Lagerpunten in inspectierobots trotseren de ruwe Noordzee

Aangezien de robots permanent onder water werken, moeten de onderdelen bestand zijn tegen zeewater. Bovendien worden de lagers blootgesteld aan een belasting tot 500 kg. Om een zo lang mogelijke stilstandtijd te bereiken, is een slijtvast lager nodig.

Met iglidur® J polymeerlagers heeft SubC een zeer slijtvaste oplossing gevonden die zeer goed en betrouwbaar werkt onder zware omstandigheden. Omdat ze smeringsvrij zijn, kunnen de iglidur® lagers zonder gevaar voor het milieu onder water worden gebruikt. Zelfs bij de optredende belastingen van 30 MPa in combinatie met zout water kon na 200.000 cycli geen significante slijtage van de lagers worden vastgesteld.

Boorplatforms staan op jackets - vierkante constructies van stalen buizen die verankerd zijn aan de zeebodem. Als onderdeel van de renovatie moest er een inventarisatie worden gemaakt. Wat is de staat van de stalen buizen - vooral in de buurt van het wateroppervlak in de zogenaamde spatzone, waar de structuur gevoelig is voor corrosie? Vroeger sprongen duikers in het water om de antwoorden te vinden. Een gevaarlijke taak.

Een duiker vergelijkt de missie met een 'ritje in de wasmachine'. Bovendien zijn bemanning, apparatuur en ondersteuningsvaartuigen duur. Total ging daarom op zoek naar een alternatief. Het bedrijf vond wat het zocht in Esbjerg. De Deense stad in het zuidwesten van Jutland is het hoofdkantoor van SubC Partner - een bedrijf gespecialiseerd in de ontwikkeling van offshore technologieën. SubC ontwikkelt, produceert en bedient de robotrups voor het inspecteren van pijpleidingen. Een bijzondere eer: de robot werd geëerd met een innovatieprijs van Total.

De rups heeft twee hydraulisch aangedreven metalen klauwen met in totaal 12 rollen die met een contactdruk van elk 500 kg rond de stalen constructie klemmen. De rups beweegt rond de buis op 12 rollen. De voorwaartse beweging is vergelijkbaar met die van een rupsband: als hij vooruit wil, houdt de achterste klauw de buis op zijn plaats. De voorste klauw duwt een paar centimeter naar voren met behulp van hydraulische cilinders. De voorste klauw trekt vervolgens de achterste klauw terug. Hierdoor kan de robot elk punt op de pijp bereiken.

En het besturingssysteem? De rupstrekker kan worden bewogen met een joystick. Via zes camera's levert hij een live beeld aan het commandocentrum. Van daaruit bestuurt de operator ook de gereedschappen waarmee de robot kan worden uitgerust - voornamelijk een draaddiamantsnijder, waarmee de robot onderdelen of constructies die op het platform moeten worden aangepast, afzaagt en naar boven brengt.

In tegenstelling tot een duiker loopt de robotcrawler niet het risico zichzelf te verwonden tijdens zijn werk. Maar het zoute zeewater was nog steeds een uitdaging voor de ingenieurs. Als de experts metalen bussen in de gewrichten van de robot hadden gebruikt, zou er een constant risico op corrosie en ongeplande stilstand zijn geweest.

De ingenieurs kozen daarom voor een alternatief: bussen gemaakt van iglidur® hoogwaardige kunststoffen, die worden geproduceerd door motion plasticspecialist igus® uit Keulen. "Dankzij de kunststof bussen hoeven we ons geen zorgen meer te maken over corrosie," legt Bjarne Lindquist uit, de verantwoordelijke ontwerper bij SubC Partner. Het is dan ook geen verrassing dat de ingenieurs een ander igus® product gebruiken. De draaddiamantsnijder beweegt op drylin® lineaire assen. "Dankzij deze assen kunnen we de frees op de millimeter nauwkeurig positioneren."
 
En ook de kunststof onderdelen hebben niets te verbergen als het op robuustheid aankomt. Aan de kunststof compounds worden versterkende materialen toegevoegd, die de bussen zo robuust sterk maken dat ze bestand zijn tegen hoge drukken en randbelastingen. "igus® heeft de kunststof producten zo ver ontwikkeld dat ze een alternatief zijn voor metalen alternatieven in professionele industriële toepassingen," zegt Anders Riis Olesen, Technical Sales Consultant bij igus®. "Dat is geweldig." De bussen zijn ook onderhoudsvrij.

Omdat vaste smeermiddelen in het materiaal zijn geïntegreerd, is een droge werking met lage wrijvingscoëfficiënten mogelijk - zonder extra smeermiddelen zoals oliën en vetten. Last but not least was SubC Partner in staat om de kosten voor de robotcrawler te verlagen. Dit komt doordat de iglidur® bussen tot 40 procent goedkoper zijn dan metalen bussen.

Om de duurzaamheid van haar materialen aan te tonen, heeft igus een testlaboratorium van 3.800 vierkante meter op®, waar jaarlijks meer dan 15.000 tribologische tests worden uitgevoerd op 300 testsystemen. Het door SubC Partner gebruikte iglidur® Z materiaal moest daar ook zijn robuustheid bewijzen. De ingenieurs zwenkten een kunststof bus op een gas-genitreerde as van het type ST52 - met een snelheid van 0,01 meter per seconde en een belasting van 30 MPa. Zelfs na 200.000 cycli kon geen significante slijtage worden gemeten op de bussen of de as.

Het resultaat was anders voor de metalen bussen. De ingenieurs annuleerden de test al na 35.000 cycli. De slijtage aan de bussen was te hoog en de schade aan de as te ernstig. iglidur® Z werd speciaal ontwikkeld voor een maximale levensduur onder extreme omstandigheden. Naast de slijtvastheid tegen zout water is het ook geschikt voor hoge thermische belastingen en grote krachten.

Naar de gebruikte producten