MERWEDE
shipyard
Nieuwe ontwikkelingen in de koel- en vriesvaart Deel 1
2e druk
Afstudeerwerk van:
B.J. OeIe
Afstudeerhoogleraar: Prof. dring. C. GaTlin
In opdracht van Merwede Shipyard
Merwede shipyard Rivierdijk 586 Postbus 5 3370 AA Hardinxveld-Giessendam
Technische Universiteit Deift Vakgroep Ontwerpen en Exploitatie van Maritieme Objecten (OEMO) Mekelweg 2
2628 CD Deift
i9
Zo2
Voorwoord Dit is het cindrapport van mijn 4e-jaars scriptie. Hct bevat een kort versiag over de bevindingen uit literatuuronderzoek naar de ontwikkelingcn in de huidige koel- en vriesvaart waarbij vooral gelet is op de eisen die in de toekomst gesteld gaan worden aan koel- en vriesschepcn. De bedocling van het litcratuuronderzoek was het vinden van ecn geschikt onderwerp voor cen 4e-jaars scriptie en afstudeeropdracht. Tijdens het onderzoek zijn een aantal bedrijven bezocht en een aantal telefonische gesprckken gevoerd niet diverse importeurs. In deel 2 zijn deze gesprekken samdngevat. Er worden er twee programnia's besproken die eeii beoordeling geven van de stabilitcitsproblemen van koelschcpcn tijdens bet laden en lossen van containers met eigen laadllosgerei. Ook wordt besproken hoe de programma's getest zijn. Met behuip van de beide programma's wordt cen parameterstudie uitgevoerd en oplossingen gegencreerd. Naast dccl 1 bestaat er ook cen dccl 2 dat de bijiagen, behorende bij dee! 1, bevat. Het project wordt uitgevoerd voor Merwede schipyard in samenwerking met de vakgroep Ontwerp en Exploitatie van Maritieme Objecten, sectie Ontwerpen van Maritieme Objecten van de Tcchnischc Universiteit Delft. 1k wil graag de Merwede bedankcn en in het bijzonder ing A.H.Scherffvoor zijn huip bij vele problemnen, de mensen op de aldeling projecten voor de gezeligheid en ing.W.P vd Stoel die het afstudeer project mogelijk heeft gcmaakt. Ook wil ik mijn beide begeleiders van de TU-DeIft, Prof C.GalIin en ing H. van Keimpemna bedanken voor de begeleiding. Hardinx-vcld-Giessendamn 3 september 1993
ijøR1)
Bladzijde 1
Inhoudsopqave Voorwoord
1
lnhoudsopgave
2
Vcrklarcnde woordenlijst
5
Syinbolen Lijst
6
o Inleiding
8
0.1 Project 0.2 Aaripak 0.3 Vergclijkingsschip 0.4 Interviews 1
8
8 9 9
Schecpswerf 'Dc Merwede' 1.1 Menvede Shipyard 1.2 Menvede Reparatie 1.3 Merwede Meubel & Intericurbouw 1.4 Merwede Valves & Fittings 1.5 Ontwerpcn
10
10 10 11 11 11
2 Overzicht van de huidige koel- en vriesvaart 2.1 Vaargebied 2.1.1 Geladeu reizen 2.1.2 Ballast reizen 2.1.3 Retourlading 2.2 Breakbulk - Pallets - Containers 2.2.1 Pallets 2.2.2 Containers 2.2.2.1 Typen KocllVries containers 2.2.3 Conclusie 2.3 Klanten wensen 2.3.1 Koellading 2.3.1.1 Eisen van bananenmultinationals 2.3.1.2 Fruit- en andere koelproducten 2.3.2 Vrieslading 2.3.3 Conclusie 2.4 Beperki ngen van scheepsafrnetingen 2.5 Kort overzicht innovaties en ontwikkelingeii in de koel- en vriesvaart 2.6 Eisen Koelschip van de Toekonist 3 Simulatie programma statisclie stabiliteit 3.1 Assenstelsels en eenheden 3.2 Opbouw programma 3.2.1 Invoer beginwaarden in STABIL-I 3.2.2 Invoer simulatie-paranicters in STABIL-B 3.2.3 Berekening uitvocnvaarden met STABTIME 3.2.3.1 Posities zwaartepunten last en ovcrslaggerei 3.2.3.2 Berekening verplaatsing zwaartepunt schip 3.2.3.3 Bepaling Trim 3.2.3.4 Bepaling iiellingshock 3.2.4 Berekeningen met PIAS
BIadzde 2
12 12
12 13 13
14 14 15 15 16 16 16 16 17 18 18 19 19 21
23
-
23 24 24 25
26 27 28
29 30 30
4 Siniulatie prograitinia dyiia iuischc siabilileit 4. 1 Theoric 4.2 Gebniik prograinniatuur 4.2.1 SEAWAY-D 4.2.2 SEAT1ME
31 31 31 31 32
5 Controle Programmatuur 5.1 Modelprocf
33 33 33 33
5.1.1 Proefopstelling 5.1.2 Proefbcschrijvingcn 5.1.3 Hellingproef 5.1.4 Vallende last proef 5.1.5 Uitkoinsten metingen 5.2 Controlc programma SEATIME 5.3 Controle programma STABTIME 5.3.1 Siiuulatie beschrijviiig
34 34 35 35 37 37
6 Beladingstoestanden 6.1 Lossen 6.2 Laden
39 39 40
7 Beoordeling stabilitcit 7.1 Lossen 7.2 Laden 7.3 Beladings volgorde 7.4 Invloed kraantype 7.5 Draaisnelheid kraan 7.6 Conclusie
43 43 44 45 48
49 49
8 Stabilisatie oplossingen 8.1 Vergroten GM-waarde 8.1.1 Ballast 8.1.1.1 Waterballast 8.1.1.2 Vaste ballast 8.1.2 Schipverbreden
51
8.1.3 Blokcocfficiertt verkleinen 8.2 Contramornent 8.2.1 Contra gewicht aan kraan 8.2.2 Asymmetrisch ballasten 8.2.3 Anti-healing ponip 8.2.3.1 Debiet healing pomp 8.2.3.2 Conclusie 8.2.4. Intering Anti-healing systeein 8.2.4.1 Dimensies systeem 8.2.4.2 Kokerverbinding 8.2.4.3 Buisverbinding 8.2.5 Verp!aatsbaar gcwicht 8.2.5.1 Diniensies systeeni 8.2.5.2 Plaatsing systeein 8.2.5.3.Hellingshoeken 8.2.6 Spudpalen (Spudpoten) 8.2.6.1 Waterdiepte 8.2.6.2 Di mensies spudpoot 8.2.6.3 Kabelspanningen 8.2.6.4 Conclusie
Bladzijde 3
51 51 51 53 54 54 55 56
57 59 59 59 60
60 62 62 63
64 64 66 67 68 69 70 71
8.2.7 Ondersteunende arm 8.2.7.1 Kadchoogtcn 8.2.7.3 Conclusic
71 71
72
Literatuuropgave
73
Index
74
Bladzijde 4
Verkiarende woordenlijst Brcakbulk C.A.
Cala-scrie Crystal-kiasse Cuft Ditlev-klasse
FEU FLT Hornbay-serie
INTERING Lo-Lo Parcel PIAS Pool PSD Reeferplug SE4 TIME SEA WAY-D
STABIL-B
Losse dozen Controlled Atniosphcre' , conservcringstcchniek waarbij de samenstelling van de luclit verandcrd wordt. Een scrie koclschepen voorzien van twee liflen voor de overslag van pallets (bijlagen 4 en 5). Een seric koelschepen voorzien van speciale luiken en iialfautomatische kranen (bijlagen 4 en 6).
Cubic feet, 0.0283 m3 Ecu serie grote palletvricndclijke koelschepcn die met 6 bcmannigslcden gevaren kunnen worden (bijlagen 4 en 7). 'Forty foot Equivalent Unit' , cen 40-voets container of twee TEU's. Forklifttruck, vorkheftruck Ecn serie koclscliepen voorzien van cen quarterramp voor het laden en losscn van rollcndc en droge lading (bijlagcn 4 en 8). Fabrikant van diverse stabilisatie systemen. Lift on Lift off, verticaal laden en lossen (conventionele manier) Lading eenhcid. Ecu multipurpose schccpsontwerp coniputerprogramma. Aantal schepen van verschillcnde cigenaren ondergebracht onder 1 management. Programma Structuur Diagram Ecu aansluiti ng voor een rccfercontai ncr. Ecu tijdsimulatie computcrprogramma voor scheepsbewegingen. Coeflicienten berekenings programma voor SEA TIME. Invoerdeel voor beladingstoestanden voor het stabiliteits programma STABTIME.
STABIL-J
Invoerdeel voor scheepsconiiguratie voor het stabiliteitsprogramrna STABTIME.
STABTIME
Supporting leg SWL TEU
Berekeningsprogranirna van de hellingshoeken tijdens het laden en losscn vaii containers. Stabilisatie arm aan het schip die op de kade afsteund (zic bijlage 30 B). 'Safe Working Load' , de maxiniaal toelaatbare belasting op ccii kraan. 'Twenty foot Equivalent Unit' , ecu 20-voets container.
Bladzijde 5
Symbolen Li 1st Heltingshoek van hel schip in begin situatie (grd) Hellingshoek van het schip in nieuwe situatie (grd)
a BCGØ
BCG ko
KG0
KG LCGØ
LCG Lk
M0
M Oko
Zwaartepunt in breedte in begin situatie (in) Zwaartepuut in breedte in nicuwe situalie (m) Hock kraanarm met de horizontaal in zeevasipositie (grd) Hock kraanarm met de horizontaal (grd) Zwaartepunt in hoogte in begin situatie (rn) Zwaartcpunt in hoogte in nicuwe situatie (ni)
Zwaartepunt in lcngte in begin situatie (m) Zwaartepunt in lengte in nieuwe situatie (in) Lengle kraanarm (in) Afstand draaipunt kraanarm tot zwaartepunt kraanarm (in) Deplacement in begin situatie (t) Deplacement in nieuwe situatie (t)
Hock kraanarm met de langsscheepse as in zeevastpositie (grd) Hock kraanarm met de Iangsscheeps as (grd)
P
Gewicht kraanarin (1) Gewicht containerlast (t) Gewicht spreadcr/palletkooi (t)
Trim0 Trim
Trim van het schip in begin situatie (m) Trim van het Schip in nieuwe situatie (in)
X0
Stackpositie in Iengte van de container aan boord (m) Verplaatsing in Iengte van zwaartcpunt t.g.v. verplaatsing containerlast (ni) Verplaatsing in Icngte van zwaartepunt t.g.v. verdraaien en toppen kraanarrn (m) Positie draaipunt van kraanarm in lengle (m) Beginpositie in Iengte van het zwaartepunt van de kraanarm (rn) Nieuwe positie in lengte van het zwaartepunt van de kraanarm (m) Beginpositie in lengte van het zwaartepunt van de spreader/pallctkooi (m) Vcrplaatsing in Iengte van zwaartepunt t.g.v. verplaatsing spreader/palletkooi (in) Positie kraantop in lengte (m) Totale verplaatsing in Iengte van het zwaartepunt (ni)
ann
Xg
Xgnanii Xk
X, Xgsjp X1
Xgtotaai
gc gIcraananh1
Yg
''gtoiaat
Stackpositie in brccdte van de container aan boord (in) Verplaatsing in breedte van zwaartepunt t.g.v. verplaatsing containerlast (rn) Verplaatsing in breedte van zwaartepunt t.g.v. verdraaien en toppen kraanarm(rn) Positie draaipunt van kraanarm in brccdte (ni) Beginpositie in breedte van liet zwaartepunt van de kraanarm (m) Nieuwe positie in breedte van liet zwaartepunt van de kraanarm (ni) Beginpositie in breedte van het zwaartepunt van de spreader/palletkooi (ni) Verplaatsing in breedte van zwaartep. t.g.v. verplaatsing spreader/palletkooi (m) Positie kraantop in breedte (in) Totale verplaatsing iii breedte van het zwaarlepunt (in)
Bladzijde 6
zco
Zgc Zg kraanani Zk ZkZ zsJpo
.zt
Zgsip Zgtotaat
Stackpositic in hoogic van de container ami boord (m) Verplaatsirig in hoogle van zwaartepunt t. gv. 'erp1aatsi ng containcriast (m) Verplaatsing in hoogte van zwaartepunt t.g.v. verdraaien en Loppen kraanarm (in) Positiedraaipiint 'an kraanarm in hoogle (in) Beginpositie in hoogic van het zwaartepunt van de kraanarin (rn) Nieiiwe positie in hoogic van het zwaartepunt van de kraanarrn (in) Beginpositie in hoogte van het zwaartcpunt van de spreadcr/palletkooi (in) Verplaatsing in hoogte van zwaartep. t.g.v. verplaatsing spreader/palletkooi (m) Positie kraantop in hoogle (in) Totale verplaatsing in hoogle van het zwaartepunt (in)
Bladzijde 7
0
Inleidinq
Op 5 april 1993 ,'erd in Hnrdinxveld-Giessendani begonnen ,net he! afstudeerproject 'Afieuwe ontwikkelingen in de koel- en vrie.svaart', uilget'oerd door BjOrn Ode bij Scheepsweif 'Dc Merwede Tijc/ens de uilvoer van dii project zijn en wi/en diverse bedrijven bezochi worden, is een computerprografnlna ontwikkeld en is /ileraiuur bestudeerd. Het eindresu/taat i:oet een op/ossing opleveren voor de prob/enialiek van bet laden en lossen van containers met eigen land en losgerei op koelschepen.
0.1 Project Op verzoek van Prof. Gallin werd half maart een gesprek gevoerd met ing. W.P v.d. Stoel, Prof C.Gallin, ing H. van Keinipema en B.J.Oele. Schccpsverf 'Dc Merwede' is de afgelopen maanden driik bezig gcweest met het ontwerpen van diverse koclschepen, niaar door inkriniping van de ontwerp-afdeling zijn cr toch een aantal zaken niet aan de orde gekomen. Aanvankelijk had men bij de Merwede de vraag: 'Wat zijn de eisen uit de iriarkt aan een nieuw Ic bouwen koel en vriesschip ?. Orndat deze vraag te breed was voor een afstudeeronderwerp werd besloten om eerst een Iiteratuuronderzoek te verrichtten waarna een voorstel gedaan zou ktmnncn worden voor een afstudeerwerk.
0.2 Aanpak In 1992 hebben twee studenteii van de TU-Deift ecu onderzoek verrichi naar het koel- en vriesschip van de toekomst [10011. In dit rapport wordt ecu goed beeld gegeven van de huidige ontwikkelingen en problemen in dc koel- en vriesvaart. Na het bestuderen van dit rapport en andere literatuur van het MIC in Rotterdam en de Merwede (zie literatuurlijst) kwamen een aantal duidelijke wensen van verschepers naar voren, zie paragraaf 2.3. Uit bet onderzoek bleek dat er ccii trend is om steeds meer containers aan dek van koeischepen te vervoeren. Omdat niet alle havens over laad en losgerei voor containers beschikken worden de schepen uitgenist met eigen mad en losgerei met ecu SWL van ± 36 ton. Koelschepen zijn erg rank en hebben in de nieeste beladingstoestanden een kleine GM-waarde. In de praktijk is dan ook gebleken dat ecu aantal schepen grote problemen krijgt met de stabiliteit tijdens het laden en lossen van voile containers met eigen Iaad- en Iosgerei. Scheepsiverfde Mersvede is geinteresseerd in een methode om ecu afschatting te maken van de hellingsen trimlioeken die het schip. zowel statisch als dynamisch gezien, aanneenn. Na overleg tussen de begeleiders van de TU-Deift en de Merwede werd besloten oni de aandacht te vestigen op koelschepen met ecu ruiniinhoud van ongeveer 470.000 Cuft. uitgerust met eigen laad en iosgerei voor de oversiag van containers. Het afstudeerwerk zal de volgende vorm krijgen:
Algemene literatuurstudie Ontwikkelen van ecu ontwerptool voor simulatie van laden en lossen met eigen laad en losgerei. Uitvoeren van een parameter studie Het mnaken van ccii economische analyse Het trekken van een eindconclusie Er zal gebruik gemaakt worden van een vergelijkingsschip tijdens de parameter studie en voor een economische analyse. In dit dccl worden de eerste drie puiiteii behandeld. Dc andere twee punten komen in de t'eede fase van het afstuderen.
Bladzijde 8
0.3 VerqeIikinqsschepen Scheepswerf 'Dc Merwcde is lid afgclopen maandcn bezig gcw'cest met het ontwcq)en van ecn reeks koelschepen. Er is gevarieerd in lengte, breedie, laadruim inhoud, aantal containers en Iaad en losgerei. Sommige ontwerpen zijn gericht op ecu grote laadruim inhoud. Andere outwerpen zullen ineer containers aan dek vervoeren ten kostte van ruiminhoud. In het kader van dii onderzoek wordi alleen gekeken naar de ontverpen die voorzicn zijn van eigen laad/losgerei voor de o'ersIag van containers (SWL van + 36 ton). Het volgende schip is geselecteerd: Schip P2526; Een schip van 131.20 m lengte, met verlengde bak, voorzien van 2 paflctkranen en 1 containerkraan met cen armiengle van 22 ni. (zie bijlage 1 en 2)
In de bijlagen 1,2 ziju het algemeen plan en kort bestek van het schip gegeven. In bijlage 3 worden de kranen gegeven.
0.4 Interviews Tijdens het project is regelniatig contact geweest met mensen uit het bedrijfsleven. Er zijn 2 interviews gehouden en er is telefonisch contact geweest met diverse importeurs. De versiagen van deze gesprekkcn zijn in de bijiagen gegeven. In dii dee! zal er regelmatig naar verwezen worden.
Bladzijde 9
I
Scheepswerf 'De Merwede'
Scheepswerf 'De Mcni'ede' is ccii ,,,oderne, inidde/grote iie,fi,zct ccii repulalie 'oor ,naalwerk. Hells deze reputalie we/ke er voor heefi gezorgd dat er door dejaren Iieeii ecu gestage s/room van opdrach ten Ui! binnen- en buiten/and is binnengekomen.
Het bedrijf is in 1902 opgericht en sindsdien gevcstigd te Hardinxveld-Giesscndam, aan de rivier waaraan de werf z'n naam ontleent. Dc rivier de Merwede is een zeer belangrijkc vaarweg tussen de industriegebieden van de Rotterdamse Europoort en het Duitse Rohrort. Vanuit de oorspronkelijke en enige activitcit, scheepsbouw, heeft Menvede zich 'erder ontwikkeld en omval nu 'ier divisics: Scheepsnieuwbotiw Scheepsreparatie Meubel- en In1ericurbouv Appendages
Dc totale werkgclegenheid bestaat uit ca. 350 arbeidsplaatsen.
1.1 Merwede Shipyard Dc bedrijfsstrategie van de werfomvat het ten dienstcn zijn van reders. die een schip met specilieke gebruiksmogelijkheden willen bouwen. Het ontwerp-bureau van dc s'erf maakt gebruik van diverse computergestuurde ontwerp-programma's. Sinds 1980 is Merw'ede Shipyard instaat schepen tot 200 meter lengtc en 27 meter breedtc overdekt te bouwen. De veelzijdigheid van de werf wordt benadnikt door de grote verscheidenheid aan gebouwde schepen: Passagiersschepen, veerboten, vrachtschepen, oceanografische onderzoekingsvaartuigen, product carriers, offshore supplyschepen, zeeslepers, speciale werkschepen voor de Deltawerken en grote baggerschepen.
Op dit moment is Merwede, samen met de Koninklijke Schelde Groep in Vlissingen betrokken bij de bouw van het nieuwe bevoorradingsschip voor de Koninklijke Marine. Deze opdracht is van grote omvang en zal tot ver in 1993 een groot stuk werkgelegenheid in de Merwede garanderen. Binnenkort zal worden gestart met de bouw van een sleephopperzuiger met een inhoud van 5400 m3 voor rekening van een Chinese rederij.
