オフショアクレーンの種類を比較
主なオフショアクレーンの種類、用途と規模、クレーン仕様の用語の関係、各形式がヒーブ補償に及ぼす影響を解説します。
- プラットフォームでは、主に数十トン級のラチスブーム式ペデスタルクレーンで補給船に対応します。船舶には、コンパクトなナックルブーム式と伸縮ブーム式が好まれます。クレーン船には約1,000～10,000 tの重量物用旋回クレーンが、自昇式据付船には約800～3,000 t超のレッグエンサークリングクレーンが搭載されます。
- クレーン仕様は、ブームの形状（ナックル、直線、伸縮式、ラチス構造または箱形構造）、起伏方式（油圧シリンダー式またはワイヤ式）、支持方式（ペデスタル、タブまたは自昇式船舶の脚）という別々の3項目を示します。
- 海上で補給船との間の揚重に使用するクレーンには、有義波高ごとの荷重表があり、動的係数が織り込まれています。重量物用、自昇式および海中作業用のクレーンは、代わりに単一の設計係数で定格を示すことがよくあります。係数を加える前に、荷重表に何が含まれているか確認してください。
- インライン式ヒーブ補償装置はフックの下に吊り下げるため、どの形式のクレーンにも使用できます。接続に関する4つの確認事項を以下に示します。
オフショアクレーンの名称は、ブームの形状、ブームの起伏方式、支持方式、用途という複数の観点から付けられます。「ナックルブーム式・油圧シリンダー起伏式ペデスタルクレーン」と「海中作業用クレーン」が同じ機械を指す場合もあります。このページでは、主な形式を使用場所ごとに整理し、その後に各用語を説明します。
主な形式
- ラチスブーム式ペデスタルクレーン数十トンプラットフォーム用クレーン。長い作業半径とワイヤ起伏方式を備え、補給船に対応
- ナックルブーム式クレーン数トンから数百トン格納時に折り畳める一般的な船舶用クレーンで、多くはアクティブヒーブ補償（AHC）を装備
- 伸縮ブーム式クレーン約1–30 t伸縮するブームを備え、コンパクトな機器・補給品の揚重に使用
- 重量物用旋回クレーン約1,000–10,000 tクレーン船向け。トップサイド、ジャケット、基礎の揚重に使用
- 脚周囲旋回クレーン約800～3,000 t超自昇式据付船の脚の周囲を旋回
- Aフレーム数十トンから数百トン船尾からの投入・揚収。ROV、トレンチャー、海中構造物に使用
形式別の比較
| 形式 | 使用場所 | 代表的な吊り能力 | 代表的な揚重対象 | ヒーブ補償 |
|---|---|---|---|---|
| ラチスブーム式ペデスタルクレーン | 固定式プラットフォーム、浮体式生産設備、一部の船舶 | 数十トン | 補給船との貨物の積み降ろし、機器の揚重、保守作業 | 固定式プラットフォームでは、上下動するのは下方の船舶の甲板だけです。POLARISなどの衝撃吸収装置が吊り上げ開始時のスナップ荷重を受けます |
| ナックルブーム式クレーン | 補給船、建設船、作業船、プラットフォーム | 数トンから数百トン | 甲板上の荷役。AHCを使用する海中建設作業 | 海中作業用クレーンではウインチにAHCを備える場合が多く、ない場合はフック下のインライン式装置を使用 |
| 伸縮ブーム式クレーン | 船舶とプラットフォーム | 約1–30 t | 補給品、予備品、小型機器、舷外作業 | 通常は不要。水中への比較的重い舷外揚重には、小型のインライン式パッシブ装置を使用 |
| 重量物用旋回クレーン | クレーン船。最大級の船舶は半潜水式 | クレーン1基当たり約1,000–10,000 t（2基のタンデム吊りでは20,000 t） | トップサイド、ジャケット、基礎、重量モジュール | スプラッシュゾーンの通過と据え付けに、重量物用のインライン式パッシブまたはアダプティブパッシブ装置を使用 |
| レッグエンサークリングクレーン | 自昇式据付船 | 約800～3,000 t超 | 風力タービンの構成部品、基礎 | ジャッキアップ後はクレーン自体にヒーブが生じません。荷重を穏やかに据え付け、浮体式の供給バージから吊り上げる際のスナップ荷重に対応します |
| Aフレーム | 船尾。一部は船側 | 数十トンから数百トン | ROV、トレンチャー、プラウ、海中構造物 | スプラッシュゾーンを通過する投入・揚収には、AHCウインチまたはインライン式パッシブ装置を使用 |
