Verbundwerkstoffe für die Reparatur von Rohrleitungen

Im Morgengrauen beginnen Taucher bei schwachen Gezeiten eine Reihe von Tauchgängen, um die zusammengeschnittenen Snap Wrap-Splithülsen an beschädigten Bereichen einer Pipeline in Cook Inlet, Alaska, zu befestigen. (Foto mit freundlicher Genehmigung von ClockSpring | NRI)

Bei richtiger Konstruktion und Anwendung können Verbundwerkstoffe, die seit den 1980er Jahren für Rohrreparaturen verwendet werden, den zu reparierenden Stahl in Offshore-Umgebungen überdauern.

Trotz einer jahrzehntelangen Erfolgsgeschichte, sagt Matt Green, Vice President of Technical Services bei ClockspringNRI, werden Composites als "das neue Kind auf dem Block" angesehen.

Es gebe schon lange die Tendenz, "mehr Metall auf das Metall zu legen" in Form von Klammern oder geschweißten Flecken, wenn Reparaturen erforderlich sind, sagt er.

„Was die Industrie getan hat, ist bewiesen, und sie möchten sicherstellen, dass alles, was sie tun, auch bewiesen wurde“, sagt Green. "Es ist nicht so, dass sie nicht an die Materialien glauben, sondern sie wollen die Daten sehen."

ClockspringNRI investiert viel und konzentriert seine Tests und Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf Verbundwerkstoffe, um die Lebensdauer und Haltbarkeit von Verbundwerkstoffen zu kennen und zu verstehen, sagt er.

Einige dieser Testmethoden umfassen Langzeitprogramme mit einer Laufzeit von bis zu 10 Jahren und simulierte Umweltprüfungen, die für Offshore-Bedingungen spezifisch sind. Diese Tests wurden nicht nur von mehreren externen Organisationen durchgeführt, sondern auch in den Testeinrichtungen von ClockspringNRI.

Green sagt, dass das Reparieren von Pipelines und Risers mit Verbundwerkstoffen die Lebensdauer des Assets verlängert. Testprogramme ermöglichen die Entwicklung von Konstruktionen, die das Rohr selbst überdauern können. Mit Tests, Validierung und Design - und abhängig von den Ladebedingungen - können Composites eine Designlebensdauer von 50 Jahren oder mehr bieten.

Eine Reparaturmethode wie Ausschneiden und Ersetzen setzt voraus, dass das System geschlossen ist. Da Verbundwerkstoffe jedoch extern angewendet werden, ist es nicht erforderlich, eine Linie zu schließen und die Produktion während der Reparatur zu verlieren, sagt er. Zwar werden Klammern auch extern angebracht. In vielen Fällen müssen sie jedoch nach den Spezifikationen der Schnur bearbeitet werden und brauchen daher einige Zeit, um die Reparaturstelle zu erreichen, während Verbundwerkstoffe normalerweise ab Lager verfügbar sind. Verbundwerkstoffe sind leichter als metallische Klammern oder Schneid- und Austauschverfahren, was das System weniger belastet und die Installation vereinfacht. Composite-Reparaturarbeiten sind einfacher und sicherer als metallisches Flicken, da kein Schweißen erforderlich ist. Schließlich werden Verbundreparaturen tendenziell schneller ausgeführt und sind kostengünstiger als andere Methoden, sagt Green, da sie nicht zu Produktionsausfällen führen.

Composite-Reparaturen werden in einem Eisbad in der R & D-Anlage von ClockSpring | NRI getestet, um Tiefseebedingungen im Offshore-Bereich zu simulieren. (Foto mit freundlicher Genehmigung von ClockSpring | NRI)

Kommerziell erhältliche Komposite von ClockspringNRI können bei Temperaturen von unter null bis 270 ° C funktionieren.

"Im Allgemeinen liegt die Grenze jedoch in der Umgebung, in die sie gehen werden", sagt Green.

Beispielsweise gibt es begrenzte Anwendungsverfahren zum Reparieren von undichten Untersee-Rohren mit Verbundwerkstoffen aufgrund des Haftungsgrades, der in solchen Umgebungen erreicht werden kann, aber ClockspringNRI beschäftigt sich mit Forschung und Entwicklung, um dies zu ändern.