1.2 Merwede Reparatie Men'ede Reparatie is de werf die zich bezig houdt met onderhoud, reparatie en verbouwing van baggerschepen, binnenvaartschepen, tankers en cruiseschepen. Het droogzetten geschiedt op een 40 meter brede dwarshelling waar schepen tot 130 meter Iengtc horizontaal op de hellingwagen kunnen staan. Tevens is er een reparatiekade. Helling en kade zijn voorzien van rijdende krancn met voldoende hijsvermogen. Menvede reparatie is in staat oin relatiefgrote verbouwingen nit te voeren door, indien nodig, gebruik te maken van de ontw'erp-afdeling van de nicuwbouwdivisie en van Mcrwcdc Meubel & Intericurbouw.
Bladzijde 10
1.3 Merwede Meubel & lnterieurbouw Mcnvede Meubcl & Interieurbouw is voortgekomen uit de scheepstimmcrfabriek. Hoewel natuurlijk nog steeds nauw betrokken bij het betimmeren inricliten van scheepsaccomodaties, is Metibel & Interieur gediversificeerd naar het terrein van de complete bouw en inricliting van interieurs, van eenvoudig tot bijzonder exciusief. Eenvoudige doch kwalitatief hoogwaardige interieurs voor ecu verzorgingstehuis of bejaardcncomplex, zeer luxe betinunering voorjachten, directiekamers en hoteirecepties, maar ook gecompliceerde totaalprojecten voor hotels, restaurants, winkels, musea en vakantiecentra worden van tekentafel tot oplevering verzorgd.
1.4 Merwede Valves & Fittinqs Menvede Valves & Fittings is gespccialiseerd in licE ontverpdu en fabriceren van appendages voor de petrochemische-, olie- en cncrgieindustrie. Appendages als afsluiters, kieppen en fittings worden gemaakt ult zeer speciale en hoogwaardige metaallegeringen van hasteloy, monel, titanium etc.
In februari 1992 werd Valves & Fittings door Del Norske Veritas het Iso 9001 kwaliteitscertilicaat toegekend. Dit houd in dat hct bedrijf ecu gedocumcnleerd kwaliteitssysteem heeft ten aanzidn van het ontwerpen, ontwikkelen, fabriceren en servicen van haar produkten.
1.5 Ontwerpen Scheepswerf 'Dc Merwede richt zich bij haar ontwerpdn van koelschcpen voornainelijk op de kiasse van 450.000 Cufi en groter. Op de Nederlandse inarkt zullen deze schepen vooral afgestemd worden op de wensen van SEATRADE. Schepen van deze omvang 'alIen in de Seatrade pool 3. Pool 3 wordt ook wel de Dammerspool genoemd aangczien deze bijna alleen maar voorinalige schepen van Dammers bevat (zie bijlage 9). Deze schepen hebben allen een grotere laadruiminhoud dan 400.000 Cuft en varen sneller dan 16 knoop. Meestal is de snclheid zo'n 20 knoop. Dit zijn de 'echie fruitschcpcn en worden dan ook vrijwel nicE gebruiktom vrieslading te vervoeren, hoewel ze er we! geschikt voor zijn (Dc vriescapaciteit van deze schepen gaat tot ongeveer -25°C). Dc schepen zijn gebouwd op snelhcid, zowel op zee als in de haven. Dc ruimen zijn palletvriendelijk en zowel het Iaadllosgerei als de luiken zijn gemaakt om sue! te kunnen ladeiillossen opdat de haventijden zo kort mogelijk geliouden kunnen worden
Bladzijde 11
Overzicht van de huidiqe koel- en vriesvaart
2
In de afgelopen 10 jaar hebben zich Ilogal ii'af veranderingen voorgedaan in de koel- en 'riesvaart. Zo%i'el de pallet a/s de reefercontainer z:jn in opkonsst a/s ven'oersvorn,. Men heeft geprobeerd om de overslag te optimaliseren
2.1 Vaarqebied In [1001] is uitvoerig onderzock verricht naar lict vaargcbicd en de ballastreizen van de schepen uit de verschillendc pools van Seatrade. In dit rapport vordt alleen gekeken naar schepen met een ruiniinhoud van nicer dan 470.00() Cufi. Deze sclicpen vallen binnen 1)001 3 van Seatrade.
2.1.1 Geladen reizen In figuur 2. 1 zijn de incest voorkomende (20 of nicer) reizcn van Pool 3 schepen weergegeven.
Figuur 2.1
De meest voorkomnde geladen reizen van PooI3 schepen
Dc reizen vanuit West-Zuid-Amerika zija vnl. fruitreizen door pool 2 en 3 schepen. Tussen Centraal Anierika en de golikust van de Vcrenigde Staten worden de bananenreizen uitgevoerd door pool 3 schepen.
Bladzcjde 12
2.1.2 Ballast reizen Hct aantal veci 'oorkoinciide ballastreizen van pool 3 schcpcn is bcperkt tot ceo aantal gebieden (figuur 2.2). West-Europa naar Centraal-Amerika. Dii is de ballastreis naar de bananenlanden zoals Honduras en Costa Rica orn daar bananen te laden. West-Europa naar West-Zuid-Amerika. Hier zitten een aantal fnjit producerende landen zoals bijvoorbceld Chili, waar gecit lading naar toe gaat. Ballastreizen Seatrade 1991 Pool 3
Figuur 2.2 : De rneest voorkomende ballast reizen van Pool3 schepen.
2.1.3 Retourlading Dc Seatrade schepen nernen vrij wcinig retourlading mee. Dc landen waar naar gevaren wordt hebben mccstal een zeer geringe import. De retourlading beperkt zich dan tot parcels van 50 a 100 ton Benodigdhcden voor de plantages zoals insectiden, kunstmest, papierrollen (voor fruitdozcn). Autos, meestal tweedehands, naar Afrika, Chili en de West-Indies. Van Japan naar Nieuw-Zccland en nit Oost-Europa naar Zuid-Amerika (Ladas). Lege pallets. Deze strooin kan nog bchoorlijk groeien als er minder fruit op 'one-way' pallets wordt vcrvoerd vanwcgc de Duitsc Topfer wet [1003]. Containers. Vaak wordcn lcgc dry-cargo en lege reefercontainers meegenomen als retourlading.
Deze gegevens zijn onileend aan Koel- en vriesschip van de Toekoinst I] gesprekken met verschepers 180171 en (8019]
Bladzijde 13
-
2.2 Breakbulk - Pallets - Containers In hct verleden werd alle koel en vricslading breakbulk vervoerd. Omdat deze vervoersvorni de lading niet ten goede komt 2 werd gczocht naar ecu andere manier om de lading te vervoeren. Zo kwarn men tcrecht op pallets ca/of reefercontainers. Breakbulk zal niet direct vcrdwijnen als vcrvocrsvorm , maar Iangzamerhand zal het aandeel verder afnemen. Als men kijkt naar het steeds groter 'ordende percentage palletvriendeiijke schepen (figuur 2.3) kan de conclusie worden gctrokken dat de vervoerders zich voorbereiden op palletvervocr.
Wereldvloot koel/vriesschepen 1975 - 1994
100%
90% 80% 70% 1) cY>
Ce
60%
Ce
50%
Ce
40%
0
a-
Pallet vriendelijk
Pallet gesctiikt
30%
Niet pallet geschikt
20% 10%
0% 1975
1985
1990
1994
Jaar
Figuur 2.3 Wereldvcoot koel en vriesschepen [1001]
Dc reefercontainers worden vooral gcbruikt voor het vervoer van vices. Dc pallets vooral bij citrus, appels, peren, druiven, vis en bananen. Dc laatste twee, vis en bananen, worden voor een groot dccl ook nog in breakbulk vervoerd.
2.2.1 Pallets Het aandeel van de palletvricndelijke koel- vriesschepen is sterk aan het groeien. Er komen steeds meer pallctvriendelijkc schepen op dc markt [10011.
Voordelen: Makkelijk laden/lossen Sluit aan op achteriand transport Gocdkoop, tcchnische ontwikkclingen zoals C.A. zijn voor 'ee1 lagere kostcn aan te brengcn op ecn pallctschip dan op ecu containcrschip. Kan direct in rijpingshuis (mits dit cen 'highpressure' rijpingshuis3 is)
2
3
Bij he! laden en lossen van breakbulk word! er regelmatig over dozen gelopen. l)oor de hele transportketen heen worth een doos wel een keer of 8 a 10 opgepakt en verplaatst. Er ziJn twee soorlen njpingshuizcn, de conventionele waar gewoon geventileerd word! en pallets mocten worden aigebroken om Ic rijpen en de nioderne 'high-pressure' njpingshuizcn. flier kan de pallet intact blijven en worth de Iucht er onder druk doorlieen geperat.
Bladzijde 14
Nadelen: Afval. De Topfer wet 110031 gcbiedt dat afval mee tcrug moct of hergebruikt moet worden. One-way pallets zullen dus geweerd gaan worden en men zal overgaan op niulti-use pallets het geen weer extra kosten met zich mec brengt. Onduidelijkheid over de standaard. Dc meest voorkomende maat is lOOm x 1.20m. Duitsiand, Oostenrijk en Zwitserland willen echter over op 0.80m x 1.20 m hetgeen ongunstiger is voor zeevervoer. Dc pallet is onstabieler en per overslag wordt minder lading verplaatst. Kw'ctsbaarder dan container. Bovendien in het ruim als één pallet gaat rijpen dan wordt het hcle riiim aangestoken. Bij reefercontainers blijft het beperkt tot één container.
2.2.2 Containers Aan hct gebruik van rcefercontainers zijn cen aantal randvoonvaardcn verbonden: Kort zeetraject Hoog ontwikkelde intermodale infrastructuur Ecu continue ladingstroom het gehelejaar door Een goed distributie net zowel aan export- als iniportzijdc Vast traject (zelfde laadlloshavens) Dole en Chiquita gebruiken op het moment Reefercontainers voor de korte trajecten tussen Centraal Amerika en de Oostkust van de VS. Voo rdelen:
Lading goed beschermd. Dc lading kan op de oogstplek in de container geladen vorden en er pas bij de klant, koellvrieshuis of njpingskamer nit. Continue koeling . Men kan de lading continue koelen zonder dit te hoeven onderbreken voor overslag of tussentransport.
Nadclen: Hoge investeringskosten. Per schip 1.5 a 2 sets nodig. Reefercontainerschip is 10 a 20 % duurder dan Conventioneel koelschip met gelijke laadruiminhoud. Achterland vervoer moet op containers ingesteld zijn. Weinig bedrijven zullen ecu hele containerlading bananen kopen. Dc containers moeten toch eerst uitgepakt worden.
2.2.2.1 Typen Koel/Vries containers Op het moment zijn er 2 typen koel/vriescontainers op de markt: Dc porthole container. Dc 'Integral reefercontainer' In het vervoig van dit rapport wordt met reefercontainer een 'Integral reefercontainer' bedoeld.
De Porthole container Dit is een geisoleerde container die dusdanig geconstrueerd is dat er gekoelde lucht doorheen geblazen kan vorden om de lading te koelen. Dc keeling wordt dus verzorgt door het schip. Dc laatstejaren zijn er geen nieuwc porthole containers gebouwd en het is dan ook ecu uitstervend ras. Grote nadelen zijn de hoge investeringskosten, gebrek aan flexibiliteit en het niet aansluiten op de bcstaande infrastnictuur. Oin porthole containers te gebruiken nioct men in de havens beschikkcn over speciale koelinstallaties.
Bladzijde 15
De Integral tee fercontainer Dit is een gelsoleerde container met ecn eigcn ingebouwde koclunit. Aan Boord worden deze containers met elekiriciteit gevoed.
Onderdek wordt gebruik geinaakt van water oin de warmte uit de container kwijt te raken. Bovendek gebruikt men de ventilator die elke reefercontainer heeft. Schepen die ecu groot aantal reeferplugs hebben moeten dus extra mi Ipverniogcn i nsialleren.
2.2.3 Conclusie Pallervriendelijkc kocl-vriesschepcn zijn duidelijk de trend voor dejaren '90 (11001] en [1002] ). Daarnaast zal breakbulk als vervocrsvorm blijven bestaan, zij het in ecu steeds meer bescheiden vorm. Het vervoer in reefercontainers heeft op ecu aantal trajecten een stevige marktpositie veroverd. Dit blijven loch uitzonderingen want op de meeste markten zijn de inkomsten dusdanig laag dat hier geen invcsteringen in reefercontainers gedaan kunnen worden. Het ligt dan ook niet in de lijn der 'erwachtingen dat er voor 2000 reefercontainerlijuen naar Europa zullen ontstaan. Als de gehele vervoersketen bezien vordt is het conventionele kocl/vriesschip op het moment nog steeds goedkoper dan containertransport.
2.3 Klanten wensen Dc kianten kunnen in twee hoofdcategorieen opgedeeld w'orden ni. de kianten met kocllading en de kianten met vrieslading. Beide stellen verselililende cisen aan bet vervoer, hetgeen veer invloed heeft op het benodigde schip.
Dc schepen 'oor Seatrade kuiineu, op grond van de kiantenwensen, verdeeld worden in 3 categorieën Vriesschepen Koel/vriesschepen Koelschepen Dc schepen nit de verschillende pools zouden alle' soorten lading moeten kunnen vervoeren. In praktijk blijkt echter dat bepaalde schepen veel geschikter zijn voor het vervoer van een bepaald soort lading.
2.3.1 Koeiladinq Koellading is op te delen in verschillende klassen. Dc verschillende klanten met koellading zijn onder te verdelen in: Bananen Bananenmultinationals Andere bananenexporteurs Fruit Andere koellading (bijv. aardappelen en zuivel)
*
Elk van deze kianten zal andere wensen hebben aan het te gebniiken koel/vricsschip.
2.3.1.1 Eisen van bananenmultinationals In [1001] zijn ecu aantal verschepers geintcrvicwd. Gevraagd w'erd wat hun wensen waren voor cen tockomstig te bouwen koel- en vriesschip. 4
Een reefercontaiiier verbruiki ouigeveer 9 kWh.
B!adzijde 16
In lict onderstaandc schema is aangeven wat de wensen 'aii elke verschcper zijn.
ihiquita
Suciheid
Volume ruim
Cont. aan dek
Krancn
2 1-22 knoop
450.000-550.000 Cuft
75-100 FEU
36 ton
500.000-550.000 Cuft
80-100 FEU
32 ton
350.000-650.000 Cuft
40-100 FEU
400.000 Cuft
40 FEU
bij 80-85% MCR Dole
2 1-22 knoop
bij 80-85 % MCR
Del Monte
Jamaica Producers
> 20 knoop
Alleniaal willen ze dat lict schip pallctvriendelijk is en geschikt voor C.A. Het blijkt dat er een sterke vraag is naar container capaciteit aan dek. Dc schepen moeten ultgerust worden met zware containerkrancn om zelfde overstag te kunnen verzorgen.
2.3.1.2 Fruit- en andere koe!producten Dit zijn geen continue ladingstromen maar afhankelijk van cen bepaald seizoen. Veel van de ladingen kunnen slechts tijdens ecu paar maanden per jaar geoogst worden. Daarnaast w'isselen de opbrengsten van de verschillende productiegebieden per jaar door bijvoorbeeld vorst of droogic. In figuur 2.4 zijn de be1agrikste fruit-vervoersstromen zoals die in eenjaar plaatsvinden weergegeven; Verticale streep; periode van vervoersbehoefte. Boven de verticale streep staat het productieland. Als er 'Dec achter staat betreft het 'deciduous fruit' (appels, peren, dniiven). Als cr niets achIer staat betreft het citus fruit. Gebruikte afkortingen: - Fran. Frankrijk - USwk Westkust USA - Arg. Argentinie - Z-A Zuid-Afrika - N.Z. Nieuw-Zeelaiid In de kaderijes staan de hoofdbestemniingen met de volgende afkortingen: - USwk Westkust USA Oostkust USA - USok - USG USA, Golf van Mexico - Braz. Brazilie - NWE Noord West Europa - Oostz. Ooslzee - Mid Middellandse zee - MO Midden Oosten - Japan Japan - VO Rest van het Verre Oosten
Bananen worden het gehelejaar door geproduceerd en vervoerd. Aan lid cinde van ieder kalenderjaar begint het Zuidelijk Halfrond de eerste productie te verschepen. Vanaf febniarie moet vanuit bijna alle hoofdbronnen fruit vcrscheept worden. Vooral van de 'deciduous' fruitsoorten moeten in korte tijd grote hoeveciheden over grote afstanden vervoerd worden. Dc pick van transport behoefte ligt dan ook tussen febniari en mci. Athankelijk van de weeronistandigheden kan deze pick cerder of later optreden. Ook politieke omstandigheden kunnen grote invloed uit oefenen. Zo begon in 1991 het hoogseizoen pas laat door de Golfoorlog..
Bladzijde 17
Grove IndeUng Fruit Seizoenen Met Bronnen en Hoofdbestemmingen Banaiien
Zuid-Atrika
Jul-02
Cuba
Marokko
Jun-021-
Z-A Dec
Argeni. Arg.Dehlll
N
Mid
May-OZI
-
Ap-02
Flodda
FranDec Israel
NWE
Mar-02-
-U
Feb-02-
DeC
NINE
Baz.
tJSwic US.ok
NWE Mid
USoIC
USok NWE Japan
usa
uso
NWE Mid
Jan-02- NWE
Japan
NWE
vo
Dec-01-
OoL
NWE USok
Nov-01- Japan
NWE Mid
NWE Japan
ZuId-AZ.lka USwk Dec
Oct-01 -
]NWE Japan
Aug-01 Jul-01
vo -
I
I
Prod u ktie land
Seizoen Figuur 2.4 Belangrijkste trujistrornen gedurende het jaar [1001]
Dc kianten ziilleii de schepen voor één of een bepaaid aantal reizen charteren of zuilen een contact sluiten met Seatrade voor het vervoer van een lading binnen een bepaalde periode onder bepaalde voorwaarden. Het is duideiijk dat een toekomstig koelschip veelzijdigheid van lading zal moeten kunnen vervocren.
2.3.2 Vries!adinq Oindat vrieslading meestal in minder grote partijen als fruit en bananen gaat heeft Seatrade voor haar kleinere klanten de zogenaarnde parcelservice ontwikkeld. Er wordt door de kieinere schepen van Seatrade, voornametijk pool 1, een dienst onderhouden tussen West-Europa, West-Afrika en ZuidAnlerika. Orndat we ons richten op pool 3 schepen met een laadniirnvolume van 470.000 Cull zullen de schepen geoptimaliseerd worden voor fniitladingen.
2.3.3 Conclusie Niet alie vervoersstromen zijn continue. In de eerstc heift van hctjaar is ci ecu duideiijke pick in vcrvoersbchoefte van koellading. in de eerste helfi probecrt Seatrade dus zoveci mogeiijk kiantell in het seizocnsfruit te hebben omdal daar de Rates het hoogste zijn. In de tweede helft zullen veer meer schepen in de vriesvaart zitten omdat daar de rates het hoogste zijn. Een toekomstig te ontwerpen schip moet duideiijk ecn veelzijdig schip zijn en kunnen varen in zowei de koci- ais de vriesvaart.
BIadzjde 18
2.4 Beperkinqen van scheepsafmetinqen Als gekeken wordi naar de huidige \'aaIlrajecten van schepen van Scatrade koinen een aantal beperkingen in scheepsafnietingcn naar voren [lOt) 1 J: Lengle; Een van de havens waar Scatrade schepen regelmatig komen oni bananen te laden is de haven Big Creek in Belize. Schepen langer dan 150 in kunnen hier niet binnenlopen. Brcedte; In Dieppe. Frankrijk, moct cen sluis gepasseerd w'ordcn. Dc maxirnale scheepsbreedtc daar is 21.50 im Iii Barry, Engeland. kunnen schepen van 22.50 m breed de banancnterminal nog net bereiken. Diepgang; Nonliaal gesproken geeft de diepgang geeti probleem. In West-Afrika is een aantal havens waar door verzandiiig problemen ontstaan. Dit zijn echier havens waar alleen vrieslading gelost worth (kleine schepen). Dc Ultra Large Reefer Carriers van Lauritzen (zie bijlage 3) kunnen niet alle havens met volledige belading aandoen.
