Pilevern

Under maritime pilearbeid senkes store stålpiler gjennom et guidramme og drives ned i havbunnen ved hjelp av en hydraulisk hammer. Jordmotstanden støtter pilevekten under driving. Imidlertid, hvis pilespisssen møter et svakt eller bløtt jordlag — for eksempel løs sand eller bløtt leire — kan motstanden falle plutselig, og pilen akselererer nedover under tyngdekraften.

Denne frifall-hendelsen er kjent som en pilevern. Pilen kan falle flere meter på sekunder, og når den når et hardere lag eller slutten av den bløte sonen, bremser den voldsomt. Det resulterende sjokket overføres gjennom hammeren, guidrammen, kranbanen og inn i kranbommen og fartøysstrukturen.

Uten beskyttelse kan disse sjokkelastningene overstige krankraften sitt sikre arbeidslast med en faktor på fem eller mer, noe som medfører risiko for struktursvikt i kranen, kabelbrekk eller skade på pileringsutstyret.

En krankrans sjokkamortering installeres i kranens løftesystem — typisk innebygd mellom kranhopen og lasten — for å absorbere energien fra en pilevern-hendelse. Det fungerer etter samme gassfjær-prinsipp som en passiv heave-kompensator, men er spesielt utformet for de høyenergi-, kortvarings-lastene som karakteriserer pilevern.

Når en pilevern oppstår, fører den plutselige økningen i wirehastigeten til at sjokkamorteringen komprimerer seg raskt, komprimerer gassladen sin og absorberer den kinetiske energien fra fallende pilen. Toppkraften som overføres til kranen er begrenset til sjokkamorteringens maksimale motstand — en brøkdel av det som ville oppstå med en stiv forbindelse.

Nøkkeldesignparametere er:

• Energikapasitet — Må absorbere full kinetisk energi fra det verste pilevern-scenariet uten å bunne ut.
• Topkraft — Maksimal motstandskraft under komprimering, som bestemmer toppbelastningen på kranen.
• Slag — Må være tilstrekkelig for forventet pilevern-distanse.

For mer om energibalanse ved sjokabsorpsjon, se vår side på krankrans sjokabsorpsjon.

Norwegian Dynamics POLARIS er en lett sjokkamortering spesielt utviklet for krankoperasjoner, inkludert pilevern. Med kapasiteter fra 75 til 4 000 tonn og slag fra 1,0 til 8,0 meter, dekker POLARIS hele spekteret av maritime pilearbeid.

Nøkkelfunksjoner av POLARIS-designet inkluderer:

• Lett konstruksjon — Minimerer virkningen på kranens lastdiagram, og bevarer løftekapsiteten for lasten.
• Rask energiabsorpsjon — Tunet gassfjær og dempingskarakteristikker optimalisert for korttidslasten med høy energi fra pilevern-hendelser.
• Enkelt, robust design — Ingen elektronikk, sensorer eller ekstern kraft. Fungerer pålitelig i det krevende maritime miljøet.

Pilevern-risiko vurderes i designfasen av en pilearbeid ved bruk av geotekniske data. Jordsonder og konuspenetrasjonstester (CPT) identifiserer potensielle svake lag hvor pilevern kan oppstå. Den forventede pilevern-distansen og hastigheten beregnes deretter basert på pilevekten, jordmotstandsprofil og hammerenergi.

Disse beregningene bestemmer sjokkamorteringens spesifikasjon — energikapasitet, topkraft og slag. Sjokkamorteringen må dimensjoneres for å håndtere det verste troverdig pilevern-sceario, ikke bare det forventede tilfelle, fordi konsekvensene av undervurdering er alvorlige.

Pilevern-beskyttelse er også relevant for vindkraftinstallasjon, der monopilarer drives ned i havbunnen under potensielt variable jordforhold. POLARIS brukes mye i denne applikasjonen, som kombinerer effektiv beskyttelse med lett design som trengs for høykapasitets krankoperasjoner. Se også hurtig løfting for relaterte teknikker som forbedrer effektiviteten i gjentatte installasjonskampanjer.