Derzeit ist der Grenzwert für die Unterwasserinstallation durch die Wassertiefe festgelegt, in der ein Taucher sicher arbeiten kann. ClockspringNRI ist mit einem großen E & P-Unternehmen und einem ROV-Hersteller an der laufenden Forschung und Entwicklung beteiligt, um die Durchführung von Tiefwasserreparaturen mit Verbundwerkstoffen zu ermöglichen .

Fallgeschichten
Das alte Syntho-Glass XT-Verbundsystem von ClockspringNRI wurde verwendet, um verschiedene Längen eines Steigrohrs oberhalb und unterhalb der Wasserlinie vor der Küste Malaysias in 28 Metern Wasser zu reparieren. Die fragliche Steigleitung war innerlich und äußerlich korrodiert, wobei einige Schäden in Haufen und einige über die gesamte Länge der Steigleitung auftraten. Darüber hinaus wurde der Aufstieg im Laufe der Jahre immer wieder von Booten und Ankern eingedrückt. Die Reparatur wurde aufgrund der Verfügbarkeit der Arbeitskräfte und der im Wasser erlaubten Zeit in zwei Phasen installiert, wurde jedoch in einem Bruchteil der Zeit abgeschlossen, in der ein vollständiger Schnitt und Ersatz vollständig und zu einem Bruchteil der Kosten hätte abgeschlossen werden können.

Taucher wenden Syntho-Glass XT an, um mehrere Defekte an einer unter Wasser liegenden 10-Zoll-Kohlenstoffstahl-Ölleitung in 28 m Wassertiefe vor Malaysia zu reparieren. (Foto mit freundlicher Genehmigung von ClockSpring | NRI)

Einige Riser vor der Küste Kaliforniens waren während des Andockvorgangs von Binnenschiffen und Schiffen über die Wasserlinie gebeugt worden. Die Techniker erreichten die beschädigte Stelle per Seil, um diese Dellen mit dem leichten Syntho-Glass XT-Verbundwerkstoff von ClockspringNRI zu reparieren. Die Linie, die repariert werden musste, war die Hauptzufuhrlinie für die Produktion, und das Herunterfahren für eine herkömmliche Reparatur hätte das Unternehmen über mehrere Tage mehr als 120.000 USD pro Tag gekostet. Die Kompositreparatur wurde in weniger als zwei Stunden installiert, ohne dass die Produktion unterbrochen werden musste.

Zu Beginn dieses Jahres führte ClockspringNRI vor der Küste Perus eine Snap-Wrap-Reparatur in Wassertiefen von 50 Fuß durch. Die Technologie wurde verwendet, um sieben Dellen mit einer Breite von 5 Zoll bis 9 Zoll in einer 14-Zoll-OD-Pipeline zu reparieren. Jede Delle wurde in etwa zwei Stunden repariert, die endgültige Heilung in zweieinhalb Stunden. Die gesamte Reparatur dauerte einige Tage. Da für andere Lösungen heiße Arbeiten erforderlich sind, hätte vor Produktionsbeginn die Produktion stillgelegt und die Leitung von Kohlenwasserstoffen befreit werden müssen, was zu erheblichen Gewinneinbußen während der Durchführung von Reparaturen führte.

ClockspringNRI hat im vergangenen Jahr sein vorgehärtetes Split-Sleeve-Verbundreparatursystem Snap Wrap im Niedrigwasser von 100 Fuß vor Alaska eingesetzt. Dieses Projekt wurde über mehrere Monate hinweg durchgeführt, da Tauchgänge nur bei schwachen Gezeiten durchgeführt werden konnten. Durch die Reparatur wurde die Pipeline wieder auf die ursprünglichen Konstruktionsspezifikationen zurückgesetzt und der Betrieb konnte ohne Unterbrechung fortgesetzt werden, während die Reparaturen an der Leitung durchgeführt wurden, wodurch Millionen von Dollar eingespart wurden.

Das vorgehärtete System „beseitigt viele Installationssorgen“ und ermöglicht es, sich unter „niedrigen“ oder „no-viz“ -Zuständen einzusetzen, wo Taucher es nach Gefühl anstellen. Vorgehärtet macht es einfacher “, sagt Green. "Sie finden nur die Pfeife und die Spaltmuffen lassen sich schnell und einfach einrasten."

Die Techniker auf einem Schiff bereiten die zusammengesetzten Split-Sleeves von Snap Wrap auf einem speziellen Rahmen vor, der die Platzierung von Tauchern vor einem peruanischen Peru vereinfacht. (Foto mit freundlicher Genehmigung von Morken Peru SAC)