Specialūs inkarų ir grandinių sprendimai jūros projektams

Medžiagų ir sertifikavimo standartai jūrų aplinkoje Jūrų šliužų ir grandinių sistemos

Korozijai atsparios medžiagos: cinkuotas plienas, AISI 316 nerūdijantis plienas ir R3/R4 klasės lydiniai

Jūrų šliužų ir grandinių sistemos turi atlaikyti jūros vandens koroziją, didelį hidrostatinį slėgį ir ciklinius apkrovimus. Cinkuotas plienas užtikrina naudingą kainos ir apsaugos santykį dėka aukso cinko dangos, kurios patikimumas patvirtintas 1000 valandų druskos purškimo bandymu. AISI 316 nerūdijantis plienas pasižymi puikiu chloridų atsparumu dėka 2–3 % molibdeno kiekio – tai ypač svarbu šliužų ir grandinių komponentams, veikiantiems bangų veikiamose zonose ir po vandeniu. Ultragilumųjų jūrų taikymams (>1500 m) R3 ir R4 klasės lydiniai iš plieno užtikrina tempiamąją stiprybę, viršijančią 800 MPa, ir žymiai pagerintą nuovargio atsparumą palyginti su įprastomis klasėmis. Per anksti prasidėjusi korozija jūrų grandinėse gali padidinti viso gyvavimo ciklo keitimo kaštus iki 740 tūkst. JAV dolerių (Ponemon institutas, 2023 m.), todėl akivaizdu, kad medžiagų pasirinkimas turi būti susietas su aplinkos sąlygų griežtumu.

Pasaulinės jūrų laivų sertifikavimo sistemos: ABS, DNV, BV ir ISO 9001 atitikties laivų inkarų bei grandinių vientisumui užtikrinti

Konstrukcinė patikimumo ir eksploatacinė saugos užtikrinama laikantis pasauliai pripažintų jūrų laivų sertifikavimo sistemų. Pagrindiniai gamintojai atitinka Amerikos laivų klasifikacinės bendrovės (ABS) reikalavimus įrodymų ir lūžio apkrovos bandymams, DNV nuovargio atsparumo protokolus (daugiau nei 200 000 įtempimo ciklų) bei Biuro Veritas (BV) standartus korozijos atsparumui. ISO 9001 sertifikavimas užtikrina visą sekamumą – nuo žaliavų lydinių įsigijimo per šiluminį apdorojimą, kovinį formavimą iki galutinės surinkimo – sumažinant defektų rodiklį 30 % (DNV, 2023 m.). Sertifikuotos grandinės yra tiriamos Charpy smūgio bandymais esant –20 °C temperatūrai, kad būtų patvirtinta žemos temperatūros lūžio atsparumas, taip pat atliekama magnetinė dalelių inspekcija, siekiant aptikti paviršiaus požemines klaidas, kurios nematomos plika akimi. Šie integruoti patikrinimo etapai yra būtini, kad būtų sumažintos montavimo ir eksploatacijos nesėkmės ekstremaliomis jūrų aplinkybėmis, pvz., Šiaurės jūroje.

Pritvirtinimo įtaisų ir grandinės konfigūracijos plūduriuojančioms jūros vėjo elektrinėms

Katenarinės, įtemptosios kojos ir įtempimo kojos pritvirtinimo sistemos, naudojančios didelius pritvirtinimo grandinės komplektus

Plūduriuojančios jūros vėjo elektrinės remiasi trimis pagrindinėmis pritvirtinimo konfigūracijomis – katenarine, įtemptosios kojos ir įtempimo kojos – kiekviena iš jų optimizuota vandens gyliui, dugno sąlygoms ir dinaminėms apkrovoms. Katenarinės sistemos naudoja ilgas, pakabintas didelės inkaro grandinės segmentų dalis, kurių svoris užtikrina natūralią lankstumą ir slopinimą; jos yra tinkamos vidutiniam gyliui (iki 300 m). Įtemptosios kojos konstrukcijos derina trumpesnes, stačiau kampu einančias grandines su aukštos moduliacijos poliesterinėmis virvėmis, kad būtų sumažinta jūros dugno užimama teritorija ir padidinta stovėjimo vietos stabilumo standžiškumas. Labai giliuose vandenyse (>150 m) įtempimo kojos sistemos naudoja beveik vertikalias lynų sistemų dalis, pritvirtintas prie nejudamų jūros dugno pamatų, reikalaujančias laivo ankuras ir grandinė surinkimai, kurių lūžio stipris viršija 3500 kN. Pagal DNV-ST-0119 šie sistemos reikalauja R4 arba R5 klasės lydinių grandinių – sukurtų veikti daugiau kaip 10⁷ įtempimo ciklų per 25 metų projektinį tarnavimo laiką – su griežta priežiūra dėl skersmens (iki 210 mm), svorio ir stiprio santykio bei korozijos mažinimo strategijų, kurios tiesiogiai veikia CAPEX ir OPEX.

