起重船通过 ANTARES 波浪补偿器,对升沉驳船执行快速起升
快速起升

看准浪头,按下按钮,脱离甲板——一次成功。

快速起升

快速起升有什么优势?

海上吊装作业存在多种挑战。使用相对较慢的起重机时,载荷与甲板之间可能发生再接触:突发的波浪或船舶运动可能引发快速位移,进而造成碰撞。此类碰撞可能损坏设备,并导致代价高昂的延误。自适应被动式波浪补偿(PHC)与主动波浪补偿(AHC)装置提供的快速起升能力,通过降低载荷与甲板发生接触的可能性,帮助缓解这一风险。

工作原理是什么?

载荷连接至自适应 PHC 或 AHC。张力保持在静态重量的约 50%,使起重机起吊时活塞杆随之伸出。伸出过程持续至补偿器约 1/3 至 1/2 行程处。此时补偿器被动地将索具张力维持在约 50%,同时船舶做升沉运动。在浪峰处(推荐时机),操作人员通过按下按钮激活快速起升。活塞杆随即以可控方式收回至完全收回位置。

收回可通过以下几种方式完成:

  1. 从低压蓄能器切换至已预充油气的高压蓄能器,以便完全收回该载荷。
  2. 通过大口径接头向当前蓄能器注入高压气体,从而提高张力。
  3. 利用 AHC 动力单元产生所需的额外起升力。
务必避免张力过高,否则可能引发不必要的动态效应。Norwegian Dynamics 波浪补偿器配备行程末端阻尼,可防止补偿器受损,但无论如何,避免此类情况仍是更佳做法。

驳船起吊作业中会发生什么

将重型载荷从运输驳船或供应船上吊起,是海上作业中风险暴露最高的时刻之一。避免再接触——即载荷先脱离甲板,随后一道波浪又将甲板重新推高与其相遇——是 DNV-RP-N103 §9.5 中驳船起吊作业的核心安全判据。

1承接载荷。起重机将重量从驳船上接过;吊索绷紧,载荷准备离开甲板。 2甲板持续起伏。驳船随涌浪起伏,在载荷贴近甲板悬吊期间不断上下运动。 3脱离,还是再接触。载荷必须先脱离升沉包络范围,后续浪峰才会将甲板重新推高。起升过慢可能被追上并猛烈撞击;快速起升则率先脱离。

驳船起吊建模分析

一项 CONSTELLATION 蒙特卡洛研究:同一 250 t 载荷从运输驳船上起吊,海况为 Hs 2.16 m / Tp 5.5 s,每个数据点建模 120 个海况样本,且每次均在同一有利时机起吊。将常规起重机——刚性钢丝绳、无补偿、在现实重型吊装速度范围内起吊——与 ANTARES 快速起升进行对比:

起重机起吊速度常规起重机——再接触ANTARES 快速起升
1–3 m/min 最重吊装工况(≈1,000–2,000 t)100%0%
5 m/min86%0%
10 m/min ≈ DNV §9.5 规定的起吊速度下限52%0%
20 m/min 起吊较快,载荷较轻15%0%

在任何速度下,快速起升在全部 120 个建模海况中均未发生再接触(95% 置信区间 0–3%)。在建模的快速起升过程中,载荷以 1.27 的载荷动力放大系数(DAF)脱离甲板,峰值吊索载荷为 3,118 kN——在索具与起重机限值范围内,占用 ANTARES 64% 的行程。该建模在 CONSTELLATION 中作为一条耦合时域载荷路径完成;甲板再接触按 DNV-RP-N103 §9.5 的定义进行评估。一个海况、一个工况——每次起吊均根据其自身载荷、船舶与海况单独核算。

为净空设计气瓶与阀门经过合理选型,确保快速起升可在海况允许的时间内达到所需甲板净空裕量
脱离后自适应调节脱离甲板后,ANTARES 在后续起吊过程中保持调校好的气弹簧刚度与阻尼
按 DNV 标准核验甲板净空与再接触按 RP-N103 §9.5 核验;峰值载荷对照起重机降额后的额定能力核算
按工况匹配在 ANTARES 全系列产品中,根据您的载荷、起吊速度、船舶与设计海况进行选型

快速起升流程

  1. 保持轻载张力。载荷悬挂于补偿器上,张力约为静态重量的 50%——起重机开始起吊时,活塞杆随之伸出。
  2. 跟随升沉运动。伸出行程约至 ⅓ – ½ 处停止;船舶升沉期间,装置被动地保持索具张紧。
  3. 把握时机。在浪峰处——推荐的触发时机——操作人员通过一条指令激活快速起升。
  4. 一次脱离。活塞杆完全收回,速度快但过程可控——载荷在下一道波浪到达前已离开甲板。
收回方式工作原理
蓄能器切换从低压蓄能器切换至已预充的高压蓄能器——按该载荷的收回需求选型
注气通过大口径接头将高压气体接入工作蓄能器
AHC 动力单元该动力单元产生额外起升力

触发张力应保持适中——过高会引发不必要的动态效应。无论如何,行程末端阻尼都能保护装置,但不依赖它才是更佳做法。

快速起升——常见问题

什么是快速起升?
一种由补偿器驱动的技术,用于一次性脱离甲板:在伸出状态下保持较低张力,随后在操作人员选定的时刻,快速且可控地收回活塞杆。
为什么需要它?
起吊较慢的起重机会让载荷悬停在起伏甲板附近——一次意外运动即意味着再接触、损坏与延误。快速起升将这一脆弱阶段压缩至一个可选定的瞬间。
起升在何时触发?
在浪峰处触发——这是推荐的时机——这样活塞杆收回时甲板正在下降。
快速收回的动力来自哪里?
可以是切换至预充的高压蓄能级、向工作蓄能器注入高压气体,或由 AHC 动力单元提供额外助力——具体取决于装置的配置。
若不使用快速起升,甲板再接触的可能性有多大?
在上述建模研究中:在最重吊装工况所受限的 1–3 m/min 速度下,再接触几乎必然发生(100%);5 m/min 时为 86%;即使在 DNV §9.5 规定的约 10 m/min 起吊速度下限下,仍高达 52%;而 ANTARES 快速起升在全部 120 个建模海况中的再接触次数为 0。
哪些装置具备这一能力?
自适应被动式与主动式波浪补偿器——快速起升是区分自适应装置与基础型 PHC 的能力之一。ANTARES 可依靠电池供电反复执行快速起升。下方影片展示了一次从升沉驳船上进行的快速起升。

正在处理需要这项能力的吊装工况?

起吊速度越快,DAF 呈非线性上升——POLARIS 可帮助您保持在起重量表范围内。请发送您的起重机与吊装工况,我们将为您完成选型核算。

查看实际效果

ANTARES 快速起升——升沉驳船上“一次脱离”,CONSTELLATION 仿真演示