2.5 Kort overzicht innovaties en ontwikkelinqen in de koel- en vriesvaart 1982
Aanleiding:
Ontwikkeling:
Er is geen standaard afgesproken voor de te gebniikcn pallet. 1-lierdoor blijft de ontw'ikkehng van speciale hulpniiddclen voor de behandeling van pallets acliter. Daarnaast niocten de meeste pallets terug gebracht worden naar de laadhaven; ze zijn te duur oni veg te gooien en bijna iedcreen heeft zijn cigen pallets. Binnen het CIMO wordt afgesproken voortaan van de lOOm x 1.20m x 2.iOm pallet uit te gaan.
Jaren '80 Aanleiding: Ontwikkeling:
Evolutie van de palletvriendelijke reefer. Kenmerken palletvriendelijk koelscliip: - Krachtig koelsysteeni. tot 120 luchtwisselingen per uur. - Vrije dekhoogte 2.2Oni - Zo weinig mogelijk obstakels in de ruimen - Ruimen voorzien van rechte zijden - All-aft configuratie voor zo vierkant mogclijke nhimen. -Gratings berekend op inzet van FLTs (1 FLT + pallet = 5 ton) - Overslaggerei geschikt voor overslag 4 palleticooi.
Aanleiding: Ontwikkeling:
Benutting van de vrije ruirnte aan dek ter vergroting van de opbrengst wordt steeds meer toegepast. Steeds veelvuldiger w'orden (koel-)containers aan dek meegenomen. Nieuwbouwschepen worden steeds vaker voorzien van kranen met een SWL van Ca. 30 ton om voile containers over te slaan.
Aanleiding: Ontwikkel ing:
Er wordt gestreefd naar een betere benutting van de ruimte onderdeks. De nicdiurnspeed motor wordt in de nieuwbouw geInstafleerd.
Grens:
Ecn hogere overslagsnelheid en kwaliteit van fruit in breakbulk zijn niet rnogelijk bij gebruik van bandconveyors en het paternoster systeem. Enkele havens in West-Europa ontwikkelen spiral convcyors.
Innovatie:
Bladzijde 19
I 987
Aanleiding:
Ontwikkeling:
ca. 1990 Grens: Innovatie:
De overslag van brcakbulk wordt snel duurder in de VS. Daarnaast blijfl de kwaliteit van breakbulk bananen acliter bij de gecontaineriseerde bananen van Chiquita en Dole. Del Monte kiest voor paliclisering van de bananen naar de VS. Naast de aanschal van palletvriendelijke schepen bouwt Del Monte ook speciale terminals in de VS.
Somniigc afzctgebieden van fruit liggen te vet weg oni lading vers genoeg aan te laten konien bij vervoer met de bestaande koelmethoden. Het CA. -principe w'ordt ingevoerd in de koelvaart op lange trajecten en bij zeer kwetsbare produkien.
Bcin jareri '90 Grens:
Innovatie:
Dc conibinatie zwenkkranen met 4-palletkooien kan nauwelijks nog hogere oversiag sneiheden behalen. West-Europese havens zetlen pailcibruggen in, cen soort gantries ivaarbij zwenken en posilioneren geelimineerd zijn.
1990
Aanleiding: Innovatie:
Dc Horn-line vervoert voor CGM westwaarts droge en rollende lading, oostwaarts worden bananen vervoerd. Horn bouwl de Hornbay-serie, Lo-Lo reefers met een quarterramp voor de oversiag van droge en rollende lading (bijlagen 4 en 8).
Aanleiding: Innovatie ???:
Economies of scale in de koelvaart. Lauritzen ontwikkeld met overheidssubsidie de Diticv'-klasse, palletvriendelijke koelschepen met een inhoud van 765.000 cufl die met 6 bemannigsleden gevaren kunnen vorden (bijlage 4 en 7).
Aanleiding:
Ellinincren weersinvloeden. verhogen overslagsnelheid en verhogen containercapaciteit aan dek. Dc 'Cala'-serie wordt gebouwd , sideloaders van 360.000 cuft (bijlagen 4 en 5).
Ontwikkel ing:
1991
Aanleiding: Ontwikkeling:
Eli ml neren weersinvlocden en verhogen overslagsnelheid Dc 'Crystal'-klasse wordi gebouwd, Dc kenmerken ziju: Lo-Lo 3 ntimen - Halfautoniatische zwenkkranen met 6-palletkooi - In de luiken geIntegreerde regenschermen (bijlagen 4 en 6)
Bladzijde 20
2.6 Eisen Koelschip van de Toekomst Laadruim inhoud Kianten van Scatrade wensen een schip met een laadruiininhoud van 350.000 - 550.000 Cuft. Dc bananen multinationals wensen een schip van ca. 500.000 Cult en Jamaica Producers Ca. 400.000 Cult. SneTheid De trend is dienstsnelheden rond de 21 knoop. Dc sneiheid is voornamelijk ingegeven door de gewenstc afvaartstijdcn en behoefte aan flexibiliteit in geval van vertraging.
Afmetinqen (zie eerder) L max
=lSOni
B max =21.50m
Tbananen,max =ca.8m
Pallet vriendelijk vrije dekhoogte van 2.20m Rechtc zijden in de ruimen (of het schip moct uitgerust zijn met goede sideboards) Vlakke dekken met gratings die een FLT met pallet kan dragen. Grote, liefst rechihockige ruimen. Luiken die groot genoeg zijn om met een 4-pallet kooi te laden of te lossen. Een krachtige koelinstallatie met cen capaciteit van 90 a 120 luchtwisselingen per uur.
Container capaciteit Bovendeks minimaal 50 FEU tot 100 FEU Onderdeks zo groot mogelijk
Aantal temperatuurs compartimenten 4 tot 8 onathankelijkc temperatuurs compartiinenten
Overslaqmiddelen De oversiag van de koel- en vrieslading moct binnen 2 shifts (ca.15 uur) afgerond kunnen worden. Het schip moet zelf voile FEU's over kunnen slaan. Het liefst gelijktijdig met oversiag koel- en vricsiading
Geschiktheid voor andere Iadinq Het blijkt dat sommige vercharteraars ingchuurde schepen met general cargo, auto's en containers laden. Geschiktheid voor andere lading moct bevorderd worden maar is geen vereiste.
Bladzijde 21
Wereldwijde inzetbaarheid Hct schip moet wereldwijd inzetbaar zijn op alle koel- en vricstradcs
WeersonafhankeIijkFejd Oversiag zoveel mogel ijk weersonalhankelijk maken.
C.A. vriendelijk Het schip moet geschikt zijn voor toepassing van C.A. techniek. Controlled atmosphere is een techniek svaarvan in de tockomst veel verwacht wordt. Een schip moet aan een aantal eisen voldoen: Gasdichte lading compartimenten Bepijping om gassen toe en afte voeren Bekabeling voor meetJregel en alarm installaties Voldoende hulpvermogen om de CA. installatie te voeden.
Bladzijde 22
Simulatie proqramma statische stabiliteit
3
Koelschepen vervoeren legenwoordig sleet/s i'oker containers nan dek. In c/c ineeste Europese havens zzjn kranen met vo/doende hefi'ermnogen oni deze containers Ic laden en te lossen. In een groot aantal andere havens zijn deze schepen echter flange wezen op hun cigen land en losgerei oni deze containers over Ic slaan. Tjdens het overslaan zal he! schip ccii bepaalde trilmi en hellingshoek aannemnen. De vraag is of deze hoeken !oe/aathaar zijn, of dat er oplossingen hedacht mnoelen worden omn c/c slagzij in de hand Ic liouden.
Orn ecn beoordcling te kunnen geven van de statischc stabiliteit is gezocht naar ccii programma dat de hellingshoekeii geeft tijdcns het laden en lossen van containers. Er is een gesprek gevoerd (zie bijlage 25) met dhr R.W.P. Seignette van de HRNO afdcling Hoger Tcclinische en Hoger Nautisch Onderwijs. Er kwani naar voren dat er ecn prograinina is die als huip dient bij het laden cii lossen van containers. Dit programma is echter een soort beladingsprogramnia en is alleen bruikbaar voor één enkel schip, dat ingeprograrneerd is. Als ccii naar ccii andere scheepsgeomctrie gekeken wil worden, zal moet er een nieuwe versie van het progranima gekocht worden, aangepast aan die specilieke geonictrie. Het gebruik van een dergelijk programnia is niet alleen onhandig, maar ook financicel niet haalbaar. Er zijn ook dergelijke programma's in gebruik op zwarelading schepen zoals de 'Docklft' en de 'Dock Express'. Ook deze programma's zijn cchter voor cen specifiek schip aangepast. Dhr Seignette had het vermoeden dat het programma SE4 WAY van ir. Journée van de TU-Deift beter geschikt was het probleem. Na contact met Jr. Journéc bleek dat niet het progranima SEAWAY, maar het programnia SEATIME de mogelijkheid bood om de dynamische scheepsbewcgingen te berekenen. In hoofdstuk 4 worth dit progra mrna beschreven. Omdat de opdracht was om een tool te ontweq)en om. reeds in het ontwerpstadium, een beoordeling te kunnen geven van de stabilitcit. is besloten olu zelfeen programnia te ontwikkelen voor het berekcn van de statische hellingshoeken tijdens het laden en lossen van containers met behuip van cigdn laadllosgerei.
In dit hoofdstuk wordt de gebruikte theorie en de zclfontwikkelde programma reeks STABJL' beschrcven.
3.1 Assenstelsels en eenheden Bij deze reeks programma's is gekozen voor een linksdraaiend assenstelsel, waarbij de afstand vanuit hartschip richting kade positief is. Het nulpunt van het assenstelsel ligt op ordinaat 0 op hart schip op de vlaklijn (zie figuur 3.1).
z
z
\ x
Y
Fguur 31: Scheepsassenstelsel
Alle hoeken in de prograniniareeks worden gegeven in graden. Gerekend wordt met SI eenheden, tcnzij anders vermeld.
5
URNO; I logeschool Roiterdaw & Ounslreken
Bladziide 23
3.2 Opbouw proqranima PIAS
STABIL-1
In het berekeniiigsproces t.ijii vicr delen te onderscheiden: Uitvoerfile Dwarskrortinie.iabel
Berekenen 'an diverse hvdrostatische scheepsgegevens Invoer scheepsconfiguratie Invoer siniulatie parameters Berekening hellingshoeken
Uitvoerf"
Uitvoerf tie
Carene-tabel
Stabil-I
Dec12.
Deel 1
STAB IL-B
Het eerste deel wordt uitgevoerd met licE progranuna PIAS. Er wordt voor cen bepaalde ronipgeomctrie ecn carene-tabel en een dwarskromme-tabel gegenereerd. Dcze berekeningen duren ongevccr 15
4
Uitvoerfile Iadingstoesland
LAAD&LOS
> Dec13.
minuten. (Zie figuur 3.2) STABTIME
Met liet programma .S71'ABIL-J (Stabil-
Invoer) wordt een basis scheepsfile aangemaakt nicE ecu venvijzing naar de twee PIAS-files. Deze file is onafliankelijk van de bcladingstoestand.
Diverse verschiilende uitvoerf ties
Deel 4.
Eiguur 3 2 Schema van STABIL prograrnma groep
Met behuip 'an de progranima's 'L4AD&LOS' en 'STABJL-B' kunnen voor cen aantal verschillende beladi ngstoestanden, invoerfi Ics voor STABTIAIE gemaakt worden. Het berekenen van de hcllingshocken gebeurt met het programma 'STABTIME'. In bijlage 10 zijn voor elk programma ecu PSD en listing gegeven.
3.2.1 Invoer beciinwaarden in STABIL-! Er moeten een aantal beginwaarden opgegeven worden om de scheepsconfiguratie vast te leggen. Deze waarden worden in een apart programma, STABJL-J, ingevoerd. Dit programma maakt een invocrbestand aan voor het invoerprogramma, STABJL-B. Het bestand bevat gcen gegevens van zwaartepunten van het schip en deplacementen. Het bestand is dus onafliankelijk van de beladingstoestand. Het invoerbestand zal de volgende waarden bevatten:
Dc scheepsafmetingen lengte tussen loodlijncn breedte
(ni) (m)
B
Dc posities van de kraanfundaties positie verticale as in lcngle ricliting positie vcrticale as in breedie positie van draaipunt in hoogie
k
(iii) (m)
Zk
(m)
Xk
Dc gegevens van de kraanarmen lengte kraanarm gewicht kraanarni afstand zwaartepunt kraanarm-draaipunt
(m)
Lk k
(t)
Zie figuur 3.3 voor uiticg van variabelen.
Bladzijde 24
(m)
Figuur 3.3: Diverse invoervailahelen van STABIL-I
De gegevens over de beginpositic van de kraanaririen Hock lussen kraaiiarin en horizontaal Yko Hock tussen kraanarrn en langsschecpsc as coko
(grd) (grd)
Dc beginpositie van bet hijsgerei (spreader / p11letkooi) positie in lengte richting positie in breedic richting Y0 positie in boogle ricliting gewicht van spreader/palletkooi
(in) (m) (in) (t)
P,
3.2.2 Invoersimulatie-pararneters in STABIL-B Dc sirnulatie van het laad en los proces bestaat uit ecu aantal vcrschillende fases. De kraanarmen moeten bestuurd wordcn en er worden lasten (containers) vcrplaatst, geplaatst en verwijderd. Deze handelingen zorgen voor een veranderingen van het beginzvaartepunt Dc positie van liet beginzwaartepunt is athankclijk van de beladingstocstand van het schip. In het programma 'STABJL-B' worden de volgcnde waarden ingevoerd: Begin situatie afliankelijke variabelen positie zwaartepunt in lengle positie zw'aartcpunt in breedte positie zwaartepunt in hoogte6 dcplacenient
BCGØ
(in) (m)
KG0
(iii)
i
(1)
LCG0
Figuur 3.4 : Zwaartepunt schip
Het programma STABIL-B produccert ecu invoerlile voor bet bcrekeningsprograniina STABTJME. Voor licE invocren van vcrschillendc beladingstoestanden is tevens bet programina 'L4AD&LOS' geschreven. Met bchulp van dit programma is bet mogclijk om bet schip te laden en te lossen. Het programnia bcrckcnd de nieuwc positie van bet zwaartepunt en bet nicuwe deplacernent. Dc invoer van bet prograninia bcstaat nit ecu uitvoerlile van hct programma STA/31L-B of van LAAD&LOS zeif. Dc uitvoer van bet prograinma bcstaat uit ecu invocrfilc voor bet bcrckeiiingsprogramrna 'STABTIME'. 6
Geconigcerd voor 'rijevIoeisiof opprvktkken GO'
Bladzijde 25
De andere invoerparameters worden berekend in hct programnia STABTIA'IE. DiE progranuna vocrt cen tijdsimulatie uit van het laad en losproces van lading met eigen kranen. Hct is iii sommige versies van het prograinma ook mogelijk oni de ondcrstaande parameters met de hand in tc voeren.
I
'Pr
U' y
Y
Ftguur 3.5 Vanabelen van kraanarm
Dc positie van de kraantop (in coördinaten of iii hoeken) positie in lengte richting XI (in) positie in breedte richting Yl (rn) positie in hoogle richting (in) zt
of Hock kraanarm en horizontaal Hock kraanarm en langsschecpse as Gegevens van de last in de kraan gew'icht van de last
ok
(grd) (grd)
P1
(t)
3.2.3 Berekeninq uitvoerwaarden met STABTIME De berekeningen van hellingshoeken en trim worden verricht door het programma STABTIME. Er zijn verschillende mogelijkheden om de hellingshoek van een schip te berekenen:
Methode 1: Het zwaartepunt van bet schip wordt geacht op de zelfde plaats te blijven en de massa in de kraantop wordt als ccii uitwendig moment op bet schip aangcbracht. Ret snijpimt van de momentlijn en de GZ kronime geeft de statische hellungshoek. Methode 2: Het zwaartcpunt wordt gecorrigcerd voor de verplaatstc massas. Er vorden gecii momenten aangebracht. Dc hellingshoek volgt uit GZ = 0.
METHOOF I
MFTHOOF
Uco
I1eEngthoeA
Alta
Zce.d Figuur 3.6 2 ITlethoden orn hellingshoek Ic bepalen
Bladzijde 26
Voor het berekenen van de hdllingshock wordt bij dii prograinnia gebniik gemaakt van methode 2. Ret voordeel van methode 2 is dat op die manier eenvoudig de verwijderde en geplaatste containers in rckening kunnen worden gebraclit door de verplaaising van lict totale zwaartepunt van het schip. De containers zullen niet alleen voor een vcrplaatsing van het zwaartepunt zorgen niaar ook voor cen deplacement verandering. Met methode 2 is dii eenvoudiger Ic verrekenen dan met methode 1.
3.2.3.1 Posities zwaartepunten last en overslaggerei Als eerste worden aan de hand van de beginwaarden en de simulatie parameters de begin en actuele posilies van de bewegende niassas uitgerekend. Dc massa van het hijsgerei en de last worden als puntmassa in de top van de kraanarm gedacht.
Berekening beginpositie zwaartepunt kraanarm Dc positie van het zwaartepunt van de kraanarm is afhankclijk van de positie van het draaipunt van de arm en van de ruimtelijke positie die de kraanarin inneemt. Dc beginpositie is uit te rekenen met behuip van de begin hoeken van de kraanarm; ko en ko (zie figuur 3.7)
=X+
* cos(yko) *
COS(U)kO)
''zpko = 'k + LkZp * COS(Yko) * * ZZpkO = Zk sin(yko)
Figuur 3.7 Beginpositie kraan
Berekening actuele positie zwaartepunt kraanarm De positie van het zwaartepunt van de kraanarm is aThankelijk van de positie van het draaipunt van de arm en van de ruimtelijke positie die de kraanarm inneemt. De nieuwc positie is uit te rekenen met behuip van de actuele hoeken k en °k (zie figuur 3.8): * cos(yk) * cos(ck) Xk + Xk Y zpk - Y k+ LZP * COS(yk) * Slfl((Ok)
zzpk Zk+Llp*Sifl(yk)
Figuur 3.8: Actuele positie kraanarm
Berekening actuele positie kraantop Dc positie van de kraantop is afhankelijk van de positie van het draaipunt van de arm en van de ruimtelijke positie die de kraanarm inneemi. De nieuwe positic is uit te rekenen met behuip van de hoeken Yk Cfl k (zie figuur 3.9)
X = X + Lk * COS(Yk) * cos(ok) t = 'k + L * cos(yk) * sin(k)
Z=Z+Lk*Sin(yk)
Bladzijde 27
Figuur 3.9 : Actuele positie kraantop
3.2.3.2 Berekening verplaatsing zwaartepunt scIip Door het verplaatscn verwijderen en plaatscu van massa aan boord van het schip zal het zwaartepunt van het schip van plaats veranderen. Dc totale vcrplaatsingen van het zwaartepunt; Xgtotaai, 'gto1aal en Zg totiaI zijn samengesteld uit cen aantal deelvcrplaatsingcn: Verplaatsing t.g.v. toppcn en draaien kraanarni verplaatsing t.g.v. verplaatsen hijsgerei (spreader/palletkooi) Verplaatsing tg.v. verwijdcren van ecn last Verplaatsing t.g.v. plaatsen van een last Verplaatsing t.g.'. last in de kraantop
Elk van deze verplaatsingen worden 'erderop uitvoerig beschreven. Voor het nicuwe zwaartepunt zal gelden:
LCG = LCG0 + x BCG = BCG0 +
totaai totaal
KG KG0 + Zgtotaai
verp!aatsing zwaartepunt t.g.v. toppen en draaien van de kraanarm Door het verdraaien en toppen van de kraanarrn zal het zwaartcpunt van de kraanarm verplaatsen. Hierdoor zal ook het totale zwaartcpuiit van het schip verplaatscn. Deze verplaatsing bedraagi
x
kraananri =
(X
aanann =
Zg k.raanarm = (ZkZ
- X1) - Y0)
- Z)
/ M0 / M0 / M0
In bijlage 11 zija de formuics uitvoerig beschreven.
