.
- 해상상태 열을 선택한다. 예보된 유의파고 Hs 를 확인해 작업 조건에 맞게 다음 상위 구간으로 올림한다. 두 열 사이의 값이면 더 불리한 쪽을 적용한다.
- 교차점을 읽는다. 해당 셀은 그 조건에서의 총 허용 현수하중이며 순 화물량이 아니다. 훅, 리빙, 리깅, 스프레더, 훅 하부 장비 및 기타 현수 자중을 공제하면 순 페이로드 허용치를 구할 수 있다.
- 산정 기준을 확인한다. 열 사이의 단계 차이는 이 예시 하중표에 반영된 고정 동적계수 ψ이다. ψ가 총 유효 현수질량으로부터 계산되는 경우, 아래에 나온 대로 계수와 집중질량을 함께 풀어야 한다. DAF 기사 는 이 계수가 어디서 비롯되는지, 그리고 보상이 이를 어떻게 낮추는지를 다룬다.
계수는 질량에 따라 변하는가?
예시 B · 별도의 계산 사례: 기준 하중표 셀 10 t, 최소계수 1.30. 두 갈래는 서로 다른 가정을 사용하며, 이는 보상 적용 여부를 비교하는 것이 아니다.
비율 규칙을 적용한다.
이 계수는 별도로 주어지며 현수질량에 따라 변하지 않는다.
질량과 계수를 함께 구한다.
속도식에서는 유효 현수질량이 작아질수록 계수가 커진다.
공개된 계산 입력값: vr = 1.25 m/s, k = 400 kN/m.
연립 계산 보기 ↗두 갈래 중 어느 쪽을 적용하기 전에 승인된 하중표와 프로젝트 기준을 확인한다. 이는 기사에 수록된 계산 예시이며, 특정 프로젝트의 인증된 하중표 값이 아니다.
총허용치는 순 화물량이 아니다.
총허용치에서 훅, 리빙, 리깅, 스프레더, 훅 하부 장비 및 기타 현수 자중을 공제한다.
무엇이 최대 하중을 유발하는가?
기존 장비 가이드를 활용해 단발성 충격 이벤트와 반복되는 파랑 주기 운동을 구분한다.
수식, 가정 및 관련 가이드.
원본 수치, 참고자료 및 계산 과정을 포함한 전체 기술 설명은 다음과 같다.
크레인 하중표는 크레인이 여러 반경, 붐 길이 및 각도에서 인양할 수 있는 최대 안전작업하중(SWL)을 규정한다. 해상에서는 훅, 페이로드, 데크, 해수면이 서로 상대적으로 움직일 수 있으므로 하중표상의 용량을 동적하중에 대해 반드시 검토해야 한다.
동적하중계수(ψ)는 DAF와 함께 논의되는 경우가 많으며, 하중표를 기준으로 검토할 때 해당 규정이 차트 기준점의 총 정적 현수하중에 적용하는 배수이다. 둘은 서로 관련되지만 동일하지는 않다. DAF는 지정된 하중 채널에 대해 측정 또는 계산된 응답비인 반면, ψ는 해당 하중표 고유의 규정 체계를 따른다. 계수가 1.5라는 것은 크레인과 리깅이 명시된 정적 현수하중 기준값보다 50% 더 큰 하중을 견뎌야 한다는 의미다.
추가 하중은 어디서 발생하는가
가장 큰 용량 감소는 대개 상대속도와 급격한 장력 변화에서 비롯된다:
- 보급선 또는 바지선에서의 리프트오프 – 크레인 훅과 화물 데크가 서로 반대 방향으로 움직일 수 있다. 훅이 상승하는 동안 데크나 컨테이너가 하강하면 슬링은 거의 순간적으로 느슨한 상태에서 완전히 하중이 걸린 상태로 바뀔 수 있다. 이때의 스냅 하중은 정적 페이로드를 크게 초과할 수 있다.
- 스플래시 존 통과 – 페이로드가 자유수면을 통과하는 동안 부력, 항력, 부가질량, 파랑 입자속도가 빠르게 변한다. 그 결과 훅 하중이 변동하고 동적계수가 커진다.
