ジャッキアップ船
油圧リフトシリンダー
脚ジャッキ・スパッドカン・ストームロック

ラック＆
ピニオンドライブ

脚部は、脚部弦上の歯付きラックに噛み合う複数のモーター駆動ピニオンを含むジャッキユニットを通過します。このシステムでは、油圧リフトシリンダーは、(a)ピニオン係合アクチュエータ（各ピニオンをラックに押し込む小型シリンダー）、(b)回転防止ロックシリンダー（ジャッキアップ中に脚部が回転しないように固定）、(c)固定（ストームロック）シリンダー（船体が作動高さに達した後に脚部を固定）として使用されます。ジャッキ力は、リフトシリンダーを直接介するのではなく、ラックアンドピニオンの歯を介して伝達されます。

グリッパー＆
リフトシリンダー

シーケンシャルグリッパーシステムは、大型油圧シリンダーを主要なジャッキアクチュエータとして使用します。2組のグリッパー（上部と下部）が交互に脚の弦を挟み込み、中央の大型シリンダーが伸縮して脚または船体を前進させます。シリンダーが完全に伸びると、下部グリッパーが係合し、上部グリッパーが解放され、シリンダーが収縮し、上部グリッパーが再び係合し、このシーケンスが繰り返されます。このシステムは、あらゆるオフショア用途において最大級の個々のリフトシリンダーを使用しており、内径300～500mm、ストローク1,500～3,000mm、シリンダーあたり2,000～8,000kNのトルクを発生させます。標準的な設置構成：脚1本あたり4～8本のリフトシリンダー、船舶1隻あたり3～4本の脚。

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最初の脚が着地しました。 船体は所定の位置まで浮上し、脚部ジャッキリフトシリンダーによって全ての脚部が海底に接触するまで降下される。リフトシリンダーは協調して作動し、船体のトリムを±0.3°以内に維持する。

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船体離陸。 すべての脚部ジャッキシリンダーが同時に上向きの力を加え、船体を水面から持ち上げます。これにより、船体全体の重量が脚部を通してスパッドカンと海底に伝達されます。貫入状況のモニタリングが開始されます。

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バラストの事前負荷。 海水バラストは専用のプレロードタンクに注入され、脚ジャッキシステムを介してスパッドカンに伝達される船体重量を増加させます。通常、その重量は作動時の垂直反力の1.3～1.5倍になります。この追加荷重により、海底の支持力が加えられたプレロード力と等しくなるまで、スパッドカンはさらに深く沈下します。

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プリロードプルーフホールド。 貫入が安定したことを確認するため、最大予圧を一定期間（通常、船級協会の規定により1～2時間）維持します。貫入が続く場合は、土壌の支持力に達していないため、追加の予圧をかける必要があります。

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バラスト水抜きとエアギャップの確保。 プリロードバラストを排出し、船体を最高波頂より上の作動エアギャップまで持ち上げ、ストームロックを作動させます。これで、リフトシリンダージャッキシステムをメンテナンスモードに設定できます。

油圧
ロック

作動高度に達した後、各シリンダーポートの供給バルブを閉じ、高圧ロックバルブを作動させることで、脚部ジャッキリフトシリンダーを隔離します。閉じ込められたオイルカラムが船体の位置を保持します。しかし、油圧ロックだけでは、主要な船級協会によって承認された暴風ロックシステムとして分類されていません。すべてのジャッキリフトシリンダーは時間の経過とともに内部漏れが発生し、1か月に及ぶ沖合作業では船体が沈下する可能性があります。油圧ロックは最初の障壁であり、機械式ロックは必須の主要な構造保持手段です。

機械
ストームロック

機械式ストームロックは、脚部と船体構造との間に確実な機械的接続を確立します。これは通常、ピンまたはウェッジを油圧で脚部の弦またはラックの対応する凹部に押し込むことによって行われます。ストームロックが作動すると、脚部から船体へのすべての力が機械的接続を介して伝達され、脚部ジャッキリフトシリンダーは構造的な機能を完全に解放されます。ストームロックモードのリフトシリンダーは内部部品の重量のみを支え、環境荷重（波、風、潮流）はすべてストームロックピンを介して伝達されます。船級規則では、脚部ごとに2つの独立した機械式ストームロックが必要であり、それぞれが他方なしで設計荷重の100%を支える能力を備えている必要があります。

監視
＆アラーム

最新のジャッキアップ船は、作業期間中、脚ジャッキリフトシリンダーの圧力、ストームロックの作動状態、船体傾斜、脚の貫入深さを継続的に監視します。ジャッキシリンダー回路の予期せぬ圧力変化、ストームロックの部分的な解除、船体トリムのずれ、または脚の貫入継続など、何らかの異常が発生すると、船舶制御室に警報が発せられます。継続的な監視は、機械式ストームロックを補完し、作業期間中、基礎および構造物の健全性に関するリアルタイムの状況認識を提供します。

