EuroWire March 2018

Technischer Artikel

Viele dieser Themen stehen oft in einem Zusammenhang. Das mechanische Versagen wird in der Regel auf übermäßige Axialspannung oder Drehmoment bzw. eine übermäßige Biegung zurückgeführt. Bei den Stahlschichten hängt dies mit der Trennung und Instabilität wegen der Korbbildung und mit dem mechanischen Abbau durch den Verschleiß und der Ermüdung des Stahls, oder die Exposition gegen nachteilige äußere Einflüssen zusammen, wie z. B. Druck und Temperatur. Bei Stahlrohren kann das Versagen auch durch einen übermäßigen äußeren Druck entstehen oder Schlauch-/ Rohrberst wegen des übermäßigen Innendrucks. die Dehnung einzuschränken und lange Lebenszyklen zu erhalten. Während die Unterwassertiefen größer werden, wird es schwieriger den Festigkeitsanforderungen gerecht zu werden. Die Kabelfestigkeit wird durch den Einsatz von verzinktem Stahldraht erzielt. Dickerer Draht kann mehr Festigkeit hinzufügen, doch wird dadurch auch Gewicht hinzugefügt. Demzufolge wird der größte Vorteil durch höhere Zerreißfestigkeiten erreicht. Die wichtigsten Faktoren die zur Zerreißfestigkeit beitragen sind: • Stahlchemie und Drahtkühlung • Drahtpatentieren (normalisieren) • Kaltumformung (Hochgeschwindigkeitsziehen) Für Tiefseekabel sind hohe Festigkeiten erforderlich, um

▲ ▲ Abb. 3a, 3b, 3c : Beispiele von Versorgungs- und Seekabeln

▲ ▲ Abb. 4 : Kabelausfälle

Die Notwendigkeit an technologischen Fortschritten wurde weitgehend durch eine Themenkombination angetrieben: die steigende Nachfrage an Erdöl und -gas; Umweltbelangen hinsichtlich einer erhöhten Zuverlässigkeit und Sicherheit in allen Unterwasserausrüstungen bezogen auf die Erdöl- und Erdgasproduktion; sowie die Anforderung Erdöl und -gas aus schwer zu erreichenden Bereichen in den Ozeanen, normalerweise in tieferen Gewässern, zu gewinnen. Tiefwasseranforderungen steigern die Nachfrage an Stahlschichten, um den dynamischeren Anwendungen, denen die Kabel unterzogen werden sollen, widerstehen zu können. dass Stahlmaterialien, ermüdungsfester sein sollen, mit einer höheren Festigkeit, damit spezifische Versorgungs- und Stromkabel kleiner und dünner sein können sowie mit einem geringeren Aufbaugewicht. Während gleichzeitig die Sicherheitsfaktoren auf hohem Niveau eingehalten werden müssen, wird die garantierte Kabellebensdauer, in der Größenordnung von 20 Jahren, nicht aufs Spiel gesetzt. Die Probleme mit Kabeln können sich in vielen Bereichen zeigen, wie z. B. : • Vorfälle während des Transports oder der Installation • Konstruktionsfehler • Unsachgemäße Verwendung • Ermüdungsbruch • Fertigungsprobleme • Durch Haiangriffe und Meeresbewuchs verursachte Schäden • Versehentliche Beschädigung Das führt wiederum dazu,

Ein mehrere Kilometer lang sein und muss in der Unterwasserumgebung hochzuverlässig sein, genau dort wo eine Rückgewinnung oder eine Reparatur sich als unmöglich oder als sehr kostspielig erweisen könnte. Eingesetzt werden auch Versorgungskabel mit kürzeren Längen, um somit eine Verbindung zwischen Unterwasserkonstruktionen und zu Anlagen der Offshore-Installationstätigkeiten zu erleichtern und um die drucktragenden Einrichtungen während des Bohrens eines Bohrlochs und der Bohrlocharbeit zu überwachen. Abb. 3a zeigt ein typisches Beispiel eines Untersee-Starkstromkabels, das ausgelegt wurde, um elektrische Energie zwischen den Plattformen, den Unterwasserausrüstungen und der Küste zu übertragen. Dieses Kabel kann aus Mehrschichten aus Stahlbewehrung bestehen, die sowohl aus Runddraht als auch aus Flachband gefertigt werden kann. Abb. 3b zeigt ein typisches Beispiel eines Unterwasserversorgungskabels aus Stahlrohr, das für die hydraulische Steuerung und Leitungen zur Zufuhr von Chemikalien für Bohrlochkopf- Steuersysteme eingesetzt wird. Abb. 3c zeigt ein typisches Beispiel eines Untersee-Versorgungskabels, das aus einer Zusammenstellung hydraulischer Schläuche besteht, das auch Elektrokabel oder Lichtwellenleiter einschließen kann, die benutzt werden, um Unterwasserkonstruktionen von Offshore-Plattformen oder von einem schwimmenden Seefahrzeug aus zu überwachen. Versorgungskabel kann

▼ ▼ Abb. 5 :

Stahlchemie und Drahtkühlung,

Drahtpatentieren

(normalisieren)

und

Kaltumformung (Hochgeschwindigkeitsziehen)

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März 2018