Visió general de la terminologia i els codis de disseny de grues marines i societats de classificació

Els equips d'enginyeria offshore funcionen a llarg termini en entorns durs amb boira salina elevada, vents i onades fortes i càrregues alternes. La certificació i els estàndards de disseny de les societats de classificació serveixen com a pedra angular per garantir un funcionament segur i conforme, així com el llindar crític perquè les empreses puguin competir al mercat global offshore. Ja sigui per a plataformes offshore, FPSO,Gruavaixells o equips portuaris especials, tots han de passar inspeccions per part de societats de classificació autoritzades i complir amb les especificacions internacionals universalment acceptades per aconseguir un funcionament sense problemes i el reconeixement del mercat. En aquest camp, Maxtech desenvolupa constantment productes d'acord amb els estàndards internacionals de classe mundial, integrant el compliment, la fiabilitat i la durabilitat en el disseny i la fabricació, i es posiciona com una de les poques marques nacionals amb capacitats de certificació a l'estranger de processos complets.

1. Història i importància de les societats de classificació

Essencialment, una societat de classificació és una institució independent que estableix i manté normes tècniques per a vaixells i instal·lacions marines. El seu origen prové d'una demanda fonamental: el control de riscos.

La història va començar a Londres el 1760. A Lloyd's Coffee House, els armadors, comerciants i asseguradors van començar a classificar les condicions dels vaixells per avaluar la navegabilitat. Això va marcar el prototip de la primera societat de classificació del món: Lloyd's Register (LR). La qualificació inicial "A1" representava un vaixell en condicions òptimes.

Des de llavors, les societats de classificació han evolucionat de simples inspeccions visuals a reguladors tècnics autoritzats amb sistemes tècnics complets. Formulen especificacions que cobreixen la selecció de materials, el disseny estructural, la fabricació mecànica, la instal·lació elèctrica, els sistemes de seguretat i la protecció del medi ambient. Des de l'aprovació dels dibuixos de disseny fins al desballestament i el desmantellament, tot el cicle de vida d'una instal·lació marina es regeix per les regulacions de les societats de classificació.

A partir de la definició del producte, Maxtech realitza càlculs estructurals, selecció de materials i configuració de seguretat en estricta conformitat amb els requisits de la societat de classificació, garantint que l'equip compleixi amb les especificacions internacionals de la font de disseny.

2. Societats de classificació de l'IACS i dels membres principals

Per unificar els estàndards tècnics globals i eliminar la confusió causada per regulacions contradictòries entre regions, es va establir l'Associació Internacional de Societats de Classificació (IACS). Els membres de l'IACS formulen regulacions seguides per més del 90% dels vaixells mercants del món, actuant com a entitats de facto que estableixen normes per a la indústria marítima.

Els membres principals actuals de ple dret de l'IACS es classifiquen de la següent manera:

• Europeu: DNV, Lloyd's Register (LR), Bureau Veritas (BV), RINA, Registre Navegació Polonès (PRS), Türk Loydu, Registre Navegació Croà (CRS)
• Americà: Oficina Americana de Navegació (ABS)
• Asiàtic: Societat de Classificació Xinesa (CCS), Nippon Kaiji Kyokai (ClassNK), Registre Navegació Coreà (KR), IRClass

Nota: El Registre Marítim Rus de Navegació (RS) va ser membre de l'IACS, però la seva pertinença va ser cancel·lada per la votació de l'IACS el març de 2022 a causa de sancions internacionals i factors polítics. Türk Loydu es va unir oficialment a l'IACS el juliol de 2025 per ocupar el lloc vacant de l'RS.

3. Identificació dels codis estàndard de disseny de les societats de classificació

3.1 American Bureau of Shipping (ABS): Classificació funcional clara

L'ABS compta amb un sistema d'especificacions intuïtiu, amb codis estàndard que reflecteixen directament els tipus d'equipament i estructurals.

Característiques d'identificació: Els estàndards són preFixatamb "API" o "ABS", i els estàndards API són àmpliament citats i adoptats en enginyeria marina.

