Lagerpunten in inspectierobots trotseren de ruwe Noordzee

Probleem

Omdat de robots  permanent onder water  werken, is zeewaterbestendigheid  benodigd  voor de componenten. Bovendien worden de lagers belast tot 500 kg.  Voor een zo lang mogelijke levensduur is een slijtvast lager nodig.  

Oplossing

Met iglidur J kunststofglijlagers heeft het bedrijf SubC een zeer slijtvaste oplossing gevonden die zeer goed en betrouwbaar werkt onder de zware omstandigheden.  Omdat er geen smering nodig is, kunnen de iglidur lagers onderwater worden gebruikt zonder gevaar voor het milieu.  Zelfs bij de optredende belastingen van 30 MPa in combinatie met zout water kon na 200.000 cycli geen significante slijtage van de glijlagers worden vastgesteld.  

Als in een wasmachine' - duiken is gevaarlijk en duur

Boorplatforms worden gemonteerd op zogenaamde 'jackets' - vierkante structuren van stalen buizen die verankerd zijn aan de zeebodem. Het verbouwingsproject omvatte ook het maken van een inventaris. Hoe zit het met de kwaliteit van de stalen buizen - vooral in de buurt van het wateroppervlak, in de zogenaamde spatzone, waar de structuur gevoelig is voor corrosie? Om antwoorden te vinden, sprongen duikers in het verleden in het water. Een gevaarlijke taak.
 
Een duiker vergelijkt de operatie met een 'ritje in een wasmachine'. Bovendien zijn bemanning, uitrusting en ondersteunende schepen duur. Total is daarom op zoek gegaan 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 dat gespecialiseerd is in de ontwikkeling van offshore technologieën. SubC heeft de robotcrawler voor de inspectie van pijpleidingen ontwikkeld, gemaakt en bediend. Een speciaal eerbetoon: De robot kreeg een innovatieprijs van Total.

De Jacket Crawler beweegt langs de buizen van gasplatforms met twee hydraulisch aangedreven klauwen. De op afstand bestuurde robot voert inspectie- en reparatietaken uit.

Veiliger en kosteneffectiever: robots voor inspectie en ontmanteling

De Crawler heeft twee hydraulisch aangedreven metalen klauwen met in totaal 12 rollen, die zich elk met een contactdruk van 500 kg aan de stalen structuur vastklemmen. Op 12 rollen beweegt de rups rond de buis. De voorwaartse beweging lijkt op die van een rups: als hij vooruit wil, grijpt de achterste klauw de buis vast. De voorste klauw drukt een paar centimeter naar voren via hydraulische cilinders. Dan trekt de voorste klauw de achterste na. Op deze manier bereikt de robot elk punt van de buis.
 
En het besturingssysteem? De Crawler kan worden bewogen met een joystick. Via zes camera's levert het een live beeld aan het commandocentrum. Van daaruit bestuurt de operator ook de robotgereedschappen - voornamelijk een draaddiamantsnijder waarmee de robot onderdelen of structuren op het platform kan zagen en verwijderen.

Ontwikkeling van de diamantslijper met draad: dankzij de drylin lineaire assen kan het gereedschap op de millimeter nauwkeurig worden uitgelijnd.

Hoogwaardig polymeer beschermt de robotcrawler tegen corrosie

De Robotic Crawler loopt - in tegenstelling tot een duiker - niet het risico gewond te raken. Maar het zoute zeewater was nog steeds een uitdaging voor de ingenieurs. Als de experts metalen bussen hadden gebruikt in de gewrichten van de robot, zouden het risico op corrosie en ongeplande stilstand constante begeleiders zijn geweest.
 
De ingenieurs kozen daarom voor een alternatief: bussen gemaakt van iglidur hoogwaardig polymeer, aangeboden door de specialist in bewegingskunststoffen igus uit Keulen. "Dankzij de polymeerbussen hoeven we ons geen zorgen meer te maken over corrosie," legt Bjarne Lindquist uit, de verantwoordelijke Design Engineer bij SubC Partner. Het is dan ook niet verwonderlijk dat de ingenieurs een ander product van igus gebruiken. De diamantslijper met draad beweegt op drylin lineaire assen. "Dankzij hen kunnen we de frees op de millimeter nauwkeurig positioneren. "
 
Op het gebied van robuustheid blijven de polymeercomponenten niet achter. De polymeerverbindingen worden gemengd met versterkende materialen die de bussen zo robuust maken dat ze bestand zijn tegen hoge druk en randbelasting. "igus heeft kunststofproducten ontwikkeld als alternatief voor metalen producten in industriële professionele 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 een lage wrijvingscoëfficiënt mogelijk zonder extra smering met oliën en vetten. Last but not least was SubC Partner in staat om de kosten van de robotcrawler te verlagen. De iglidur bussen zijn tot 40 procent rendabeler dan metalen bussen.

De Jacket Crawler inspecteert, reinigt en repareert het stalen geraamte van een Deens gasplatform.

Laboratoriumtests bevestigen slijtvastheid van kunststof lager

Om de duurzaamheid van haar materialen te bewijzen, heeft igus een testlaboratorium van 3.800 vierkante meter, waar elk jaar meer dan 15.000 tribologische tests worden uitgevoerd op 300 testfaciliteiten. Ook iglidur Z, het materiaal dat SubC Partner gebruikt, moest daar zijn robuustheid bewijzen. De ingenieurs draaiden een polymeerbus op een ST52 gas-genitreerde as - met een snelheid van 0,01 meter per seconde en een belasting van 30 MPa. Zelfs na 200.000 cycli kon er geen merkbare slijtage worden gemeten op de bussen en de as.
 
Het resultaat is anders met de metalen bussen. De ingenieurs stopten het experiment na 35.000 cycli. Te veel slijtage van de bussen, te veel schade aan de as. De iglidur Z is speciaal ontwikkeld voor een maximale levensduur onder extreme omstandigheden. Naast de slijtvastheid tegen zout water is het ook geschikt voor hoge thermische belasting en grote krachten.
 

Naar de gebruikte producten

In de gewrichten van de robot worden glijlagers van iglidur Z gebruikt. Het hoogwaardige polymeer is slijtvast, corrosievrij en vereist geen smering.