Bladzijde 28
verplaatsing zwaartepun t t.g. v. verplaatsen hijsgerei (spreader/last) Door het verdraaien en toppen van dc kraaimriu zal het zwaartcptinl van de kraanarm verplaatsen. Hierdoor zal ook hct lotale zwaartepunt van het schip 'crplaatscn. Deze vcrplaatsing bedraagt:
PJ M0 (Y1 - Y) * P/ M0 =(ZtZs)*PS/p/Mo
Xg s/p = (X1 - X510) *
Yg S/I) =
Z g s/p
In bijlage 11 zijn de formiiles uitvoerig beschreven.
verplaatsing zwaartepunt t.g.v. weglialen last Door het verwijdercn van cen last zal lict zwaartepunt van het schip verplaatsen. Deze verplaatsing bedraagt: X g verw = (LCGQ - X0) * P verw I (' M i) 'last) Y g verw = (BCG0Y0)*P VCflV /(M 0 bs-t) Zg verw =(KG0-ZCO' S IV J(M0 - 1iast)
In bijlage 11 zijn de formules uitvoerig beschreven.
verplaatsing zwaartepunt t.g.v. plaatsen last Door het plaatsen van ecu last zal het zwaarlepunt van het schip verplaatsen. Deze verplaatsing bedraagt Xggepl = ( X. - LCGO) * Pgepi / ( M0 + - BCG0) * Pgepi/ ( M0 + g gepl =
Zggepl
=(Z0_KG0)*Pgepl /(M0 +
P1)
P) iast)
In bijlage 11 zijn de forinules uirvoerig bcschreven.
verplaatsing zwaartepunt t.g.v. last in kraantop Door het hijsen van een last in de kraantop zal het zwaartepunt van het schip verplaatsen. Deze verplaatsing bedraagt: X g last = (X - LCG0) *
last
last = ( 't - BCG0
last
last
\*
/ ( M0 + iast)
/(Mo +P last /
=(ZtKG0)*P last /(M0
+ Plast \/
3.2.3.3 Bepaling Trim Door het verplaatsen. plaatsen en verwijderen van massa's zal het zwaartepunt in lengte verschuiven. Ten gevolge van deze vcrschuiving zal het schip cell nicuwe trim aan nenien. Met het programnia PIAS is voor ecu rompvorm. voor vcrschillcnde trimsituaties, het verband tussen het dcplacemciit en dnikkingspunt te bepalen. Deze gegevens worden in cen z.g.n. 'CARENE-tabel' uitgevocrd. zie bijlage 13. Uit deze CARENE-tabel kan flu de trim bcpaald worden. Deze trimwaarde zal gelden voor de situatie dat de hellingshoek van het schip (x ) 0 graden is (zic bijlage 12).
Bladzijde 29
3.2.3.4 Bepaling heIIingsIoek Dc hellingslioek 'an liet scliip vorcJt berekend met behuip 'an meihode 2 (zic cerder). Het zwaartepunt wordt gecorrigeerd voor de vcrplaatstc massas. Er vordcn gccn momenten aangebracht. In de evenw'ichtssituatie moet gelden:
GZ=O Voor de GZ- waardcii geldt: GZ = KN sin(ct) - KG sun(a) - Zg sun(a) - (BCG0 + Yg )cos(a)
Dc KN sin(a) krommc vordt verkrcgcn ult de Dvarskromme-tabc1' ilit PIAS (bijlage 15). Uit het oplosscn van deze vergelijkung volgt de vaarde voor de hcllingshock a (zie bijlage 14).
3.2.4 Berekeninqen met PIAS Met het progranima PIAS is voor ccii bcpaa!de rompgcomctric ccii dwarskronuric-tabel en een carenetabel te generenen. I-let programma PIAS kan 3 soorten carene-tabellen uitvoeren, de eenvoudige. de uitgebreide en de zeer uitgebreide. Ze hebben alle een andere opunaak. 1-let progranima STABTIME kan alleen de eenvoudige carene-tabel lezen. Pias moet voor de uitvoer de volgende instellungen hebben:
AantaI regels van printlile moet op 99 ungesteld vorden m.b.v. het commando: SET PIAS_LINES=99
De uitvoer taal moct nederlands zija anders trcdcn er leesfouten op. Dc uitvoer moet als eerivoudige carene-tabel. Het programma PIAS kan 2 soorten dwarskromme-tabellen uitvoeren, de cenvoudige, die hieronder getoond is, en de uitgebreide. Het programma STABTIME kan alleen de eenvotidige dwars-tabel lezen. Pias moct voor de uitvoer de volgende unstellingen hebben: Aantal regels van primfile fuel op 99 ungesield worden m.b.v. luet commando: SET PIAS_LINES=99
De uitvoer taal moet nederlands zijn anders tredeii er leesfouten op. De uitvoer moet als eenvoudige dwars-tabel. In bijlage 13 is een voorbeeld van een Carene-tabel gegeven. In bijlage 15 een voorbeeld van een Dwarskromme-tabel. De berekenungen van PIAS duren ongeveer 15 minutcn voor beide tabellen.
Bladzijde 30
4
Simulatie proqramma dynamische stabiliteit
i,j dens he! laden en lossen van conlainer iiieI eigefl laad- en losgerel zal he! sc/lip een dvna,nische rolbeweging uitt'oeren. He! schip Zn! doors/ingeren ten gevolge van het draaien van de scheepskranen. Er zal ccii beoordeling i'an cleze doorzwaaihoek nodig zijn.
Voor het berekenen van dvnamische effecten tijdens het laden en lossen van containers wordt gebruik geniaakt van de programma's SEATIAJE en SEA W4Y-D. Deze prograninias zijn beide ontwikkeld aan de TIJ-Delft door ir. J.M.J. Journée.
4.1 Theorie Oin rekening te kunnen houden met de niet-lincaire cffectcn in het scheepsbewegings gedrag, is bet nodig orn de bewegingsvergelijkingen te formuleren in het Iijdsdonicin. Hieniit zijn de waarden van krachten, nionienten en bewegingen IC bepalen. Voor bet beschrijven van de hydrodvnainische reactiekrachten en momenten, als gevoig van scheepsbewegingen is gebruik gemaakt van de klassieke vergelijkingen van Cwnn,ins [1011]. Ook Ogilvie 110121 is hier niee bezig geweest. Dc programma's vorden gebruikt als ceo 'black box'. In het kader van diE onderzock is nicE diep ingegaan op dc theorie achier deze progranima's. In [1013] en [1014] is enige achtergrond informatic van beidc progra nimas gegeven.
4.2 Gebruik proqrammatuur Voor de berekening zijn de volgende gegevens nodig:
Rompvorin als datafile Aantal hyclrodynamische coefficienten. Scheepsafnietingen zoals lengie, breedte, diepgang etc, etc. Zwaartepunt in hoogte, KG Grote van bet belastend moment in tijd, diE is het moment uitgeoefend door de kraan. Functie voor KN sin(a). Draaisnelheid van de kraan Dc gegevens worden ingevoerd in een aantal ASCII invoerfiles. 4.2.1 SEA WA Y-D Het programma SEA WAY-D dient normaal gesprokcn als invoerprogramma voor bet programma SEAWAY. Dii progranima berekend in het frequentiedomein de scheepsbewegingen in golven en is gebaseerd op de stripthcorie. Voor dii afstudeer project wordi gebruik gcniaakt van cen speciale versie van SEA WA Y-D welke een invoer file genereerd voor SEA TIME. Het programma SEA WA Y-D heeft 2
invoerfiles nodig (zie uiguur 4.1 en bijlage 16): Hiillform invoerfile, welke de geometry van het onderwaierschip bevat voor licE volbeladen schip. SEA WA Y-D invoerfile, die informatie bevat over de actuele beladingstoestand. Het programina SEA WA Y-D geeft 2 uitvocrfilcs, één algemene file en één die als invoer dient voor SEA TIME. Dc laatste file bevat een aantal hydrodvnamischc coefficiëntcn. Dc berekeningen van het programnia SE4 WA Y-D duren ongeveer 7 niuiiutcn en zullen voor iedcrc nieuwe beladingstoestand opnieuw uitgevoerd inoeten orden.
Bladzijde 31
Huliform invoerfile
SEAWAY-D
invoerfile
I SEAWAY-D
SEAWAV-D
algemene uitvoerfile
SEAWAY-D
SEATIME
uitvoerflle voor SEATIME
invoerfile
SEATIME
Figuur 4.1; Schema voor berekening dynarnische scheepsbeweging
42.2 SEA TIME Het progranina SEA TIME was in cerste instantie nict geheel schikt om de een Iaadllos simulatie uit te voeren. Het prograinma was geschrcven oin de ware grote aanvaringsproef van cen biiinenvaarder inee door Ic rekenen. Met behuip van ir.Journde van de TU-Deift is het programma op enkele punten aangcpast. Er kunnen nu 2 sintulaties nice uitgevoerd wordcn, nantclijk het laden van een container en het lossen van een container. Het progranina SEA TIME heeft flu 2 invoerfiles nodig: Uitvoerfile van SEA WAY-D, die een aantal hydrodynamische coefficienten bcvat. SEA TIME invoerfile, met gegevens van de krancn, last, en ccii aantal scheepsgegevens.
Het programma SEA TIME heeft als uitvoer een datafile velke alle 6 de graden van vrijheid bevat, uitgezet tegen de tijd:
Stampen Rollen Gieren Donipen Vcrzettcn Schrikken Dc berekeningen van SEA TI/tIE duren ongcveer 2 ininuten. Een bcrckening van ccii dynamische beweging neemt voor één bepaalde beladingstoestand this a! snel 15 minuten in beslag. In bijlage 16 zijn de invocrliles van beide programnia's gcgcvcn.
Bladzijde 32
Controle Proqrammatuur
5
B,j het schrijven van een computer progralnnla, dat de s'erkeIijkheid ,,,oet beschrijven, kunnen 2 soor ten fouten opt reden. Dc eerslefout is die op kan treden is dot de theorie, die ontl4'ikke/d is oni het proces te beschrijven, niet k/opt. De tweede foul kan z,/n dat er een programineerfout in het prograinina zi(. De eerstefout is a//een Ic ontdekken door Ic vergelijken met mneetivaarden uit mnodeiproeven op proeven op ware grootre. Dc tweede soon fouten zUn te ontdekken door de progralnmna's grondig te contro/eren.
Voor het berekenen van de statische en dynamische hellingshoeken van het schip worden 2 verschillcndc programma's gebruikt. Dc dynamische bewegingen van het schip kunnen berekend worden met het programma SEA TIME Dc statische bewegingen worden berekend met het programma STABTJME. Dc uitkomsten van beide prograinma's kunnen met elkaar vergeleken worden als cerste controle. Om te controleren of de gebruikte theoricön goed zijn wordt ccii modeiproef uitgevocrd.
5.1 Modelproef Ter controle 'an de theorie van Cummins die gebruikt wordt in het programma SEA TIME en de stabiliteitsiheorie van het programma STABTI vIE, wordt ecn stibiliteitsprnef uitgevoerd met cen scheepsmodel. De procf is uitgevocrd op 10 augustus 1993 in cen proelbassin van de TU-Delft naast de uitslag zolder.
5.1.1 Proefopste!Iinq Dc proefopstdlling bestaat uit een scheepsmodel in een waterbassin, een inclinometer7, een versterker en een schrijver. Als scheepsmodel is een romp van een kotter gebruikt. De afrnetingen vaii het model bedragen:
Lengte Lord Breedte B Diepgang achter Ta Diepgangvoor Tf Diepgang gerniddeld Tgem Dcplacemcnt A Metacenterhoogte KM
= = = = = = =
1.610m 0.421 m 0.185 m
0.129m
Model met inclinometer in waterbassin
0.157 m 55 kg 0.2 19 in
figuur 5.1: Proefopsteting stabiliteitsproef
5.1.2 Proefbeschrijv!nqen Ter bepalung van de GM en KG waarden svordt eerst een hellingproefuitgevoerd. Daarna wordt een proef gedaan om cen siniulatie van een brekende kabel uit te voeren Dc kraan op lict model 'ordt dwarsschecps geplaatst en er wordt een gewicht van 2 kilo in de draad gehangen. Het model zal cen bcginhcllungshock aannemen, welke op de schrijver af Ic lezen is. Met behuip van een aansteker wordt de .
7
Een inclinometer is een hellingshoek meter die ecu electrische stroom afgeefl. Aan de hand van de voltage bepaald men de hellingshoek
Bladzijde 33
5.1.3 He!Iinqproef Voor de bepaling van de GM-waardc words ccii Iiellingprocf uligevoerd. Er vord1 ecu massa van 2 kg over 5 cm in breedle vcrp!aalst. Dc lielliiigs!iock word! gemctcn en is 2 graden. Voor bet stabilitcitsmonient geld!: Mst = A GM Sifl(p Voor bet hellend moment gcldt: Mk p b cosp Voor de cvenwichtssituatic nioct Mst gelijk zijn aan Mk. Hieruit volgt voor GM:
GM p b / A tanp = 5.2
cm.
Voor de ligging van bet zwaartepunt in lioogte. KG geld!: KG = KM - GM = 16.7 cm.
Foto 5.1 : Stabiliteitsproef Trawler
5.1.4 Vailende last proef Er worth een gewicht van 2 kilo vail dek gehesen in de kraan en buitenboord gcdraaid. Ten gevolge hiervan zal liet zwaartcpunt in hoogte verandercn. Dc hoogtevcrandering van bet zwaartepunt bedraagt: Zg = (lii - hO) Plast / A
46.1 * 2 / 55 = 1.7cm
Voor de nicuwe GM zal gelden: GM = 5.2 - 1.7 3.5cm Voor bet nicuwe zwaartepuut in hoogic geldt: KG = 16.7 + 1.7 = 18.4 cm Op het moment dat de kabel breekt zal dc last ult de kraantop vcrdvijncn en zal bet deplacement kleiner worden. Het zwaartepunt zal lager koinen IC liggcn.
Bladzijde 34
Voor bet nicuwe zwaartepu lit in hoogte geldt:
-
KG KGOIA - Plast4i() I A - Plast = 16.47 cm voor de GM-waardc zal flu gelden: KM - KG = GM = 5.43 cm. Voor het nicuwe deplacement gcldt: A = - Plast = 53 kg.
5.1.5 Uitkomster metinqen Metinq I
Dc proef is 2 maal uitgevoerd met een gewicht van 2 kg in de kraan en 2 maal met ecu gcwicht van 1 kg. Uit de plot van de schrijver zijn CCII aantal vaarden afte lezen. In figuur 5.2 is dc plot van de cerste meting te zien. Er is te zien dat de hcllingshock even jets toeneemt op het moment dat de draad breekt, tjjdstip t = 0 s. Deze toename van de hellingshock is bet gevoig van spannirigen in de kraanarm die OCCflS ontlasten cii door de donipbcvcging van bet model.
25 20 15
10
5 0 p5
"05
0.25
0.75
1:25
'
-10 -15 -20
Tijd (seconden)
Figuur 5,2: Grafiek Hellingshoek tegen tijd uitgezet vallende last proef trawler.
Uit deze plot zijn i'icr waarden afte lezen. In Iiguur 5.3 is aangeven welke waarden gemeten zijn. In de onderstaande tabel 5.1 zijn de meetwaarden van de proefgegeven: Gewicht (kg)
Beginhoek
Piekwaarde
(graden)
(gracten)
Dalwaarde (graden)
Topwaarde (graden)
2
20.6
21.2
-16.3
17.5
2
20.6
21.1
-16.1
17.3
1
10.8
11.0
-7.2
9.8
1
10.8
10.9
-7.1
9.7
Tabel 5,1: rneetwaarden stabiliteitsproet Trawler
5.2 Controle proqramma
Beginhoek
SEATIME
Piekwaarde
Topwaarde
25 20
Door een kicine verandering in bet programma SEA TIME is bet mogelijk oni de modelproefte simulercn. Het schip wordi gedacht op ccii hcllingshoek a Ic liggen met de kraan dwars 01) bet schip. 01) tijdstip t = 0 w'ordt bet schip losgelaten en maakt een vrije slingerbeweging die uitdenipt.
15
Hellingshoek (graden)
10 S
.25
0
Tijd (seconden)
Dalwaarde
Figuur 5.3: liitslingerheweging stabilitietsproef Trawler
Bladzijde 35
1
5
Dc trawler is ingevocrd in seatirnc en de simulatic is uitgevoerd. Als hclliugshoek a. zijn zowel dc piekwaarde als de beginhoek ingevuld. In de ondcrstaandc tabcl 5.2 zijn de uitkomstcn gegeven: Meting
Invoerwaarde
Dalwaarde berekend (qraden)
Dalwaarde gemeten
1
piekwaarde beqinwaarde
-16.6 -16.1
piekwaarde beginwaarde
2
3 4
(graden)
Topwaarde berekend (graden)
Topwaarde genieten (graden)
-16.3
19.2
17.5
-16.3
18.7
17.5
-16.5
-16.1
19.1
17.3
-16.1
-16.1
18.7
17.3
piekwaarde beqinwaarde
-7.0
-7.2
10.1
9.8
-6.8
-7.2
100
9.8
piekwaarde beqinwaarde
-7.0
-7.1
10.1
9.7
-6.8
-7.1
10.0
9.7
Tabel 5.2:
Het eerste dat worth vrijwel exact berekend. De eerste top wordt echter le hoog berekend. Dit komt orndat de procfgedaan is in een klein bassin. Door het slingeren van het model worden golven opgewekt die tegen de bassinwanden weerkaatst worden en na ongeveer 0.8 sec veer terug zijn. Deze golven dempen enlofversterken de uitslinger bcweging van het model. Er kan dus alleen naar de eerste dalwaarde gekeken worden. Uit tabel 5.2 blijkt dat deze waarden vrijwcl gelijk zijn. Dc conclusie wordt getrokken dat het programma SEA TIME geschikt is oat het dynaniisch effect van laden en lossen met eigen Iaadllosgerei te beschrijven.
Figuur 5.4: Meting 1. Max is de simulatie met de piekwaarde als invoer. Mm is de simulatie met de beginwaarde als invoer.
BIadzide 36
5.3 Controle proqramma STABTIME Er wordt een simulatie uitgcvocrd waarbij de statische bc'egingen bcrckend worden met lict programma STABTIME, de dynamische bewegingen worden doorgerekend met SEA TiME. Als controle van het programma STABTIME wordt gcbruik gemaakt van de uitkoinsten8 van bet programma SEA TIME. Dc uitkomsten van het programma SEA TIME kunnen als correct bcscliouwd worden.
5.3.1 Simulatiebeschrijvinq Be simulatie bcstaat uit 2 dclen: Dc kraan neemt van hartschip een container op en draait 90 graden buitenboord, boven de kade. Be kraan neemt van de kade, 90 graden buitenboord, een container op en draait naar hartschip. Het schip is de P2526. Dc beladingstoestand is een ruim vol bananen en een aantal voile containers aan dek. Be brandsioftanks zijn vrijwel leeg, nog 10 % bunkers. Dc gegevens van de last bedragen:
Container van 26 ton in top van de kraan. Spreader van 4 ton in top van kraan. Tophoek van de kraan blijft constant (54.28 graden) en is zo dat de last 3.5 m op dc kant vordt gezet. Dc ronddraaitijd van de kraan bedraagt 75 seconden
Fguur 55: simulatie
10
gem. Lossen SEATIME
Loss, SEATIM E Loss, STABTIM E La1mSTABTIME
aiSEATME
$
10
35
15
40
45
Tijd (seconden)
Figuur 5.6 Uitkomsten van STABTIMEen SEA TIME voor een Iaad- en lossimulatie
8
De dvnaniische slingeibeweging van bet model beweegt rond een evenwichtsstand. Deze evenwichtsstand is tc vergetijken met de staischc hock berekend in STABTIME.
