
看准浪头,按下按钮,脱离甲板——一次成功。
快速起升
作者:Peter Wang,COO · 2025年12月
实际应用:有关本主题的实际应用,请参阅POLARIS 起重机缓冲器与工程研究与分析。
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:
- 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。
- 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。
- 利用 AHC 动力单元产生所需的额外起升力。
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。
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/min | 86% | 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。
快速起升流程
- 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。
- 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。
- 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。
- 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?
为什么需要它?
起升在何时触发?
快速收回的动力来自哪里?
若不使用快速起升,甲板再接触的可能性有多大?
哪些装置具备这一能力?
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。
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ANTARES 快速起升——升沉驳船上“一次脱离”,CONSTELLATION 仿真演示