黄昏时的海上起重船,不同吊臂几何结构的轮廓映衬在地平线上
海上起重机类型

折臂式、刚性臂式、液压缸变幅式:几何结构决定了海况运动向吊钩传递的程度。

海上起重机类型对比

海上起重机的主要类型

海上起重机根据吊臂几何结构和变幅机构可分为以下几类:

  • 折臂式起重机 — 海上平台和供应船上最常见的类型。吊臂设有铰接接头(折臂关节),可折叠收存。起重能力为5至300+ t。制造商包括Liebherr、NOV(National Oilwell Varco)和Palfinger。
  • 刚性臂式(固定臂式)起重机 — 采用无铰接结构的直吊臂。其起重能力和作业幅度通常高于折臂式起重机,用于重型吊装和建造作业,常见于半潜式起重船(SSCV)。
  • 液压缸变幅式起重机 — 吊臂角度由液压缸而非钢丝绳控制。可精确定位载荷,常见于自升式平台和钻井平台。Favell、SMST和Huisman均生产此类起重机。
  • 基座式起重机 — 泛指安装在固定基座上的起重机,可采用任何吊臂类型。基座支持360°全回转。

四种类型概览

同一甲板,四种吊臂几何结构。琥珀色构件显示可铰接与不可铰接之处:

海上起重机类型 · 侧视图 示意图 折臂关节 无关节 液压缸 360°回转 任何吊臂类型 折臂式吊臂 铰接式折臂关节 平台和供应船 刚性吊臂 直臂 · 无铰接 重型吊装 · SSCV 液压缸变幅 液压缸调节吊臂角度 自升式平台和钻井平台 基座式 可装任何吊臂 · 360°回转 固定设施 突出显示的铰接结构决定收存方式、作业幅度及船舶运动向吊钩传递的程度。
海上起重机类型对比:吊臂几何结构、起重能力和用途、常见搭载船型,以及各类型对升沉补偿的影响。
类型吊臂/变幅起重能力和用途常见应用平台补偿说明
折臂式铰接接头;可折叠收存5 – 300+ t平台、供应船折臂关节本身具有一定柔顺性
刚性臂式/固定臂式直吊臂,无铰接起重能力更高、作业幅度更大;用于重型吊装和建造SSCV载荷传递路径刚度最高,浮式作业时从补偿中获益最大
液压缸变幅式吊臂角度由液压缸调节精确定位载荷自升式平台、钻井平台操控精确;动力学响应仍取决于海况
基座式360°回转基座可安装任何吊臂类型通用类别固定设施基座是安装形式而非几何结构,具体特性取决于吊臂类型

起重机类型如何影响升沉补偿

起重机类型从以下几个方面影响升沉补偿要求:

吊臂刚度: 起重机结构是串联系统中的一个弹性环节,该系统还包括钢丝绳、索具和负载;吊钩运动及其产生的放大效应取决于这一耦合系统,而非仅由吊臂类型决定。

钢丝绳长度: 较长的钢丝绳段具有弹簧作用,会改变起升系统的固有频率。 必须避免波浪周期与系统固有周期发生共振 — 补偿器会改变固有周期,并根据项目海况校核改变后的周期。

集成方式: 主动升沉补偿(AHC)通常集成在起重机卷筒中。被动升沉补偿(PHC)安装在吊钩与负载之间的钢丝绳路径上,因此PHC系统不依赖起重机,适用于任何起重机类型。

RIGEL或ANTARES补偿器位于吊钩下方,不依赖起重机自身的控制系统;在特定起重机上部署时,仍需根据吊钩几何结构、净空高度、载荷范围和经认证的吊装依据进行校核。

主动升沉补偿(AHC)集成在起重机卷筒中,是起重机自身的功能
被动升沉补偿(PHC)安装在吊钩与负载之间的钢丝绳路径上,不依赖起重机
任何起重机、任何吊臂RIGELANTARES 部署在吊钩下方,不依赖起重机自身的系统

起重机载荷表与动载荷

每台海上起重机都有一份 载荷表 其中规定了最大安全工作载荷(SWL)与吊臂角度和作业半径之间的关系。载荷表假定静态工况,实际吊装中的动载荷可能因船舶运动而超过表中数值。

DNV和NORSOK标准要求在吊装规划中计入动载荷。包括动态放大效应在内,计划作业半径下的吊钩总载荷必须保持在起重机SWL以内,此外还应计入 动力放大系数、索具重量和任何水下作用力(阻力和附加质量).

升沉补偿器可降低载荷的动态分量,从而恢复特定海况下的载荷表裕度;起重机本身的认证起重能力并不改变。

海上起重机类型常见问题

海上起重机主要有哪些类型?
折臂式(铰接接头)、刚性臂式/固定臂式(直臂,起重能力和作业幅度更大)、液压缸变幅式(液压缸调节吊臂角度)和基座式起重机;基座式属于安装类别,可搭载任何吊臂类型并实现360°回转。
哪种海上起重机最常见?
折臂式起重机最常见,是平台和供应船的标准配置,起重能力约为5至300+ t。折臂关节使吊臂可折叠收存,并提供少量柔顺性。
起重机类型如何影响升沉补偿?
吊臂刚度决定船舶升沉向吊臂端点传递的程度;刚性吊臂在浮式作业时从补偿中获益最大。较长的钢丝绳段具有弹簧作用,因此系统固有周期必须避开波浪周期,补偿器可使其偏离共振区。
升沉补偿器适用于任何起重机类型吗?
是,前提是采用被动装置:PHC位于吊钩下方的钢丝绳路径中,不依赖起重机系统;RIGEL或ANTARES可部署于任何起重机类型。主动升沉补偿通常集成在卷扬机中。
起重机载荷表是否包含动载荷?
不包含。载荷表假定静态工况,DNV/NORSOK要求在规划中加入动载荷:DAF、索具重量和水下作用力必须控制在相应作业半径的SWL以内。下述 起重机载荷表 页面提供具体计算。

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需要为您的起重机类型匹配补偿方案?

补偿器位于吊钩下方,不依赖起重机。如果您有具体起重机和问题载荷工况,我们可以配置相应方案。

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