- 크레인 및 와이어 탄성 – 크레인, 와이어, 슬링, 페이로드는 스프링-질량계처럼 거동하므로 빠른 움직임이나 타이밍이 어긋나면 최대 장력이 증폭될 수 있다.
- 리프트오프, 착지 및 걸림 – 평균 해상상태가 양호해 보이더라도 짧은 이벤트가 최대 훅 하중을 좌우할 수 있다.
동적하중계수는 이러한 영향을 크레인 하중표에 적용되는 하나의 수치로 반영한다.
상대속도는 어떻게 계산하는가?
데크 리프트의 경우, 선급 규정에서는 일반적으로 상대속도를 다음과 같이 추정한다:
v_r =\frac{1}{2}v_L + \sqrt{v_c^2+v_d^2}여기서 v_r 는 상대속도이며, v_L 는 크레인 인양속도이며, v_c 는 선박 운동에 의한 크레인 선단의 수직속도이며, v_d 는 파랑 운동에 의한 데크 또는 페이로드의 수직속도이다.
사용하는 값은 v_c 및 v_d 로, 선박 응답 데이터, 실측 운동, 해양기상 데이터 또는 시간영역 시뮬레이션으로부터 추정한다. 데이터가 제한적인 경우 보수적인 규정 기반값을 사용할 수 있다.
동적계수와 총 허용 현수하중은 어떻게 계산하는가?
일반적인 크레인 및 리깅 시스템의 경우, 동적계수는 상대속도, 강성, 그리고 하중표 기준점에서의 총 유효 현수 집중질량으로부터 다음과 같이 산정할 수 있다:
\psi(m) =1 + \frac{v_r}{g} \sqrt{\frac{k}{m}}여기서 v_r 는 상대속도이며, g 는 중력가속도이며, k 는 유효 크레인-와이어 강성이며, m 은 하중표 기준점에서의 총 유효 현수 집중질량이다. 다수의 해상 검토에서는 규정과 리프트 등급에 따라 정해진 최소계수도 함께 적용한다.
아래에서 사용하는 계산 사례를 살펴보면: v_r=1.25\,\mathrm{m/s}, k=400\,\mathrm{kN/m}, 하중표 셀 10 t, 최소계수 1.30이다. 초기 총 유효 현수 집중질량 10 t에서:
\psi(10)=1+\frac{1.25}{9.81}\sqrt{\frac{400\,000}{10\,000}}=1.8059두 가지 서로 다른 계산 갈래가 있다:
- 외부 질량 독립계수. ψ = 1.8이 고정된 규정표 또는 해석 입력값인 경우, 비율 규칙에 따르면 10(1.30/1.8)=7.2\,\mathrm{t}이다. 아래의 비교 카드와 그림 1은 이 고정계수 갈래를 보여준다.
- 질량 종속 속도식. ψ가 위 식에서 산출된 경우, 총 유효 현수질량이 작아질수록 ψ는 커진다. m을 톤 단위로 나타내면, \psi(m)=1+2.54842/\sqrt{m}, 허용 동적하중은 10(1.30)=13\,\mathrm{t}이다. 따라서:
엔지니어링 소통을 위해 반올림하면, 연립하여 구한 총 허용 현수하중은 6.50 t (ψ ≈ 2.00) — 10 t 하중표 셀 대비 약 35% 낮다. 이는 순 화물량이 아니다: 훅, 리빙, 리깅, 스프레더, 훅 하부 장비 및 기타 현수 자중을 공제해야 한다. 단순 비율 규칙을 적용하기 전에 계수가 질량과 무관한지 먼저 확인한다.
스냅 하중은 충격 흡수로 줄이고, 훅-페이로드 간 상대운동은 히브 보상으로 줄이면 리프트를 최소계수에 더 가깝게 유지하고 디레이팅을 줄일 수 있다.
고정계수 비교 (질량 독립)
아래 카드와 곡선은 ψ가 페이로드에 따라 변하지 않는 고정 외부값인 별도의 비율 규칙 갈래를 보여준다. 이는 단순화된 비교이며, 인증된 POLARIS 하중표도 위에서 다룬 연립 ψ(m) 결과도 아니다.
