Khoản 2.1.1 Phạm vi áp dụng 1 Các quy định trong mục 2.3 đến 2.11 đưa ra các quy định về thiết kế, chế tạo đối với cần trục quay lắp đặt trên cột hoặc bệ, được sử dụng để vận chuyển vật liệu, trang thiết bị hoặc người trên công trình biển. 2 Các quy định trong phần II - Quy định kỹ thuật của QCVN23: 2010/BGTVT “Quy phạm thiết bị nâng hàng tàu biển” sẽ được áp dụng cho các thiết bị nâng khác với mục 1 nêu trên. 3 Các quy định trong Quy chuẩn này không áp dụng cho các thiết bị nâng hạ xuồng cứu sinh, cấp cứu, thiết bị thoát sự cố, thiết bị lặn và hệ thống kéo không đổi trên công trình biển. 4 Nếu không có quy định nào khác trong Quy chuẩn này thì các thiết bị nâng được chế tạo hoặc lắp đặt trên công trình biển trước khi Quy chuẩn này có hiệu lực vẫn được phép áp dụng các tiêu chuẩn trước đây để chế tạo và lắp đặt chúng. 2.1.2 Các định nghĩa Các thuật ngữ sử dụng trong Quy chuẩn này được định nghĩa từ mục (1) đến (39) dưới đây. (1) Công trình biển là các công trình làm việc (sản xuất hoặc phục vụ) ở ngoài biển (Offshore Conditions) như giàn khoan biển cố định và di động, tàu dịch vụ, tàu khoan, kho chứa nổi... (2) Thiết bị nâng là thiết bị dùng để dịch chuyển tải trọng. (3) Cần trục quay là thiết bị hoạt động bằng cơ giới có thể nâng, hạ, quay và dịch chuyển theo phương ngang đối với tải trọng treo trên nó. (4) Thiết bị nâng tạm thời là thiết bị nâng không có trong thiết kế ban đầu của công trình biển, được lắp đặt cho một công việc cụ thể và sẽ không giữ cố định trên công trình biển. (5) Tải trọng làm việc an toàn (SWL) là tải trọng định mức lớn nhất được phép nâng đối với từng điều kiện hoạt động xác định của thiết bị nâng. (6) Tải trọng làm việc an toàn trên móc (SWLH) là tải trọng làm việc an toàn cộng thêm khối lượng của móc và cụm treo tải (maní, mắt xoay, puli, chốt và khung). (7) Tải trọng hệ số (FL) là tải trọng bằng tải trọng làm việc trên móc (SWLH) nhân với hệ số động theo phương thẳng đứng. Ghi chú: Tải này là tải tác động lên đầu cần trong các tính toán. (8) Tải trọng dọc trục là tải tác dụng theo một đường thẳng lên một đối tượng. (9) Tải động là tải tác động vào máy hoặc các bộ phận của nó do tải lúc gia tốc hoặc giảm tốc. (10) Tải trọng phá hủy danh nghĩa là tải trọng tĩnh nhỏ nhất tác động làm phá hủy một bộ phận. (11) Tải sideload là tải tác dụng vào đầu cần vuông góc với thanh cần và song song với mặt phẳng ngang. (12) Lực sideload là tải trọng tác dụng vào đầu cần, vuông góc với tải trọng thẳng đứng và nằm trong mặt phẳng vuông góc với thanh cần. (13) Tải offload là tải hướng kính tác dụng trong mặt phẳng thanh cần tại đầu cần. (14) Lực offload là tải trọng tác dụng vào đầu cần, vuông góc với tải thẳng đứng và trong mặt phẳng thanh cần (xem Hình 1 và Hình 2) (15) Tải offloading là các tải trọng trong khi nhấc tải rời tàu (16) Góc offlead là góc tạo bởi phương của tải trọng với đường thẳng đứng trong cùng mặt phẳng với thanh cần của tải trọng không nằm thẳng dưới puli đầu thanh cần (xem Hình 1). (17) Góc sidelead là góc tạo bởi phương của tải trọng với đường thẳng đứng trong mặt phẳng vuông góc với thanh cần của tải trọng không nằm thẳng dưới Puli đầu thanh cần (xem Hình 1). (18) Góc list là góc tĩnh của tàu so với trục dọc tàu. (19) Góc trim là góc tĩnh của tàu so với trục ngang tàu (20) Góc fleet là góc lớn nhất mà tại đó dây cáp vào tang cáp hoặc puli (21) Nâng ngoài công trình biển là việc nâng tải trọng qua lại giữa các vị trí không nằm trên công trình biển mà thiết bị nâng đó được lắp đặt. (22) Nâng trên công trình biển là việc nâng tải trọng qua lại giữa các vị trí nằm trên công trình biển mà