KENNISCENTRUM / OFFSHORE HIJSEN

Kraanlasttabel

Lees de tabel. Controleer vervolgens de lastbasis.

Zoek de juiste tabelcel, bepaal de aanname voor de dynamische factor en scheid de bruto hangende last van de netto nuttige last.

Door Peter Wang, COO · · Beoordeeld · 11 min leestijd

Lees een tabelcel, stap voor stap.

VOORBEELD A · Illustratieve offshore hoofdhaaktabel. Het gemarkeerde snijpunt ligt op 20 m radius en de Hs ≤ 2.5 m-band.

Illustratieve cijfers uit het gepubliceerde artikel. Elke kolom bevat een vaste factor: bruto toelaatbare last = capaciteit × 1.30 / ψ. Een gecertificeerde tabel hanteert haar eigen regelset, factoren en Hs banden.
HijsradiusCapaciteit — ondergrens ψ 1.30Hs ≤ 2.0 m — ψ ≈ 1.5Hs ≤ 2.5 m — ψ ≈ 1.7Hs ≤ 3.0 m — ψ ≈ 1.95
12 m10.0 t8.7 t7.6 t6.7 t
16 m8.4 t7.3 t6.4 t5.6 t
20 m6.9 t6.0 t5.3 t4.6 t
24 m5.6 t4.9 t4.3 t3.7 t
  1. Zoek de juiste radiusrij. Gebruik de werkradius op het ongunstigste punt van het hijstraject — de radius neemt toe naarmate de giek verder uitzwenkt, en de capaciteit neemt daarmee af.
  2. Kies de kolom voor de zeetoestand. Neem de voorspelde significante golfhoogte Hs voor de operatie en rond af naar de eerstvolgende tabelband — tussen kolommen geldt de ongunstigste.
  3. Lees het snijpunt af. Die cel is de bruto toelaatbare hangende last voor dat geval, niet de nettolading. Trek haak, takelwerk, tuigage, spreaderbalk, onder-haakse uitrusting en overige hangende tarra af om de netto toelaatbare nuttige last te verkrijgen.
  4. Controleer de basis. De stap tussen kolommen is een vaste dynamische factor ψ die in deze illustratieve tabel is verwerkt. Als ψ wordt berekend uit de totale effectieve hangende massa, los dan de factor en die geconcentreerde massa gezamenlijk op, zoals hieronder getoond. Het DAF-artikel beschrijft waar de factor vandaan komt — en hoe compensatie deze verlaagt.
02 / CONTROLEER DE AANNAME

Verandert de factor met de massa?

VOORBEELD B · Een afzonderlijk uitgewerkt geval: een referentietabelcel van 10 t met een minimumfactor van 1.30. Deze twee takken gaan uit van verschillende aannames; dit is geen vergelijking met/zonder compensatie.

VASTE EXTERNE FACTOR

Gebruik de verhoudingsregel.

De factor wordt onafhankelijk aangeleverd en verandert niet met de hangende massa.

10 × 1.30 / 1.8
7.2 t bruto toelaatbare last bij vaste ψ = 1.8
Lees de basis van de vaste factor ↗
MASSA-AFHANKELIJKE FACTOR

Los massa en factor gezamenlijk op.

In de snelheidsformule stijgt de factor naarmate de effectieve hangende massa afneemt.

m · ψ(m) = 13 t
6.50 t bruto toelaatbare last bij ψ ≈ 2.00

Gepubliceerde invoerwaarden: vr = 1.25 m/s en k = 400 kN/m.

Lees de gekoppelde berekening ↗

Controleer de goedgekeurde tabel en projectbasis voordat u een van beide takken toepast. Dit zijn de uitgewerkte voorbeelden van het artikel, geen gecertificeerde lasttabelwaarden voor een project.

03 / HOUD REKENING MET HANGENDE TARRA

Bruto toelaatbare last is geen nettolading.

Trek haak, takelwerk, tuigage, spreaderbalk, onder-haakse uitrusting en overige hangende tarra af van de bruto toelaatbare last.

BRUTO TOELAATBARE LAST− Hangende tarra= Netto toelaatbare nuttige last

Wat veroorzaakt de piekbelasting?

Gebruik de bestaande uitrustingsgids om een eenmalige schokgebeurtenis te onderscheiden van herhaalde golfcyclusbeweging.

Vergelijk de bedrijfsscenario’s →
DE TECHNISCHE DETAILS

Vergelijkingen, aannames en ondersteunende toelichting.

