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Intelligente Stromüberwachung

Mit Stromüberwachung Pipelines in der Tiefsee verlegen

| Autor/ Redakteur: Klaus Wünschirs* / Sariana Kunze

Kabel und Pipelines in der Tiefsee zu verlegen ist keine leichte Aufgabe. Deshalb ist bei den dafür eingesetzten schwimmenden Pipeline-Fabriken ein reibungsloser Betrieb unter widrigen Umständen entscheidend. Ausrüster für diese Offshore-Arbeit setzten auf intelligente Stromüberwachung.

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Rohrlegerschiffe sind schwimmende Pipeline-Fabriken mit bootseigener Schweißerei, die Pipelines und Kabel in der Tiefsee verlegen.
Rohrlegerschiffe sind schwimmende Pipeline-Fabriken mit bootseigener Schweißerei, die Pipelines und Kabel in der Tiefsee verlegen.
(Bild: Vard/ Harald M. Valderhaug)

Wie werden eigentlich Pipelines und Kabel auf dem Meeresboden verlegt? Eine Aufgabe, der nur sogenannte Rohrlegerschiffe gewachsen sind. Denn diese Spezialschiffe sind für Offshore-Arbeiten bis in die Tiefsee konzipiert. An Bord dieser schwimmenden Pipeline-Fabriken befinden sich Schweißanlagen, Anlagen zur Werkstoffprüfung und zur Beschichtung sowie Kräne, um die Rohrsegmente handhaben zu können.

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Die Pipelines entstehen direkt an Bord dieser Rohrlegerschiffe. Einzelrohre von 12,2 m Länge werden zu einem Segment von bis zu 48,8 m Länge verschweißt. Diese vorgeschweißten Module werden dann auf den Schiffen in der sogenannten Fire-Line zu einer endlosen Pipeline verschweißt und anschließend ins Wasser abgesenkt. Auch das Prüfen der Schweißnähte mittels zerstörungsfreier Werkstoffprüfung und das Beschichten der Schweißnähte mit Kunststoffen wird in der Fire-Line durchgeführt [1]. So entsteht Kilometer für Kilometer. Mit den heute verfügbaren Ausrüstungen können die Schiffe Pipelines in Tiefen von bis zu 3.000 m und bis zu 4.000 m Strecke pro Tag verlegen.

Drei Verfahren für Pipelineverlegung in der Tiefsee

Hierbei setzt die Offshore-Industrie auf zwei Verfahren: Entweder werden die Rohre horizontal verschweißt und vom Schiffsheck in die See abgelassen. Oder es wird vertikal von einem hohen Stahlturm aus gearbeitet, insbesondere bei der Tiefseeverlegung. Ein dritter Weg gilt flexibleren Leitungen: Sie kommen als Kabel oder längere Rohrleitungsabschnitte aufgerollt auf einer Art Trommel an Bord und werden auf den Ozeanboden abgespult. Egal, welches Verfahren: Die Verlegevorrichtungen müssen die Pipelines äußerst vorsichtig handhaben: Wenn sich diese auf den Meeresgrund senken, bilden sie entweder einen langgezogenen S-förmigen Bogen (wenn horizontal verlegt) oder eine J-ähnliche Form (wenn vertikal von einem Turm aus versenkt). Zur Biegeentlastung muss an der kilometerlangen Rohrleitung gefühlvoll gezogen werden: mit dem sogenannten Tensioner, einer mächtigen Spann- und Vorschubvorrichtung. Unter Zugbelastung können Pipelines auch axial verschoben werden und mittels intelligenter Steuerung sogar Schwingungen durch den Seegang ausgeglichen werden.