Bladzijde 37
Dc uitkomsten van de berekeningen ziju gegevcn in label 5.3 en lignur 5.6. Het is Ic zien dat tijdens bet laden de statische en dynainische waardcn clkaar beter volgcii dan bij bet lossen. Dit is te verkiaren uit het felt dat de toenaine van bet kenterend moment sinusvormig vcrloopt. Van 0 naar 90 graden is de toename in bet begin groter dan van 90 iiaar 0 graden. Simulatie
Statische eindhoek SEAT/ME
Statische eindhoek STABTIME
(qiaden)
(graden)
Lossen
6.3
6.7
Laden
00
0.0
Tabel 5.3: Uitkornsten SEAT/ME en STABTIME
Het blijkt dat de uitkomsten van het programina STABTIA'IE ongeveer 0.4 gradeii hoger uitkoiucn dan de uitkomsten van bet programma SE4 TIME. Een verkiaring voor dit verschil is IC vinden in bet feit dat in het progranima SE4 TIME gerekend wordt met cen vaste KN sinp-kroinnre en er niet gerekend wordt met vertrimining. In STABTI.AIE wordt voor icdcre verdraaiing van (IC kraan ccii nieuwe trim berekend en de bijbehorendc KN si ncp-kromme. Hierdoor zullen de uitkomsten jets verschillen. Uit de bovenstaande siniulatic wordt de conclusie getrokken dat dc uitkomsten van STABTIME goed zijn.
Bladzijde 38
Beladinqstoestanden
6
koe/A'riesschip een groat annial verschi//encle be/adingstoestan den door/open. Dc bunkers i'orden verbruikt, ba/Iasttanks ii'orden gevuld of geleegd, het schip vaart in ba/last of,net ge/we! of dee/s be laden. Voor iedere beladingstoestand zal lie! schip een andere stab ilileit hebben. Onderzocht iiioet ii'orden welke gem/len nu inaalgevend zljn voor het laad en losprobleem van containers net eigen /aad/Iosgerei. Tij dens een rondreis zal em
Om een inzicht te krijgen in liet overslagproces van koelschepen is een bezoek gebracht aan een fruitterminal in Rotterdam. Na telcfonisch contact werd op 18 mci 1993 een interview gehouden meting. Aad van der Poe! van Fruit Stevedores Rotterdani (zie bijlage 17). Uit bet gesprek kwam naar voren dat fruitschepen bij aankomst in Rotterdam vol beladen zijn met ccii aantai voile containers aan dek. Bij 'ertrek zijn deze schepen vrijwcl iceg, met alleen ccii aantai lege containers aan dek. In Rotterdain (Europa) worden de schepen geladen en gelost m.b.'. waikranen. Het laadflosgerei van de schepen wordt in Europa zelden gebriiikt. In de fruitlanden9 wordt echter beladen en gelost m.b.v. overslaggcrei op bet schip. Dc havens ziju meestal nict uitgerust met waikranen. Dc ovcrsiag van containers, zowei leeg als vol, geschied dus ook met het oversiaggerei van bet schip. Ais gekckcn wordt naar bet probleeni van laden en lossen van containers met cigcn laad!iosgcrci is dc situatie in de fniitlanden dus bepalend. Tijdens de overslag in deze havens zal bet schip een groot aantal vcrschil lende beladi ngstoestanden doorlopen.
6.1 Lossen Het schip konn in ballast, met ecu aantal iege containers aan dek, de haven binnen. Soms heeft bet schip ecu aantai parcels retourlading, maar mecstai zijn de ruimen leeg. Het schip kan op dat moment lege of halfiege brandstoftanks hebben. In het geval dat de brandstoftanks iecg zijn zal bet schip eerst kunnen lossen en dan bunkcrcn, of eerst bunkeren cii dan lossen. Een schip met balfvo!le brandstoftanks zal meestal pas in de volgende haven buiikeren. Op het moment dat het schip de Icge containers gaat lossen zijn dus 3 mogelijkc beginsituaties te onderscheiden
Binnenkonist haven
(60% unkers)
(10% bunkers )
(Bunkeren)
Losseri
'\
10 % blinkers
_I
f_
Lossen
Lossen
100% bunkers
60% bunkers
\..
-,
\.
Figuur 6.1: Losschenia
Schip in ballast, lege ruinicu. lege containers aan dek, 100 % voorraden. Schip in ballast, lege ruinien, lege containers aan dek, 60 % voorraden. Schip in ballast, lege ruimen, lege containers aan dek, 10 % voorradeii. Bij de siinulatie wordt gekeken naar (IC gevallen met 2 en met 3 lagen lcgc containers op dek.
9
Onder fruitlanden verstaai, we bier de havens in Afrika en Zuid-Anierika waar fruit geladen wordi. Deze havens zijn tacestal winder nodeni ats de Europeese havens.
Bladzijde 39
Iii bijzondcrc gevallen kan het voorkomen dat ecu koclschip gchccl bcladcu is met containers, zowel 01) dek als in de ruimen. Op deze manicr zijn. op hct moment dat er gelost worth. 3 situaties te onderscheiden: Lege containers in de ruimen. legc containers 01) dck, 100 % voorradcn. Lege containers in de rwinen, lege containers 01) dek, 60 % voorraden. Lege containers in de nitmen. lcge containers op dek. 10 %voorraden.
Ook voor deze situatie w'ordt gekekcn naar 2 en 3 lagen containers aan dek.
In [abel 6.1 zijn voor de diverse beladingstoestandcn de deplacementen, de GM-waarden en de KGw'aarden gegeven. Het gewicht van ccii lege container wordt voor ecu 40' container 4 ton genoinen en voor ecu 20' container 3 ton. In bijlage 18 zitn de beladingslijsten van de containers gegeven. In bijlage 19 zijn een aantal versclii I lende beladingstoestandcit uitgebreid gegeven. Situatie
Aantal lagen
Voorraden
Deplacernent
%
(I)
GMwaarden (in)
2
100
7617
1.97
721
3
100
7705
1.82
7.35
2
60
7045
1.46
7,73
3
60
7133
1.30
7.87
2
10
6343
1.35
8.19
3
10
6431
117
8.34
2
100
7770
1 90
7.26
3
100
7858
1.75
7.39
2
60
7198
1.40
7.76
3
60
7286
1.24
7.90
2
10
6496
1.27
8.22
3
10
6584
1.10
8.36
cont.
Ballast, leeg ruirn, leqe cont. aan dek
Lege cont, in ruim, leqe cont aari dek
Tabel 6.1
KG-
waarden (m)
Diverse heladingstoestanderi aan begin van container los cyclus
6.2 Laden Nadat het schip gelost is kan het, indien nodig, gaan bunkeren, maar het kan ook eerst gaan laden. Dc ruimen zullen als eerste geladen w'orden. Dit gebeurt om een aantal redenen als eerste: Containers aan dek zullen de oversiag van pallets en breakbulk hinderen en soms zelfs verhinderen omdat de seheepskranen over de containers heen moeten hijsen. Soms w'orden er containers op de luiken geplaatst. Dc oversiag van containers en brcakbulk of pallets tegclijkertijd zorgt voor probleinen met de verkeers/goederenstronien op de kade. Als de ruinten geladen zijn zullcn er nog ecu aantal containers op dek gcplaatst worden. Er zijn nu een 2 mogelijke bcladingstoestatiden (zie figmir 6.2) namelijk:
Het schip neemt zoveel inogelijk paltets in de ruimen en ncenu ecu aantal containers aan dek. In dit geval zal de hoeveciheid containers die meegenomen kan worden beperkt zijn. Het schip neemt nicer containers aan dek dan in het ccrste geval. Er zal echter ininder lading in het ruim meegenonten kunnen vordcn
Bladzijde 40
Figuur 6.2 : Veel pallets of veel containers
01) deze manier zijn er, op het monleilt dat de cerste container geladen wordt, 6 verschillende laadsituaties te onderscheiden: Ruinien vol beladen. geen deklading, 100 % voorraden. Ruimen vol beladen, geen dekiading. 60 % voorraden. Ruimen vol beladen, geen dekiading, 10 % voorraden. Ruimen gedeeitciijk geladen, geen deklading, 100 % voorraden. Ruimen gedeeltelijk geladen, geen deklading, 60 % voorraden. Ruimen gedeeltclijk geladen, geen deklading, 10 % voorraden.
Leeg schip
Leeg schip
Leeg schip
110% bunkers
CO % bunkers
Iioo % bunkers
I
1
\
-J
Bunkeren
(
Laden 100 % bunkers
1
Laden 10 % bunkers
\ -,
/-
Laden 60 % bunkers
_\ I
I
Laden 1100 % bunkers I
_J".. I
.1
Figuur 6.3: Laadschema
In bijzondere geva lien kan het voorkomen dat eeii koelschip geheel beladen wordt met containers, zowel op dek als in de nimen. Op het moment dat de cerste container geladen wordt zijn 3 verschillende situatics te onderscheiden:
Schip is leeg, 100 % voorraden. Scliip is leeg. 60 % voorraden. Schip is leeg. 10 % voorraden.
Bladzijde 41
In [abel 6.2 zijn voor de dkerse bcladingstocstaiidcn de dCpIaCcnlCfltCn. de GM-w'aarden en de KGwaardcn gegeven. Deplacernent
GM-
0/
(I)
waarden (ni)
KGwaarden (ni)
100
10202
1.02
8.08
60
9633
0.62
8.44
10
9797
0.63
8.38
100
9523
1.40
768
60
8954
0.99
8.05
10
9118
1.00
7.99
100
7442
2.19
7.03
60
6870
1.69
7.54
10
6168
1.61
7.99
Voorraden
Situatie
Ruinien vol beladen, geen deklading
+ walerballast Ruimen gedeeltelijk heladen, qeen deklading
+ waterhallast Schip in ballast
label 6.2: Diverse beladingstoestanden aan begin van container laad cyclus
Bladzijde 42
Beoordetinq stabiliteit
7
Dc schepen inaken voor de overs/ag t'an containers ineeslal geen gebruik van laadbomen inaar van scheepskranen. Uit overu'egingen van sterkte en verniogen ken/len do kranen ;naar tot een bepaa/de hellingshoek draaien. Nornaa/ gesproken is deze he/lingshoek 5 graden. In speciale geval/en kunnen kranen ge/everd warden (lie tot JO gradeii kunnen b/ijven funclioneren. A/s de hel/ingshoek overschreden wordt za/ eon beveiliging do kraan uiischakelen. In (lit hooflistuk u'ordi onderzoc/,t in welke gevallen de hel/ingshoeken overschreden worden.
Grote hellingshoeken tijdciis het laden en lossen zijn niet allccn hinderlijk voor de bernanning maar ook voor het functioneren van de kranen. Uit opgave van Liebherr Nederland blijkt dat do maximale hellingshoek waaronder de kranen nog good functioneren 5 graden bedraagt (zie bitage 26 A).
7.1 Lossen Het losproces is in 5 stappen in to delen, zie fignur 7. I. Als eerste wordt eon sirnulatie uitgevoerd over do stappen A. en B. Tijdeiis de berekening vordt de volgende simulatie uitgevoerd;
Loge container van 4 ton hangt in kraan. kraan draait van hart schip 90 graden buitenboord. Kraan staat stil en schip slingert uit.
0
C.
A.
D.
E.
Schip Iigt in rust, met kraan op hart schip en container in top. De hellingshoek is nul. De kraan draait 90 graden buitenboord en het schip gaat vrij slingeren De kraan zet de container op de kade. Door het neerzetten zal het schip vrijwel in rust zijn,
De kraan draait zonder container binnenboord en het schip zal gaan slingeren. De kraan staat op hartschip en het schip slingerd vrij uit.
Figuur 7.1: Losproces in 5 stappen irigedeetd.
Uit label 6.1 is voor elke situatie een geval met eon kicine GM-waarde doorgerekend. In tabel 7. 1 zijn dc numerieke uitkornsten geven. In bijlage 20 zijn de grafieken van do sirnulaties gegeven. Beide gevallen voldoen ruim aan de eis dat de hellingshoek kleiner nioet blijven dan 5 graden positief of negatief. Omdat do berekende gevallen de kicinste GM-waarden hebben zullen do andere gevallen ook voldoen. Naarrnate er nicer containers van boord genomen worden zal do KG-waardc dalen cii do GM-waarde stijgen. De hellingshoeken zullen diis steeds klciner w'orden. Tijdens hot lossen van do loge containers zijn dus goon problenien to verwacliten.
Bladzijde 43
Situatie
Aantal
Voorraden
tagen cont. (%)
Maxirnale hellingshoek (graden)
Mininiale hetlingshoek (graden)
Ballast, leeg ruirti, leqe cont. aan dek
2
10
1.3
0.9
Leqe cont. in ruirn, ego cont aan dek
3
10
1.5
1.1
Tahel 7.1: Hellingshoeken lijdens hssen van één lege 40 container
7.2 Laden Het laden van ecu container is in ceo aantal fasen in te delco. In Iiguur 7.2 is te zien dat het schip na het oppakken van de container in rust is met ceo statischc beginhellingshoek. Als eerste vordt het proces van A. naar B. berekend voor ceo aantal verschillcnde beladingstocstanden.
\
N A.
C.
B.
D.
F.
Schip tigt in rust, met kraan in zeevastpositie. Dc hetlingshook is riul. De kraan draait 90 graden buitenboord en bet schip gaat vrij slingereri
De kraan pakt een container op van de kade. Door het oppakken zal bet schip vrijwet in rust zijn. Do kraan draait met de container binnenboord en hot schip zal gaan stingeren. De kraan staat OP hartschip en bet schip slingerd vrij uit.
Figuur 7.2: Laadproces ingedeeld in 5 stappen
Er is gekeken naar het dynaiuisch gedrag van het schip als de kraan zonder last buiten het schip draait. tijdens de berekening wordi de volgende situatie uitgevoerd: Geen last in kraanarni, ailcen de spreader van 4 ton. Kraan draait van hartschip 90 graclen buitenboord. Kraan staat stil en schip slingert tilt. De uitkomsten van de berekeningen zijn gegeven in tabel 7.2 en Iiguur 7.3. Dc doorslinger hoeken ziju erg klein en zorgcn niet voor problemen. Situatie
Minimate hettingshoek (graden)
hetlingshoek
%
Maximale hellingshoek (qraden)
100
0.7
0.5
0.6
10
1.4
0.8
1.1
Voorraderi
Ruirnen vol heladen, qeen deklading
Tabel 7 2: Dynamische doorslingerhoeken bij het buitenboord draaien van do kraan en spreader.
Btadzijde 44
Statische
Bananen in ruim, 10% consumables
1.5
1.25
Ma
0.75 Mm
0.5
0.25
0 0
5
10
20
15
30
25
35
Tejd (s)
Figuur 7.3: Dynarnische doorsiingering bij het naar buiten draaien van de scheepskraan met spreader.
Vervolgens is gekeken naar de gevatlen C. D. en E. nit figuur 7.2. Tijdens de berekening wordt de volgende simulatie uilgevoerth Geladen container van 26 ton liangt in kraan. Dc kraan draait van 90 graden uit bet schip binnenboord naar hart schip. Kraan staat stil en schip slingert nit.
Uit tabel 6.2 zijn een aantal gevallen doorgerekend. Gekeken is naar de gevallen met een kleine GMwaarde. Voor het geval dat het schip in ballast ligt en geladen wordt met containers, wordeit geen problemen verwacht.
%
Hellingshoek ophijsen container (graderi)
Doorslinger hoeken (graden)
100
2.8
-0.4 / 0.4
Voorraden
Situatie
Ruimen vol beladen met bananen geen dekiading . waterballast
Ruimen deels beladen met bananen, geen deklading + waterballast
60
14/14
10
-1.2 / 1.2
100
2.2
10
3.3
-0.3/0.3 -0.5/0,4
Tabel 7.3: Heilingshoeken tijdens het laden van één voile 40 container
In tabel 7.3 is te zien dat voor de gcvalten dat de ruimen vol beladen zijn en er nog 60 of 10% bunkers zijn, de hellingshoeken te groot w'orden. Naar mate er nicer containers aan dek worden gezet, zal bet zwaartepunt verder in hoogte stijgcn, vaardoor de GM-waarde afnecnit. Dc hellingshoeken zullen dus toenemen naarmate er nicer containers geladen worden.
7.3 Betadinqs voiqorde Het schip zal niet alleen een liellingshoek aanncmcn t.g.v. bet draaicn van de kraan, maar ook t.g.v. het asymnietrisch plaatscn I verwijderen van de containers op dek. Het blijkt dat do volgorde van ladcnllossen van de containers ook cen grote rot speell in de uitcindctijke maximale hcllingshoek.
Bladzi1de 45
Gekeken is naar het laden van 28 containers voor de siluatie dat het schip nog 10 % voorraden heeft en cen ruim vol met bananen. Er zijii 2 verschillcnde laadvolgordcn bekeken, zie figuur 7.4. In bijlage 18 E zijn de zwaartepunlen en posities van de 28 containers gegcven.
I aadoljqde 1- Van links naar rccll
Li
-I
II II
I
II II
8
12
I
16
II
17
11 $'EI;t1.
' 6
II
7
0
4
it
II
15
H
21
22
Laa(1 2
23
26
24
25
28
Laadvolorde 7' Van binnen naar buil8fl
Lag
-'-I
6
II
10
II
8
I
I
I''
I
II
I
I
14
21
12
IS
.F'I 13
I
II
15
18
j
20 22
Lg2
24
27
23 25
28
Hguur 7,4: verschillende beladingsvolgorden van 28 containers
In bijlage 21 zijn de grafieken van de statische /iel/ingshoek van het schip tegen de tijd gegeven, tijdcns het laden van de 28 containers. Er is duidelijk te zien dat naarmate er meer containers aan boord komen, de hcllingshocken groter worden. Het blijkt dat de hoeken ontoelaatbaar groot worden in deze silualie (zie label 7.4). Dit is te verklaren door de daling van de GM-waarde t.g.. licE stijgcn van de KG-waardc.
Bladzijde 46
Laadvolgorde
Posilieve piekwaarde hellingshoek (qraden)
Negatieve piekwaarde hellingshoek (graden)
Laadvolgorde 1
9.8
-7.1
Laadvolqorde 2.
10.0
-4.9
Tabel 7.4: Piekwaarden van de he!lingshoeken bij het laden van 28 voIle containers
In tabel 75 zijn de GM-waarden geven op ecn aantal vcrschillendc rnomentcn in hot laadproces. In figuur 7.5 zijn de verschillende niomenten in liet laad en los proces aangegevcn.
&tual,e 1
situate 4
Isrkahe 2
situatie 5
situahe3
situatie6
II ke conLarec poeie
1 aag conta.s geplaatst :2 lagen contaners geptaatst
Figuur 7.5: Verschillende momenten in hel laadproces
Stuatie
KG
GM
Deplacement
Diepgang
(m)
(m)
(t)
(m)
(in)
1
8.48
0.56
9979
7 20
-0.43
2.
8.54
0.51
10083
7 26
-C) 42
3.
8.59
0.46
10187
7.32
-0.31
4.
8.68
0.36
10359
7.43
-0.03
5.
8.74
0.32
10437
7.47
-0,05
6.
8.79
0.26
10515
7.52
0.11
Tabel 7.5: GM-waarden op verschillende mornenten van het laadproces
Bladzijde 47
Trim
7.4 Invloed kraantype Het oorspronkelijke ontwerp van het voorbceldschip, de P2526, was uitgerust met een twinkraan (zie bijiage 3B). Bij de bovenstaande berekeningen is uitgegaan van een enkcle kraan met een hefvermogen van 36 ton. In tabel 7.6 zijn de verschillende dinicnsies van de beide kraanconfiguraties gegeven.