thiết bị nâng đó được lắp đặt. (23) Bộ phận quan trọng là các bộ phận hạn chế được lắp đặt trên thiết bị nâng để tránh sự cố do việc hạ tải hoặc quay của kết cấu phía trên khi bị mất kiểm soát. (24) Chi tiết cố định là những giá chân cần, giá đỉnh cột, tai lắp trên đỉnh cần, các vấu đuôi cần, tai bắt cáp giằng cần, các chốt giằng v.v... được lắp cố định vào các thành phần kết cấu của thiết bị nâng hoặc kết cấu thân công trình biển. (25) Các chi tiết tháo được là puli, dây cáp, khuyên treo, móc treo hàng, ma ní, mắt xoay, kẹp cáp, gàu xúc, nam châm nâng hàng có thể tháo lắp được v.v... dùng để truyền tải trọng của hàng lên các thành phần kết cấu, chúng phải được thử riêng biệt. (26) Hệ thống bảo vệ quá tải toàn bộ (GOPS) là hệ thống hoặc thiết bị bảo vệ cabin của người điều khiển thiết bị nâng trong trường hợp thiết bị nâng bị quá tải. (27) Gia tốc ngang là gia tốc tác động theo chiều ngang lên các bộ phận của thiết bị nâng hoặc tải do chuyển động của công trình biển. (28) Thiết bị nâng trong trạng thái làm việc là khi người lái đang điều khiển thiết bị nâng. (29) Định mức kế thừa là phương pháp tính toán đơn giản một tải trọng làm việc an toàn (SWL) của thiết bị nâng khi làm việc ở ngoài phạm vi công trình biển dựa trên một hệ số động không đổi bằng 2. (30) Cụm tải trọng là cụm móc hoặc ma ní, mắt xoay, puli, trục và khung treo trên cáp nâng. (31) Biểu đồ tải trọng là tài liệu hoặc bảng đặt tại cabin điều khiển thiết bị nâng thể hiện sức nâng tương ứng với tầm với và các đặc tính làm việc khác của thiết bị nâng. (32) Hệ thống chỉ báo tải trọng (LIS) là thiết bị chỉ báo tải trên móc để người điều khiển biết. (33) Hệ thống chỉ báo mô men - tải trọng (LMIS) là thiết bị chỉ báo tải trên móc, khoảng cách từ trục quay tới tâm của tải trọng và SWL tại khoảng cách đó để người điều khiển biết. (34) Chiều cao sóng tính toán là chiều cao sóng biển tại vùng hoạt động của công trình biển được kết hợp với biểu đồ tải trọng, định mức hoặc điều kiện khác. (35) Công trình biển kiểu Spar là cấu trúc nổi theo phương thẳng đứng có mớn nước sâu, đỡ boong thượng tầng và neo xuống đáy biển, thường có dạng hình trụ. (36) Công trình biển cố định là cấu trúc cố định không bị chuyển động đáng kể nào do sóng và các dòng chảy trong các điều kiện hoạt động thông thường. (37) Công trình biển chân căng (TLP) là phương tiện sản xuất nổi, được liên kết với neo giữ cố định. (38) Công trình biển kiểu bán chìm là cấu trúc nổi mà có thể thay đổi mớn nước bằng cách điều chỉnh nước dằn. (39) Kho chứa nổi là cấu trúc nổi chuyên dùng để chứa, sơ chế dầu phục vụ thăm dò, khai thác, chế biến dầu khí. (40) QCVN là từ viết tắt các Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia của Việt Nam. 2.1.3 Đơn vị Nhiều công thức trong Quy chuẩn này phụ thuộc vào số lượng đầu vào có các đơn vị phù hợp để tính toán chính xác các kết quả. Các công thức trong Quy chuẩn này được xây dựng theo hệ thống đơn vị USC (U.S. customary system of units), các đơn vị chính được sử dụng là ft (độ dài), lb (lực), s (thời gian) và độ (góc). Những kết quả này có thể được chuyển đổi sang hệ thống đơn vị quốc tế (SI) tương đương. Do có một số công thức trong Quy chuẩn này là "đơn vị phụ thuộc", các đơn vị U.S sẽ được đưa vào các công thức và sẽ thu được kết quả theo đơn vị U.S; sau đó kết quả này có thể chuyển đổi sang đơn vị SI. Các hệ số chuyển đổi từ đơn vị USC sang đơn vị SI được cho dưới đây. Về chuyển đổi các đơn vị tham khảo thêm Tiêu chuẩn ASTM SI 10 hoặc Tiêu chuẩn IEEE 268. 