Bosch Rexroth pomaga w eksploracji głębin mórz i oceanów
fot. Bosch Rexroth
Nie tylko perspektywa wyczerpania się łatwo dostępnych rezerw węglowodorów i surowców mineralnych, w szczególności metali ziem rzadkich, skłoniła firmy wydobywcze do eksploatacji szelfu kontynentalnego. Również nieodłączna chęć sięgania głębiej i dalej oraz podejmowania nowych wyzwań jest motorem działań, mających na celu eksplorację złóż ropy i gazu w morskich głębinach oraz wydobywania drogocennych konkrecji z dna oceanów. Aby móc realizować powyższe zamierzenia, konieczny jest nieodzowny postęp i rozwój infrastruktury technicznej, zarówno w samej technologii wydobycia, jak również w zakresie urządzeń towarzyszących.
Firma Bosch Rexroth, czołowy producent rozwiązań z zakresu napędów i sterowań, jest aktywnym uczestnikiem powyższych działań. Intensywne prace badawcze i rozwojowe wzbogaciły obecny program produkcyjny o komponenty i podzespoły hydrauliczne do pracy pod wodą na głębokości do 3000 m, a ich testy odbyły się w warunkach symulowanej głębi 6000 m. Już w tej chwili są one szeroko stosowane do napędu i sterowań szeregu urządzeń pracujących pod wodą, takich jak manipulatory, zdalnie sterowane pojazdy podwodne czy też koparko-spycharki pracujące na dnie morza. Dla zapewnienia ciągłości prac pod wodą, na polach eksploracyjnych i wydobywczych, przy budowie i obsłudze odwiertów, prewenterów i rurociągów niezbędna jest odpowiednia infrastruktura techniczna zamontowana na współpracujących jednostkach pływających, statkach i platformach wydobywczych. Zastosowanie tych urządzeń i ich niezawodna praca mają szczególne znaczenie w przypadku potrzeby prowadzenia działań operacyjnych w warunkach wzburzonego morza, wysokiej fali, silnego naporu wiatru i zmiennej temperatury otoczenia. Zarówno dokładne pozycjonowanie konstrukcji nad dnem morza, jak i prowadzenie odwiertów czy nieprzerwanego wydobycia węglowodorów na półzanurzalnych platformach w warunkach silnego falowania, wymaga ciągłego korygowania wzajemnego położenia elementu na stałe „związanego” z dnem i obiektu przemieszczającego się na powierzchni wody. Do tego celu służą układy kompensacji fali.
Pojazd podwodny wielofunkcyjny
Dzięki prowadzonym pracom badawczo-rozwojowym firma Bosch Rexroth opracowała i dostarcza swoim klientom zaawansowane technicznie, kompleksowe układy kompensacji fali, zarówno pasywne, oparte na przemieszczeniu liniowym siłownika hydraulicznego, jak i aktywne, rotacyjne ze sterowaniem pierwotnym i wtórnym. Są one implementowane w windach pokładowych współpracujących z A-Ramą, w windach żurawi offshorowych czy też urządzeniach do wodowania zdalnie sterowanych pojazdów podwodnych. Systemy kompensacji fali firmy Bosch Rexroth cechuje wysoka niezawodność, precyzja działania i odporność na warunki zewnętrzne. Dotychczasowe systemy aktywnej kompensacji fali obsługują konstrukcje o wadze do 6500 kN, z dokładnością pozycjonowania do 95%. Najczęściej są wyposażone w układy rekuperacji energii, co pozwala na zmniejszenie zaangażowanej mocy aż o 85%.
Do realizacji kompensacji liniowej, np. korelacji położenia wiertnicy w stosunku do konstrukcji platformy przemieszczającej się na fali, firma Bosch Rexroth opracowała specjalistyczne siłowniki hydrauliczne połączone z akumulatorami hydraulicznymi lub pneumatycznymi, o tłoczyskach pokrytych powłoką z metali twardych w technologii plazmy, o technicznej nazwie Enduroq 3000 i 3200 - niezwykle odpornych na zużycie i agresywne działanie środowiska morskiego. W przypadku gdy kompensacja fali jest realizowana przy pomocy wind, stosowane są napędowe systemy hydrostatyczne pracujące w układzie zamkniętym, z kompleksowym sterowaniem w układzie pierwotnym lub wtórnym, wyposażone w układy rekuperacji energii.