Estàndards de disseny típics:

• API 2C: Estàndard autoritzat per a grues marines, que especifica els requisits de disseny, construcció i proves per a grues de plataforma fixa i flotant
• API 6A: Especificació per a equips de cap de pou i arbre de Nadal
• API 5L: Especificació per a canonades, la guia fonamental per al disseny de canonades
• Regles de l'ABS per a la construcció i classificació de vaixells d'acer: Estàndard de classificació bàsic per a vaixells d'acer

Els models de grua marina de Maxtech compleixen plenament els requisits d'ABS i API 2C, cosa que els converteix en una opció fiable per a la indústria del petroli i el gas.

3.2 DNV: Especificacions sistemàtiques heretades de GL

DNV es va fusionar amb Germanischer Lloyd (GL) el 2013 per formar DNV GL, i va canviar el nom simplement a DNV el 2021.

Compta amb un sistema d'especificació extens i sistemàtic, que hereta la rigorosa lògica de codificació de GL.

Característiques d'identificació: Els estàndards estan marcats amb "DNV" o "DNVGL" en el format deCodi de sector: número de sèrie.

Estàndards de disseny típics:

• DNVGL-CG-0125: Especificació general per a estructures marines
• DNVGL-ST-0126: Especificació per a estructures de suport d'aerogeneradors marins
• DNVGL-RU-SHIP Pt.3 Cap.1: Especificació de classificació de vaixells (Part 3 Casc, Capítol 1)

Maxtech ofereix operacions en aigües profundes iElevació activaModels de compensació (AHC) que compleixen els criteris DNV per adaptar-se a condicions marines complexes.

3.3 Lloyd's Register (LR): Sistema clàssic basat en regles

Com a societat de classificació més antiga del món, LR manté un sistema de regles complet i rigorós amb numeració tradicional prefixada per "LR".

Estàndards de disseny típics:

• Regles LR per a la classificació de vaixells de guerra: Reglaments de classificació per a vaixells de guerra
• Normes i reglaments LR per a la classificació de vaixells: especificació bàsica per a vaixells mercants

Equipat amb capacitats de certificació de societats de classificació múltiples, Maxtech compleix amb flexibilitat els requisits d'accés dels projectes globals.

3.4 Societat de Classificació Xinesa (CCS): Estàndards Integrats i Independents

CCS s'aprofita de l'experiència internacional avançada alhora que desenvolupa especificacions independents i distintives.

Característiques d'identificació: Els estàndards tenen el prefix "CCS" amb una denominació clara i explícita.

Estàndards de disseny típics:

• Normes per a la classificació de vaixells d'acer per a la navegació marítima: l'especificació completa bàsica del CCS
• Directrius per a l'avaluació de dissenys alternatius de vaixells de GNL basades en l'avaluació de riscos: Directrius especials per al disseny innovador de vaixells de GNL
• Normes per a la classificació de plataformes fixes marines: especificació específica per a estructures d'enginyeria marines

Totes les línies de productes Maxtech són elegibles per a la certificació CCS, i serveixen com a solució de compliment preferida per a projectes domèstics.

3.5 Altres especificacions de la indústria

1. Sèrie EN 13852: Normes de la UE per a grues marines. EN 13852-1 (general), EN 13852-2 (tipus flotant) i EN 13852-3 (servei lleuger) especifiquen la resistència a la càrrega dinàmica, la resistència al vent i a les onades, el rendiment anticorrosió i els requisits de certificació CE, obligatoris per a l'accés al mercat europeu.
2. ISO 19354/19355/19356: Normes ISO de la sèrie de grues marines que unifiquen els requisits globals d'estructura, proves i configuració per facilitar el reconeixement tècnic internacional.
3. GB/T 37443 i GB/T 37450: Normes nacionals per a les grues de plataforma marina de la Xina, que s'adapten a les normes internacionals i defineixen els criteris de combinació de càrregues, resistència estructural, dispositius de seguretat i recobriment anticorrosió.
4. IEC 60204-32: Norma de seguretat elèctrica IEC per a grues, sistemes de control i regulació, disseny a prova d'explosions, connexió a terra i protecció contra fallades per millorar la fiabilitat operativa elèctrica.
5. Importància dels codis estàndard de disseny: un llenguatge tècnic universal