Q01

脚部ジャッキのリフトシリンダーに油圧ドリフトが発生しており、作業中に船体の位置が徐々に変化しています。どのような対策が必要ですか？

機械式ストームロックが作動している状態で船体が漂流している場合、ストームロック自体が構造荷重を正しく支えており、ジャッキ回路の油圧ドリフトは構造上の安全上の問題ではありません。リフトシリンダーの内部漏れが船体の動きを引き起こしているわけではなく、船体は機械式ロックによって保持されているからです。適切な対処法は、メンテナンスログに漏れ率を記録し、漏れ率の増加を監視し、船体支持を損なうことなくシリンダーに安全にアクセスできる機会が訪れたら、できるだけ早くシール交換をスケジュールすることです。ストームロックが完全に作動していることが確認できない場合、または船舶が港への接近モードや航行モードで機械式ロックが作動していない場合、脚ジャッキリフトシリンダーの油圧ドリフトはジャッキシステムの故障であり、ジャッキ作業を再開する前に直ちに調査と修正が必要です。「ストームロック作動中の船体の漂流」と「ストームロック作動確認なしの船体の漂流」の違いは、メンテナンス上の問題と緊急事態の違いです。

Q02

船舶が現場にある状態で、ジャッキアップ用シリンダーの損傷したシールを、脚部を稼働停止させることなく修理することは可能ですか？

修理のために欠陥のあるユニットが隔離されている間、その脚の残りの脚ジャッキシリンダーがまとめて必要な支持荷重を維持でき、かつ修理期間中に機械式ストームロックが脚の全荷重を支えられる場合に限ります。エンジニアリング評価では、次の事項を確認する必要があります。(a) その脚の残りのシリンダーとストームロックが、船舶のジャッキ解析の荷重条件要件を満たしていること。(b) 欠陥のあるリフトシリンダーを、ストームロックの係合を妨げることなく隔離できること。(c) 環境条件が悪化する前に、リスク期間内に修理を完了できること。実際には、現場でのジャッキシリンダーの現場シール修理はまれであり、大きなリスクを伴います。ほとんどのオペレーターは、制御された漏洩を受け入れてキャンペーン終了まで操業を続け、次の予定されているドック期間中にヤードで修理を行うことを好みます。作業を開始する前に、船舶の海洋監督者、船級協会の検査官、およびジャッキシステムのOEMエンジニアが決定に関与する必要があります。

Q03

クラス認証を取得した交換用ジャッキアップ式リフトシリンダーの一般的な納期はどれくらいですか？

船級協会の承認を受けたオフショアジャッキアップ式脚部ジャッキリフトシリンダーは、通常、発注から納品まで16～28週間かかりますが、これはボアサイズと関係する船級協会によって異なります。納期の大部分は文書作成プロセスによって決まります。具体的には、船級協会への設計提出（審査に3～5週間）、EN 10204 3.2に基づく材料の発注と試験（6～10週間）、製造（大口径ユニットの場合は8～12週間）、および立会い圧力試験のスケジュール調整（検査員の都合により1～3週間）です。SPS（安全性能基準）が近づいている船舶は、文書作成と製造スケジュールに十分な余裕を持たせるため、必要な納品日の少なくとも8～10か月前に交換用リフトシリンダーを発注する必要があります。直前の納期短縮も可能ですが、通常はコストが2倍になり、船舶のスケジュール上の制約内で常に実現できるとは限りません。

Q04

洋上ジャッキアップリフト用シリンダーの防食仕様は、標準的な産業用または移動式機械用シリンダーと異なりますか？

はい、かなりそうです。海洋環境で稼働するジャッキアップ船の脚ジャッキリフトシリンダーは、継続的な塩水噴霧、波浪、紫外線にさらされ、さらに、輸送中に水没する脚部とシリンダーの部分は、海水に完全に浸されます。外装コーティングの仕様は、最低でも1,000時間の塩水噴霧（ISO 9227 NSS）に耐える必要があります。これは、産業用または移動式機器の200～480時間と比較すると高い値です。海洋構造用シリンダーの標準仕様は、ISO 8501-1 Sa 2.5のブラスト洗浄、ケイ酸亜鉛ショッププライマー（DFT 20～40 μm）、高膜厚エポキシ中間コート（DFT 100～150 μm）、ポリウレタンまたはイソシアネートトップコート（DFT 75～100 μm）です。総DFTは最低200～290 μmです。ロッド表面の保護は、最低でも50～70μm（標準工業規格の2倍）の硬質クロムメッキ、または飛沫帯の波浪作用にさらされることが予想される場合はHVOFタングステンカーバイドメッキが施されます。犠牲亜鉛陽極は、輸送中に定期的に水没する脚部を備えたシリンダー取り付け構造に取り付けられます。すべてのオフショアシリンダーは、製造時にコーティング仕様が文書化され、コーティング検査員によって塗布方法が検証されている必要があります。オフショアコーティングの劣化は、初期仕様が不十分であった場合、使用中の補修が困難で、船級検査の間隔内に構造腐食が進行する現実的なリスクとなるほど急速に進行します。