급속 인양: 움직이는 갑판에서 하중을 들어 올려 분리하기

갑판과의 시간 싸움

무거운 하중을 드는 크레인의 권상 속도는 느리며, 흔히 분당 몇 미터 수준입니다. 하중이 갑판에서 떨어진 뒤에는 권상 속도만큼, 즉 초당 몇 센티미터씩 올라갑니다. 반면 갑판은 크레인 훅에 대해 초당 최대 한 미터의 상대 속도로 내려갔다가 다시 올라올 수 있습니다. 다음번 갑판 상승 높이가 그동안 하중이 올라간 높이보다 크면 갑판이 하중에 닿습니다. 불규칙한 해상에서는 다음 파고가 이전보다 높을 수도 있습니다(그림 1). DNV-RP-N103 에서는 이를 이격 후 바지선이 인양 물체에 충돌할 확률로 다룹니다. 이 확률은 크레인 훅과 갑판 사이의 상대 운동에 대한 권상 속도로 결정되며, 인양 계획에서는 정해진 값 이하로 유지해야 합니다.

권상 속도를 높이면 도움이 되지만, 하중을 들 수 있을 만큼 큰 크레인은 갑판의 움직임보다 빠르게 권상하기 어려운 경우가 많습니다. 급속 인양에서는 보상 장치가 한 번의 빠른 동작으로 하중을 갑판에서 띄우고, 이후 크레인이 자체 속도로 권상합니다.

급속 인양의 작동 원리

1. 유지. 하중이 아직 갑판에 놓여 있는 동안 보상 장치를 충전해 하중 중량의 일부를 지지하게 합니다. 리깅에는 장력이 걸리지만 하중은 갑판에 남아 있습니다.
2. 추종. 하중 아래에서 갑판이 오르내릴 때 로드가 이를 따라갈 수 있도록 이동 여유를 남기고, 이후 수축할 거리도 확보합니다.
3. 작동. 계획한 순간, 보통 갑판이 내려가기 시작할 때 보상 장치가 빠르게 수축합니다.
4. 이격. 수축으로 한 번에 하중을 갑판에서 충분히 띄우고, 크레인이 이를 권상합니다. 인양 해석에서는 이후 파도에서의 이격 거리, 최대 하중, 사용한 스트로크를 확인합니다.

최적의 작동 시점은 크레인, 하중, 갑판의 조합에 따라 달라지며 파정이 항상 최적은 아닙니다. 작동 전에는 갑판이 항상 하중 중량의 일부를 지지하도록 유지 조건을 설정합니다. 여기에는 갑판이 파정을 지나 내려가고 스트로크에 따라 가스 힘이 증가하는 동안도 포함되므로, 하중이 저절로 갑판에서 떨어지지 않습니다.

수축력 공급 방식

수축력은 해당 인양 작업에 맞춰 설정합니다. 너무 크면 하중을 급격히 잡아당겨 슬링 최대 하중이 커지고, 너무 작으면 인양이 지나치게 느려집니다. 수축은 운용 스트로크 안에서 끝나야 합니다. 당사 장치에는 스트로크 끝단 접촉을 완화하는 종단 감쇠 기능이 있지만, 인양은 그러한 접촉이 발생하지 않도록 계획합니다.

당사의 250 t 사례

당사는 CONSTELLATION 에서 한 불규칙 해상 조건(Hs 2.16 m, Tp 5.5 s)의 히브하는 갑판으로부터 250 t 하중을 인양하는 모델을 만들었습니다. 일반 크레인으로 네 가지 권상 속도 각각에 대해 해당 해상 조건을 120회 실현해 실행하고, ANTARES 급속 인양을 적용해 다시 실행했습니다. 두 경우 모두 갑판 운동에서 동일한 유리한 시점에 시작했습니다.

급속 인양에서 하중이 갑판을 떠날 때 페이로드 DAF가 1.27이었고 슬링 최대 하중은 3,118 kN으로 리깅과 크레인 한계 안에 있었으며, ANTARES 스트로크의 64 %를 사용했습니다. 재접촉이 없는 120회 실행에서 이 모델의 재접촉 발생률에 대한 정확한 95 % 신뢰구간은 0~3 %입니다. 이 재접촉 발생률은 하나의 하중과 하나의 해상 조건에 대한 결과이며, 각 인양 작업은 자체 하중, 선박, 해상 조건에 맞춰 설계해야 합니다.

급속 인양이 가능한 장치

ANTARES 에는 외부 전원 없이 자체 탑재 시스템으로 작동하는 급속 인양 기능이 내장돼 있으며, 한 번 충전으로 여러 차례 작동할 수 있습니다. 능동 장치도 자체 구동부로 급속 인양할 수 있으며, 당사의 VEGA 능동 장치는 개발 중입니다. 당사의 수동 장치인 RIGEL과 CYGNUS는 인양에 맞춰 갑판에서 설정하며, 명령에 따라 수축하지 않습니다. 대신 크레인과 직렬로 연결하면 하중을 처음 받을 때의 충격을 완화합니다(참조: 이송 인양).