吊り能力は公開されているクレーンおよび船舶の仕様に基づき、幅のある概数として示しています。個々のクレーンが吊り上げ可能な荷重を判断する唯一の根拠は、そのクレーンの認証済み荷重表です。
クレーン仕様の用語を読む
仕様には、互いに独立した3つの特徴が記載されます。組み合わせは自由です。ナックルブームは通常、油圧シリンダーで起伏し、長いラチスブームは通常、ワイヤで起伏します。どちらもペデスタル上に設置できます。
| 仕様項目 | 選択肢 | 影響する点 |
|---|---|---|
| ブーム形状 | 形状: ナックル（折り畳み式）、直線式、伸縮式。構造: ラチストラスまたは箱形断面 | 作業半径、格納方法、作業範囲に影響します。ナックルブームは折り畳んでコンパクトに格納でき、荷を甲板の近くに配置できます。 |
| 起伏方式 | 油圧シリンダー式、またはワイヤ式（ガントリーからの起伏ワイヤ） | ブーム角度を保持する方法です。油圧シリンダーはコンパクトなブームに、ワイヤ起伏は長いラチスブームに適します。 |
| 支持方式 | ペデスタル（キングポスト式を含む）、タブ、レッグエンサークリング式 | 荷重が構造物に伝わる経路と旋回範囲に影響します |
これらに用途を表す名称が加わります。「プラットフォーム用クレーン」「海中作業用クレーン」「重量物用クレーン」は作業内容を示します。例えば海中作業用クレーンは通常、アクティブヒーブ補償と長いワイヤを備えたナックルブーム式またはラチスブーム式のクレーンです。 DNV-ST-0378 では「プラットフォーム用クレーン」をより狭く、港内または設備内での揚重に用いるクレーンとして扱います。同規格では、海上で補給船に対応するクレーンはオフショアクレーンに該当します。
クレーンの形式とヒーブ補償
吊り荷から見ると、その上のクレーン構造、ワイヤ、玉掛け具、補償装置はいずれも直列につながるばねです。吊り荷の質量を m 、全体の剛性を k, とすると、揚重系の固有周期は
ばねは直列に作用するため、最も柔らかい要素の影響が支配的です。 k:
長い海中吊りワイヤは系を柔らかくし、 T_n を波の周期に近づけるため、荷が共振する可能性があります。パッシブヒーブ補償装置は、さらに柔らかいガススプリングを加えます。ガス容量が十分なら固有周期が波の周期を大きく上回り、荷はクレーン先端の動きの一部にしか追従しません。剛性が高すぎる設計では、逆に固有周期が波の周期帯に入ることがあります。そのため、新たな固有周期をプロジェクトの海象条件と照合します（参照: 共振の回避）。この原理はどの形式のクレーンでも同じです。形式によって異なるのは、ヒーブの発生源です:
- 浮体式船舶上のクレーン （ナックルブーム式、重量物用、Aフレーム）: クレーン先端が船体とともに動き、荷をスプラッシュゾーンを通して降ろし、着底させます。この用途には RIGEL と CYGNUSを使用し、揚重中に荷重が変化する場合は ANTARES を使用します。
- 補給船から吊り上げる固定式プラットフォーム上のクレーン: クレーンは動かず、船舶の甲板が上下動します。ピーク荷重は、スリングが急に張る吊り上げ開始時に発生します。 POLARIS などの衝撃吸収装置がその荷重を受けます。
- ジャッキアップ後の自昇式船舶: クレーン自体にはヒーブが生じません。補償は荷を穏やかに据え付けるためと、浮体式の供給バージから部品を吊り上げる際に、プラットフォーム用クレーンと同様のスナップ荷重に対応するために使用します。
インライン式装置はフックの下に吊り下げられ、クレーンの制御系とは独立して作動します。ただし、各クレーンについて次の4点を確認する必要があります:
- 揚程の余裕。 装置の全長がフックと荷の間に加わります。作業半径における揚程を確認してください。
- フックとの接続。 フックにシャックルを掛けるか、装置の上部アイをブロックにピン接続します。後者なら上部シャックルとその分の長さを省けます。
- 荷重範囲。 スプラッシュゾーンを含め、空中と水中での荷重が装置のストロークと定格の範囲内に収まる必要があります。
- 揚重の設計基準。 玉掛け具の一部として、装置は揚重機器です。装置の証明書と安全使用荷重を、揚重の設計荷重と照合します。参照: DNV-ST-N001.