Hieronder volgt de volledige technische toelichting, met de oorspronkelijke cijfers, referenties en uitgewerkte berekeningen.

Een kraanlasttabel geeft de maximale veilige werklast (SWL) aan die een kraan kan hijsen bij verschillende radii, gieklengtes en hoeken. Offshore moet de beschikbare tabelcapaciteit worden getoetst aan dynamische belasting, omdat haak, nuttige last, dek en zeeoppervlak allemaal ten opzichte van elkaar kunnen bewegen.

De dynamische belastingsfactor (ψ), vaak samen met DAF besproken, is de vermenigvuldigingsfactor die de geldende regelgeving toepast op de totale statische hangende last bij de tabelreferentie, bij toetsing aan de tabel. Beide begrippen zijn verwant maar niet uitwisselbaar: een DAF is een gemeten of berekende responsverhouding voor een gespecificeerd belastingskanaal, terwijl ψ de eigen regelset van de tabel volgt. Een factor van 1.5 betekent dat de kraan en de tuigage 50% meer belasting moeten kunnen weerstaan dan de opgegeven statische referentie voor de hangende last.

Waar de extra belasting vandaan komt

De grootste capaciteitsreducties komen doorgaans voort uit relatieve snelheid en plotselinge veranderingen in kabelspanning:

  • Loskomen van een bevoorradingsvaartuig of ponton – de kraanhaak en het lastdek kunnen in tegengestelde richtingen bewegen. Als de haak stijgt terwijl het dek of de container daalt, kan de strop bijna ogenblikkelijk van slap naar volledig belast gaan. Die schokbelasting kan de statische nuttige last met een ruime marge overschrijden.
  • Spatzonedoorgangen – drijfvermogen, weerstand, toegevoegde massa en golfdeeltjessnelheid veranderen snel terwijl de nuttige last het vrije oppervlak passeert. Het resultaat is een wisselende haakbelasting en een hogere dynamische factor.
  • Elasticiteit van kraan en kabel – de kraan, kabel, stroppen en nuttige last gedragen zich als een veer-massasysteem, waardoor snelle beweging of slechte timing de piekspanning kan versterken.
  • Loskomen, landen en vasthaken – korte gebeurtenissen kunnen de maximale haakbelasting bepalen, zelfs wanneer de gemiddelde zeetoestand acceptabel lijkt.

De dynamische belastingsfactor vat deze effecten samen in één getal dat op de kraanlasttabel wordt toegepast.

Hoe wordt de relatieve snelheid berekend?

Voor dekhijsen schatten classificatieregels de relatieve snelheid doorgaans als volgt:

v_r =\frac{1}{2}v_L + \sqrt{v_c^2+v_d^2}

Waarbij v_r is de relatieve snelheid, v_L is de hijssnelheid van de kraan, v_c is de verticale snelheid van de kraantip als gevolg van vaartuigbeweging, en v_d is de verticale snelheid van dek of nuttige last als gevolg van golfbeweging.

We schatten v_c en v_d op basis van vaartuigresponsdata, gemeten beweging, metoceaandata of tijdsdomeinsimulatie. Wanneer data beperkt is, kunnen conservatieve, op regels gebaseerde waarden worden gebruikt.

Hoe worden de dynamische factor en de bruto toelaatbare hangende last berekend?

Voor een conventioneel kraan- en tuigagesysteem kan een dynamische factor worden geschat op basis van relatieve snelheid, stijfheid en de totale effectieve hangende geconcentreerde massa bij de tabelreferentie:

\psi(m) =1 + \frac{v_r}{g} \sqrt{\frac{k}{m}}

Hier v_r is de relatieve snelheid, g is de zwaartekrachtversnelling, k is de effectieve stijfheid van kraan en kabel, en m is de totale effectieve hangende geconcentreerde massa bij de tabelreferentie. Veel offshore toetsingen hanteren ook een minimumfactor die door de regelgeving en de hijscategorie wordt bepaald.

