Hivkompensering for havvind
Tre situasjoner der en hivkompensator eller støtdemper montert i løftelinjen hjelper ved havvindarbeid: undervannsløft for flytende vindkraft og fundamenter, nedsetting av laster fra et flytende fartøy og ukontrollert nedsynking av pæler under ramming. Vi ser også på når pælegripere, føringer og styreliner gjør jobben i stedet.
- Fra en oppjekkbar plattform som står på bena på havbunnen, fører ikke bølgene til hivbevegelse i kroken. Fra et flytende fartøy gjør de det: Krantuppen beveger seg med fartøyets hiv, rull og stamp.
- En enhet montert i løftelinjen hjelper i tre situasjoner: undervannsløft gjennom skvalpesonen ned til havbunnen, for eksempel av sugeankre, maler og beskyttelsesdeksler; nedsetting av en last fra et flytende fartøy, der slaglengden tar opp bevegelsen i krantuppen etter kontakt, slik at linekraften endres gradvis i stedet for å rykke lasten opp igjen; og ukontrollert nedsynking av pæler under ramming, der en støtdemper begrenser toppbelastningen på kranen.
- Den virker bare i den vertikale lastveien. Horisontal posisjon og orientering krever føringer, gripere eller styreliner.
- Våre enheter for montering i løftelinjen dekker 12.5 til 10,000 t (RIGEL, CYGNUS og ANTARES), og POLARIS-støtdempere dekker 75 til 4,000 t. Hver enhet dimensjoneres ut fra en løftemodell av fartøyet, kranen, løfteredskapen, nyttelasten og sjøtilstandene.
De fleste løft i havvindprosjekter utføres enten fra en oppjekkbar plattform som står på bena, eller fra et flytende tungløft- eller konstruksjonsfartøy. Hvilket underlag kranen står på, avgjør om hiv når kroken, og dermed mye av det en hivkompensator i løftelinjen skal gjøre.
Oppjekkbar plattform eller flytende fartøy
En hevet, oppjekkbar plattform står på havbunnen, slik at bølgene ikke gir hivbevegelse i skroget eller kranen. Løftene påvirkes av vindlasten på komponenten, fleksibiliteten i kranen og konstruksjonen og bevegelsen til det lasten løftes fra eller settes ned på, for eksempel et forsyningsfartøy langs siden. I to tilfeller har en enhet i løftelinjen likevel en oppgave: En last som løftes fra et flytende forsyningsfartøy, følger fartøyets bevegelse til den er fri av dekket, og et undervannsløft gjennom skvalpesonen møter bølgene uansett hva kranen står på. Artikkelen vår om hurtigløft viser hvordan en adaptiv enhet løfter en last klar av et dekk i bevegelse.
Et flytende fartøy beveger seg med bølgene. Krantuppens vertikale bevegelse kombinerer fartøyets hiv med rull og stamp. Bidraget fra rull avhenger av krantuppens avstand fra senterlinjen, og bidraget fra stamp av avstanden fra midtskips. Derfor kan en krantupp langt ut til siden eller mot baugen eller akterenden ha større vertikal bevegelse enn fartøyets hiv. Gjennom en stiv wire og stropper overføres bevegelsen til lasten. Artikkelen vår om fartøybevegelser viser hvordan dette beregnes.
Der en enhet i løftelinjen hjelper
Undervannsløft for flytende vindkraft og fundamenter
Sugeankre og fortøyningsutstyr for flytende vindkraft, maler for forpæling, undervannskonstruksjoner og beskyttelsesdeksler senkes fra et flytende fartøy gjennom skvalpesonen til havbunnen. De utsettes for de samme lastene som ved andre undervannsløft: slag fra bølgene, strømningsmotstand, oppdrift og tilleggsmasse i skvalpesonen, og deretter landingshastigheten på havbunnen. En passiv hivkompensator i løftelinjen gjør løftesystemet mer ettergivende, noe som reduserer rykklastene og demper bevegelsen fra krantuppen som når lasten ved landing. I vår studie av passasje gjennom skvalpesonen for et 35 t GRP-deksel ved Hs 1.8 m reduserte en RIGEL 75 t / 4.5 m maksimal linekraft fra 1,846 kN til 655 kN og fjernet alle tilfeller av slakk stropp. Tilgjengelig slaglengde var begrensningen. Passasje gjennom skvalpesonen og undervannsløft forklarer lastene.
