Kraanbelastingschema
Door Tord Martinsen, CEO · Januari 2026
Projectroute: Voor praktische toepassing van dit onderwerp, zie POLARIS kraanschokdemper en engineeringstudies en analyse.
Een kraanlastdiagram geeft de maximale veilige werklast (SWL) aan die een kraan kan hijsen bij verschillende radii, gieklengtes en hoeken. Offshore moet de beschikbare capaciteit in het diagram worden gecontroleerd op dynamische belasting, omdat haak, last, dek en zeeoppervlak relatief ten opzichte van elkaar kunnen bewegen.
De dynamische lastfactor (ψ), vaak samen met DAF besproken, is de vermenigvuldigingsfactor op de statische last of de kraancapaciteit uit het diagram. Een factor 1,5 betekent dat kraan en hijsgerei 50% meer belasting moeten opnemen dan het statische gewicht.
Waar komt de extra belasting vandaan?
De grootste capaciteitsreducties komen meestal door relatieve snelheid en plotselinge spanningswisselingen:
- Lift-off vanaf supply vessel of barge – kraanhaak en vrachtdek kunnen in tegengestelde richting bewegen. Als de haak omhoog gaat terwijl dek of container omlaag beweegt, kan de sling bijna direct van slap naar volledig belast gaan. Deze snap load kan de statische payload ruim overschrijden.
- Splash-zone passages – opdrijfkracht, drag, added mass en golfdeeltjessnelheid veranderen snel wanneer de last door het vrije oppervlak gaat. Dit geeft variërende haaklast en een hogere dynamische factor.
- Elasticiteit van kraan en kabel – kraan, staalkabel, slings en last werken als een massa-veersysteem, waardoor snelle beweging of slechte timing piekspanning kan versterken.
- Lift-off, landing en haken – korte gebeurtenissen kunnen de maximale haaklast bepalen, ook als de gemiddelde zeetoestand acceptabel lijkt.
De dynamische lastfactor vat deze effecten samen in één getal voor het kraanlastdiagram.
Hoe bereken je relatieve snelheid?
Voor transfer lifts vanaf dek schatten classificatieregels relatieve snelheid vaak als volgt:
v_r =\frac{1}{2}v_L + \sqrt{v_c^2+v_d^2}Waar v_r de relatieve snelheid is, v_L de hijssnelheid van de kraan, v_c de verticale snelheid van de kraantip door scheepsbeweging, en v_d de verticale snelheid van dek of last.
Wij schatten v_c en v_d op basis van scheepsrespons, gemeten beweging, metocean-data of tijdsdomeinsimulatie. Bij beperkte data kunnen conservatieve regelwaarden worden gebruikt.
Hoe bereken je de dynamische factor en toegestane payload?
Voor een conventionele kraan en hijssysteem kan de dynamische factor worden geschat uit relatieve snelheid, stijfheid en lastmassa:
\psi =1 + \frac{v_r}{g} \sqrt{\frac{k}{m}}Waar v_r de relatieve snelheid is, g de zwaartekrachtsversnelling, k de effectieve stijfheid van kraan en kabel, en m de lastmassa.
\psi wordt gebruikt om het kraanlastdiagram te deraten. Veel offshore controles hanteren ook een minimale dynamische factor, vaak 1,3 afhankelijk van regels en liftcategorie; een lagere berekende waarde verhoogt de diagramcapaciteit dus niet.
Voorbeeld: een kraan heeft 10 t diagramcapaciteit voor een deck lift en de toepasselijke minimale dynamische factor is 1,3. Wat is de toegestane overboard payload als de berekende factor 1,2 of 1,8 is?
Bij 1,2 blijft de minimumfactor bepalend, dus de toegestane payload blijft 10 t. Bij 1,8 wordt de toegestane payload:
m = 10 \cdot \frac{1.3}{1.8} = 7.2\ \text{t}
Door snap loads te beperken met shock absorption, of relatieve beweging tussen haak en last met heave-compensatie, kan de lift vaak dichter bij de minimumfactor blijven in plaats van sterk te worden gederaat.
Illustratief load-chart effect
Het voorbeeld toont dezelfde diagramcapaciteit met verschillende dynamische factoren. Het is een vereenvoudigd rekenvoorbeeld, geen gecertificeerd POLARIS-load chart.
Berekening: toegestane payload = diagramcapaciteit x 1,30 / dynamische factor. Als een shock absorber de piekbelasting dicht bij de minimumfactor houdt, kan dezelfde diagramcel veel dichter bij volle capaciteit blijven.
Hoe load-chart derating te verminderen
De praktische vraag is niet alleen wat de dynamische factor is, maar waardoor hij ontstaat. Verschillende lastcases vragen om verschillende apparatuur.
- Snap loads en deck pick-up: gebruik een POLARIS kraanschokdemper. Die voegt gecontroleerde slag en demping toe tussen kraan en last, zodat plotseling snelheidsverschil wordt geabsorbeerd voordat het piek-haaklast wordt.
- Splash zone en subsea lifts: gebruik passieve heave-compensatie om relatieve beweging tussen haak en last te verminderen. RIGEL en CYGNUS dekken eenvoudigere passieve cases; ANTARES wordt gebruikt voor complexe of meerstaps subsea lifts met veranderende opdrijving.
- Topside actieve heave-compensatie: gebruik AHC waar restbeweging minimaal moet zijn. VEGA is het gebruikelijke startpunt voor topside motion compensation.
- Operationele maatregelen: gebruik gecontroleerde hijssnelheid, plan soft lift-off, voorkom re-contact en resonante zeestaten, en gebruik geschikte weather windows.
Gebruik voor een eerste productcheck de keuzegids voor heave-compensatoren. Voor een volledige review: stuur radius, SWL, hijssnelheid, payload, zeetoestand, golfperiode en liftsequentie.
Gerelateerde bronnen
Moet deze hijscase worden beoordeeld?
Als load-chart derating de lift beperkt, stuur de kraan- en lastcase. We kunnen snap-load-, transfer-lift- en splash-zone-cases scheiden en de praktische volgende stap voorstellen.