荷重表と動的荷重
オフショアクレーンの荷重表は、作業半径ごとの安全使用荷重を示します。海上で船舶との間の揚重を行う場合、 DNV-ST-0378 [8.2.4.1]および EN 13852-1 では、有義波高ごとに、その海象条件に対する動的係数を織り込んだ値を示します。最大となる作業半径と予報された海象条件に対応する欄を読んでください。重量物用、自昇式および海中作業用のクレーンは、代わりに単一の設計係数で定格を示すことが多く、揚重解析で実際のDAFがその係数に対して確認されます。別途、動的増幅係数を加える前に、荷重表に何が含まれるか確認し、同じ余裕を二重に計上しないようにしてください。 クレーン荷重表ガイド では荷重表の読み方と動的係数を説明し、 動的増幅係数 のガイドでは揚重そのものを扱います。
よくある質問
主なオフショアクレーンの種類は何ですか？
プラットフォーム上のラチスブーム式ペデスタルクレーン、船舶上のナックルブーム式と伸縮ブーム式、クレーン船上の1基当たり約1,000～10,000 tの重量物用旋回クレーン、自昇式据付船上の脚周囲旋回クレーン、船尾からの投入・揚収に用いるAフレームがあります。
ナックルブーム式とラチスブーム式のクレーンは何が違いますか？
ナックルブームは関節で折れ曲がり、通常は油圧シリンダーで起こします。コンパクトに格納できるため、船舶に適しています。ラチスブームは長く軽量なトラスで、通常は起伏ワイヤで起こします。長い作業半径や重量物の揚重に適しています。
油圧シリンダー式起伏とは何ですか？
油圧シリンダーでブームを起こしたり倒したりする方式です。これに対しワイヤ式起伏では、ガントリーからの起伏ワイヤでブーム角度を保持します。油圧シリンダー式はコンパクトなブームに、ワイヤ式は長いラチスブームに適します。
レッグエンサークリングクレーンとは何ですか？
自昇式据付船の脚の1本を旋回ベアリングで囲むように設置されたクレーンで、甲板スペースを節約できます。吊り能力は約800～3,000 t超で、主に風力タービンと基礎の据付に使用します。
オフショアクレーンの荷重表には動的荷重が含まれますか？
海上で船舶との間の揚重を行うクレーンでは、含まれます。 DNV-ST-0378 および EN 13852-1 に基づく荷重表は、有義波高ごとに、その海象条件の動的係数を織り込んだ安全使用荷重を示します。重量物用、自昇式および海中作業用のクレーンは、代わりに単一の設計係数で定格を示すことが多く、揚重時の動的増幅係数をその係数と照合します。いずれの場合も、係数を加える前に荷重表に含まれる内容を確認してください。詳しくは クレーン荷重表 のガイドを参照してください。
インライン式ヒーブ補償装置はどのクレーンにも使用できますか？
原理的には可能です。フックの下に吊り下げられ、クレーンの制御系とは独立して作動します。各クレーンについて、揚程の余裕、フックとの接続、空中と水中での荷重範囲、さらに装置の証明書と安全使用荷重を揚重の設計荷重と照合してください。
根拠と出典
- DNV-ST-0378 （2019年7月、2021年10月改訂）: オフショアクレーン、および有義波高ごとの荷重表 [8.2.4]。 EN 13852-1:2025 汎用オフショアクレーン （浮体式クレーン: EN 13852-2).
- 代表的な吊り能力: 公開されているオフショアクレーンおよびクレーン船の仕様を、幅のある概数として示しています。
- 固有周期と直列ばねの合成剛性は、標準的な1自由度系の結果です。