Dominar els codis estàndard va més enllà del simple reconeixement; ofereix un valor pràctic fonamental:

1. Clarificar la base del disseny, definint les especificacions tècniques adoptades per als dibuixos i els documents de càlcul.
2. Assegurar el compliment normatiu, ja que les normes de les societats de classificació són obligatòries per als enginyers estructurals
3. Facilitar la col·laboració internacional, unificant la terminologia tècnica i la lògica de disseny per a equips de projectes globals
4. Terminologia professional de grues marines

Equipament complet i condicions generals

• MHC (Grua Portuària Mòbil): Una grua portuària gran muntada sobre pneumàtics amb capacitat de desplaçament flexible per a la manipulació de contenidors i càrrega a granel.
• SWP (Plataforma de moll de drassanes): Equipament especial de plataforma de càrrega elevada per a la manipulació de materials i la instal·lació d'equips durant la construcció de vaixells.

Termes estructurals i de components

• MB (Pluma principal): Pluma portant principal, que determina l'alçada màxima d'elevació i el radi de treball
• KB (Knuckle Boom): Plumilla articulada plegable per a una instal·lació i un funcionament que estalvien espai en espais estrets com ara bodegues de càrrega.
• MW (Cabrestant Principal): Cabrestant d'alt parell motor i baixa velocitat per a operacions d'elevació primària de gran resistència
• WW (Whipline Winch): Cabrestant auxiliar d'alta velocitat per a la manipulació de càrregues lleugeres i treballs auxiliars d'aparellatge

Termes de control i seguretat

• Càrrega de treball segura (Càrrega de treball segura): També coneguda com a capacitat nominal, que fa referència a la càrrega d'elevació màxima admissible en condicions de treball especificades.
• AOPS (Sistema automàtic de protecció contra sobrecàrregues): Sistema de seguretat automàtic que talla l'alimentació per evitar sobrecàrregues i danys estructurals
• MOPS (Sistema de protecció manual contra sobrecàrregues): Sistema de control i limitació de càrrega manual de reserva per a escenaris de fallada de l'AOPS
• LS (Load Sensing): Sistema de monitorització de càrrega en temps real que transmet dades operatives a la unitat de control principal
• CT (Tensió Constant): Sistema que manté una tensió estable del cable d'acer per compensar el balanceig del vaixell en operacions d'alta mar
• PLC (controlador lògic programable): unitat de control central que serveix com a "cervell" del funcionament de la grua
• SIL (Nivell d'integritat de seguretat): Estàndard de classificació (SIL 1–4) per a la fiabilitat del sistema d'instruments de seguretat
• SCADA (Supervisió, Control i Adquisició de Dades): Sistema centralitzat per a la monitorització i recopilació de dades d'equips
• AHC (Compensació Activa del Balanç): Tecnologia de compensació de moviment en temps real per contrarestar el moviment del vaixell induït per les ones
• PHC (Compensació Passiva de l'Oscilació): Compensació passiva d'absorció d'energia mitjançant acumuladors i components pneumàtics

Termes generals de la marina

• Rodament de gir: component de connexió central que permet la rotació de 360° de l'estructura superior de la grua
• Anemòmetre: dispositiu de control de la velocitat del vent amb funcions d'alarma i bloqueig per a la prohibició d'operacions amb vent fort
• Sistema d'amarratge: Dispositiu de posicionament i ancoratge per a condicions meteorològiques extremes com ara tifons

Certificació i termes estàndard

• Aprovació de la Societat de Classificació: Certificació tècnica oficial que verifica el compliment de les especificacions de seguretat i disseny marítim.
• API 2C: Estàndard de disseny de grues de plataforma offshore publicat per l'American Petroleum Institute
• Requisits unificats de l'IACS: especificacions tècniques marines unificades reconegudes mundialment
• Reglament FEM: Normes de disseny de grues per a la indústria europea de manipulació de materials

Termes de l'entorn operatiu

• Operació a alta mar: Treballs d'elevació marina que requereixen un disseny especialitzat anticorrosió i anti-ones
• Operació portuària: Operacions d'elevació mòbil d'alta eficiència per a la manipulació de mercaderies a la terminal
• Operació de drassana: Elevació pesada d'alta precisió per a la construcció i el manteniment de vaixells