Type
Erikele kraan
Twinkraan
COW 36/22
D2/CBW 16/22
36 ton
2 x 16 ton
Hefverrnoqen
Werkradius
rnaxirnaal
minirnaal
Hijssrielheid
voile haak
leqehaak
22 in
22 rn
3.4 in
3.5 in
16 rn/ruin
35 rn/mm
60rn/min
Draaisnelheid
32rn/min 75 sec
Topsneiiieid Totaal gewicht kraanarm(en)
80 sec
50 sec
10.3 ton
2 x 9 ton
50 sec (enkelbedrijf) 100 sec (duhbeihedrilf)
label 7.6: Gegevens diverse kraan contiguraties
Het blijkt dat het gewicht van de kraanarmen van de twinkraan samen, ongeveer 8 ton zwaarder is dan het gewicht van de enkelvoudige kraan. Er wordt een simulatic uitgevoerd van het laden van een voile 40' container, 3.5 in van de kade, voor het beladingsgcval met bananen in de ruimen en 100 % voorraden. Dc kra(a)n(en) draait en topt van zeevastpositie boven de container op de kade. De container wordt opgcpakt en de kraan draait en topt boven de stackpositie, in dit geval op hart schip. Dc container wordt neergezet en de kraan draait terug naar de zeevastpositie. In figuur 7.6 zijn de uitkomsten gegeven. Het blijkt dat de twinkraan voor een hellingshoek zorgt van ongeveer 0.6 graden meet, in dit geval.
Figuur 7.6: Simulatie Iaadproces van een voile 40 container voor 2 verschiilende kraan contiguraties.
Bladzijde 48
7.5 Draaisnelheid kraan Dc draaisnelheid 'aii de containerkraaii heeft grote invlocd 01) dc dynaiiiische doorslingcrhoek van het schip. Als de draaisnelheid groot is zal het scliip verder doorsliiigeren. Met beliulp van het programma SEAT/ME ziju voor ecu aantal 'erschiIlcnde draaisnelheden de hellingshoekeu berekend tijdens het laden van cen 26 tons container. Het schip is geladen met bananen en heeft 10 % voorraden aan boord. Dc GM-waarde bedraagt 0.63 m. Dc ronddraaitijd van de coutainerkraaii bedraagt 75 sec. Gekeken is naar ronddraaitijden van 50, 75, 100 en 125 sec. In tabel 7.7 en figuur 7.7 zijn de uitkonisten gegeven. Bij een ronddraaitijcl kiciner dan 75 sec wordt de toenanic van de doorslinger amplitude snel groter. Bil ecu ronddraaitijd grotcr dan 75 sec necmt dc amplitude echter 'rij langzaam af
Figuur 7.7: Irivloed draaisnelheid kraan op dynamische doorslingerhoek.
Ronddraaitijd
Tophoek (graden)
(a)
Daihoek (graden)
50
-200
1.94
75
-0.90
0.89
100
-0.63
062
125
-0.62
0.61
Tabel 7.7: Top- Dalwaarderi voor verschillende draaisnelheden kraan
7.6 Conclusie In de voorgaande paragrafen is to zicn dat er tijdcns het lossen van lege containers weinig problemen zijn met de stabiliteit. Tijdcns dc laadconditic zijn de hcllingshocken die bet schip aannceint echter niet acceptabel. In sommige situalies ovcrschrijdcn do hcllingshockcn do 10 graden. I-let is niet moeilijk omjc voor te stellen hoc hot is om op een schip to verkcn vat van 10 graden positief naar 5 graden negatief hecn en veer slingert. terwiji or containers gcladeii worden.
Bladzijde 49
Er zullen oplossingen bedacht iuoeten wordcn orn deze hoeken klein te houden. Dc draaisnclhcid van de kraan heeft alleen invlocd op de dynamische hellingshocken. Het gewicht van de kraanarni is echtcr wel van groot belang. In het volgende hoofdstuk zijn ecu aantal vcrschillcndc oplossingen besproken. Een aantal oplossingcn zijn vrijwel allccn te gebruiken in hct ontwerp stadium. Het vcrbredcn van een bestaand schip of het verkicinen van de blok coefficient is wel mogelijk rnaar zal in de praktijk nict snel gcbeuren. In het ontwerp stadium is ecn dergclijke aanpassing vrij ecnvoudig. Dc rnceste oplossingcn zijn echter toepasbaar op bcstaande schcpcn.
Bladzijde 50
Stabilisatie Oplossinqen
8
He! oplossen van he! slabilileitsproblee,n bij he! laden en lossen is van grool belang. Dc schepen worden Ui!gerust met dure laad en los systemnen voor de overs/ag van containers. Tijdens he! laden worden de hellingshoeken echier in somnmnige gevallen zo groot dat oversiag niet mneer mnogelijk is.
Dc statische hellingshoeken tijdens bet laden en lossen zijn in principe op 2 verschillcnde manicren te verklei lien:
Het vergrotcn van de GM-waarde. Het leveren van cen contrarnornent orn het nioment van kraanarm en containerlast op te heffen.
Beide oplossingen zijn op een aantal verschillendc manieren te bcwcrkstelligen. In dit hoofdstuk worden de oplossingen puntsgcwijs besproken.
8.1 Verqroten GM-waarde Door de GM-waarde van een schip IC vergroten, wordt de stabilitcit beter. De GM-waarde is op een aantal manieren Ic vcrgroten:
KG-waarde verkleinen Schip breder maken Blok coefficient verkleinen Het schip breder maken heefi tot gevolg dat de GM-waarde snel groter wordt. Aan een breed schip kieven echtcr ook een aantal nadelen. Een breder schip zal een grotere weerstand hebben en er zal this of een grotere (duurdere) motor geplaatst mocten worden, of men nioet inboeten op de sneiheid. Het verkleinen van de blokcoëfficient heeft een stijging van GM tot gevoig. Het kan echter grote gevolgen hebben voor de scheepsindeling. Dc machinekarner zal waarschijnlijk meer naar voren komen of zelfs naar bet middenschip verplaatst worden omdat de hoofdmotor niet meer in het achterschip past. Het laadvermogen zal ook sterk teruglopen omdat de onderste ruimen vrijwel ongeschikt worden voor lading10.
8.1.1 Ballast De KG-waarde is te verkleinen door ballast zo laag mogelijk in bet schip te plaatsen. Dc ballastianks in de dubbele bodem niocten gevuld worden. Als dit nog niet voldocnde is, is er ook een mogelijkheid 0111 vaste ballast in de dubbele bodem te plaatscn.
8.1.1.1 Waterballast In tabel 7.3 is te zien dat voor de gevallen dat de ruimen vol beladen zijn en er nog 60 of 10% bunkers zijn, de hellingshoeken te groot worden. Gekeken is of de GM-waarde vergroot kan worden door de ballaswrnks te vullen. In tabel 8.1 zijn 4 verschillendc ballastconditics onderscheiden voor de bcladingstoestand met bananen in de ruimen en 60 % voorraden. In tiguur 8. 1 is een toelichting gegeven op label 8.1. Voor iedere situatie is gekeken wat de hellingshock wordt bij het laden van 1 container van 26 ton, 3.5 m van de kade.
10
Palietvrtendelijke schepen hebben rcchte wanden in de ruimen. Bij erg rauike schepen is het ruiuiilcverlies dan erg groot bij de oiiderte ru iniets.
Bladzijde 51
9
34
8
5/6
3
5
-2
8
-7--
9
6
4
Waterbaliast below st.gear Waterballast afipeak WB dubbele bodem FR 55-85 PS
WB Dubbele bodem FR 85-119 SB Waterballast FR 140-150 Waterballast FR 150-1 65 Waterbailast forepeak
WB dubbele bodem FR 55-85 SB WB dubbele bodem FR 85-1 19 PS Figuur 8.1 : De bailasttanks van de P2526
Voile bailasttanks
GM-waarde
(I)
(iii)
(rn)
(in)
Hellingshoek statisch (graden)
0
9633
844
0.62
6.98
-0.98
5.2
5- 6
9840
8.28
0.77
7.11
-0.74
4.1
3-4-5-6
10137
806
1.00
7.26
-0.80
2.9
3- 4 - 5- 6- 7
10231
8.01
1 04
7.35
-0.45
2.8
Tabel 8.1
Deplacement
KG-waarde
r
Diepgang
Trim
Heliingshoeken voor 4 verschuiiende ballastcondities voor het geval met 60% voorraden
Als de ballasttanks 3, 4, 5, 6 en 7 gevuld zijn en de 28 containers ut paragraaf 7.3 geladen worden, blijven de hellingshoeken ook steeds onder de 5 graden (zie bijlage 22 A). De dynamische doorslingering bij bet naar binnen draaien van de kraanarm met containerlast bedraagt +1- 0.7 graden. Voor deze situatie is het vullen van de ballasttanks dus afdocnde. Wordt er gekeken naar de beladingstoestand met bananen in de ruiinen en 10 % voorraden, dan zien we dat de hellingshoeken bij het laden van de eerstc container acceptabel zijn (zie tabel 8.2). In de derde situatie zijn alle ballasttanks gevuld. Naarmate er meer containers aan dek komen zullen de hellingshoeken ecliter toenemen. Zelfs voor de laatste situatie, waarbij alle ballasttanks gevuld zijn, zullen de hellingshoeken de grens van 5 graden overschrijden (zie bijlage 22 B) Voile ballasttanks
Deplacement
KG-waarde
GM-waarde
Diepgang
Trim
Hellingshoek
(I)
([TI)
(in)
(ni)
(in)
statisch (qraden)
3, 4, 5,6, 7, 8 3, 4, 5,6, 7, 8,9
9797
838
0.63
7.12
-0.25
4.9
9892
8.32
0.67
7.19
0.12
4.7
2,3,4,5,6,7,8,9
10249
832
0.78
7.30
-1.16
3.9
alles
10406
8.32
0.82
7.34
-1.75
3.6
label 8.2 : Heliingshoeken van het schip ais do (eerste container die geladen wordt)
container 90 graden huitenboord hangt.
Het schip is uitgerust met ccii ballasipomp nicE ccii debiet van ongeveer 400 rn3/h. Tijdens de vaart op zee zullen, voor de 60% voorraden toestand. de ballasitanks 3. 4, 5 en 6 gevuld ziju. Voordat het schip vertrekt zal dus allccn tank 7 leeg gepompt hoeven te vorden.
Bladzijde 52
Deze tank heeft een inhoud van 92.1 m3, hetgeen ongeveer 15 nhinuten zal duren. Tijdens het beladen van het schip met 10% voorraden zaten alle ballasttanks vol. Het schip zal eerst gaan bunkeren voordat het de haven verlaat. Als alle brandstoftanks gevuld zijn zal het schip zonder ballastwater de haven verlaten. Alle ballasttanks zullen dus leeg gcpompt moeten worden. Er is in totaal cen ballast capaciteit van 1440 m3. Het leegpompen zal dus ongeveer 3 uur en 40 minuten duren. Dit kan dan echter plaatsvinden tijdens het bunkeren. Er zal echter wel gekeken moeten worden of door het optreden van grote vrijevloeistof oppervlakken de GM-waarde niet te klein wordt waardoor instabiliteit optreedt.
8.1.1.2 Vaste ballast In de vorige subparagraaf was te zien dat bij het laden van een volledige containerlading voor de situatie met 10% voorraden, de hellingshoeken groter worden dan 5 graden. Zclfs als de ballast tanks allemaal gevuld zijn worden de hellingshocken te groot. Een inogelijke oplossing is om oiiderin het schip vaste ballast te plaatsen. Er zijn een groot aantal verschillende materialen die als vaste ballast gebruikt kunnen worden; Blokken alvalijzer op een lege plaats in het schip Metaal ponsalval, hele kleine korrels, afdekken met beton. Lood Beton Als de vaste ballast in waterballast tanks geplaatst wordt gaat dit te koste van ballastcapaciteit. Als er echter in het ontwerp stadium rekening mee kan houden is hct niet zo'n probleem. In de onderstaande tabel is er vanuit gegaan dat er lood gebruikt wordt als vaste ballast. Dc vaste ballast is in de ballasttanks in de dubbele bodem geplaatst, tegen het middeiste dwarsschot. In tabel 8.3 is de invloed van de vaste ballast op de GM-waarde Ic zien. Vaste ballast
Deplacement
KG-waarde
GM-waarde
Diepgang
Trim
Verlies van ballastwater
(t)
(t)
(ni)
(m)
(rn)
(m)
(t)
0
10406
8.32
0.82
7.34
-1.75
0
100
10497
8.25
0.89
7,39
-1.69
9
150
10542
8.22
0.93
7.41
-1.66
13
200
10587
8.19
0.96
7.44
-1.64
18
Tabel 8.3: lnvloed van vaste ballast op diverse variabelen
Er wordt een simulatie uitgevoerd van het laden van 28 containers van binnen naar buiten volgens figuur 7.4. In label 8.4 is te zien dat de hellingshoeken maar langzaam kleiner worden als er vaste ballast geplaatst wordt. Als er uitgegaan wordt van cen maximaal toelaatbare hellingshoek van 3.5 graad, dan zullen er enorme hoeveelheden vaste ballast meegenomen mocten worden. Vaste ballast (t)
Maximale hellirigshoek
Minimale hellingshoek
(graden)
(graden)
0
5.8
-3.5
100
5.0
-2.6
150
4.7
-2.4
200
44
-2.1
label 8.4 : Extreme hellingshoeken tijdens laadcyclus voor verschillende hoeveelheden vaste ballast.
Bladzijde 53
8.1.2 Scliip verbreden Dc GM-waardc van een Schip is te vergrotcn door het schip brcdcr te maken. Het vergelijkingsschip, de P2526, wordt met stappcn van 10 cm breder gcivaakt. Met behulp van lict programma PIAS wordt cen nicuwe ronip met grotere breedic gcgencrecrd. terwiji de blok cofficint, grootspant coefficient en drukkingspunt in lengle, gelijk blijvcn. Hct nicuwe schip zal ccii hoger staalgewicht krijgen. Dc toename van het staalgewicht wordt gcschat met behuip 'an de volgcndc formule1 1: B ,zieun'
Tocnamestaalgewicht = (
1) x 0.
x Lightship
Baud
Dc tanks en ruinien in het schip zulleit groter vorden. Mel behulp van het programnia PIAS worden de nicuwe tanklruiniinlioudcn en zwaartcpunlen berekend. Dc tanks houdcn ccn zelfde vullingsgraad als het originele ontwcrp. Dc niimcn behouden evencens de zelfde vullingsgraad. Dc deadweight zal dus groter worden. In tabel I en 2 in bijlage 23 zijn de schcepsgcgcvens van hct oorspronkelijke schip en van de nieuwe schcpcn gegcvcn.
Er wordt gekeken vat de hellingshockeu vorden voor het gcval dat hct schip vol beladen is met bananen alle ballasttanks geviild zijn en 10% voorraden aan boord hceft. Er wordt ecu container van de kade opgepakt op 3.5 m buiten het schip. In label 8.5 zijn de hcllingshoeken en de GM-waarden gegeven van de verschil lende scheepsbrcedten. Scheepshreedte
KG
GM
Diepgang
Trim
Hellingshoek
(m)
(rn)
(n)
(lii)
(rn)
(graden)
19.6
8.32
0.82
7.34
-1.75
3.6
19.7
8.32
0.87
7.33
-1.75
3.4
19.8
8.33
091
7.32
-1 77
3.2
19.9
8.31
097
7.33
-1.74
2.9
Tabel 8.5 Simulatie van het laden van een container, 3.5 rn uit de boordrand,
voor verschillende breedten
Naarmate er meer containers geladen vordcn. nemen de hellingshoeken toe. Er zijn sirnulaties uitgevoerd van hct laden van 28 containers voor de bovenstaande beladings situatie (zie tabel 8.6). Scheepsbreedte (m)
Maxirnale hellingshoek (qraden)
Minimale hellingshoek (qraden)
19.6
5.8
-4.7
19.7
5.1
-4.2
19.8
4.8
-3.9
19.9
4.4
-3,6
label 8.6 Extreme hellingshoeken bij het laden van 28 containers
8.1.3 Blokcoëfficiënt verkieinen Door hct verkicinen van de blokcoCfficiCnt zal de GM-waardc toenenien, waardoor de hellingshoeken kleincr zullen worden. Dc blokcoëfficiCnt zal met stappen van 0.01 verklcint worden, tcrwijl de andere waardcn. zoals dnikkingspunt. lcngte. breedtc, etc. constant gehouden w'ordcn. Alleen de diepgang, trim en dcplacement zullen veranderen. M.b.v het progranima PIAS vordt ecu nicuwe romp gegenereerd. Het staalgewicht van het schip veranderd bij bet verkicinen van dc blok coCffici6nt. Voor de bepaling van bet staalgewicht wordt gebruik gemaakt van ecu forimile van de methode Roesterst2. Het staalgewicht neemt 0.3 % afbij een verkicining van de blokcoeflici0nt met 0.01.
11
12
Fornuile afloinstig van Pucheein, wordi gebruiki in ontcrpfase bij scheepswetf Dc Merwede.. Deze foniiule wordt hij de Merwede gebruiki.
Bladzijde 54
De tanks en ruiincn in het schp zulicn kiciner worden. Met bcliulp van het programma PIAS svorden de nieuwe tank/ruiii-iinhouden en zwaarcpul1Len bcrckend. Dc tanks houden cen zelfde vuilingsgraad als het originele ontw'erp. Dc ruinien behotiden eveneens de zeifde vuilingsgiaad. Dc deadweight zal dus kleiner worden. In tabel I en 2 in bijiage 24 i.ijn de scheepsgegevens van het oorspronkelijke schip en van de nieuwe schepen gegeven. Er worth gekeken at de hellingshoeken 'orden voor het geval dat het schip vol beladen is met bananen alle bailasitanks gevuld zijn en 10% voorraden aan boord heeft. Er wordt een container van de kade opgepakt op 3.5 m buiten het schip. in label 8.7 zijn de hellingshoekcn en de GM-waarden gegeven van de verschullendc blokcoefficiënten. Blok
KG
GM
Hellingshoek
(Iii)
(iii)
Diepgarig (iii)
Trim
coëfficiënt
(iii)
(graden)
0.564
832
082
7.34
-1.75
3.6
0.554
8.35
0.84
7.39
-1.72
3.5
0.544
8.37
0.88
7.44
-1 69
34
0.534
8.38
0.94
7.50
-1.65
3.1
label 8.7 Simulatie van het laden van een container, 3.5 m uit de boordrand,
voor verschillende
blokcoëtficiënten
Naarmate er nicer containers aan dek geplaatst worden. zulien de heliingshoeken groter worden. Er zijn sirnulatics uitgevoerd van het laden van 28 containers voor de bovcnstaande beladings situatie (zic tabel 8.8). Blok
cotticient
MaxiiiaIe liellingshoek (qraden)
Minimale hellingshoek (graden)
0.564
5.8
-4.7
0.554
5.5
-4.4
0.544
5.1
-4.2
0.534
4.6
-3.8 label 8.8: Extreme heltingshoeken bij het laden van 28 containers voor verschillende blokcoèfticienten.
8.2 Contramoment Door het kenterend moment van de kraan en last deels of geheel op Ic lichen door een contramoment, zijn de hellingshoeken kleiner te krijgen. Ecu contra moment is 01) ecu aantal manieren te bewerkstelligen: Contragewicht op de kraan. Asymnietrisch ballasten met ecu conventionele baliastpomp. Anti-healing pomp en anti-heaiingtanks. INTERING svsteem. Dwarsscheeps verplaatsbaar contragewicht. Vast steunpunt op de kade of bodeirt zoals ecu spudpaal of een steun op de kade. Bij het beoordelen van de verschillende svstenien zal steeds gekeken 'orden naar de voigende beladingstoesta nd: Ruini vol bananert 10% voorraden aan boord Voile bailasttanks.