Intelligente Stromüberwachung arbeitet auf hoher See

Solche Offshore-Ausrüstungen entwickelt und produziert Imeca mit rund 1.800 Mitarbeitern an drei Standorten in Frankreich, die ein Teil der Réel-Gruppe sind. Spezialisiert hat sich das Unternehmen auf hydraulisches und elektrisches Hebe- und Verlegegerät für Pipelines und Steigleitungen an Bohrinseln. Zum maßgeschneiderten Equipment gehören Hochleistungswinden (bis zu 600 t), Tiefseewinden zum Legen und Einholen von Rohrleitungen und Kabeln (bis zu 750 t), Trommeln sowie Tensioner (bis zu 400 t Zugkraft). In vielen Schaltschränken der Imeca arbeiten seit einigen Jahren verschiedene Komponenten von Lütze, wie etwa das Locc-Box-System zur intelligenten Stromüberwachung. Seit 2014 werden zudem RJ45-Anschlüsse und das Airstream-Verdrahtungssystem von Lütze bezogen. Das Verdrahtungssystem eignet sich für die beengten Platzverhältnisse auf Schiffen, denn es nutzt nicht nur den beschränkten Raum, sondern erfüllt zudem die GL-Norm bzgl. schädlichem Salznebel.

Ergänzendes zum Thema
Intelligente Stromüberwachung mit Locc-Box für variablen Leitungsschutz
  • Bemessungsstrom von 1 A bis 10 A
  • Charakteristik von flink bis träge
  • Power On-Effekt zum Einschalten kapazitiver Lasten
  • Einzel- und Sammelstörmeldung mit Speicherung des letzten Zustands
  • Federzuganschluss in vibrationsstarken Einsatzbereichen
  • Schmale Bauweise mit 8,1 mm Breite
  • Temperaturunabhängige Ansprechzeit
  • Kontaktschlitz zum Einsatz von Potentialbrücken
  • Unterbrechungsfreie Einspeisung über schraubenlose Kontaktschlitten
  • Manuelles oder Remote On/Off
  • Vier verschiedene Statusanzeigen
  • Brennbarkeitsklasse nach UL-94-V0, NFF I2,F2
  • Optionaler Draht Bus Interface
  • Internationale Zulassung nach UL 508
  • Aufzeichnung aller Betriebszustände per kostenloser Windows-Software Locc-Pads
  • Gateways zu Canopen, Profibus DP, Profinet und Ethercat

Fehler gespeichert: Kapazitive Lasten optimal schalten

Der Offshore-Ausrüster Imeca entschied sich für das Locc-Box-System wegen der kompakten Bauform und Modularität, erklärt Lütze. Zudem verfügt das System über eine gute Benutzerfreundlichkeit sowie eine zuverlässige Funktion bei der Überlast- und Kurzschlussüberwachung. Auch Anforderungen nach selektiver Abschaltung bei hoher Leitungsdämpfung kann das System erfüllen. Zum sicheren Leistungsschutz schaltet die Locc-Box kapazitive Lasten stets optimal. Da das System Fehler speichert, treten diese Störungen beim nächsten Einschalten nicht mehr auf. Die intelligente Stromüberwachung ist in den Schaltschränken der großen hydraulischen Tensioner untergebracht. Projektweise erprobte Imeca, in Echtzeit-Simulation diese durch elektrisch angetriebene zu ersetzen. Das Ergebnis: Im Bereich von 1 t/m bis 150 t/m können sie genauso gut reagieren wie hydraulische.
Lütze hatte für diese Anwendung die Lösung Locc-Box-Net vorgeschlagen. Sie wurde in das bestehende Profinet-IO-System integriert, was eine unkomplizierte Kommunikation zwischen der Steuerung und den Locc-Box-Net-Modulen ermöglichte. Somit ließen sich bisherige digitale IO-Karten zur Kommunikation einsparen – der Verkabelungsaufwand und die Kosten verringerten sich. Auch sind Optionen für die Fernzurücksetzung der Trennschalter, für die Störungsverlaufsanzeige sowie die Strommessung jedes Ausganges von 24 V DC für Imeca möglich.

SPS: Halle 9, Stand 311

[1] wikipedia.org/wiki/Rohrleger

* Klaus Wünschirs, Produktmarktmanager Control, Friedrich Lütze

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