KTF Sikkerhet ved løfteoperasjoner fra supplyfartøy til innretning

KTF Sikkerhet ved løfteoperasjoner fra supplyfartøy til innretning 10-11. mars 2010 DNV Overingeniør. Tom Greve Jansen. 24 February 2010

Hvorfor fokus på sikkerhet for løft til fra supplybåt/plattform? Blindsoner Bølger Vind Kompakte lasteområder 2

Løfteoperasjoner offshore er farlig! Ulykkesstatistikk fra 1980 to 1997 (Ptil) 5-10% av alle dødsulykker offshore er relatert til løfteoperasjoner! 3

Værforhold Nordsjøen 4

Værforhold Nordsjøen 5

Været en viktig faktor. Værforhold er blant de viktigste faktorer som påvirker skader i Nordsjøen. Dyktighet til mannskap, kranførere og andre kan redusere denne fare. 6

Hadde ikke vi noen containere på akterdekket i sted? 7

Kommentarer overflødig! 8

Er det slik vi vil ha det? 9

Værforhold Nordsjøen 10

Værforhold Nordsjøen 11

Lastedekk 12

Offshore containere 13

History 14

Hjørneskade 15

Regelverksavgrensninger Norge Kran og løft - grensegang Sdir/Ptil SJØFART Tilsynsmyndighet: SDir PETROLEUMSVIRKSOMHET Tilsynsmyndighet: Ptil Innaskjærs Utaskjærs/UV Flyttbar Perm.P.I. Flyter Skip MoU Skip/MoU MoU/FPSO/etc. Organisasjon/operasjon: Grønnbok Org./Oper. Rødbok Organisasjon/operasjon: Ptil Teknisk: Grønnbok Teknisk: Rødbok* Teknisk: Ptil (CE) Maritimt Driftskonsept Normale maritime aktiviteter * I petroleumsvirksomheten gjelder Rødboken eller tilsvarende med visse avgrensninger 16

Ptils regelverk Felles Rammeforskriften Styrings- og Maritimt regelverk Land opplysningspliktforskriften Sokkel Teknisk og operasjonell forskrift DAT og DSBs forskrifter Aktivitets forskriften Innretningsforskriften CEN Anerkjente normer: NORSOK API IEC ISO DNV OS 17

Operasjonelle krav for utførelse av løfteoperasjoner fra fartøy offshore Innretning Norsk registrert Utenlandsregistrerte Statoil Krav Relevante deler Skip definert som Flyttbar innretning (eks. Island Frontier) Atktivitetsforskriften 83 Norsok R003 Atktivitetsforskriften 83 Norsok R003 Hele standarden IMR skip (Inspection maintenance repair) Rød bok Forskrift nr 31 (Gjelder for kraner som nyttes offshore) Grønn bok Forskrift nr 8 HMS Flaggstat regime (IMO) Norsok R003 Kap. 3, 4, 5, 6.1.1/1.2/1.3/1.4/relevante deler av 1.5/ 6.4, kap. 7, 8 og relevante deler av vedlegg A,B,C, G,I og K. Kran fartøy Rød bok Forskrift nr 31 (Gjelder for kraner som nyttes offshore) Grønn bok Forskrift nr 8 HMS Flaggstat regime (IMO) Norsok R003 Samme som for IMR skip. Skip/kran fartøy som har oppdrag som får betydning for innretning og personell på innretningen Styringsforskriften Atktivitetsforskriften 83 Norosk R003 Styringsforskriften Atktivitetsforskriften 83 Norosk R003 Hele standarden 18

Grunnleggende design teori 19

Samspill mellom kran og last 20

Re-Entry problem 2 α Vertical displacement Lift off Klaring x) 0 0,5T t 1 T Tid (sec) -α Slakk 2 21

Bølgeparametre og dekkshastighet Bølgehøyde (meter) H 1/3 H max ~ 1,86 * H 1/3 Sec. V D T Significant Wavehight (meter) 1 2 3 4 5 6 7 8 Average Waveperiod 3 5 6 7 7,5 8,5 9,5 10 Max. deck velocity (m/sec) * 0,6 1,2 1,8 2,1 2,4 2,7 3 3,3 Tid * 5% sannsynlighet for overskridelse ved L pp ~ 60m målt ved ¼ L pp 22

Relativ Hastighet H 1/3 (m) 6 I II III I + III II + III 5 4 3 2 1 I = Min. løftehastighet for å gå klar 2 bølge II = 100 m/min (1,67m/sec) krokblokk hastighet III = Dekks hastighet Hastighet m/sec 1 2 3 4 5 23