Indywidualne hydrostatyczne układy zamknięte wykorzystywane są również w windach pokładowych o przeznaczeniu innym, niż aktywna kompensacja fali. Prędkość i kierunek obrotów silnika zamontowanego na windzie wynika z kierunku i wielkości strumienia oleju generowanego przez pompę. Moment na wałku silnika windy zależy od ciśnienia systemowego, które jest na tyle wysokie, na ile jest to konieczne i wynika z obciążenia układu. Jest ono najwyższe podczas startu układu i cechuje je bardzo duża dynamika wzrostu. Z drugiej strony podczas hamowania silnikiem generuje się znikoma ilość ciepła, a zawór hamulcowy nie jest potrzebny. Kompensacja pływów przy cumowaniu może odbywać się hydraulicznie lub elektronicznie.
W pierwszym przypadku sterowanie pompy przy pomocy zaworu przelewowego jest połączone ze stroną ciśnieniową układu. Jeśli jednak jest potrzebna wyższa dokładność, stosowany jest system elektroniczny. W sterowaniu pompy użyty jest wówczas proporcjonalny zawór przelewowy, otrzymujący sygnał z zewnętrznego kontrolera adekwatnie do wartości obciążenia windy – napięcia liny cumowniczej, mierzonego sensorem na bębnie windy.
Dla realizowania powyższych funkcji oraz napędu wind w układzie otwartym firma Bosch Rexroth oferuje całą paletę komponentów. Windy poza źródłem energii i silnikiem wymagają dodatkowo podzespołów, których celem jest regulacja przepływu i ciśnienia, hamowanie ładunku, zabezpieczenie przed przeciążeniem, sterowanie kierunkiem obrotu silnika, aktywowanie hamulca, sterowanie chłonnością silnika i wiele innych. Konstrukcja, dobór materiałów, funkcjonalność i powłoka ochronna pozwalają na stosowanie tych produktów na odkrytym pokładzie, w skrajnie trudnych i agresywnych warunkach środowiska morskiego. Nasz sterownik TH7 od wielu lat sprawdza się w licznych aplikacjach. Jego progresywna charakterystyka, czułość i precyzyjna regulacja ułatwia sterowanie w różnych systemach. Dla uproszczonych sterowań wind i innych urządzeń na pokładzie znajduje zastosowanie sterownik 4WMM16….SO840, dedykowany do pracy w szczególnie uciążliwych warunkach.
Rosnąca konkurencja między armatorami, konieczność racjonalizacji kosztów, a tym samym potrzeba oszczędności przestrzeni na statku i uproszczenia obsługi, wpłynęły również na zmianę koncepcji sterowania windami pokładowymi, z układu rozproszonego do zintegrowanego w jeden, wielofunkcyjny blok. Już kilkanaście lat temu firma Bosch Rexroth rozwinęła konstrukcję bloku YM-WCB przeznaczonego do sterowania windami z silnikiem o zmiennej chłonności. Wysterowanie silnika do funkcji podnoszenia, wydawania lub cumowania jest możliwe dzięki zmianie położenia tylko jednej dźwigni.
Oparty na podzespołach rodziny zaworów M4 blok wciągarkowy HICWB może być również użyty do sterowania windą kotwiczną, a operator ma w prosty sposób możliwość nastawienia momentu zrywającego kotwicę. Aby sprostać rosnącym wymaganiom armatorów i producentów wciągarek, firma Bosch Rexroth „zwodowała” ostatnio rodzinę modułowych, wielofunkcyjnych bloków wciągarkowych DSE. Jest to efekt synergii europejskiej innowacyjności i japońskiej precyzji wykonania. Bloki te obsługują przepływy do 1000 dm3/min, ciśnienia do 280 bar oraz mogą być stosowane do wind o uciągu blisko 4000 kN. Modułowa konstrukcja i swobodna konfigurowalność sprawiają, że mogą być stosowane do sterowania większości typów wind okrętowych, w tym wind żurawi pokładowych, kotwicznych, cumowniczych, holowniczych i trałowych. Bloki te występują również w wersji bezpośredniego montażu na silniku windy. Skraca to prace montażowe i eliminuje dodatkowe orurowanie co oszczędza przestrzeń i minimalizuje koszt. Taki wariant wykonania zmniejsza również liczbę miejsc możliwych przecieków, a tym samym wymagania obsługowe.
