IDÈKATALOG. Fremtidens offshore installationer kan fremstilles af plast!

Transkript

1 IDÈKATALOG Fremtidens offshore installationer kan fremstilles af plast! Udviklingsprojekt bestående af fem delprojekter med fokus på vækst og beskæftigelse i offshoreindustrien frem mod Projektet der ledes af Offshorecenter Danmark, støttes af Syddansk Vækstforum, EU s Europæiske socialfond og EU s Europæiske fond for regionaludvikling

2 FORORD I forbindelse med projektet Substitution af materialer offshore, som er et ud af fem delprojekter under udviklingsprojektet Energi på havet, blev der d. 11. november 2010 afholdt en idégenereringsdag med aktører fra plast- og offshorebranchen. Dette idékatalog, som er udarbejdet af Loop Company, er et resultat af den indsigt og de resultater, som blev genereret på dagen. 1

3 INDHOLD Indhold 2 Indledning 3 Ideer til emner 5 Coating 5 Platforme & broer 6 Sekundær struktur 7 Bærende struktur 8 Bolig & beskyttelse 9 Kran & løftegrej 10 Konstruktionsudstyr 11 Rørsystemer 12 Opbevaring 13 Kabler & elektricitet 14 Vind & bølgeenergi 15 Mekaniske applikationer 16 Sikkerhed 17 Ideer som vurderes med størst potentiale 18 Lavt hængende frugter 19 2

4 INDLEDNING Dette er et idekatalog, der har fokus på plast som substitutionsmateriale i offshore industrien. Offshore industrien bruger store mængder stål til produktions- og beboelsesplatforme, rørledninger og andre installationer på Nordsøen. Stigende priser på stål og det faktum, at stål er tungt og korroderer i kontakt med havvand, har betydet en øget interesse for at finde andre materialer. Ved at erstatte stål med andre lettere materialer kan offshore industrien spare penge og besvær, ligesom det er muligt at nedbringe energiforbruget på den enkelte offshore installation. Kataloget søger at inspirere offshore branchen til at tænke nyt og erstatte stål med forskellige typer plastmaterialer. Der kan nemlig være penge at spare ved at bruge plastkompositter til udvalgte opgaver på en offshore installation. På en stor platform bruges der 8000 ton stål, og til en bro bruges der 800 tons stål. Ved at erstatte struktur og udstyr med plast kan man udover at reducere vægten slippe for udgifter til svejsning, lakering og andre overfladebehandlinger som skal modvirke korrosion. Fordele ved anvendelse af kompositte materialer i offshore sektoren frem for metalliske materialer Lav densitet Høj styrke / vægtforhold God korrosionsbestandighed God kemiske bestandighed Længere vedligeholdelsesfrekvens Lav vægt Nemmere at installere pga. lav vægt Forarbejdningsmulighed til to- og tredimensionelle emner Indfarvning af materiale i processen Kan samles ved limning eller boltesamling Udmattelsesresistent Lav termisk konduktivitet Integration af elektriske og informationstransmittere Ulemper ved anvendelse af kompositte materialer i offshore sektoren frem for metalliske materialer Brandbarhed (afhænger af materiale) Røgudvikling under brand I visse tilfælde dimensionsforøgelse i forhold til metaller Højere termisk udvidelseskoefficient end for metaller Kan ikke svejses Ved opskæring kan der opstå frie overflader, der giver mulighed for vandindtrængning Vandindtrængning i overfladen Jf.: Rapporten: Plastkompositter som konstruktionsmateriale, august 2009, Offshore center Danmark og plastindustrien. 3