Bendrosios ir daugiagrandinės kotvietės sistemos: apkrovos pasiskirstymas, atsarginės galimybės ir sąveika su specializuotomis kotvietėmis bei grandinėmis

Specializuotos kotvietės ir grandinės sprendimai leidžia naudoti bendrąsias kotvietes, kai viena pamatas aptarnauja kelias vėjo jėgainių pritvirtinimo linijas – paprastai 3–6 viename klasteryje. Šis požiūris sumažina dugno užimamą plotą 35 %, išlaikant IEC 61400-3 saugos ribas. Pagrindiniai veiksniai, leidžiantys tai pasiekti, yra:

• Apkrovos pasiskirstymo centrai su kaltais jungiamaisiais žiedais, kurie vienodai nukreipia dinamines apkrovas
• Keičiamos grandinės dalys, sertifikuotos pagal ISO 1704 patvirtintųjų bandymų ribas
• Avarinės atjungimo sistemos, suprojektuotos taip, kad atsarginės galimybės aktyvinimas užtruktų mažiau nei 45 sekundės

Standartiniai grandinės žiedai, Kentero jungtys ir partijomis sertifikuotos grandinės užtikrina greitus komponentų keitimus techninėje priežiūroje. Ypač svarbu daugiapakopės tarpveikos sąlyga – sekama medžiagos cheminė sudėtis, ypač nikeliu ir chromu lydiniai, kurie įrodyta atsparūs duobutinei korozijai chlorido koncentracijoje, viršijančioje 19 000 ppm. Visiškai integruoti šie sistemos užtikrina kapitalinių išlaidų (CAPEX) sumažėjimą daugiau kaip 2,8 mln. JAV dolerių kiekvienam 100 MW plūduriuojančio vėjo elektrinės parkui ir atitinka ABS pozicijos laikymo klasės žymenis dinaminiam pozicionavimui užtikrinti.

Inovacinės gilumos jūros inkarų technologijos, integruotos su didelės stiprybės grandine

Giliai įleistas žiedo formos inkaras (DERA): greitas montavimas ir laikymo galia, poruojami su sunkiosios naudos grandine

Giliai įterptas žiedinis kotuojamasis įtaisas (DERA) perdefinuoja gilaus vandens kotavimo efektyvumą – pasiekdamas įrengimo greitį iki 50 % didesnį nei įprasti vilkiami kotai, tuo pat metu užtikrindamas laikymo našumą, viršijantį 200 tonų. Žiedo forma paskirsto dugno reakcijos jėgas keliomis plokštumomis, leisdama stabiliai integruotis su R4 klasės ankuras ir grandinė sistemos. Kotų kreivumas yra specialiai suprojektuotas taip, kad būtų galima naudoti didelės inkaro grandinės iki 150 mm skersmens grandines, pašalinant vietines įtempimo koncentracijas grandinės kablio jungtyje. Sumažindamas laivo buvimą vietoje, DERA pagrindu atliekami darbai sumažina kotavimo įrengimo kaštus maždaug 30 % („MarineTech Journal“, 2023 m.).

Moduliniai spiraliniai kotai: jūros dugno nepriklausomas diegimas ir suderinamumas su individualizuotomis grandinėmis su kotais

Moduliniai sukliniai švinčiai užtikrina jūros dugno nepriklausomą įrengimą įvairiose dugno medžiagose – nuo minkštų dumblių iki tankių molų – naudojant keičiamas, besisukančias suklinių plokštes, kurios įsiterpia be išankstinio gręžimo. laivo ankuras ir grandinė jų segmentinė konstrukcija leidžia tiksliai pritaikyti sistemą konkrečiai vietai, išlaikant DNV sertifikuotą tempiamąją stiprybę ir nuovargio atsparumą. Standartiniai jungties sąsajos užtikrina beproblemę integraciją su specialiai sukurtomis grandinė su šlepe konstrukcijomis, neleisdami suderinamumo susijusiems gedimams apkrovos perdavimo metu. Įsukimo metodas sumažina jūros dugno sutrikdymą 80 % lyginant su smūginiais alternatyviais sprendimais – taip palaikoma tiek inžinerinė vientisumas, tiek aplinkos apsauga jautriose jūros vėjo elektrinės statybos zonose.

Dažniausiai užduodami klausimai

Kokie medžiagų tipai dažniausiai naudojami jūros švinčių ir grandinių sistemoms?

Dažnai naudojami medžiagų tipai, tokie kaip cinkuotas plienas, AISI 316 nerūdijantis plienas ir R3/R4 klasės lydiniai, dėl jų korozijos atsparumo, didelio tempiamumo stiprio ir ilgaamžiškumo ekstremaliomis jūrinėmis sąlygomis.

Kokie sertifikatai užtikrina inkarų ir grandinės sistemų kokybę?

ABS, DNV, BV ir ISO 9001 organizacijų sertifikatai užtikrina inkarų ir grandinės sistemų konstrukcinį patikimumą, eksploatacinę saugą ir medžiagų sekamumą.

Kurios pritvirtinimo sistemos yra optimalios plaukiojančioms jūrų vėjo elektrinėms?

Plaukiojančioms jūrų vėjo elektrinėms dažniausiai naudojamos grandininės (catenary), įtemptos (taut-leg) ir įtempimo (tension-leg) pritvirtinimo sistemos, kurios parenkamos atsižvelgiant į vandens gylį ir dugno sąlygas.

Kokie yra bendrų ir daugiagrandinių inkarų sistemų naudingumo privalumai?

Bendro inkaro konfigūracijos sumažina dugno poveikį 35 % ir gali sutaupyti daugiau nei 2,8 mln. JAV dolerių kiekvienai 100 MW plaukiojančiai vėjo elektrinei, išlaikant pramonės saugos ribas.

Kaip moduliniai spiraliniai inkarai palengvina jūrų montavimą?

Moduliniai sukliniai švinčiai leidžia naudoti jų be žemės paviršiaus priklausomybės, sumažina dugno sutrikdymą 80 % ir užtikrina suderinamumą su nestandartinėmis grandinėmis ir švinčių komplektais.