Bladzijde 55
Er zat gckcken vorden naar de laaclsimiilatic van 28 ContainerS 01) dek, volgens figuur 7.4. In figuur 8.2 is het hctlend moment, t.g.v de kraan en last, uitgezet tegen de tijd. Het grootste hetlende moment bedraagt 480 tin. De hcllingshoek bcdraagt op dat moment 5.7 graden. Het kenterend moment veranderd in zeer korte tijd van cen maximum naar een minimum waarde. In tabel 8.9 zij n cen aanta I verschi llende top-dalwaarden gegeven.
Hguur 8.2: Hellend moment t.g.v. laden van 28 containers met eigen overslaggerei. Topwaarde (tm)
Dalwaarde (tin)
Amplitude (mi)
Tijd
1
477
-260
737
24
8
474
-280
754
23
Piek
(s)
label 8.9 : Extreme waarden van hellend moment en tussenliggende tijd.
In tabel 8.10 is aangegeven hoe groot de contraiitonienten moeten zijn om een bepaalde maximale hellingshoek te bewerkstelligen.
Maximale toelaatbare hellingshoek (graden) 5.7 4.5 3.5 2.5
Kenterend moment (tm)
Contramoment (tm)
480 378 294
102 186
0
210
270
1.5
127
353
0.5
42
438
Tabel 8.10: Benodigd contramoment voor een bepaalde maxirnale hellingshoek
8.2.1 Contra qewicIt aan kraan Door het toepassen van een contragewicht aan de kraanarm is het mogelijk om de hetlingshoeken te verkleincn. Zodra het kenterend moment t.g.v. dc kraanarm toeneemt zal het moment van het contagewicht ook moeten toenenien.
Bladzijde 56
Dat vil zeggcn dat zodra dc kraaii buitenboord draait, hct moment van bet contragevicht groter wordL (zie figuur 8.3). Het contra moment dient diis nict oin het moment op de kraanconsolc IC verkicinen, maar zuiver om het hellend moment van bet schip Ic verkleinen. Het kan dus voorkonien dat door een asymmetrisclie beladiug. bet coniramonleut niaximaal is, terwiji er geen last in de kraan hangt.
Figuur 8.3: Kraan met contrigewicht
Dc besturing van het contragewicht zal gekoppcld moeten worden aan een hellingshoek meter en aan een meter die de horizontale draaihoek van dc kraan aangceft. Als de kraanarm nanielijk evenwijdig aan de langsscheeps as staat, heeft het contragewiclit geen effect, en zal dan alleen voor ecu stijging van het zwaartepunt zorgen, w'aardoor de hellingshockcn alleen maar toe zullen nemen. Aan het toepassen van een contragewicht aan de kraanarni zijn ccii aantal bezwarcn verbonden: Een contragewicht is ecu extra last die altijd meegenomen moet worden. (wellicht is een contragewicht. gevuld met water te bcdenken). Een contragewicht verhoogt het zwaartepunt, KG waardoor de GM waarde zal dalen. Dc besturing van bet contragewicht zal erg complex worden. Onidat het gewicht aart de kraan gekoppeld is, cii de kraan draait, zijn er steeds inomenten dat het gcwicht geen moment kan leveren omdat bet op hartschip zit. Indien er meer dan 1 kraan werkzaam is met de overslag van containers kunnen er problemen ontstaan met de besturing. Dc conclusie valt te trckken dat ecu kraan met contragewicht geeti reële optic is.
82.2 Asymmetrisch ballasten Door asymmetriscli te ballasten kan bet schip ecu beginhellingshoek geven worden, waardoor de maximale pieken afnemen. Dit ballasten kan gebeuren met dc ballastpomp. Er kan hier niet gekeken wordcn naar de situatie met 10 % voorraden omdat alle ballasttanks voor dat geval reeds gevuld zijn. In figuur 8.2 is de graliek gegeven van de beladingssimulatie van 28 containers. Het schip is vol geladen met bananen, ecu aantal ballasttanks is gevuld en er zijn 60 % voorraden aan boord. Dc containers zijn geladcn van binnen naar buiten (zie figuur 7.4 in paragraaf 7.3). In figuur 8.4 is Ic zien dat de grootste positieve hock 4.3 graden bedraagt en de kicinste negatieve hock -2.3 graden.
Btadzijde 57
Figuur 8.4 Laadsiniulatie van 28 containers (bananen in ruim, 60 % consumb, WB)
In de beginsituatie waren de tanks 3, 4, 5 en 6 gevuld (zie figitur 8.5). Tank 6 wordt nu gedecltelijk gevuld, zodat het schip een beginhcllingshock krijgt. In tabel 8.11 zijn do uitkornsten gegevdn. Vulling
BCG
KG
GM
tank 6 (t)
(m)
(rn)
(rn)
103(vol)
0000 -0010
8.06
1.01
0.00
88
8.09
0.98
-0.57
75
-0.018
810
097
-105
50
-0.033
8.11
0.96
Statische beginheilingshoek (graden)
-1.96 Tabel 8.11; Effect van asymrnetrisch ballasten op KG, GM, BCG en beginhellingshoek
9
3
1
8
5/6
3/4
5
2
7
4
6
WB dubbele bodern FR. 55-85 PS
5. WB dubbele bodeni FR 85-119 PS
WB dubbele bodem FR 5&85 SB
6. WB Dubbele bodern FR 85-119 SB
Figuur 8.5 : Voile ballasttanks voor deze simulatie
Bladzijde 58
8
Dc simulatie vaii het laden van 28 containers wordt opuiCuW uitgevoerd (zic tabel 8.12). Er is te zien dat de maximale positieve hellingshoeken kiciner vordeii en de maximale negatieve groter. Als er echtcr teveel asymiuetrisch geballast wordt ztillen de ncgaticve hellingshockcn klciner worden dan -5 graden. Vulling tank 6 (t)
Statische
Maxirnale positieve
beginhellingshoek
Maxirnale negatieve hellingshoek (graden)
(graden)
hellingshoek (qraden)
103 (vol)
0.00
4.5
-2.3
88
-057
3.6
-3.2
75
-1.05
2.9
-3.8
50
196
15
-52
label 8.12 Hellingshoeken van het schip voor verscliillende asyrnrnetrische ballastgevallen
Het is echtcr niet altijd iuogclijk ow asvnunietrisch Ic ballasten. Als de bandbreedte'3 groter dan ongeveer 9 graden wordt zullen bij asymmetrisch ballasten de negatieve hellingshocken onder de -5 graden komen. In bijlage 22 B is zo'n geval gegeven. Voor gevallen vaar de.bandbreedte kicuner is dan ongeveer 8 graden is asynimetrisch bal lasten ccii gocde oplossi 11g.
8.2.3 Anti-healinq pomp 1-let kenterend monient van de kraan en last is niet constant in de tijd, maar zal sterk variëren als gevoig van het draaien van de kraaii en het (asymnietrisch) plaatsenlverwijdercn van containers. De vraag is of een contramoment. van de anti-healing pomp en anti-healinglanks. deze variaties op de voet kunnen volgen.
8.2.3.1 Debiet healing pomp Dc grootste anti-healing pompeii hebben ccn dcbiet van 1000 ni3/h [4001]. Dc tijd die verloopt tussen de pieken en dalen bedraagt ongeveer 24 sec (zie tabel 8.7). Dc healungpomp kan in 24 sec, indien de opvoerhoogte niet te groot is (nnaximaal 15 in). 6.7 toil ballastwatcr verpompen. Dc anti-healingtanks worden midscheeps geplaatst. tussen de twee ruimen bij de ventilatie kanalen. Het zwaartepunt van de tank ligt ongeveer 8.25 in nit hart schip. Hct ballastwater wordt dus 16.5 iii in breedte verplaatst. Het maximale anti-healing moment dat in korte tijd verkregen kan worden, bcdraagt dus 110 tin.
Bij een kenterend moment van 480 1w bedraagt de hellingshoek van het schip 5.7 graden. Wordt er cen contramoment gegeven van 110 tm, wordt de hcllingshoek ongeveer 4.3 graden. Het systeem kan cchtcr niet binnen enkele seconden overschakelen van pomprichting, waardoor het werkehjk op te wckken moment in 24 sec 'eel lager zal zijn.
8.2.3.2 Conclusie Het debiet van ccii anti-healing pomp is nict toereikend ow de hellingshoeken van het schip te corrigeren. Ponipsystenien met cen reactietijd van 6-20 seconden en een bcperkte startlstop frequentie van de pomp ziju meestal gedimensioneerd ow het asyninieirische effect van lading, die reeds aan boord staat, te conipenseren.. Het systeem is kan echter niet snel genoeg reageren ow de kraan bewegingen te volgen. Indien het bovenstaande systeeni gebnuiki zou worden, zou het effect nuinimaal zijn en soms zeif negatief werken. Er nioet dus gezocht worden naar ccii sysleem met een groter debiet en snellere reactietijd.
13
Oiider bandbreedte versiaan we tiier liel crscIiiI lussen de inaxiwale posilieve hitingshoek en rnaxitnaie negatleve hell tiigshoek.
Blidzijde 59
8.2.4. Interinq Anti-healinq svsteem In de vorige paragraaf werd duidelijk dat een snelle reactietijd en groot dcbiet van het healingsyslcem gewenst is. Het 'Blower-air activated INTERING Anti-Healing System heeft een reactietijd van slechts 2.5 seconde en heeft een groot debiet. Het healing systeem bestaat uit een U-vormige tank in de zijden van het schip, een perslucht blower, luchtkleppcn, persleidingen en een automatische control unit (zic figuur 8.6). Op beide zijtanks zijn persluchtleidingen aangesloten. Dc tanks zijn half gevuld met water. Als het schip een hellingshock aanneenit zal de perslucht het ballastwater van de enc naar de andcre zijde van bet schip persen waardoor er cen contra moment ontstaat. Dc persluchtpomp is constant in werking, de reactietijd van bet anti-healing systeem is daarom zeer klein. Doordat er constant een laag lucht boven de vloeistof in de tanks aanwezig is , is er een soort luchikussen aanwezig, waardoor er geen gevaar bcstaat voor dynaniische schokkcn als bet systeem sticl stopt of start.
Figuur 8.6 Schematische weergave van Blower-air activated INTERING Anti-Healing System'
8.2.4.1 Di,nensies systeem In de vorige paragraaf, figuur 8.2, was te zien dat bet grootste hellende moment 480 tm bedraagt. Dc hellingshoek van het schip bedraagi op dat moment 5.7 graden. Geprobeerd wordi orn de maximale hellingshoek terug te brengen naar 3.5 graden. Het totale kenterende moment mag dan nog 290 tm bedragen. Er zal dus een contramoment van 190 tm gegeven kunnen worden. Dc anti-healingtanks worden midscheeps geplaatst, tussen de twee ruimen bij de ventilatie kanalen en de koelunits. Het zwaartcpunt van de tank ligt ongeveer 8.25 m nit hart schip (zie figuur 8.7). Het ballastwater wordt this 16.5 m in breedte 'erplaatst. Er zal diis 190 / 16.5 = 11.5 ton ballastwater overgepornpt moeten kunnen worden. Oiudat er altijd ecn mini mum vulling in de tanks moet blijven en er boven de vloeistofaltijd wat lucht moet blijven, krijgen beide vingtanks ecu inhoud van 15 rn3. Dc tanks vorden 1.40 m lang, namelijk 2 spant afstanden en 2.10 m breed. Dc tanks lopen door tot het 3e dek. Boven deze tanks moet ongeveer 1.60 m vrijc ruimte ziju voor luchtkleppen en ventilatie kleppen.
Bladzijde 60
Figuur 8.7 INTERING systeem in ruimte van de koelunits
In tabel 8.9 is te zien dat liet kenterend moment in 23 sec van 474 naar -280 tm veranderd. Als het kenterend moment 474 tm bedraagt zal er in al het 'erpompbare ballastwater in de SB tank zitten. Als het moment, 23 seconde later, -280 tin bedraagt ntoet er al liet ballastwater naar de PS tank geperst zijn. Er moet dus in 23 sec 23 ton ballastwater van SB naar PS 'erplaatst worden. Het debiet bedraagt diis 3600 m3ih. Volgens de docunientatie van INTERING zijn voor diverse niulti-purpose vrachtschepen, debieten van 2000 tot 4500 m3fh toegepast. Uit navraag bij dhr. van Riemsdijk van A.M.W. -Marine, vertegenwoordiger in Nederland van INTERING, bleck dat de sneiheid in het verbindingskanaal niet groter zijn dan 2.8 ni/s (zie bijlage 27). Er zijn 2 inogelijkheden voor cen vcrbindingskanaal tussen de twee tanks: Een koker tosscn de wrangen, met constructiedelen erin. Een buisvcrbinding met groic diameter.
Bladzijde 61
8.2.4.2 Kokerverbinding Omdat er in het verbindingskanaal spantdn en bordjcs geplaatst zijn wordt de sneiheid jets lager genonien, nanielijk L8 mis op de netto doorsnede. Dc netto doorsnede van de koker woct, bij een debiet van I m3fh, ecn opperviak hebben van 0.55 Dc koker gaat dvars door bet zijzaadhout en de midden zaadhouten. Uit sterkte oogpunt zullen er bordjcs gcpaatst moeten worden en zal dc tanktop versterkt moeten worden. Dc spanten hebben een hoogte van 200 mm. Dc wrangen staan 700 mm nit elkaar. Dc koker krijgt ecn hoogtc van 700 mm (zie figuur 8.8). .
Taiktop 200 mm Midden zaadhout 700 mm
arsschot
1600mm
Bodem
Midden zaadhout
Dwarsschot
Langsspanten P1mtwrangen Bociem plaat
Figuur 8.8: Kokerverbinding onder de tanktop.
8.2.4.3 Buisverbinding De sneiheid in dc buis(cn) wordt 2.8 ni1s genomen. Bij cen debiet van 1 m3/h wordt de doorsncdc dan 0.36 m2. Gekozen wordt 'oor 2 pijpen met ecu diameter van 500 mm. Het totaic opperviak van de doorsncde is dan 0.39 m2. waardoor de eigenlijke snelheid 2.6 m/s worth (figuur 8.9).
Bladzijde 62
Tarikiop
p00mm
00
1J mm
Midden Zaadhout
SUES 500mm
-Dwarsscho(
Dwarsschc(
/
/
Midden zaadhout
Buis 500mm
Langsspanten .. Plaalwrangen Bcxlem paat
Figuur 8.9 t Pijpverbinding tussen de wee healingtanks
8.2.5 Verplaatsbaar qewichf Dc hellingshoeken tijdcns het laden en lossen zijn te verkicinen door het toepassen van een verrijdbaar contragewicht. Het gewicht wordi op een rail gezet en dwarsschccps verplaatst met bchulp van bijvoorbeeld eeii ketting aandrijving of hydraulisch. Het contragc'icht kan met diverse na1erialen gevuld worden. Elk heeft ziju cigen dichtheid, zie tabel 8.13. Niet alleen 'vaste niaterialen' zoals staal, lood en beton koirien in aanzncrking, maar ook zeewater is te gebruiken. Het voordeel van zeewater is dat bet uit het contragewicht gchaald kan worden tijdens de vaart. Het hoeft dus niet allijd meegenomen le worden als dode last. Dc andere materialen zullen altijd meegenonien moeten vordcn. Vulling
Dichihcid (tJim)
Zeewater Zwarc beton met barriet en hematici Meiaal poiis afval
1.025
Lood
11.3
3,6 7
Tabel 8.13 Dichtheden van baflastmateriaal
Badzijde 63
8.2.5.1 Dimensies systeem Er wordt vecr gckeken naar het schip met 10% voorradcn en alle ballastianks gevuld. Het grootste hellende moment 480 tni bedraagt. Dc hellingshock van het schip bcdraagt op dat moment 5.7 graden. Er wordt uitgegaan van een maximale toclaatbare hcllingshock van 3.5 graden. Er 721 dus cen contramoment van 186 im geleverd worden. Hoe kleiner het contragewicht, hoc verder het zwaartepunt van het gewicht in de zijden kan komen. In tabel 8.14 is voor ecu aantal vulmaterialen liet benodigde volume, het bcnodigde conta-gewicht en de maximale afstand uit hartschip gegeven. Dc vulmaterialen zullen in een stalen bak zitten. In tabel 8. 14 is voor icdcr matcriaal ccii schatting gemaakt van bet gewiclit van dc bak.
Vulling
Bcnodigd gewicht (t)
Bcnodigd Volume
Afmetingcn (L x B x H)
Gcwicht bak
(mi)
afstand uit hartschip (ill)
(1)
Zeewater Zware beton Mctaal pons alval Lood
21.8 5.8 3.0
26 22 22 22
1.8
4.7x2x2.3
3.7
1.5 x 2.0 x 2.0 1.5 xl.4 x 1.4 1.8 xO.65 x 1.55
1.3 1
0.7
7.45 8.8 8.8 8.8
Tabel 8.14 Gegevens contragewicht voor verschillende vulmaterialen
8.2.5.2 Plaatsing systeem Het meest effectieve is om het contragewicht zo laag mogelijk in het schip te plaatsen. Hierdoor 721 bet zwaartepunt laag blijven en zal de GM-waarde niet kleincr worden. Een contragewicht gevuld met lood, kan, door de kleine afmetingen, op de dubbele bodern geplaatst worden (zie figuur 8.10). Het gewicht wordt zo breed gemaakt dat de rails afsteunen op de wrangen. Dc rails wordt dan 0.7 m breed. Het blok wordt iets smaller genomen, namclijk 0.65 m. Om bet bcnodigde volume te krijgen w'ordt de hoogte 1.8 m en de Iengtc 1.55 m. Er gaat door deze configuratic ongeveer 30 m3 bruto laadniimte verloren.
Contragewicht op wielen
Maindek Rails
ewicht OP wielen
Dubbele bodem
Figuur 8.10 Verrijdbaar contragewicht met lood op de tanktop
Bladzijde 64
Als gekozen wordt voor een contra-gewicht gevuld met water, dan zijn er door do grote afmetingen van het gewicht, maar weinig posities waar het systeem geplaatst kan worden. Het systeem wordt op het bakdek, naast liet voorste laadhoofd geplaatst (zie figuur 8. 11). Met deze configuratie gaaii geen container plaatscn verloren.
Figuur 8.11 Verrijdbaar contragewicht met water op het bakdek.
In tabel 8.15 is do invloed van de contragevichten op de ligging van het zwaartepunt to zien. Er is duidelijk te zien dat de diepgang nauwelijks tocneemt. Dc weerstandstoename als gevoig van lict contragewicht 721 verwaarloosbaar klein zijn.
Bladzijde 65
Situatie
Zondcr conhragcwicht Gewicht met Lood op D.B. Gewicht met water op Bakdek.
KG-waardc (m) -
GMwaarde (m) 0.82 0.83 0.80
8.32 8.31 8.34
Deptacement
Dicpgang
(t)
(m)
(m)
10406 10428 10432
7.34 7.35 7.36
-t.75
-
Trim
-1.73 -1.70
Tabel 815: Invloed van contragewicht op diverse variabelen
8.2.5.3 Hellingshoeken In tabel 8.16 is het effect te zien van de contragewichten op de maximale hellingshoeken van het schip. Er wordt veer uitgegaan van de situatie dat het schip is beladen met bananen, 10% voorraden aan boord heeft en alle ballasttanks geviild. Er worden 28 containers geladen. Situatie Zonder contragewicht Contragewicht met lood Contragewicht met water
Maximale positieve hellingshock (graden) 5.7 3.4 3.7
Maximale negatieve hdflingshock (graden) -4.5 -2.6 -2.6
Tabet 816: Extreme hellingshoeken voor verschillende soorten contragewichten.