5 Generel kravspecifikation Den generelle kravspecifikation, der kan opstilles for emner til anvendelse på offshore konstruktionens topside, er: 1. Høj styrke / vægtforhold 2. Lav vægt af det enkelte emne 3. Nødvendig styrke 4. Korrosionsbestandighed i havmiljø 5. Andre miljøforhold 6. Lav vandabsorbtion i overfladen 7. Skal kunne samles med andre elementer 8. Emnet skal være muligt at udskifte eller reparere 9. Brandsikkerhed krav til overholdelse af brandklasser og regulativer 10. Lav røgudvikling Eksempler på plastkompositter og deres styrker Materialer med højere styrke og lavere vægt end stål og aluminium: Materialer som er korrosions bestandige i havmiljø: Materialer som forhindrer vandindtrængning: Materialer mod brand og røgudvikling: Polyester Vinylelster Epoxy Kevlarfiber Termoplastiske materialer Polyethylen Polypropylen Polyester Vinylester Epoxy Polyuretan Phenolplast 4

6 IDEER TIL EMNER, DER MED FORDEL KAN SUBSTITUERES AF PLASTKOMPOSITTER Dette afsnit omhandler mulige emner, der på idegenereringsdagen vurderes at kunne erstattes af eller effektiviseres med kompositmaterialer. COATING I offshore industrien bliver rør, pumper, cylindere og beholdere alle sat på prøve af de forskellige bestanddele i råolien. Højtlegerede ståltyper og andre materialer som titanium og wolfram opfylder de fleste krav til rørsystemer, ventiler, pumper og tankanlæg, men de er væsentligt dyrere i anskaffelse og bearbejdning i forhold til traditionel kulstofstål. Coating kan i dag løse en lang række opgaver, som tidligere og stadig i dag bliver løst eller forsøgt løst ved at anvende andre materialer i designfasen. Overfladebeskyttelse Isolering Fundamentbeskyttelse Coating af jacket Indvendig coating af pumper, Overflade mod abrasivt slid Easy clean surface Beskyttelse med HDPE Plast mod rust Plast mod stor korrosion pga. kemisk miljø Stødabsorbering, Brandhæmmende belægning Plastbeskytter Indvendig coating i tanke Spray coating Pv Betonarmering i komposit Antikorrosions-coating Beklædning 5

7 PLATFORME & BROER Blandt andet en helikopterplatform er meget synlig, og skal have en overflade, der er skridsikker og som kan bemales og opmærkes. Desuden skal den være korrosionsbestandig både overfor: rengøringsmidler, havvand, olie og udstødning fra helikoptere. Temperaturen i området svinger fra -40 til + 70 grader, hvilket også sætter krav til materialets styrke og stivhed. Helikopterplatform Serviceplatform Repos Adgangsplatforme, Hele dæk, Dæk i sandwich konstruktioner Gangbro Bådlanding Etagedæk 6

8 SEKUNDÆR STRUKTUR Stiger, broer, gelændere, rækværk, ristegulve og gitterværk kan med fordel erstattes af plastkompositter. For eksempel er stiger af GFK stærkere end stiger af aluminium, de absorberer ikke vand og de rådner eller korroderer ikke. I modsætning til aluminium har GFK en udmærket isoleringsevne, hvilket reducerer risikoen for elektriske stød ved kontakt med højspændingsledninger. Trapper Trappetrin Fiberstiger Rækværk Stakit Stativ Riste Dæksler Ristegulv Gangarealer Reparationskit til GRP-netværkstrapper 7

9 BÆRENDE STRUKTURER Det har længe været kendt, at plastkomposit materiale også har et stort potentiale hvad angår store lastbærende strukturer. BP Amoco s monopod platforme Davy og Bessemer er gode eksempler på anvendelsen af plastkompositter i offshore strukturer. Deres konservative design, der principielt bare er en substitution af stålbjælker med plastkomposit bjælker, resulterede i en vægtbesparelse på 38 % og en kost besparelse på 7 % sammenlignet med den originale konstruktion udført i stål. Tripod jacket i plast Bjælker Bygningsmaterialer Strukturer Monopæle i plastfibre Nyt design Gitterkonstruktioner Bærende konstruktioner Erstat gitterkonstruktioner med sandwichkonstruktioner Master Rørføring 8

