Drei Wege, dieselbe Bewegung zu beherrschen.
Ein passives System reagiert mechanisch. Adaptiv-passive Systeme verändern ihre Einstellungen. Aktive Kompensation ergänzt eine angetriebene Bewegungsregelung.
Ein abgestimmtes mechanisches Ansprechverhalten.
Die Kompensationswirkung stammt von Feder und Dämpfer. Überwachungs- oder Hilfselektronik kann dennoch verbaut sein.
Ein passiver Kern, verstellbare Einstellungen.
Die automatische Dämpfungsregelung verändert das passive Ansprechverhalten mit dem Einsatz. Sie steuert den vollen Kompensationshub nicht aktiv an.
Gemessene Bewegung, angetriebene Korrektur.
Der Regler steuert die Bewegung innerhalb der Grenzen des Systems. Lastaufnahme, Energieversorgung und Regelrückführung hängen von der Auslegung ab.
VEGA · In EntwicklungVereinfachte Funktionsschemata, keine Hydraulikschaltpläne. Produktverweise sind Beispiele aus dem Sortiment von Norwegian Dynamics; Hilfsausrüstung und Energieversorgung sind auslegungsspezifisch.
Vergleichen Sie die Fähigkeiten, prüfen Sie dann den Hebevorgang.
Die Architektur beschreibt, wie ein System funktioniert. Die erzielte Leistung, der Energiebedarf und die Eignung erfordern die konkrete Ausrüstung und den konkreten Einsatzfall.
| Kriterium | Passiv / PHC | Adaptiv-passiv / APHC | Aktiv / AHC |
|---|---|---|---|
| Kompensationswirkung | Gasfeder und Dämpfung reagieren auf die Relativbewegung. | Passives Ansprechverhalten mit automatischer Anpassung von Dämpfung oder Einstellungen. | Ein Regler steuert die angetriebene Aktuierung anhand der gemessenen Bewegung. |
| Energieversorgung | Die passive Kompensationswirkung benötigt keine externe Energieversorgung. Hilfssysteme hängen von der Einheit ab. | Anpassung und Regelung benötigen eine Energiequelle. ANTARES nutzt eine Batterie ohne Umbilical. | Hängt von der Aktuator- und Lastaufnahme-Architektur, der Versorgung und der Betriebsdauer ab. |
| Leistungsnachweis | Prüfen Sie Abstimmung, Hub und Ansprechverhalten der Nutzlast über die geforderten Bedingungen hinweg. | Prüfen Sie Verstellbereich, Regelverhalten und Ansprechverhalten in jeder Phase des Hebevorgangs. | Prüfen Sie das Restansprechverhalten, die Grenzen von Erfassung und Regelung sowie Aktuatorgeschwindigkeit und -sättigung. |
| Ausfall und Wiederherstellung | Bewerten Sie den hydraulischen Lastpfad, Leckage, Endanschläge und das Wiederherstellungsverfahren. | Bewerten Sie zusätzlich eine ausgefallene oder eingefrorene Verstellung und das resultierende passive Ansprechverhalten. | Bewerten Sie zusätzlich den Ausfall von Sensorik, Regelung und Versorgung sowie das definierte Rückfallverhalten. |
| Wann bewerten | Wenn das analysierte passive Ansprechverhalten die Kriterien des Einsatzes erfüllt. | Wenn wechselnde Bedingungen oder Phasen des Hebevorgangs ein anpassbares passives Ansprechverhalten erfordern. | Wenn eine angetriebene Korrektur erforderlich ist, um die festgelegten Kriterien für Ansprechverhalten oder Positionierung zu erfüllen. |
| Kommerzieller Vergleich | Berücksichtigen Sie Mobilisierung, Einrichtung, Wartung und das verifizierte Betriebsfenster. | Berücksichtigen Sie Anforderungen an Regelung, Energie, Abstimmung und Wartung. | Berücksichtigen Sie Anforderungen an die Integration von Energie- und Regelungstechnik, an den Energiebedarf sowie an Wartung und Wiederherstellung. |
Energiebasis: unterscheiden Sie zwischen Spitzenleistung des Aktuators, installierter Versorgungskapazität und Energieverbrauch über die Betriebsdauer. Geben Sie an, ob eine Gasfeder die statische Last trägt, und berücksichtigen Sie Hilfssysteme. Ein HPU oder eine externe Versorgung ist nicht bei jeder aktiven Kompensation vorhanden.
Definieren Sie die Anforderung, bevor Sie die Architektur auswählen.
Die Auswahl erfordert eine gemeinsame Projektbasis. Eine pauschale Kompensationsprozentzahl sagt nicht aus, ob der Hebevorgang seine Grenzwerte einhält.
Was muss innerhalb der Grenzwerte bleiben?
Definieren Sie das maßgebende Ansprechverhalten für jede Phase: Seillast, Restbewegung, Aufsetzgeschwindigkeit, Zugkraft oder Positioniertoleranz.
Unter welchen Bedingungen?
Verwenden Sie für jeden Kandidaten dasselbe Schiffsverhalten, dieselben Wellenbedingungen, Nutzlast, Anschlagmittel, Wassertiefe und denselben Einsatzablauf.
Was passiert an den Grenzwerten?
Prüfen Sie Hub, Druck, Geschwindigkeit und Leistung sowie das Verhalten bei Energieausfall, die Wiederherstellung und das Betriebsverfahren.