Neem het hieronder gebruikte uitgewerkte geval: v_r=1.25\,\mathrm{m/s}, k=400\,\mathrm{kN/m}, een tabelcel van 10 t en een minimumfactor van 1.30. Bij een aanvankelijke totale effectieve hangende geconcentreerde massa van 10 t:

\psi(10)=1+\frac{1.25}{9.81}\sqrt{\frac{400\,000}{10\,000}}=1.8059

Er zijn twee verschillende berekeningstakken:

  1. Externe, massa-onafhankelijke factor. Als ψ = 1.8 een vaste waarde uit een regeltabel of analyse-invoer is, geeft de verhoudingsregel 10(1.30/1.8)=7.2\,\mathrm{t}. De vergelijkingskaart en figuur 1 hieronder illustreren deze vaste-factortak.
  2. Massa-afhankelijke snelheidsformule. Als ψ uit de bovenstaande vergelijking komt, stijgt deze naarmate de totale effectieve hangende massa afneemt. Met m uitgedrukt in tonnen, \psi(m)=1+2.54842/\sqrt{m}, en de toelaatbare dynamische belasting is 10(1.30)=13\,\mathrm{t}. Daarom:
m\,\psi(m)=m+2.54842\sqrt{m}=13 \quad \Rightarrow \quad m=6.5019\,\mathrm{t},\quad \psi=1.9994

Afgerond voor technische communicatie is de gekoppelde bruto toelaatbare hangende last 6.50 t bij ψ ≈ 2.00 — ongeveer 35% onder de tabelcel van 10 t. Dit is geen nettolading: trek haak, takelwerk, tuigage, spreaderbalk, onder-haakse uitrusting en overige hangende tarra af. Controleer voordat u de eenvoudige verhoudingsregel toepast of de factor massa-onafhankelijk is.

Het beperken van schokbelastingen met schokabsorptie, of van relatieve beweging tussen haak en nuttige last met heave-compensatie, kan de hijsbewerking dichter bij de minimumfactor brengen en de capaciteitsverlaging verminderen.

Vergelijking bij vaste factor (massa-onafhankelijk)

De kaart en curve hieronder tonen de afzonderlijke verhoudingsregeltak, waarbij ψ een vaste externe waarde is die niet verandert met de nuttige last. Dit is een vereenvoudigde vergelijking, geen gecertificeerde POLARIS-lasttabel en niet het gekoppelde ψ(m)-resultaat hierboven.

Voorbeeld tabelcapaciteit10 tbij één geselecteerde radius
Minimale dynamische factor1.30gebruikt als referentie-ondergrens
Vaste ψ ≤ 1.3 10.0 t
Vaste ψ = 1.5 8.7 t
Vaste ψ = 1.8 7.2 t

Massa-onafhankelijke verhoudingsregel: bruto toelaatbare hangende last = tabelcapaciteit × 1.30 / vaste ψ. Als een POLARIS-kraanschokdemper de piekbelasting dicht bij de minimumfactor houdt, kan dezelfde tabelcel veel dichter bij de volledige capaciteit blijven.

Bruto toelaatbare hangende last tegenover een vaste, massa-onafhankelijke dynamische factor voor een tabelcel van 10 ton met een minimumfactor van 1.30; de afbeelding vermeldt dat een massa-afhankelijke factor samen met de massa moet worden opgelost
Figuur 1 — Alleen massa-onafhankelijke vergelijking: bruto toelaatbare hangende last = 10 t × 1.30/ψ zodra een vaste ψ de ondergrens overschrijdt. Als ψ uit de snelheidsformule komt en van m afhangt, los dan in plaats daarvan de gekoppelde vergelijking op; de uitgewerkte invoerwaarden geven een bruto toelaatbare hangende last van 6.50 t bij ψ ≈ 2.00. Vereenvoudigd voorbeeld, geen gecertificeerde lasttabel.

Hoe capaciteitsverlaging van de lasttabel te beperken

De praktische vraag is niet alleen wat de dynamische factor is, maar wat deze veroorzaakt. Verschillende belastingsgevallen vragen om verschillende uitrusting.

  • Schokbelastingen en oppikken vanaf het dek: gebruik een POLARIS-kraanschokdemper. De demper voegt beheerste slag en demping toe tussen kraan en nuttige last, zodat een eenmalige snelheidsmismatch (oppikken vanaf het dek, schok, overbelasting) wordt geabsorbeerd voordat deze piekhaakbelasting wordt. De demper heeft tijd nodig om te resetten tussen gebeurtenissen; waar slap-schokcycli zich herhalen door de golfzone, is heave-compensatie het juiste middel.
  • Spatzonedoorgangen en onderwaterhijsoperaties: gebruik passieve heave-compensatie om relatieve beweging tussen haak en nuttige last te beperken. RIGEL en CYGNUS dekken eenvoudigere passieve gevallen; ANTARES wordt gebruikt voor complexe of meertraps onderwaterhijsoperaties met wisselend drijfvermogen.
  • Topside actieve heave-compensatie: gebruik actieve heave-compensatie waar restbeweging tot een minimum moet worden beperkt. In de praktijk is dit voorbehouden aan de beperkte groep gevallen waarin de prestatie de kosten en complexiteit rechtvaardigt; voor de meeste gevallen in de lasttabel overbrugt een adaptief-passieve compensator zoals ANTARES het grootste deel van het verschil overbrugt zonder externe energie.
  • Operationele beheersmaatregelen: gebruik een beheerste hijssnelheid, plan een zachte loskomfase, voorkom hernieuwd contact, vermijd resonante zeetoestanden en gebruik geschikte weervensters. Uitrusting verlaagt de piekbelasting, maar de hijsprocedure bepaalt nog altijd de uitgangscondities.

