TWI: Hochfeste Ankerketten

Dauerfestigkeitsermittlung und zerstörungsfreie Prüfung von hochfesten Ankerketten

Dauerfestigkeitsuntersuchung einer hochfesten Ankerkette

Courtesy of TWI Ltd.

TWI bietet Beratung, Forschung und Entwicklung bei der Dauerfestigkeitsermittlung und zerstörungsfreien Prüfung von Ankerketten.

Dauerfestigkeitsuntersuchungen

Ankerketten werden nicht nur für Schiffe sondern auch für die Öl- und Gasförderung zur Verankerung von schwimmenden Produktions- und Lagereinheiten (Floating Production Storage and Offloading Units, FPSOs) sowie Bojen in Tiefseegebieten eingesetzt.

Dauerschwingfestigkeitsuntersuchung einer Ankerkette

1:13 min, © TWI Ltd 3. Dezember 2014

Konstruktionen mit größeren Gliedern und höherfesten Materialien (z.B. Grade R5) werden in Betracht gezogen. Es gibt allerdings noch wenig Kenntnisse über das Dauerschwingfestigkeitsverhalten der hochfesten Ketten, und es ist möglich, dass die erhöhte statische Festigkeit nicht zu einer höheren Ermüdungsleistung im Meerwasser führt. Die Öl- und Gas-Industrie hat daher die Notwendigkeit zum Ausdruck gebracht, Ermüdungstestdaten unter realen Betriebsbedingungen zu erhalten, um ein detailliertes Verständnis der Faktoren zu erhalten, die das Ermüdungsverhalten beeinflussen.

Ferngesteuerte Unterwasser-Ultraschallprüfung

TWI hat ein Ultraschall-Tauchbecken, in dem große, komplexe Objekte mit Ultraschallprüfungen untersucht werden. Das Tauchbecken in der 3200 m² großen Technikhalle des TWI, ist mit einem 7-achsigen Manipulator zur ferngesteuerten Prüfung von komplex geformten Bauteilen mit einem Gewicht von bis zu 1,5 t und einer Größe von bis zu 1 m³ ausgelegt.

Unterwasser-Ultraschalluntersuchung einer Ankerkette

1:17 min, © TWI Ltd 27. Juli 2015

Vorläufiges Konzept für das Chain-Test-Inspektionssystem. Courtesy of TWI Ltd.

Eine typische schwimmende Offshore-Struktur wie ein schwimmendes Produktions-, Lager- und Offshore-Ladeschiff (FPSO) braucht bis zu 14 Ankerketten, was in Abhängigkeit von der Meerestiefe insgesamt fast 10 km Kette ergeben kann.

Die von Det Norske Veritas (DNV) in der "Certification of Offshore Mooring Chain" spezifizierten Untersuchungen erfordern eine Inspektion der Ketten durch Magnetpulverinspektion, ein ZfP-Verfahren zur Erkennung von Oberflächen- und Nahflächenrissen sowie eine Sichtprüfung zur Erkennung von Korrosion, Kettenbruch und Verzug. Bei all diesen Techniken muss die Kette auf das Deck gezogen oder an Land gebracht werden.

Um die regelmäßigen Untersuchungen zu erleichtern, wurde 2006 vorgeschlagen, einen Kettenkrabbelroboter zu konstruieren, der in der Lage ist, die Kette hinunterzuklettern und dabei sowohl ZfP- als auch Reinigungsgeräte einzusetzen. Bei jeder Verbindung stoppt der Roboter, führt eine Reinigung durch, führt eine zerstörungsfreie Prüfung durch und sendet Daten zur Analyse und Aufzeichnung an den Bediener auf der Offshore-Struktur zurück. Es wurde erwartet, dass dieser Ansatz die Zuverlässigkeit der Ketteninspektion erhöht.

Mehr auf Englisch: Connect, Nr. 142, Mai/Juni 2006, S. 3 >

Weblinks zu englischen Veröffentlichungen

FEM-Analyse einer hochfesten Ankerkette

Courtesy of TWI Ltd.

Yanhui Zhang: Untersuchung der Dauerfestigkeit einer hochfesten Ankerkette.
Fernbedientes Ultraschall-Untersuchungs-System für Offshore-Ankerketten.
Philippe Bastid und Simon D. Smith: Numerische Analyse der Kontaktspannungen in Kettengliedern und deren potentielle Auswirkungen auf das Materialermüdungsverhalten. OMAE 2013 Paper No 11360.

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