Offshore gilt es viele Komponenten zu testen. Eine wichtige Frage: Hält das Bauteil den extremen Belastungen im Offshore-Bereich stand? Diese Fragestellung gilt jedoch nicht nur für die Komponenten selbst. Auch eingesetzte Messtechnik muss für die Bedingungen im Offshore-Bereich geeignet sein. (Bild: Shutterstock - Nightman1965)
Plattformen und Komponenten zur Förderung von Öl und Gas sind im Offshore-Bereich extremen Belastungen ausgesetzt. Moderne messtechnische Instrumente und Dienstleistungen können dabei helfen, die Komponenten für den Offshore-Einsatz auszulegen.
Dass das Fördern von Öl und Gas auf offenem Meer ein hartes Geschäft ist, steht außer Frage. Komponenten wie zum Beispiel Aufstiegsrohre, Pipelines, Stützpfeiler und Krane von Plattformen sind besonderen Belastungen ausgesetzt.
Ein genaues Bild der Belastung und Leistungsfähigkeit dieser Komponenten ist entscheidend, um die Öl- und Gasplattformen langfristig sicher und effizient sowie mit einem möglichst geringen Ausfallrisiko zu betreiben. Dabei kann der Einsatz von Messtechnik entscheidende Antworten auf die Fragestellungen von Entwicklern und Betreibern liefern.
Und zwar zu unterschiedlichen Zeitpunkten der Komponentennutzung und -entwicklung:
1. So helfen Messungen mit Dehnungsmessstreifen sowie flexible Datenerfassungsgeräte schon während der Entwicklung, die FE-Berechnungen zu validieren und das Bauteil passend auszulegen. Das spart Zeit und minimiert das Risiko von Brüchen oder Ermüdungen während des Einsatzes der Komponenten.
2. Aber auch für das Monitoring von Komponenten während ihres Einsatzes auf hoher See sorgt Messtechnik für belastbare Aussagen:
a. Dies kann sowohl in einem Kurzzeit-Monitoring erfolgen, um konkrete Schäden an Strukturen zu ermitteln, etwa bei einer Belastungsprüfung während des Absenkens von Pipelines im Meer. Hierbei sind sie durch Wellenlast und Schiffsschwankungen extremen Belastungen ausgesetzt.
Auch dann, wenn sie an ihrer endgültigen Position auf dem Meeresgrund abgelegt werden, warten Geländekanten und Strömungen auf sie. Mit Monitoring-Systemen basierend auf elektrischen und optischen Dehnungsmessstreifen werden die Belastungsspitzen und Biegemomente am Material deutlich. Diese Anwendungen dienen der Absolutwert-Messung.
b. Beim Langzeit-Monitoring geht es zudem darum, eine Betriebsdatenüberwachung durchzuführen, um eventuelle Datenänderungen zu erkennen und zu dokumentieren. Dieses Monitoring soll vor allem ermöglichen, Alterung (Lastwechsel) und Einflüsse der Änderung von Betriebszuständen auf die Strukturen frühzeitig zu erkennen und somit Ausfälle ganzer Systeme zu verhindern.
Der Messtechnik-Anbieter HBM hat im Laufe der letzten Jahre sein Sortiment für den Offshore-Bereich systematisch ausgebaut.
Zum Beispiel stehen für Belastungstests nicht nur die klassischen elektrischen Dehnungsmessstreifen zur Verfügung, sondern auch optische Varianten basierend auf der Faser-Bragg-Technologie. Sie ermöglichen die Messwertübertragung über weite Distanzen hinweg (kein Informationsverlust trotz langer Kabellängen) und unterstützen sehr hohe Biegemomente bei Tests.
Häufig werden von Anbietern für Messtechnik im Offshore-Bereich auch fertige Systemlösungen und Installationen gefordert. Hier gelten besondere Entscheidungskriterien: Ein Messtechnik-Anbieter sollte nicht nur die gängigen Produktzertifizierungen und Erfahrungen für Installationen unter Wasser und Offshore aufweisen, sondern auch ein weltweites Netzwerk an zertifizierten Serviceingenieuren aufbieten – denn Offshore, Öl und Gas sind ein globales Geschäft.
Das Leistungsspektrum von HBM erstreckt sich von der Testmessung mit umfangreichem Messreport bis hin zur Langzeitüberwachung der Offshore-Strukturen. Mit Hilfe der firmeneigenen Software nCode Automation ist es beispielsweise auch möglich, das Schädigungsmonitoring von Strukturen abzubilden und hier entscheidende Effizienzvorteile zu nutzen. jl
Autor: Jens Kühne, Hottinger Baldwin Messtechnik
Belastungstests
Was alles getestet werden sollte
Belastungstests kommen im Offshore-Bereich in Windenergieanlagen sowie an vielen Komponenten von Öl- und Gasplattformen, Hafenanlagen oder Transportfahrzeugen zum Einsatz:
Steigleitungen und Bohrgestänge
- Grenzwertüberwachung
- Lebensdaueroptimierung
- Effizienzsteigerung durch maximale Auslastung.
Krane
- Wägefunktion
- Spitzenlastüberwachung und Schwerpunktbestimmung
- Sicherheit und planbarer Service.
Gründungsstrukturen
- Überwachung der Einzellasten
- Überwachung der symmetrischen Zugverteilung
- Lebenszeitberechnung
- maximale Sicherheit durch dauerhafte Kontrolle.
Schiffsrumpf
- Überwachung der Beladungszustände
- Spitzenlastüberwachung
- verbesserte Auslastung durch geeignete Beladung.
Beton
- Rissüberwachung
- Lebenszeitberechnung
- dauerhafte Überwachung von Poller- und Fenderlasten.
Pipelines
- Druck- und Vibrationsüberwachung
- Lageveränderung
- Effizienzsteigerung durch beste Auslastung.