Gebruik voor een eerste productcontrole de gids voor het selecteren van een heave-compensator. Stuur voor een volledige beoordeling de kraanradius, SWL, hijssnelheid, nuttige last, zeetoestand, golfperiode en hijsvolgorde door.

Normen en classificatie

Kraanlasttabellen voor offshore-operaties vallen onder DNV-ST-0378, DNV-RP-N202, API 2C en EN 13852. Producten van Norwegian Dynamics worden waar van toepassing ontworpen en geklasseerd volgens DNV-ST-0378.

Kraanlasttabellen — veelgestelde vragen

Wat is een kraanlasttabel?
De tabel met de maximale veilige werklast (SWL) die een kraan kan hijsen bij elke radius, gieklengte en hoek. Offshore is de tabelwaarde het beginpunt van de toetsing, niet het eindpunt — dynamische belasting moet daar nog bovenop worden toegepast.
Waarom worden offshore-kraanlasttabellen in capaciteit verminderd?
Omdat haak, nuttige last, dek en zeeoppervlak ten opzichte van elkaar bewegen. Schokbelastingen bij het loskomen, krachtsveranderingen in de spatzone en veer-massaversterking in kraan en kabel verhogen allemaal de piekhaakbelasting boven het statische gewicht, en de tabel moet dit opvangen via een dynamische factor.
Welke dynamische factor geldt voor een offshore hijsbewerking?
De toepasselijke factor of analysemethode volgt uit de goedgekeurde kraantabel en de contractueel vastgelegde projectbasis. In deze illustratieve berekening is m de totale effectieve hangende geconcentreerde massa bij de tabelreferentie, vertegenwoordigd door de gekozen stijfheid; dit is niet automatisch de nettoladingsmassa.
Hoe wordt de toelaatbare hangende last berekend uit de lasttabel?
Als ψ een externe, massa-onafhankelijke waarde is, gebruik bruto toelaatbare hangende last = tabelcapaciteit × ondergrens / ψ; bij een vaste ψ = 1.8 levert dit 7.2 t op uit een cel van 10 t met een ondergrens van 1.3. Als ψ uit de snelheidsformule op deze pagina komt, verandert deze met de totale effectieve hangende massa en moet deze samen met m worden opgelost. De uitgewerkte invoerwaarden geven een bruto toelaatbare hangende last van 6.50 t bij ψ ≈ 2.00. De nettolading is lager na aftrek van haak, takelwerk, tuigage, spreaderbalk en overige hangende tarra.
Hoe kan de capaciteitsverlaging van de lasttabel worden beperkt?
Een POLARIS-kraanschokdemper kan een discrete impactrespons beperken binnen zijn gedimensioneerde kracht-slagenvelop; passieve heave-compensatie kan herhaalde respons tussen haak en nuttige last beperken. Kwantificeer beide voordelen met vergelijkbare gevallen en pas de gecertificeerde tabel en projectcriteria toe.

Gerelateerde bronnen

Lasttabel aflezen voor een gecompenseerde hijsbewerking?

Als capaciteitsverlaging van de lasttabel de hijsbewerking beperkt, stuur dan de kraan- en lastgegevens door. We kunnen schokbelasting-, transferhijs- en spatzonegevallen onderscheiden en de praktische volgende stap voorstellen.

Gratis download · 8 pagina’s

Offshore hijslastgevallen — ND-benchmarkcijfers

Wat een hijsbewerking daadwerkelijk meet, met en zonder passieve compensatie, op basis van Norwegian Dynamics’ eigen tijdsdomeinsimulaties. Het is geen weergave van een norm — de waarde zit in de cijfers, die geen enkele norm publiceert.

Download de benchmarkcijfers →

Gerelateerde producten

  • RIGEL — Passieve heave-compensator
  • ANTARES — Adaptief-passieve heave-compensator
  • POLARIS — Kraanschokdemper

Gerelateerde leesstof