Wie funktioniert adaptive passive Heave-Kompensation?

Ein herkömmlicher passiver Heave-Kompensator wird auf ein bestimmtes Lastgewicht und eine bestimmte Betriebsbedingung abgestimmt. Das Gasvolumen und der Vorldruckdruck werden so eingestellt, dass an dem Auslegungspunkt eine nahezu Null-Steifigkeit erreicht wird, was eine gute Kompensationseffizienz ermöglicht.

Aber Offshore-Operationen verbleiben selten an einem Auslegungspunkt. Das Lastgewicht ändert sich, wenn die Ausrüstung eingesetzt wird. Die Wassertiefe nimmt während des Absenkvorgangs zu. Der Kranradius kann sich verschieben. Wenn die Bedingungen vom Auslegungspunkt abweichen, wird die Gasfeder entweder zu steif oder zu weich, und die Kompensationseffizienz sinkt erheblich.

Dies ist die grundlegende Einschränkung, die adaptive passive Systeme adressieren. Weitere Informationen finden Sie auf unserer Seite zur adaptiven passiven Heave-Kompensation.

Ein adaptives PHC-System passt automatisch das effektive Gasvolumen und den Druck in der Akkumulatorbank an, um optimale Federeigenschaften aufrechtzuerhalten, wenn sich die Bedingungen ändern. Dies wird durch Ventile erreicht, die zusätzliche Gasvolumina verbinden oder isolieren, oder durch gesteuerte Gasübertragung zwischen Kammern.

Die Anpassung wird typischerweise durch Überwachung der Kolbenposition gesteuert. Wenn der Zylinder zum Hublende driftet — was ein Missverhältnis zwischen der Federrate und der aktuellen Last anzeigt — passt das System die Gasparameter an, um den Kolben neu zu zentrieren und die optimale Steifheit wiederherzustellen.

Entscheidend ist, dass diese Anpassung nur geringe Mengen an Energie für die Ventilbetätigung verbraucht. Die Heave-Kompensation selbst bleibt vollständig passiv — die Gasfeder verrichtet die ganze Arbeit. Dies ist grundlegend anders als bei der aktiven Heave-Kompensation, die kontinuierlich hohe Leistung benötigt, um den Aktuator gegen die Last zu fahren.

Fortschrittliche adaptive Systeme wie Norwegian Dynamics ANTARES verfügen über eine Kolbenstangenverriegelungsfunktion, die den Kompensator mechanisch verriegelt, wenn Heave-Kompensation nicht erforderlich ist. Dies ermöglicht es der Einheit, als starrer Link für Kraneinsätze zu funktionieren, die keine Kompensation benötigen, oder um die Last im Notfall sicher zu fixieren.

ANTARES ist sowohl für den Oberflächenbetrieb als auch für den Unterwasserbetrieb ausgelegt, was bedeutet, dass es unter der Wasserlinie eingesetzt werden kann, wo es den Heave an der Last statt an der Krankspitze kompensiert. Der Unterwassereinsatz bringt den Kompensator näher an die Last heran, verbessert die Leistung und reduziert die Auswirkungen von Drahtzug und Elastizität. Weitere Informationen zu den Herausforderungen des Unterwassereinsatzes finden Sie unter Unterwasserherausforderungen.

Durch kontinuierliche Aufrechterhaltung der optimalen Abstimmung erreicht adaptives PHC Kompensationseffizienzen, die denen des grundlegenden AHC vergleichbar sind (typischerweise 80–95%) über ein breites Spektrum von Bedingungen — ohne die Leistung, Sensoren oder Kontrollsystemkomplexität eines aktiven Systems.

Zu den wichtigsten Anwendungen gehören:

• Unterwasserhebe wo sich das Lastgewicht während der Bereitstellung ändert
• Spritzzonenübergang wo sich hydrodynamische Kräfte schnell ändern
• Multi-Lift-Kampagnen, bei denen Geräte unterschiedlicher Gewichte sequenziell bereitgestellt werden
• Landeoperationen die eine kontrollierte Absenkungsgeschwindigkeit erfordern

Das ANTARES-System deckt Kapazitäten von 10 bis 2.500 Tonnen mit Hüben bis zu 8,0 Metern ab und ist somit für die große Mehrheit der Offshore-Bau- und Installationsaufgaben geeignet. Hilfe bei der Bestimmung, ob adaptives PHC, grundlegendes PHC oder AHC für Ihren Betrieb geeignet ist, finden Sie in unserem Auswahlhandbuch für Heave-Kompensatoren.