질량 독립 비율 규칙: 총 허용 현수하중 = 하중표 용량 × 1.30 / 고정 ψ. 만약 POLARIS 크레인 충격 흡수 장치 가 최대 하중을 최소계수 부근으로 유지한다면, 동일한 하중표 셀이 전체 용량에 훨씬 더 가깝게 유지될 수 있다.
하중표 디레이팅을 줄이는 방법
실무에서 중요한 질문은 동적계수가 얼마인지뿐 아니라 그 원인이 무엇인지이다. 하중 조건에 따라 필요한 장비도 달라진다.
- 스냅 하중 및 데크 픽업: 사용하는 장비는 POLARIS 크레인 충격 흡수 장치이다. 이 장치는 크레인과 페이로드 사이에 제어된 스트로크와 감쇠를 추가하여, 단일 속도 불일치(데크 픽업, 스냅, 과부하)가 최대 훅 하중이 되기 전에 흡수되도록 한다. 이벤트 사이에는 복원 시간이 필요하며, 파랑대에서 슬랙-스냅 주기가 반복되는 경우에는 히브 보상이 적합한 수단이다.
- 스플래시 존 통과 및 서브시 리프트: 사용하는 것은 수동 히브 보상 이다. 이를 통해 훅과 페이로드 간 상대운동을 줄인다. RIGEL과 CYGNUS는 비교적 단순한 수동 방식의 경우를 다루며, ANTARES는 부력이 변화하는 복잡하거나 다단계의 서브시 리프트에 사용된다.
- 탑사이드 능동 히브 보상: 잔류운동을 최소화해야 하는 경우 능동 히브 보상을 사용한다. 실무에서는 성능이 비용과 복잡성을 정당화하는 한정된 사례에만 적용되며, 대부분의 하중표 사례에서는 ANTARES 와 같은 적응형 수동 히브 보상 장치가 외부 동력 없이도 그 격차의 상당 부분을 좁혀준다.
- 운용상 제어: 인양속도를 제어하고, 완만한 리프트오프를 계획하며, 재접촉을 피하고, 공진 해상상태를 피하며, 적절한 웨더 윈도우를 활용한다. 장비는 최대 하중을 줄여주지만, 리프트 절차가 여전히 초기 조건을 결정한다.
1차적인 제품 확인을 위해서는 히브 보상 장치 선정 가이드를 활용한다. 전체 검토를 위해서는 크레인 반경, SWL, 인양속도, 페이로드, 해상상태, 파주기 및 리프트 순서를 보내 달라.
표준 및 선급
해상 작업용 크레인 하중표는 DNV-ST-0378, DNV-RP-N202, API 2C 및 EN 13852의 적용을 받는다. Norwegian Dynamics 제품은 해당되는 경우 DNV-ST-0378에 따라 설계 및 선급 인증된다.
크레인 하중표 — 자주 묻는 질문
크레인 하중표란 무엇인가?
해상 크레인 하중표는 왜 디레이팅되는가?
해상 리프트에는 어떤 동적계수가 적용되는가?
허용 현수하중은 하중표로부터 어떻게 계산하는가?
하중표 디레이팅은 어떻게 줄일 수 있는가?
관련 자료
보상이 적용된 리프트의 하중표를 검토 중이신가요?
하중표 디레이팅이 리프트를 제약하고 있다면 크레인 정보와 하중 조건을 보내 주십시오. 스냅 하중, 트랜스퍼 리프트, 스플래시 존 사례를 구분하여 실질적인 다음 단계를 제안해 드립니다.
관련 기사
무료 다운로드 · 8페이지
해상 리프트 하중 사례 — ND 벤치마크 수치
실제 리프트에서 측정되는 값을 수동 보상 적용 시와 미적용 시로 나누어, Norwegian Dynamics 자체의 시간영역 시뮬레이션으로 제시한다. 이는 어떤 표준도 재현하지 않는다 — 그 가치는 어떤 표준도 공개하지 않는 이 수치 자체에 있다.