Geben Sie die gemessene Eingangs- und Ausgangsgröße, die Ansprechkennzahl, die Anregung und die Geräteeinstellungen an. Unterscheiden Sie ein modelliertes Ergebnis von einem Testergebnis sowie die Spitzenleistung vom Energieverbrauch über die geforderte Betriebsdauer.
Weiter zum Leitfaden zur Geräteauswahl →Die Wahl zwischen aktiver und passiver Seegangskompensation ist eine der wichtigsten Entscheidungen bei der Auslegung von Offshore-Hebesystemen. Beide Ansätze verringern die Auswirkung der Hubbewegung des Schiffs auf eine hängende Last, unterscheiden sich jedoch grundlegend darin, wie sie dies erreichen — und in Kosten, Komplexität und Eignung für unterschiedliche Einsätze.
Passive Seegangskompensation: Feder und Dämpfung
Passive Seegangskompensation (PHC) nutzt eine Gasfeder, typischerweise einen mit Stickstoff befüllten Speicher, der auf einen Hydraulikzylinder wirkt, um eine nachgiebige Verbindung zwischen Kran und Last herzustellen. Das System nimmt die Hubbewegung des Schiffs durch Kompression und Expansion des Gases auf, mit hydraulischer Dämpfung zur Regelung der Dynamik.
Die passive Kompensationswirkung benötigt keine externe Energieversorgung. Überwachung, Verstellung oder andere Hilfssysteme können dennoch Elektronik oder eine Batterie nutzen. Bewerten Sie die Zuverlässigkeit anhand des tatsächlichen Lastpfads, der Komponenten, der Betriebsgrenzen und der Wiederherstellungsvorkehrungen. Die Kompensationsleistung hängt von der gemessenen Eingangs- und Ausgangsgröße, der Nutzlast, der Anregung, dem Hub und der Abstimmung ab.
ANTARES ergänzt eine passive Gasfeder-Architektur um eine automatische Dämpfungsregelung und eine Bleed-and-Charge-Verstellung. Diese Funktionen helfen, das Ansprechverhalten an den Einsatz anzupassen; die erzielte Leistung muss dennoch für den jeweiligen Hebefall geprüft werden.
Aktive Seegangskompensation: Erfassung und Aktuierung
Aktive Seegangskompensation (AHC) nutzt Bewegungserfassung, Echtzeitregelung und angetriebene Aktuierung, um der gemessenen Bewegung entgegenzuwirken. Der Aktuator kann hydraulisch oder elektrisch sein. Die erzielte Restbewegung hängt vom Einsatzfall, von der Erfassungs- und Regelungsanordnung sowie von den Aktuatorgrenzen ab.
Der Energiebedarf hängt davon ab, was der Aktuator bewegen und tragen muss, von Geschwindigkeit und Hub sowie von der Betriebsdauer. Legen Sie die Architektur fest, bevor Sie einen Leistungswert vergleichen. Eine Inline-Bauform mit Gasunterstützung für die statische Last hat eine andere Leistungsbasis als ein System, dessen Aktuator die gesamte Nutzlast trägt und antreibt. Siehe die Erläuterung und das Rechenbeispiel zur aktiven Kompensation.
VEGA, die aktive Einheit von Norwegian Dynamics, in Entwicklung, nutzt eine batteriebetriebene Inline-Anordnung ohne Umbilical. Diese Produktkonfiguration sollte nicht als die Energieversorgung jedes aktiven Systems angesehen werden.
Wichtigste Unterschiede auf einen Blick
Vergleichen Sie jeden Kandidaten anhand derselben Einsatz- und Ansprechkriterien. Einfachheit, Integration und Wartung sind relevant, doch weder eine Architekturbezeichnung noch eine allgemeine Wirkungsgradspanne belegen, dass der Hebevorgang innerhalb der Grenzwerte bleibt.
Wann welches System einsetzen
Für Offshore-Hebevorgänge und Subsea-Installation, stellen Sie zunächst fest, ob ein passives System die maßgebenden Ansprechkriterien erfüllt. Bewerten Sie die adaptiv-passive Kompensation dort, wo eine Anpassung über Bedingungen oder Phasen des Hebevorgangs hinweg von Nutzen ist.
Bewerten Sie die aktive Kompensation, wenn eine angetriebene Korrektur erforderlich sein könnte, zum Beispiel:
- Eine festgelegte Positionier- oder Restbewegungstoleranz kann von den bewerteten passiven Optionen nicht eingehalten werden.
- Nutzlast oder Betriebsbedingungen variieren über den bewerteten Abstimmungs- und Verstellbereich hinaus.
- Das geforderte Ansprechverhalten kann innerhalb der Hub-, Druck- oder anderen Grenzwerte der passiven Kandidaten nicht erreicht werden.
Dies sind Gründe, einen Kandidaten zu analysieren, keine automatischen Auswahlregeln. Vergleichen Sie Leistung, Betriebsgrenzen, Integration, Ausfallverhalten und Lebenszykluskosten auf der Projektbasis. Der Leitfaden zur Auswahl des Seegangskompensators verknüpft diese Anforderungen mit den verfügbaren Geräteoptionen.
Wahl zwischen passiver und aktiver Kompensation?
Senden Sie die Phasen des Hebevorgangs, Schiffs- und Nutzlastdaten, relevante Bedingungen und Abnahmekriterien. Wir können den Vergleichs- und Analyseumfang für den Einsatz festlegen.