Fotos: Celeros Flow Technology
Schwimmende Produktions-, Lager- und Verladeeinheiten (Floating Production Storage and Offloading Units, FPSOs) benötigen Hochdruck- Schnellöffnungsverschlüsse (Quick Opening Closures, QOCs), um ihre Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. QOCs bieten nicht nur sicheren Zugang zu Pipelines und Molchanlagen, sondern sind auch ein integraler Bestandteil von Wasseraufbereitungssystemen, Produktionsseparatoren und Brenngasfilterseparatoren.
Ein Artikel von Joanne McIntyre, Stainless Steel World
Die Offshore- Kohlenwasserstoffgewinnung verlagert sich in immer tiefere und entlegenere Gebiete. FPSOs haben die Tiefseebohrungen revolutioniert und ermöglichen es, Öl in Gebieten zu fördern, die zuvor nicht zugänglich waren. Die Wirtschaftlichkeit und Leichtigkeit, mit der kleine FPSO-Schiffe kleinere Ölvorkommen erschließen können, für die traditionell der Bau einer Offshore-Plattform erforderlich gewesen wäre, wird durch staatliche Anreize noch attraktiver gemacht. Allerdings werden die Konstruktionsanforderungen immer anspruchsvoller.
Was sind QOC?
Schnellöffnungsverschlüsse (Quick Opening Closures, QOCs) sind hochentwickelte Klappen mit einem Schnellverschlussmechanismus, die für den schnellen Zugang zu Rohrleitungen oder Druckbehältern verwendet werden. Typische Anwendungen sind Endverschlüsse für
Molchwerfer und -empfänger (Abstreiferklappen), Druckbehälterendverschlüsse (Filterbehälter-Schnellverschlüsse) und Endverschlüsse für Abblasleitungen. QOCs werden nach den strengsten internationalen Normen (wie z.B. ASME VIII div. 1 & 2, ISO EN 13445) für Druckbehälter für die Öl-, Gas- und petrochemische Industrie konzipiert und produziert.
Akteure müssen vorausdenken
Eine frühzeitige Berücksichtigung der Konstruktionsanforderungen für Tiefsee- und Hochdruckanwendungen wie FPSOs ist für eine effiziente Lieferkette unerlässlich, ebenso wie die rechtzeitige Integration und Installation von Schnellöffnungsverschlüssen in Druckbehälter-Konstruktionspakete. Das bedeutet, dass FPSO-Betreiber vorausschauend denken müssen, wie Carla Connolly, Global Sales Director bei GD Engineering, erklärt:
„Traditionelle Öl- und Gasanwendungen im Mitteldruckbereich haben von Verschlüssen aus Standardmaterialien und kürzeren Lieferzeiten profitiert. Anspruchsvolle Anwendungen wie Tiefsee-FPSOs erfordern komplexere Materialspezifikationen und spezielle Verschlusskonstruktionen, die nach Vorgaben gefertigt werden. Die Herstellung umfasst das Schmieden von Materialien wie rostfreiem Duplexstahl oder den Einsatz korrosionsbeständiger Schweißverfahren, wobei umfangreiche Tests erforderlich sind, um die Zuverlässigkeit während des gesamten Produktlebenszyklus zu gewährleisten. Eine frühzeitige Zusammenarbeit mit spezialisierten Unternehmen ist daher entscheidend, um sicherzustellen, dass Schnellöffnungsverschlüsse für FPSOs korrekt spezifiziert, installiert und gewartet werden.“
Superduplex ausgewählt
GD Engineering verfügt über langjährige Erfahrung in der Konstruktion und Entwicklung von Schnellöffnungsverschlüssen auf der Grundlage seines Bandlock™2-Designs. Das Unternehmen hat kürzlich QOCs auf 12-Zoll-Guard-Cartridge-Filtern für eine schwimmende Produktions-, Lager- und Verladeeinheit in südamerikanischen Gewässern geliefert. Die Filtrations-/Verschlusskombination ist für ein Sulfatrückgewinnungssystem bestimmt, wobei der Filter so ausgelegt ist, dass er Verunreinigungen bis zu einer Größe von 10 Mikrometern entfernt. Der Verschluss ermöglicht einen sicheren
und effizienten Zugang zum Filterbehälter innerhalb von 60 Sekunden, wobei nur ein Arbeiter und keine Spezialwerkzeuge erforderlich sind. Sowohl der Verschluss als auch die Behälter wurden aus rostfreiem Super-Duplex-Stahl mit vollständiger Dokumentation und Qualitätssicherungspaketen geliefert, um die Anforderungen der Betreiber und der Behörden zu erfüllen.
Bandlock™2-Schnellverschlüsse von GD Engineering sind auch auf einem FPSO im weltweit größten Tiefsee-Ölfeld im Einsatz. Der Betrieb umfasst eine FPSO-Verbindung zu 13 Bohrlöchern, wobei das Schiff und das Feld voraussichtlich über zwei Millionen Barrel Öl pro Tag produzieren werden. GD Engineering lieferte 25 speziell konstruierte Schnellverschlüsse für die Molchwerfer und -empfänger des Projekts, einschließlich eines speziell konstruierten 10k-Verschlusses, der einem Druck von über 600 bar standhält und dennoch mit der gleichen Geschwindigkeit, Effizienz und Sicherheit arbeitet wie die Standardausführungen.
