De grootste offshore mastkraan ter wereld heeft een maximaal hijsvermogen van 5000 ton en is geschikt voor waterdiepten tot 3000 m.
| Locatie | –, – |
|---|---|
| Opdracht | Subsea 7, Londen (Engeland) |
| Constructief Ontwerp | Huisman Equipment, Schiedam |
| Staalconstructie | Huisman Equipment, Schiedam |
De algemene trend in offshore is dat installaties voor het winnen van olie en gas zich niet meer boven zeeniveau op platforms bevinden, maar steeds vaker op de zeebodem staan. Dit heeft onder meer te maken met de toename van olie- en gasvondsten in diep water, waar platforms niet of uitsluitend tegen zeer hoge kosten kunnen worden afgemeerd. Ook de absolute aantallen van deze onderzeese installaties nemen toe. Ze worden bovendien steeds groter en zwaarder.
De Seven Borealis is een diepwater-constructieschip, waarmee verschillende soorten pijpen op de zeebodem kunnen worden gelegd. De mastkraan staat op het schip en heeft een masthoogte van 85,7 meter gemeten vanaf het hoofddek. In de hoogste stand bevindt de tip van de 120 m lange giek zich 151,4 m boven het dek. De 5000-tons offshore mastkraan moest voldoen aan de volgende specificaties:
- compact en weinig ruimte nodig aan dek;
- lichter dan conventionele offshore kranen;
- eenvoudig te integreren in de scheepsconstructie;
- groter bereik overboord.
De kraan beschikt hiervoor over een ‘auxiliary hoist’, die bovendien is uitgerust met actieve deiningscompensatie. Hiermee worden de bewegingen van het schip op zee gecompenseerd en kan een last onder water bijvoorbeeld op een constante hoogte ten opzichte van de zeebodem worden gehouden. Dit is met een last van 900 ton mogelijk tot op een waterdiepte van 1500 m en met een last van 300 ton tot op een waterdiepte van 3000 m. De kraan heeft bovendien een dubbele ‘main hoist’ met een capaciteit van elk 2500 ton, dus samen een capaciteit van 5000 ton. Ze kunnen ook afzonderlijk van elkaar worden ingezet. Dit maakt het bijvoorbeeld mogelijk om een last op twee punten op te hijsen zonder extra hulpmiddelen. In combinatie met de ‘auxiliary hoist’ met een capaciteit van 1200 ton kan een last zelfs op drie punten tegelijk worden opgepakt. Dit betekent dat de hijswerkzaamheden die de kraan kan uitvoeren onafhankelijk zijn geworden van het zwaartepunt van een last. Ook kunnen nu bijvoorbeeld liggende lasten worden opgehesen en rechtop gezet.
Het hart van de kraan is de mast. De kraangiek draait om de stilstaande mast en is scharnierend bevestigd aan het zwenkplatform. Het zwenkplatform draait op een lager dat rust op een ring die aan de mast is bevestigd. De giek is tevens met kabels aan de meedraaiende mastkop bevestigd.
De essentie van de offshore mastkraan is dat de complete mast het volledige lastmoment opneemt. Om dit buigend moment op te kunnen nemen is de taps toelopende mast – met een maximale diameter van 10 m – opgebouwd uit rondgewalste secties in hogesterkte staal. De maximale plaatdikte in de kraan loopt op tot maximaal 75 mm in het zogenaamde transitiestuk: dit vormt de overgang tussen de voet met een rechthoekige doorsnede en de ronde doorsnede van de mast. Dit complexe overgangsstuk is een cruciaal onderdeel van de mastkraan. Uniek is het (zwenk)lager: een combinatie van een glijlager en een rollager. Het glijlager vangt de horizontale krachten op en het rollager neemt de verticale krachten op.
De offshore mastkraan is oorspronkelijk bedacht door Huisman in 1975: dit kraantype is erg compact in vergelijking met conventionele kranen en nemen aan dek weinig ruimte in: niet meer dan de oppervlakte van de voet van de kraan. De giek bevindt zich bovendien hoog boven het dek. In het geval van 5000-tons kraan, bedraagt deze hoogte ruim 32 m. Bovendien is een mastkraan eenvoudig in de bestaande constructie van een schip te integreren. De rechthoekige voet van de mastkraan kan aan één zijde geheel aan de rand van het schip worden geplaatst. Bij conventionele kranen is dat niet mogelijk. Over het algemeen is voor conventionele kranen een aparte cirkelvormige fundering in het schip nodig met een aanzienlijk eigen gewicht. Zo’n fundering kan ook niet direct tegen de rand van het schip worden geplaatst en beperkt daarom het effectieve bereik. ’s Werelds grootste mastkraan heeft met een last van 5000 ton een bereik overboord van ruim 25 m tegenover 17 m voor een conventionele kraan.
De hybride kraangiek is uitgevoerd als A-frame. Dit betekent dat de poten van het frame deels zijn uitgevoerd als kokerligger en deels als vakwerkconstructie. Per poot bestaat de vakwerkconstructie uit twee evenwijdige horizontale kokerbalken boven elkaar. De twee kokerbalken zijn verticaal met elkaar verbonden door twee vakwerkspanten aan de zijden. De hybride constructie garandeert de sterkte en de buig- en torsiestijfheid zodat de kraan veilig 5000 ton kan tillen. Een bijkomend voordeel van de hybride giek is dat dankzij de vakwerkspanten de windbelasting op de giek wordt verlaagd. Bovendien is de ruimte ingesloten door de vakwerkspanten en de liggers beloopbaar en goed toegankelijk voor onderhoudsdoeleinden.