Dynamic Factor / Load / Sign waveheight Liebherr Crane Dynamisk faktor / Last / Bølgehøyde Ψ 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 [tonn] Signifikant bølgehøyde Plattformløft 3 m 6 m Bomvinkel = 30 deg Stivhet = 19 tonn / m Vinsjehastighet 1,7 m/s 24

Hovedligninger Ψ = 1 + V * w C g V = V L + V in 2 + V t 2 V= relativ hastighet mellom last og krok ved tidspunkt pick up (m/sec.) C = kran stivhet (geometrical) KN/m W = aktuell arbeidslast (KN) V L V in V t = heisehastighet = supplybåt dekkhastighet, nedover = Krantuppens hastighet (på flyter), oppover V H = minimum nødvendig heisehastighet for å gå klar 2nd bølge = 0.1 (H 1/3 + 1) 25

Kran løfteredskap - last SWL Løfteinnretning SWL redskap Løfteinnretning Tara Nyttelast T P totalvekt R 26

Eksempel på løftetabell/merkelapp 27

KROKER NORSOK R-003N 7.2 28

SJAKLER 7.4 29

Containere (lastbærere) Frakt containere (CSC/ISO containere) Offshore containere - DNV CN 2.7-1 og EN 12079 Offshore containere - Transportabel enhet med maksimum totalvekt ikke over 25000 kg, for gjentatt bruk til transport av varer og utstyr, som løftes i åpen sjø, til, fra, eller mellom faste eller flytende plattformer og skip - DNV CN 2.7-2 Offshore service containers - Offshore container bygget for serviceoppgave, hovedsakelig av midlertidig karakter - DNV CN 2.7-3 Portable offshore units - Portable unit or package with a maximum gross weight not exceeding 50 tonnes, for repeated or single use with a primary service function, handled in open seas, to, from or between fixed or floating offshore installations and ships. 30

Godkjennings-skilt for containere 31

Løftesett Leddete koblingsløkker er ikke tillatt ifm. containere: Har lett for å ruste fast Bolt kan være dårlig sikret Bolt kan være uor iginal Er lett og skifte ut og kan brukes feil Denne typen kobling kan godkjennes av DNV: 32

Crane safety system - basic Safety systems are barriers that help us preventing fatal accidents Safety system Machinery integrity Crane driver Det Norske Veritas AS. All rights reserved 10 March 2010 33 Slide 33

Rangering av sikkerhetssystemer Sviktrekkefølge Passive systemer Sikkerhetsfaktorer Aktive systemer Nødstopp/MOPS Overlastbrytere/AOPS Grensebrytere Indikatorer/alarmer Hendelse 34

Krav til styresystem Responsen I styresystemet skal være slik at min. hastighet er oppnådd 2 sekunder etter full aktivering av styreorganet Styringen skal gi jevn, proporsjonal og forutsigbar respons av hovedbevegelsene, med minimum hysterese og zero band Ingen enkeltfeil skal føre til ukontrollert bevegelse av last, deler av kranen eller hele kranen EN 954-1 Category 2: Sikkerhetsfunksjonen skal sjekkes ved passende intervall av maskinens styringssystem 35

AOPS Automatic Overload Protection System EN 13852-1 5.7.1.2 Forhindrer signifikant skade på kranen Aktiv ved alle konfigurasjoner Aktiveres ved en overlast Deaktiverer bremser og opprettholder strekk i ståltauet tilsvarende SWL Skal ikke føre til dropp av last! 36

Derating av lastkart Viktig forskjell mellom onshore og offshore kraner: lastkart avhengig av sjøtilstand, signifikant bølgehøyde Høye bølger gir redusert SWL Deratet lastkart baseres på tilleggs dynamikk i bomtuppen som følge av supply båt dekkets bevegelse og eventuelt bomtuppens bevegelse (hvis kranen er plassert på en flyter) 37

Derating av lastkart Lift in air Internal lift Supply boat lift 38

Derating av lastkart Φ n = 1+ v s + v g 2 d + v 2 c C R n Crane tip velocity v c Crane stiffness C Acceleration of gravity g Hoist velocity v s Rated Load R n Deck velocity v d 39

Derating av lastkart Fixed Platform v c =0 Semi v c =0.25 H 1/3 Barge v c =1.1 H 1/3 FPSO v c =0.50 H 1/3 40