Termes de paràmetres operacionals

• Radi de treball màxim/mínim: les distàncies horitzontals màximes i mínimes des del centre de gir fins al ganxo sota càrrega nominal
• Alçada d'elevació: Distància vertical des de la referència fins a la posició més alta del ganxo
• Classe de servei: Intensitat operativa graduada determinada pel cicle de servei i l'espectre de càrrega

Principi de classificació:

1. Classe d'ús (U0–U9): Les grues de coberta marines solen adoptar U4–U6
2. Condició de càrrega (Q1–Q5): Les grues marines solen aplicar Q3–Q4
3. Classe treballadora (A1–A8):

• A4–A5: Grues marines convencionals
• A6–A7: Grues per a plataformes i vaixells d'enginyeria offshore
• A7–A8: Funcionament continu de gran resistència

Condicions de manteniment

• Inspecció diària: inspecció de seguretat rutinària prèvia a l'operació per part d'operadors in situ
• Manteniment periòdic: inspecció, lubricació i substitució programades dels components
• Revisió general: Desmuntatge, inspecció i revisió completa d'equips de servei a llarg termini
• Sistema de lubricació: dispositiu de lubricació centralitzat per a la reducció de la fricció i el desgast de les peces mòbils

Termes del sistema elèctric

• VFD (accionament de freqüència variable): tecnologia de regulació de la velocitat del motor per a un funcionament estable i suau de la grua
• HMI (Interfície Humana i Màquina): Pantalla tàctil interactiva per a la configuració de paràmetres i la supervisió de l'estat de l'equip

Termes de marcatge de seguretat

• Zona de perill: Zona d'alt risc restringida durant el funcionament de la grua
• Distància de seguretat: Espai mínim especificat per al personal i les estructures circumdants
• Interruptor de límit: Dispositiu limitador de recorregut per a mecanismes de ploma, elevació i gir

Termes de tecnologia emergent

• Operació remota: tecnologia de control remot sense fil per a l'operació de grues sense tripulació
• Monitorització intel·ligent: Monitorització de l'estat dels equips en temps real mitjançant la fusió multisensor
• Manteniment predictiu: predicció de fallades i manteniment precoç basat en big data operacional
• Bessó digital: Model virtual d'equipament a escala real per a simulació, monitorització i disseny optimitzat

4. Cas d'aplicació pràctica

Per a una grua de coberta marina/offshore certificada per BV, el disseny ha de prendre les especificacions BV com a nucli i adoptar estàndards internacionals suplementaris. El següent és un sistema estàndard totalment executable per ordre de prioritat:

I. Normativa obligatòria bàsica de BV

(1) NR 526 (Norma primària)

Títol complet:Normes per a la certificació d'aparells d'elevació a bord de vaixells i unitats marines(Edició de juliol de 2021)

Cobertura: Classificació de grues, combinació de càrregues, càlcul de resistència estructural i fatiga, requisits de materials i proves no destructives (END), disseny mecànic/hidràulic/elèctric, dispositius de seguretat, avaluació d'estabilitat i estàndards de proves de fàbrica.

(2) Especificacions suplementàries de BV

• NR 447: Disseny d'estructures d'acer, avaluació de tensions admissibles i fatiga
• NR 496: Procediment de soldadura i criteris d'assaigs no destructius
• NR 533: Especificacions de disseny de sistemes hidràulics i recipients a pressió

5. Normes obligatòries reconegudes internacionalment

(1) Disseny general de grues

• ISO 4301-1: Classificació de treball de grues
• ISO 8686: Càlcul de càrrega i principis de combinació
• EN 13000: Especificacions de disseny de grues mòbils
• API Spec 2C: Disseny de grues marines (BV plenament reconegut)

(2) Sistemes mecànics i hidràulics

• ISO 4413: Classificació de la netedat dels fluids hidràulics
• EN 982: Requisits de disseny de seguretat de sistemes hidràulics
• ISO 16016: Selecció de cables d'acer, factor de seguretat i criteris de ferralla