Dc hellingshoeken zullen voor liet geval van lood als contragewicht iets kleiner zijn dan voor het geval met water als contragewicht. Dit is te verkiaren door het feit dat de lage plaatsing van het lood zorgt voor een vergroting van dc GM-waarde, terwiji het water zorgt voor cen verkicining van GM-waarde toy. de situatie zondcr gewichL
8.2.5.4 Benodigde vermogen F2
Roiweerstand is te wijten aan elastische deformatie van de conthctvlakken. Bij een eenparige beweging geldt voor zuiver rollen (momentane rotatie om pool 0):
F1 x r = N x waarbij X de coefficient voor de roiweerstand is (zie figuur 8.12). Voor een staten wiel op staten rails geldt: ?. = 0.05 (mm). Hoe kleiner de widen hoe groter de roiweerstand. De wielen krijgen een diameter van 20 cm. Voor de rolweerstand geldi dan: = 107 N
N = F2
Figuur 8.12: Rolweerstand wiet
Oni het gcwicht tegdn de hellingshoek a op te trekkcn is cen kracht Fh nodig. Voor Fh gcldt: Fh = mg sino (zie figuur 8.13)
Figuur 8.13 : Krachten op hellend viak
Bladzijde 66
Het nioct mogelijk zijn ow de massa tegen de grootst optrcdcnde hcllingshock op Ic trckken. Deze hellingshock bedraagt ongeveer 8 graden. Fh zal dus 30036 N bedragen. Voor het totaal benodigdc verniogcn gcldt: P = (Frw + Fh) x V met F in (N)en V in (mis). Dc massa moet in 23 seconde van de ene naar de andere zijdc van het schip verplaatst kunnen worden. Deze afstand bcdraagt ongeveer 18 in. De sneiheid zal dus 18 / 23 = 0.8 mis bedragen. Het benodigde vermogen voor cen ecnparigc sneiheid zal dus 24 kW bedragen. Het contragewicht zal echter vanuit stilstand op gang gebracht mocten worden. Dc gewenste versnelling bedraagt 1 mIs2. Dc kracht die nodig is om he! blok Ic versnellen bcdraagt Fversn m x a, waarin ni de massa van het blok en a de versnelling. Er wordt arbeid verricht tijdens het versnellen namelijk W Fversn x s. s is de afgelegde weg. Het benodigdc vermogen ow het blok te versnellcn is dc arbeid per tijdseenheid. 1-let blok is na 0.8 sec op snelheid (V1 = V0 + at). In 0.8 seconde leg! he! blok 0.32 ru af(st s0 + V0 t + 0.5 a t2). Voor het benodigde vermogen geldt dus P = 0.5 m a2 t 8.8 kW. Het totaal benodigde vermogen voor he! bewegen van he contragewicht bcdraagt dus 33 kW.
8.2.6 Spudpalen (Spudpoten) Door het toepassen van spudpalen is het mogelijk om reactiekrachten over IC brengen op de bodem. Normaal gesproken worden spudpalen gebruikt om ccii schip op een bepaalde positie te houden in het horizontale vlak. Ze worden in de baggerij bijvoorbceld gebruikt om de reactiekrachten van de cutterkop op te vangen. Ook worden spudpalen gebruikt voor afnieer doeleinden. In bijlage 28 A is een algemeen plan van de 'Atlantic Lady' gegeven. Dit containerschip is uitgerust met spudpalen die dienst doen als afmeersystecm oni de afmeertijd IC verkorten en mankracht te sparen. Het is echter ook mogelijk om verticale reactiekrachten op de bodem over te brengen. In de offshore w'creld worden m.b.v. poten complete booreilanden nit het water getild. Het voile gewicht van zo'n ciland wordt via dc poteil op de bodeni overgebracht. Dc palen uit dit systeem krijgcn ecn dubbele functie, namelijk afmeren en het lcveren van een contramonient, waardoor het hellcnd moment gecompenseerd wordt. Dezc palen zullen in het vervoig aangeduid worden met de bcnarning 'Spudpoten' 14 Dc palen worden in beide zijden van hct schip geplaatst ter hoogte van de kraan (zie figuur 8.14).
Figuur 8.14 Krachten op de spudpoten
14
Dc benaniing Spudpoot is in samenwerking met ing.kH. Scherif van de Merwed tot stand gekomeii et is waarschijnlijk een nieuw woord in de Nederlandse taal..
Bladzijde 67
Dc kracht op de palen wordt ovcrgcbracht met een hvdraulische her en kabcl overbrcnging. Dc palcn blijven altijd onder een kicine voorspanning, Fv, staan zodat cr geen slack15 op de draad komt (zie figuur 8. 14). Er zal this op bcide hicren ccn constant-tensioning systecm moeten komen. Op het moment dat t.g.v. het kenterend moment het schip, Mk, een hellingshoek a aanneemt zal de kracht op de kade spudpaal', Fr, evenredig toe mocten nemen.
8.2.6.1 Waterdiepte Fniithavens staan erom bekend erg ondiep te zijn. Ze worden op diepte gehouden zodat de grootste koelschepen er bij eb kunnen liggen. De grootste koclschepen op licE moment zijn de schepen uit de Ditlev-klasse (zie bijlage 7). Dc diepgang van deze schepen bedraagt volbeladen 10 m. Bij Eb zal de waterdiepte dus waarschijnlijk nicE groter zijn dan 11 m. In 1984 is door Seatrade van 72 havens licE verschil tussen eb en vlocd geinventariseerd [1001]. Het bhijkt dat 90% van de havens cen vcrschil tussen hoog en Iaag water Ic hebben dat kleiner is dan 6 m (figuur 8.15). Overigens zijn 'ecI havens waar het tijverschil rneer dan 5 m bcdraagt voorzien van sluizen [1001]. In San Antonio d'Este (Argentinie), een haven waar Seatrade schepen regelmatig komen, bedraagt het tijverschul ca. 9 rn.
Verschil tussen hoog en Iaag water
03
90 80 'a
70 60 >
=
C0
a,
50 40
D 30 20 10
0
o
u
0 V
0 V
U
.V
0 C5
10 01
V
V
0
5)
V
V
')
0
5)
"a
'a
V
V
0
U)
5)
0
10
5) V
V
V
V
'0
(0
0 r.. V
Verschil tussen hoog en bag Water (m)
Figuur 8.15 : Verschil tusseri hoog en Iaag water, gebaseerd op 72 havens.
Aguur 8.16 Waterdiepte bij hoog en Iaag water
IS
Slack is nhiitttc in ccn draad omdat ci geen spanning op staat.
Bladzijde 68
5,
r
0
a)
V
V
t
0
(0
0
V
V
V
V
a
0
0
Er worth uitgegaan van cen cb-vloed verschi! van maximaal 6 rn. hi figiiur 8.16 is te zien dat dc maximale waterdiepte 17 m zal bedragen.
8.2.6.2 Dimensies spudpoot Dc diepgang van het scliip bedraagt op het moment dat het schip beladen is met bananen minimaal 7 m. Dc spudpoot zal dus 10 m onder het viak uit moeten komen, wit men bij alle havens het systeem kunnen gebruiken. Als de paal minder 'cr onder het viak uit kan komen, zal het systeeni niet overal toepasbaar zijn. Dc spudpoot moet als ondersteuning minimaal 5.6 in het schip blijven zitten. Dc totale lcngte van dc spudpoot zal dus 15.6 m bcdragen. Tijdens de vaart zal de paal nicE onder het viak uitstekcn. Dc holte van hct schip bcdraagt 12.31 m. Dit heeft tot gevoig dat, in opgehesen toestand, de spudpoot 3.30 m boven het hoofddck uitsteekt (zie figuur 8.17). Aan de hand van de afmctingen van de spudpaten die gebruikt zijn voor dc 'Atlantic Lady' worden de spudpoien gedimensioneerd (bijlage 28 B). Dc Atlantic Lady is een schip dat ruim 40 m langer is. Als de poten voor dezclfde doelcinden gebruikt zoudcn worden, zouden ze jets lichtcr gedimensioncerd kunnen s'orden. Er zal echter ook een drukkracht op uitgeocfend worden. 111
Figuur 8.17 Dimensies spudpoot
In eerste instantie wordt uitgegaan van dezelfde spud afmetingcn. Dc diameter van de poot wordt 1000 mm genomen. De grootstc dikte 50 mm (zic figuur 8.17). De spudpoot wordt gemaakt van high tensile steel en zal een gewicht van ongeveer 15 ton hebben.
Figuur 818: Positie spudpoot
Bladzijde 69
Figuur 8.19: Positie spudpoteri
8.2.6.3 Kabelspanningen Het is niet raadzaam om de poten aan het schip te fixeren. Het schip zal door liet beladen of lossen ecn wisselende diepgang hebben en ook t.g.v. golfslag zal het schip in verticale richting verplaatsen. Indien de palen star aan bet schip bevestigd zouden zijn, en liet schip in een golfdal tcrecht zou komen, van bijvoorbccld cen voorbij varend schip, zouden de krachten op de spudpoten ontoelaatbaar groot worden. Het schip zal dus in verticale richting de mogclijkheid mocten hebbcn 0111 te bewegen. Dc draden nioctcn cchter altijd strak blijven staan. Het systeem worth dus uitgcrust met ecn constant-tensioning system. Dit constante is echter relatief. De grootte van de constante spanning zal afhankelijk zijn van het hellende moment. Figuur 820: Kabelkrachten
Bladzijde 70
Dc enige manier mu het hcllcnd moment op cen schip Ic meten. is aan de hand van een aangenomen hcllingshoek. Oni tc weten hoe groot hct contranioment mod zijn, moct dus eerst een kicine hellingshoek aangenomen worden. In figuur 7.4 was te zien dat bet grootste hellende moment 480 tm bcdraagt. Als er naar het momcntcn evcnwicht gekeken wordt om bet zwaartepwlt geldt Mk = F1 a Fr b - F, b. Dc afstand van de spudpoten uit hart schip, b. bedraagt 8.6 m. Dc minimale voorspanning in de kabcls, Fv, wordt 10 ton genomen. Dc trekkracht in dc andere kabel, Fr, zal dan 66 ton zijn. Dc reactiekracht op de bodem zal dan maximaal 8 1 ton bedragen.
8.2.6.4 Conclusie Het systeem zal met in staat zijn om bet schip totaal in rust te houden. Er zal altijd ecn kleine hellingshoek aangenomen moeten worden oni een indicatie te krijgcn van de grootte van het hellende moment. Het systeem zal ongeveer 90 ton wegen. Het systeem is ook als afmccrsysteeni te gebruiken Er moct dan echter we! een extra pool op het voor of achterschip gcplaatst worden. Het systeem zal vrij complex worden. Of het een rele oplossing van het probleem is zal nader onderzocht mocten worden.
8.2.7 Ondersteunende arm In 1977 is het zware lading schip Mammoth Scan in de vaart genomen. Het schip is voorzien van 2 'supporting legs', cen soort poten die op de kade steunen om het hellende moment te vcrkleinen. Beide poten kunnen 50 ton drukkracht op de kade uitoefenen. Dc poten zijn destijds volgens rederspatent van Blaesberg gebouwd door de w'erf Martin Jansen uit Leer in Duitsland [6001]. In bijlage 30 is een atbeelding van het systeem gegeven. Door een dergelijk systeem op een koelscliip Ic plaatsten moct bet mogelijk zijn om de hdllingshoeken tijdens de oversiag te verkleincn. Er zijn cchter een aantal essentiële verschi!len tussen een koelschip en een zwarelading schip; Een zwarelading schip laad of lost slechts 1 object terwijl een koelschip een groot aantal containers zal overslaan. De overslag van de lading za! bij een koe!schip waarschijnlijk meer tijd in beslag nemen. Tijdens de overslag bij koclschepen komt het voor dat het hellend moment, door asymmetrische belading, negatiefwordt. Het is niet toelaatbaar als de steunarmen het contact met de kade verliezen. Ze zullen dus zo geconstniecrd moeten worden dat ze, als het schip een negatieve hellingshoek krijgt, toch contact met de kade behouden. Als de hellingshocken positiefworden moeten de steunen cen drukkracht op de kade uitoefenen.
8.2.7.1 Kadehoogten Grote kadehoogten kunnen problemen veroorzaken bij dit systeem. Dii kan bij laag water problemen oplcveren in havens met hoge kades en havens waar het tijverschi! groot is. In 1984 zijn door Seatrade van 75 havens de kadehooglen bij eb en vloed geinveiitariseerd . Zo blijkt 90% van de havens bij eb een kadehoogte kleincr dan 8 m te hebben. Het syteem zal in staat mocten zijn om vertica!e verplaatsingcn van bet schip toe te !aten. Het schip zal t.g.v. het laden of lossen van containers lager of hoger aan de kade komen te !iggen. Ook de invlocd van eb en vlocd mod nict vergeten worden.
Bladzijde 71
Rguur 821 Kadehoogten bij Iaag water, gebaseerd op 75 havens
8.2.7.2 Drukkrachten kade Dc supporting legs zijn voorzien van een voet die de krachtcn op de kade verdeeld. Dc voct zal ongeveer 10 m uit de zijde van het schip op de kade rusten. In figuur 8.2 was te zien dat het grootsic hellende moment 480 tm bedroeg. Dc Inoinentarm van de supporting legs bedraagt ongcvccr 20 m. lndicn er 1 leg toegepast wordt zal de drukkracht dus ongeveer 24 ton bedragen. Worden er echtcr 2 legs toegepast, dan dalen de krachten naar 12 ton. Mits de drukvoet groot genoeg is, zal dit gecn problcmcn opleveren met de sterkte van de kades. Dc toelaatbare kadebelasting neenfl sterk af naarmate men dichtcr bij de kadekant komt.
8.2.7.3 Conclusie Het is op dit moment nog nict mogelijk om het systeem te dimensioneren. Over de plaatsing aan boord is ook nog niets bekend. De docurnentatie van het systeem is aangevraagd in Finland bij Hatlapa en bij Martin Jansen in Duitsland (zie bijlage 29). Het was echter nog niet binnen ten tijdc van de verspreiding van dit rapport. Het verdient aanbeveling om in een latere fase van het afstuderen nog eens kritisch naar dit systeem te kijken.
8ladzijde 72
Literatu u ropqave Artikclnr Titel
Bron
datum
[1001] [1002] [1003] [101 I] [1012]
TU-Delti Drewry Eurofniit Newsfax Schiffleclmik 9 5th symposium on Naval
mci 1992 maart 1992 16 oct 1991 jan 1962
[20011 [2002] [2003] [2004] [2011] [2012]
Het koel en vriesschip van de toekomst Reefer shipping The Toepferlaw - a clarification The Impulse Response Function and Ship Motions Recent Progress Towards the Understanding and Predicting of Ship Motions Hydromechanic Coefficients to Calculate the Motions of Cutter Dredgers in the Time Domain by Cwnmins Equations Seaway-Delfi User Manual of release 4.00 CaIn Piana Side loading reefers Advanced side access-speeds reefer loading Het koel en vriesschip van de toekomst The Crystalciass: an advanced design for Coolcarriers Crystal Pridc:a reefer ship with novel cargo haiidling
[2013]
MA' Crystal Prince"
[20 14]
Crystal Prince & Crystal Pride Salen's "Spring" collection M/V "Spring Dream" MJV "Spring Bird" M[V "Hornbay" Cars and cool cargoes Hornbay: designed for a truly multi-purposerole MN "Honolulu" "Tineke" "Peggy Dow" Ditlev Lauritzen: a large reefer ship for the future World's largest reefer can be run by crew of six "Schoener" High-Torque Hydraulic quality cranes Crane guide Cargo Board crane type CBW Cargo Board crane type CB INTERING Stabilizer and Anti-healing system Containerschip Atlantic Lady Mammoth Scan Heavy Lift vessel Mammoth Scan Schwcrgutfrachter "Mammoth Scan" Ontwerpen van schepen I
[1013]
[1014]
[2021] [2022] [2023] [2031] [2032] [2033] L2041] [20511 [20611
[2071] [2072] [2081] [3001] [3002] [3003] [3004] [4001] [5001] [6001] [6002] [6003] [6004]
Bladzijde 73
1964
1-lydronamics, norway
Report No. 968 Jr. J.M.J. Journée
maart 1993
Report 910 Jr. Journée Lloyds Register MacGregor-Navire News MacGregor-Navire News TU-Delfi The Naval Architect Significant ships of 1992 Shift & Hafen/SEEWITSHAFT HSB International Shipbuilding & Marine Eng. Tnt. Shift & Hafen/Kommandobrucke Skiff & HafeiilKominandobrucke Shiff& HafenJSEEWITSHAFT Marine News Significant ships of 1990 Supplement of Cargoworld Vol 25 Holland Shipbuilding Holland Shipbuilding Significant ships of 1990 The Motor ship HSB International Hagglunds folder Hagglunds Marine & Offshore Liebherr folder Liebherr folder
maart 1992
IINTERING documentatie Schip en Werf de Zee Special Ships
Navires Ports et Chantiers HANSA - Schiffahrt flJ-DelfI
mci 1990 dcc 1988 mci 1992 sept 1992 Heft 7/1992 mci 1992 jtiiii 1984 Heft 9/1985 Heft 10/1984 Heft 4/1 991
sept 1990
april 1980 dcc 1984 maart 1985 sept 1990 maart 1991 1992 1992
okt 1992 julilaug 1978 juli 1978 nr 10. 1978 nov 1988
Index A
K
Anti-healing pomp, 59 Appendage fabriek, 10; 11 Assenstelsel, 23 Asymctrisch ballasten, 57
Kadehoogien, 71 Kenterend moment, 55 KN-kromme, 30 Koellading, 16; 17 Krancn, 8; 9; 20; 21; 48; 49; 56
B
Ballasten, 51; 53; 57 Ballastreizen, 13 Beladingstoestanden, 39 Beladingsvolgorde, 45 Blokcocfficiënt, 54 Breakbulk, 5; 14; 16 Brecdte, 19
L
Laad cyclus, 40; 44 Laad&Los, 24; 25 Laadruim inhoud, 21 Lengte, 19 Literatuur studie, 1; 8 Lo-Lo, 5; 20 Los cyclus, 39; 43
C
Cala-serie, 5; 20 Carene-tabel, 29 Chiquita, 15; 17; 20 Comparlimenten, 21 Contra moment, 55 Contra-gewicht, 56 Controlled Atmosphere, 5; 14; 17; 20; 22 Ciystal-klasse, 5; 20 Cummins, 31 D
Dammerspool, 11 Del Monte, 17; 20 Diepgang, 19 Ditlev-klasse, 5; 20 Dole, 15; 17; 20 Draaisnelheid kraan, 49 Dwarskromme-tabel, 30
M Meubclbouw, 10; 11
Modelproeven, 33
0 Ogilvie, 3 1 P
Pallets, 14; 16; 19; 21 Parameter studie, 8 Parcel, 5; 13 PIAS, 54 Pias, 5 Pools, 11; 12; 13 Porthole container, 15 PSD, 5; 24
Economische analyse, 8
R Reefercontainer, 14; 15; 16 Retourlading, 13 Rijpingshuis, 14
G
S
GM-waarde, 51; 54
Scheepsafmetingen, 19 Schecpsnieuwbouw, 10 Scheepsrcparatie, 10 Scatime, 5; 31; 33; 35 Seatrade, 11; 12 Snelheid, 21 Spudpalcn, 67 Spudpoten, 67 Stabil-B, 5; 24; 25 Stabil-1, 5; 24 Stabiliteits proef, 33 Stabtime, 24; 25; 26; 33; 37 Supporting leg, 71
E
H
Hellingproef, 34 Hellingshock, 30 Hoofdafmctingen, 21 Hornbay-serie, 5; 20
Innovaties, 19 Integral reefercontainer, 15; 16 Intericurbouw, 10; 11 Intering systeem, 55; 60
Bladzijde 74
T
w
Topfcr wet, 13; 15 Trim berekening, 29 Twinkraan, 48
Waterballast, 51 Waterdiepten, 68
z V Vaste ballast, 53 Vergelijkingsschepen, 9 Vrieslading, 11; 18
Zwaartepunt containerlast, 29 Zwaartepunt kraanarm, 27; 28 Zwaartepunt schip, 28 Zwaartepunt spreader/pallctkooi, 29
Bladzijde 75