Derating av lastkart Fixed Platform v d =0 Semi v d = 3,2 H 1/3 /(H 1/3 + 13,5) Supplier v d = 6,0 H 1/3 /(H 1/3 + 8,0) Barge v d = 4,0 H 1/3 /(H 1/3 + 7,0) 41

Derating av lastkart 42

Sviktrekkefølge Bakgrunn: Lasting og lossing av supplybåt medfører en risiko for at kroken/lasten huker seg fast i supply båten Når dette skjer kan det føre til en ekstrem overlast situasjon og risiko for at kranfundamentet svikter og kranen blir revet overbord Ulike krav i ulike standarder: - API - the manufacturer to provide failure mode charts if requested by the customer - DNV RCLA DAF applied on the pedestal to be at least 2 times the normal DAF - EN 13852-1 - Requirement to the sequence of failure of the critical components of the crane 43

MOPS Manual Overload Protection System EN 13852-1 5.7.1.2 Aktiv ved alle konfigurasjoner Opprettholde et konstant strekk i ståltau Skal overstyre grensebrytere 44

Hiv kompensering Kompensere for relativ bevegelse mellom last og landingsplass Aktiv / passiv hiv kompensering - Passiv - utnytter kranens dynamiske egenskaper - Aktiv - komplette reguleringssystemer Constant tension (CT) - Konstant heis utstrekk uavhengig av bevegelsen til fartøyet 45

Automatic overload protection system (AOPS) Hensikt: automatically reduces rope tension in case of severe overload during entanglement to supply wessel. Function: Operational for all hoists and reevings Activates at overload/overmoment Avoids significant damage Deactivates brakes and maintain SWL tension Pays out hoisting wirerope, if necessary Does not drop load! Det Norske Veritas AS. All rights reserved 10 March 2010 46 Slide 46

Crane safety system Automatic overload protection system (AOPS) Hook load AOPS act. SWL 0 Failure curves Significant damage Response time Activation level Retaining force Time Winch payout Det Norske Veritas AS. All rights reserved 10 March 2010 47 Slide 47

OVERLOAD SITUATIONS Vertical motion, hook tangled Load indicator AOPS MOPS Failure mode 48

Sviktrekkefølge EN 13852-1 krav Misforståelse: Failure mode sequence = Failure Mode and Effect Analysis I henhold til EN 13852-1: The limit state of the components shall be indicated in failure mode charts by curves for each component to proof that the cabin is the last element to fail. 49

Sviktrekkefølge Komponenter som kan tillates å svikte først: Heisetau Bomtau Bom Krav: A-ramme Fundament for krankabin skal ikke svikte først 50

51

Precise link Structure Integrity Failure Mode Sequence 52

Sviktrekkefølge Failure Sequence Analysis Slew bearing not strong enough Load [t] 500.0 400.0 300.0 200.0 100.0 Hoist Topping Boom Slew bearing Rated Load 0.0 0 10 20 30 40 50 radius [m] 53

Structure Integrity Failure Mode Sequence Failure Sequence Analysis Slew bearing > 1.3 weekest component 500.0 Load [t] 400.0 300.0 200.0 100.0 Hoist Topping Boom Slew bearing Rated Load 0.0 0 10 20 30 40 50 radius [m] 54

Sikre løfteoperasjoner, forskrifter /Standarder NORSOK Standard R-003 Sikker bruk av løftutstyr. Rev. 2, juli 2004 NORSOK Standard R005N Sikkerbruk av løfte- og transportutstyr på petroleumsanlegg på land. Utg. 1 juni 2007 Hvem er forskriften /standarden rettet mot: Den som eier eller driver petroleumsanlegg eller rørledningssystemer, som nevnt i første ledd skal påse at alle som utfører arbeid for seg, enten personlig, ved ansatt, ved entrprenører eller underentrprenører, etterlever krav som er gitt i sikkerhets- og arbeidsmiljøloven. Petroleumstilsynet (Ptil) har myndighetsansvaret for sikkerhet, beredskap og arbeismiljø i petroleumsvirksomheten på norsk kontinentalsokkel og landbaserte petroleums- og gassanlegg. 55

PERSONELL BEFORDRING / MOB- HÅNDTERING Egne tilleggskrav Krav til løfteutstyret/ innretningen. Krav til planlegging / gjennomføring 56

REMINDER BRUK ALLTID GODKJENT LØFTEUTSTYR Sikre god planlegging og risiko vurdering. STÅ ALDRI UNDER HENGENDE LAST BENYTT SPERRINGER Prosedyren vil gjelde for alle løfteoperasjoner med alle typer løfteutstyr 57

58