(3) Seguretat elèctrica i funcional

• IEC 60204-1: Seguretat elèctrica de les maquinàries (obligatòria BV)
• IEC 61508 / IEC 62061: Seguretat funcional i classificació SIL
• IEC 60079: Disseny a prova d'explosió per a zones perilloses de petroli i gas

(4) Reglament de seguretat marítima

• SOLAS Capítol III / V: Reglament de seguretat dels equips marins i de salvament de vides
• 1/Circ.1477 i 1663: Directrius d'inspecció i prova d'equips d'elevació marins

3. Estàndards nacionals xinesos (fabricació nacional)

• GB 3811: Codi general de disseny de grues
• GB 6067.1: Codi de seguretat per a maquinària d'elevació
• GB/T 12932: Especificacions tècniques per a grues marines

6. Requisits clau de disseny de la certificació BV

6.1 Càrrega i condicions de treball

Complir amb la norma NR 526 per al càlcul de càrrega estàtica, càrrega dinàmica, càrrega inercial, càrrega de vent i moviment del vaixell; factor d'amplificació dinàmica (DAF): 1,15–1,35 per a servei en alta mar; factors mínims de seguretat: cable d'acer ≥5, ganxo ≥4, estructura principal ≥2,6

6.2 Disseny estructural

Acer marí d'alta resistència (EH36/DH36); tolerança de corrosió: 3 mm per a zones d'exposició a l'aigua de mar, 2 mm per a zones atmosfèriques; avaluació de la fatiga d'acord amb FEM, IACS i BV NR 447

6.3 Disseny mecànic

Classificar els nivells de treball del mecanisme segons la norma ISO 4301; adoptar sistemes de frenada dual amb disseny a prova de fallades; els sistemes hidràulics compleixen amb les normes de neteja i a prova d'explosió ISO 4413

6.4 Disseny elèctric

Compleix la norma IEC 60204-1 pel que fa a la posada a terra, l'aïllament i el disseny de parada d'emergència; els circuits de seguretat requereixen PL d / Cat.3 / SIL2; els equips marins adopten el grau de protecció IP56/IP67 i components elèctrics a prova d'explosió.

6.5 Dispositius de seguretat obligatoris

Limitador de pes, LMI (indicador de moment de càrrega), interruptors de límit de recorregut, dispositius d'alliberament d'emergència, dispositius resistents al vent i antilliscants

6.6 Proves de fàbrica i a bord

Prova funcional d'1.0×SWL, prova de càrrega estàtica d'1.25×SWL, prova de càrrega dinàmica d'1.1×SWL i inspecció completa de l'enllaç del dispositiu de seguretat

Maxtech implementa estrictament els requisits de disseny i proves esmentats anteriorment, i tots els equips superen les proves de testimoni BV per a l'aprovació de la certificació única.

7. Maxtech: oferint grues marins de confiança global amb estàndards internacionals

En el mercat global offshore, el compliment i la fiabilitat representen la competitivitat fonamental. Amb anys d'atenció aprofundida en grues marines, Maxtech desenvolupa productes d'alta qualitat d'acord amb els principals estàndards internacionals, servint com a referència per a les exportacions xineses d'equips d'enginyeria marina.

• Cobertura completa de la societat de classificació: Certificat per CCS, BV, ABS, DNV, LR, RINA i altres societats principals per a l'accés a projectes globals
• Compliment total de les normes: Implementació estricta de les normes API 2C, EN 13852, ISO, IEC i GB en tot el disseny, la fabricació i la inspecció
• Alta seguretat i durabilitat: doble protecció contra sobrecàrregues, monitorització de càrrega d'alta precisió, recobriment anticorrosió pesat i disseny estructural d'alta resistència per adaptar-se a boira salina elevada, funcionament freqüent i ambients de temperatura extrema
• Cas de projecte de referència: Grua telescòpica marina personalitzada de 3t i 39m per a DP WORLD, certificada per BV i API 2C, que aconseguix un funcionament estable a llarg termini i estableix un model clàssic per a l'exportació de grues marines xineses

De cara al futur, Maxtech continuarà centrant-se en alts estàndards, alta qualitat i alta fiabilitat, proporcionant solucions d'elevació més segures, intel·ligents i conformes per a l'enginyeria offshore global, la logística portuària i el desenvolupament de petroli i gas.