Nedsetting av last fra et flytende fartøy
Når et flytende fartøy setter en last ned på noe som står fast, for eksempel et jacketfundament på forhåndsinstallerte pæler, et overgangsstykke på en monopæl eller en mal på havbunnen, fortsetter krantuppen å bevege seg etter første kontakt. Med et stivt løfteredskap kan krantuppen løfte lasten av igjen hver gang den beveger seg oppover, og lasten treffer hardt på vei ned, syklus etter syklus, til nok wire er matet ut (figur 1).
Med en passiv hivkompensator i løftelinjen tas krantuppens bevegelse etter kontakt opp i slaglengden, slik at linekraften endres gradvis i stedet for å rykke lasten av flensen. Når wiren mates ut, trekker enheten seg sammen, kraften avtar og vekten overføres til fundamentet. Frem til da hviler lasten nesten uten vekt på anleggsflaten. Derfor må wiren fortsatt mates ut raskt nok til å følge krantuppen, og enhetens egenperiode med lasten må ligge utenfor bølgeperiodene. Løftemodellen kontrollerer kontakthastighet, slaglengde og innstilling for sjøtilstandene under operasjonen. ANTARES har i tillegg en landingsmodus som åpner ventilene og kobler ut EQ-funksjonen for skånsom nedsetting.
Ukontrollert nedsynking av pæler under ramming
Monopæler og pinpæler rammes vanligvis med en hydraulisk hammer. Hvis pælespissen når et svakt jordlag, kan pælen synke ukontrollert, og kranlinen må stoppe det den fortsatt bærer. En POLARIS støtdemper i kranens løp begrenser kraften nær ventilinnstillingen mens den tar opp slag, i stedet for å overføre hele oppbremsingen til kranen. Beskyttelse ved ukontrollert pælesynking forklarer lasttilfellet og dimensjoneringen.
Dette gjør den ikke
En hivkompensator montert i løftelinjen virker i den vertikale lastveien. Den kan ikke plassere en last horisontalt eller dreie den. Føringer og buffere, bevegelseskompenserte pælegripere og styreliner gjør dette, og en løfteplan trenger vanligvis også noe av dette utstyret. Den hjelper heller ikke ved et løft der verken kroken eller lastens understøttelse beveger seg: Et løft av maskinhus eller rotorblad fra dekket på en hevet, oppjekkbar plattform påvirkes av vindlasten på komponenten og kranens egen dynamikk.
Løft i havvindprosjekter, kort oversikt
| Løft | Utføres vanligvis fra | Viktigste forhold | Enhet i løftelinjen |
|---|---|---|---|
| Monopæl: oppreising, senking og ramming | Et flytende fartøy med pælegriper, eller en oppjekkbar plattform | Pælegriperens posisjonskontroll; risiko for ukontrollert pælesynking under ramming | POLARIS ved ukontrollert pælesynking; pælegriperen holder posisjonen |
| Overgangsstykke på en monopæl | En oppjekkbar plattform eller et flytende fartøy | Innretting og nedsetting på flensen eller fugestøttene | Fra et flytende fartøy kan en kompensator dempe nedsettingen; dimensjoneres for hvert løft |
| Jacketfundament på forhåndsinstallerte pæler | Et flytende tungløftfartøy, av og til en oppjekkbar plattform | Passasjen gjennom skvalpesonen, deretter nedsettingen på pælene på havbunnen, med innføringsføringer for innretting | En kompensator kan dempe belastningene ved passasje og nedsetting; dimensjoneres for hvert løft |
| Toppmodul for transformatorstasjon på jacketfundamentet | Et flytende tungløftfartøy | Nedsettingen på jacketfundamentet, med buffere og føringer | En kompensator kan dempe nedsettingen; dimensjoneres for hvert løft |
| Maler, ankre, undervannskonstruksjoner og deksler | Et flytende konstruksjonsfartøy | Laster i skvalpesonen og landing på havbunnen | RIGEL, CYGNUS eller ANTARES |
| Tårn, maskinhus og rotorblader | En oppjekkbar plattform | Vindlast på komponenten og innretting i høyden | Ingen ved løft fra plattformens eget dekk; ved løft fra et flytende forsyningsfartøy kan ANTARES brukes til hurtigløft |
Dimensjonering av en enhet for havvindløft
Enheten dimensjoneres ut fra en løftemodell: fartøyets bevegelse ved krantuppen i sjøtilstandene under operasjonen, kranen og løfteredskapen, nyttelastens masse, geometri og hydrodynamikk samt kriteriene for landing eller nedsetting. Ved tunge løft må enhetens egen lengde og vekt også tas med i vurderingen av kranens krokhøyde og lastdiagram. CONSTELLATION simulerer løftet med og uten kompensator og rapporterer lastene, brukt slaglengde og marginene.