1 m = 3,2808 ft 1 kG = 2,2046 ib 1 N = 0,2248 ib 1 J = 0,737557 ft-ib 1 MPa = 145,0377 ib/in.2 (psi) 1 Độ C = 5/9 x độ F-32 Bảng 1 - Mô tả ký hiệu Ký hiệu Đơn vị Công thức hoặc mục sử dụng Mô tả Av g Công thức (7) Gia tốc theo phương thẳng đứng của đầu thanh cần BL lb Công thức (31) Tải trọng phá hủy danh nghĩa nhỏ nhất của dây cáp thép Cn hr Công thức (37) Thời gian đạt tới mức ồn riêng Cs Công thức (23) Hệ số hình dạng kết cấu khi chịu tải trọng gió Cv 2.3.4.5 Hệ số động theo phương thẳng đứng Db ft Công thức (34) Đường kính vòng chia của bu lông mâm quay Dr ft Công thức (35) Đường kính vòng chia của bộ phận có độ bền kém nhất của mâm quay. DF Công thức (26), (27), (28), (29), (32), Hệ số thiết kế đối với dây treo tải, cụm treo tải và xy lanh (có thể khác nhau đối với mỗi bộ phận) Dsh in. 2.5.2.4.2 Đường kính vòng chia của pu ly d in. 2.5.2.4.2 Đường kính danh nghĩa của dây cáp thép Ers Công thức (31) Bội suất pa lăng của hệ thống dây cáp chạy treo tải FL lb Tải hệ số theo phương thẳng đứng g 32.2 ft/s2 Công thức (2) Gia tốc trọng trường H lb Công thức (34) Tải dọc trục trên mâm quay Hsig ft Chiều cao sóng tính toán Htip ft Công thức (10) Khoảng cách theo phương thẳng đứng đầu thanh cần đến boong tàu dịch vụ K lb/ft Công thức (2) Hệ số đàn hồi theo phương thẳng đứng của cần trục Kb Công thức (30) Hệ số ổ đỡ của hiệu suất hệ thống pa lăng M ft-lb Công thức (34) Phản lực mô men lật tại mâm quay N Công thức (30) Số nhánh cáp của hệ thống pa lăng Nb Công thức (34) Số bu lông của mâm quay NE dB(A) Công thức (36) Độ ồn cho phép OL Công thức (10) Biến thay thế của công thức (9) Pb lb Công thức (34) Tải trên từng bộ phận hoặc bu lông của mâm quay PF Công thức (25) Hệ số áp dụng đối với tải theo phương thẳng đứng và theo phương ngang trên bệ đỡ cần trục, bổ sung vào tải trọng hệ số. Pn lb Công thức (35) Khả năng chịu lực giới hạn của các bộ phận mâm quay Pwind lb/ft2 Công thức (23) Áp lực gió tác động lên diện tích hình chiếu S Công thức (30) Số puly trong hệ thống pa lăng T hr Công thức (36) Khoảng thời gian phát tiếng ồn Tn hr Công thức (37) Tổng số giờ cho phép của mức ồn riêng U knot Công thức (23) Tốc độ gió Vc ft/s Công thức (5) Tốc độ theo phương thẳng đứng của đầu thanh cần Vd ft/s Công thức (5) Tốc độ theo phương thẳng đứng của boong tàu dịch vụ Vh ft/s Công thức (5) Tốc độ nâng ổn định có thể lớn nhất Vhmin ft/s Công thức (6) Tốc độ nâng ổn định tối thiểu yêu cầu Vr ft/s Công thức (2) Tốc độ tương đối giữa móc và tàu dịch vụ W lb Công thức (31) Tổng tải tác dụng lên hệ thống dây cáp WhorizontalCM lb Công thức (16) Tải theo phương ngang tác động lên tải nâng do chuyển động của bệ cần trục. Woff(wind) lb Công thức (21) Tải offlead theo phương ngang tác động lên cần trục do gió WoffCM lb Công thức (17) Tải offlead theo phương ngang tác động lên các bộ phận của cần trục do chuyển động của bệ đỡ. Woffdyn lb Công thức (20) Tổng tải trọng offllead động theo phương ngang sinh ra do chuyển động của bệ cần trục và tàu dịch vụ. WoffSB lb Công thức (9) Lực offload tác động vào đầu thanh cần do chuyển động của tàu dịch vụ Wside(win lb Công thức (22) Tải sidelead theo phương ngang tác động lên cần trục do gió WsideCI lb Công thức (14) Tải sidelead tĩnh tác động lên đầu thanh cần gây ra bởi tải hệ số (FL) do độ nghiêng tĩnh của bệ cần trục. WsideCM lb Công thức (18) Tải sidelead theo phương ngang tác động lên các bộ phận của cần trục do chuyển động của bệ cần trục. Wsidedyn lb Công thức (19) Tổng tải trọng sidelead động theo phương ngang sinh ra do chuyển động của bệ cần trục và tàu dịch vụ WsideSB lb Công thức (13) Lực sideload tác động vào đầu thanh cần do chuyển động của tàu dịch vụ α Công thức (3) Biến thay thế của công thức (4)