Poza standardowym wyposażeniem w zawór kierunkowy i wagę ciśnieniową, gwarantującą sterowanie niezależne od obciążenia, w zależności od wybranej konfiguracji, bloki te mogą być wyposażone w: zawór hamulcowy opuszczania ładunku, zabezpieczający zawór przelewowy, zawór automatycznej dezaktywacji hamulca wciągarki, zawór sterowania zmienną chłonnością silnika oraz zawór zrywania kotwicy. Modułowa konstrukcja pozwala również na organizację dodatkowych funkcji: kontroli stałego napięcia w linie, zarówno dla funkcji trałowania, jak i w operacji cumowania (mooring), wolnego koła, lokalnego sterowania dźwignią, sterowania hydraulicznego lub elektromagnetycznego (lub ich kombinacji) oraz sterowania LS czułego na obciążenia. Mogą być stosowane w układach napędowych wind z pompą zasilającą o stałym lub zmiennym wydatku oraz silnikach o stałej lub zmiennej chłonności. Bloki te posiadają również rozwiązanie zabezpieczające silnik przed kawitacją oraz opróżnieniem korpusu silnika przez przecieki w sytuacji długotrwałego trzymania ładunku i w konsekwencji rozbieganiem się silnika.
Do sterowania zewnętrznego i kontroli parametrów firma Bosch Rexroth poleca swoje sterowniki RC BODAS, spełniające wymagania odporności na warunki morskie w zakresie mgły solnej i temperatury otoczenia, posiadające wymaganą szczelność, odporność na wstrząsy, wibracje oraz kompatybilność elektromagnetyczną EMC. Sterowniki te oferują niezwykły poziom elastyczności do zastosowań inżynierskich. Dowolność sygnałów I/O, języki programowania zgodne ze standardem IEC 61131-3, maksymalne zabezpieczenie przed błędami operacyjnymi i zewnętrznej sieci oraz możliwości komunikowania się w protokole CANbus predysponuje je do większości zastosowań morskich.
Morze bezlitośnie weryfikuje urządzenia i komponenty niedostosowane do pracy w skrajnie trudnych warunkach. Ich awarie często są zagrożeniem dla statku, ładunku, ale przede wszystkim dla załogi. Aby temu zapobiec, konstrukcje statków i istotnego dla bezpieczeństwa wyposażenia są weryfikowane i atestowane przez towarzystwa klasyfikacyjne. W 2014 firma Bosch Rexroth ponownie uzyskała certyfikaty akceptacji typu nadane przez Polski Rejestr Statków dla większości swoich produktów dedykowanych do zastosowania w aplikacjach morskich. To potwierdzenie najwyższej jakości i niezbędnego poziomu bezpieczeństwa gwarantowanego przez nasze produkty. Nie ma jednak rzeczy niezniszczalnych. Wszelkie awarie powodują zagrożenia dla ludzi, ale również przestoje w pracy statku i straty finansowe. Kierując się odpowiedzialnością za swoje działania firma Bosch Rexroth rozwinęła globalną sieć serwisową, obecną w przeszło 80 krajach i w pobliżu większości ważnych portów morskich. Wysoko wykwalifikowany personel zapewnia usługi w zakresie działań prewencyjnych i diagnostyki układów hydraulicznych, ich modernizacji, napraw oraz dostawy części zamiennych.
Administratorem danych osobowych jest Media Pakiet Sp. z o.o. z siedzibą w Białymstoku, adres: 15-617 Białystok ul. Nowosielska 50, @: biuro@elektroonline.pl. W Polityce Prywatności Administrator informuje o celu, okresie i podstawach prawnych przetwarzania danych osobowych, a także o prawach jakie przysługują osobom, których przetwarzane dane osobowe dotyczą, podmiotom którym Administrator może powierzyć do przetwarzania dane osobowe, oraz o zasadach zautomatyzowanego przetwarzania danych osobowych.