RIGEL (55 til 1,000 t), CYGNUS (12.5 til 10,000 t) og ANTARES (30 til 4,000 t) dekker løft med enhet i løftelinjen, og alle er oppgitt for bruk ned til 3,000 m vanndybde. ANTARES kan endre innstillingen under løftet: stivere og med mer demping gjennom skvalpesonen, mykere nedenfor den, og en landingsmodus som åpner ventilene og kobler ut EQ-funksjonen for skånsom nedsetting. Den kan også hurtigløfte en last klar av et dekk i bevegelse. POLARIS-støtdempere dekker 75 til 4,000 t.
Kilder og forutsetninger
- Lastene som er nevnt for undervannsløft, følger DNV-RP-N103. Tallene for eksempelet kommer fra vår CONSTELLATION-studie CS-2026-004 (35 t GRP-deksel, RIGEL 75 t / 4.5 m, Hs 1.8 m, Tp 7.5 s, høyeste verdi av åtte realisasjoner), en innledende studie av bare passasjen gjennom skvalpesonen, uten landings- eller nedsettingsfase, og ikke en sertifisert analyse. Figur 1 er skjematisk.
- Beskrivelsene av installasjonsmetoder er generelle. Metode, fartøy og utstyr for en bestemt operasjon fastsettes gjennom prosjektets egne tekniske vurderinger.
- Produktområdene bygger på våre produktdata fra september 2026.
Ofte stilte spørsmål
Trengs hivkompensering ved installasjon av havvind?
Ikke for de fleste løft fra en hevet, oppjekkbar plattform som står på havbunnen, ettersom bølgene ikke beveger kranen. Unntakene er laster som løftes fra et flytende forsyningsfartøy, og undervannsløft gjennom skvalpesonen. Fra et flytende fartøy beveger krantuppen seg med bølgene, og en hivkompensator i løftelinjen hjelper der bevegelsen har størst betydning: ved undervannsløft gjennom skvalpesonen og ved nedsetting av laster på et fast fundament eller havbunnen.
Kan en hivkompensator hjelpe ved løft av komponenter fra en forsyningslekter?
Ja. Kroken på en oppjekkbar plattform står stille, men en komponent på et flytende forsyningsfartøy følger fartøyets bevegelse til den er fri av dekket. Ved langsom heising kan dekket treffe den igjen. En adaptiv enhet som ANTARES kan hurtigløfte lasten klar av dekket. Om dette passer for kranen, krokhøyden og komponenten, kontrolleres i løftemodellen.
Hva er forskjellen mellom en hivkompensator og en pælegriper?
En hivkompensator virker i den vertikale lastveien og tar opp krantuppens bevegelse i slaglengden. En bevegelseskompensert pælegriper holder en monopæl i horisontal posisjon mens den senkes og rammes fra et flytende fartøy. De har ulike oppgaver.
Hvordan beskytter en støtdemper kranen ved ukontrollert pælesynking?
Hvis en pæl synker ukontrollert under ramming, må kranlinen stoppe det den fortsatt bærer. En støtdemper som POLARIS i kranens løp begrenser kraften nær ventilinnstillingen mens den tar opp slag, slik at kranen utsettes for en begrenset kraft i stedet for hele belastningstoppen ved oppbremsing.
Hvilke enheter fra Norwegian Dynamics passer til havvind?
RIGEL, CYGNUS og ANTARES for løft med enhet i løftelinjen, med et samlet område fra 12.5 til 10,000 t og alle oppgitt for bruk ned til 3,000 m vanndybde, samt POLARIS ved ukontrollert pælesynking. POLARIS-støtdempere dekker 75 til 4,000 t. Valget bygger på en løftemodell av nyttelasten, fartøyet og sjøtilstandene.
Skal du utføre et løft i et havvindprosjekt?
Send oss:
- komponenten, massen og løfteredskapen
- fartøyet og kranen
- sjøtilstandene og kriteriene for landing eller nedsetting
Vi modellerer løftet i CONSTELLATION med og uten kompensator og dimensjonerer enheten.
Send oss løftet ditt →