Um die Sicherheit der Bediener weiter zu gewährleisten, wurden die Bandlock™2-Verschlüsse mit mechanischen Schlüsselverriegelungen geliefert, die in die Ventilbetriebssequenz integriert sind. Dadurch werden Sicherheitsrisiken minimiert und menschliches Versagen durch das Prinzip der Schlüsselübergabe reduziert, um zu gewährleisten, dass die Bediener die richtigen Schritte durch die Ventiloperationen bis zur endgültigen Öffnung des Druckbehälterzugangs befolgen, sobald das System vollständig druckentlastet worden ist.
Anspruchsvolle Umgebung
Die strengen Bedingungen, unter denen FPSOs betrieben werden, verlangen von den Betreibern große Aufmerksamkeit. QOC sind kritische Systeme, und als solche kann eine schlechte Wartung und Instandhaltung durch die Endnutzer zu Problemen für den Betreiber
führen. „Wir konzentrieren uns auf den Aufbau guter Beziehungen zu unseren Kunden und Endnutzern und bieten Schulungen für die installierten QOCs an, um sicherzustellen, dass unsere Kunden das Beste aus ihren QOCs und Anlagen herausholen“, erläutert Connolly.
In der Offshore-Umgebung ist das Gewicht ein wichtiger Faktor, und das Gewicht der Verschlüsse kann je nach Konstruktion hoch sein, fährt Carla Connolly fort. „In der Konstruktionsphase können sowohl Gewicht als auch Größe durch eine sorgfältige Auswahl von Materialien und Konstruktionscodes reduziert werden. Unsere Erfahrung in diesem Bereich ermöglicht es uns, Vorteile für unsere Kunden zu erzielen. Im Vergleich zu BandlockTM2 QOCs müssen andere Verschlusskonstruktionen sehr groß und schwer sein, um die Konstruktionsparameter zu erfüllen, vor allem wenn es um die hohen Drücke geht, die auf dem FPSO-Markt herrschen.“
Die überlegene Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit von rostfreiem Duplexstahl im Vergleich zu alternativen Materialien bedeutet, dass weniger Material benötigt wird, um das gleiche Maß an Belastbarkeit und Sicherheit zu erreichen, was erhebliche Gewichts- und Platzeinsparungen ermöglicht.
Fail-safe design
Zusätzlich zur Minimierung des Gewichts und des Platzbedarfs sind Zuverlässigkeit und Sicherheit Schlüsselfaktoren für QOC, und der BandlockTM2 QOC verfügt über eine ganze Reihe von Sicherheitsmaßnahmen. Der interne Bandverriegelungsmechanismus, der der Baureihe ihren Namen gibt, basiert auf einem konischen Druckring aus Duplex-Edelstahl, der zwischen der Klappe und der Nabe angebracht ist und die Drucklast gleichmäßig über den gesamten 360°-Umfang der Nabe überträgt. Das bedeutet, dass bei einer Überdruckbelastung des QOC das Verriegelungsband die QOC-Tür geschlossen hält und alle Verriegelungselemente an ihrem Platz bleiben. Dies ist ein Vorteil gegenüber anderen Verschlusstypen (Bajonett, Klemme (Joch), Gewinde, T-Bolzen), bei denen die Verschlusselemente in Scherstellung und nicht in 360-Grad-Kontakt sind, was zu einem Versagen führen kann, wenn der Verschluss mit Überdruck belastet wird. Die Konstruktion ermöglicht außerdem, dass ein einziger Bediener in 60 Sekunden oder weniger Zugang zum Behälter/ zur Pipeline oder zur Anwendung hat.
Außerdem kann der Verschluss nicht betätigt werden, wenn noch Druck im System vorhanden ist, da alle Verschlusselemente des QOC komprimiert sind, was bedeutet, dass jeglicher Druck, der auf den QOC ausgeübt wird, die Betätigung und das Öffnen des Verschlusses nicht zulassen würde. Die selbstaktivierende Lippendichtung hat außerdem eine integrierte Anti-Extrusionsfeder als weiteres Sicherheitselement.
“Tiefsee-FPSOs erfordern komplexere Materialspezifikationen und spezielle Verschlusskonstruktionen”
Über GD Engineering:
GD Engineering ist im Besitz von Celeros Flow Technology, einem Unternehmen mit einer langen Tradition als Dienstleister für Unternehmen weltweit. Die Marktsektoren, auf die sich das Unternehmen konzentriert, sind Öl und Gas, Energie, chemische Verarbeitung, Wasseraufbereitung und Marine. Die Marken des Unternehmens helfen bei der korrekten Spezifikation, Konstruktion und Herstellung von unternehmenskritischen Anlagen, während die Kundendienstleistungen sicherstellen, dass die Anlagen ordnungsgemäß gewartet werden und während ihrer gesamten Lebensdauer effektiv funktionieren.
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