10 BOLIGMODULER & BESKYTTELSE Plastkompositter kan være en god løsning til brandmure og eksplosionsbeskyttelse, når man betragter vægtreduktion og omkostningsbesparelser. Paneler fremstillet i plastkompositter er generelt dyrere end kulstofstål, men man opnår desuden fordelen ved, at de ikke korroderer og derfor ikke kræver overfladebehandling. Skillevægge Vægbeklædning Plastruder Styrehuse Paneler Antislip på trapper og gulve Sandwichplader som isolering Beboelsesplatform LFI-moduler Udvendige paneler på hus Kabine, operarationsrum Beboelsescontainer Flydende hotelmodul Beboelsescontainer i glasfiber Borde Tøj Skilte 9

11 KRAN & LØFTEGREJ Kranarm 17 huse Spil Betonbindere Krankabinet Ikke bærende del til kran Kran i glasfiber Kranbom Løftekabler Trosser (aramid, kevlar, plast) Lette bevægelige = mindre kran mindre lejre Førerhus på kran Løftegrej Tøjer Taljeblok 10

12 KONSTRUKTIONSUDSTYR & MATERIALER Plast som erstatning for beton Beslag og bolte Stativ Stilads Vibrationsdæmpende materialer Afskærmninger/ inddækninger Lydafskærmning Dækspaneler ved udluftning og døre Polyesterprofiler Paneler Skorsten Systemløsning i plast ( undgår at svejse) Ophæng af redningsbåden Glideskinner Liners Pakninger Fleksible pads der absoberer mere energi Sænkningsgrej Plastaflægger Håndtag Greb på ventiler i plast Plastventiler Beslag Udluftningsventil 11

13 RØRSYSTEMER I offshore olie- og gasindustrien kan omkostningerne forbundet med at rejse en produktionsplatform reduceres betydeligt, hvis tunge metalrørledninger kan erstattes af lettere rørledninger, der er fremstillet af kompositter. Kompositternes modstandsdygtighed imod korrosion hjælper til med at forbedre pålidelighed, sikkerhed og det medfører en forbedret livscyklusomkostning. Kompositrør kan for eksempel anvendes til brandvandsrør, havvandsindtag, kølerør, kloak- og spildevandsrørsystemer og lignende. Rørsystemer i komposit Plastrørsystemer Strukturel rørføring Brandrør Rørbæringer Rør (piping) hvor der ikke er brandsandsynlighed Isolering af rør Lette rør mindre belastning Fittings, flangers, koblinger, Rør og ventiler til brandvand, Coating bærende bøjler til rør Snapeffekt for røropsætning 12

14 OPBEVARING Container Kasser Tønder Tanke Beholdere Kar Tromleholdere Plast spildbakker Kondensbeholdere Kemikaliebeholdere Trykbeholdere Brandskabe Plast europaller Strips Spande Transportenheder Cylinder 13

15 KABLER & ELEKTRICITET Kabelbakker Kabelseparator Kabelbeskyttelse Elbokse Kabler Kabelkasser Reinforced cables non corrosion Cable connections in colored plastic for easy recognition Indkapslinger Kabelføring Kabelstiger El-skabe El-skinner i plast Plastkontakter Belysning Indkapsling af elektriske komponenter Connector Kabinetter Electrical encapsulation Låg i komposit Kabelbøjler Junction box Tromlebærer 14

16 VIND & BØLGEENERGI Vindmøller Nacelle linse i plast Nacelle inddækning Indmad i nacelle Vinger Møllehuse Bølger Vægtbesparelse ved at lave bevægelige arme til bølgeenergi i plast Plastglideplader Bærearme Flydere 15

17 MEKANISKE APPLIKATIONER Plaststyr Plasthjul Plasttandhjul = ingen smøring og korrosion Wire Ventiler Håndtag Glideplader Pumpehuse Wireskiver Wiretromler Styrebøsninger Aksler Taljer Fibre-reinforced plastic (FRP) Afdækninger ved tandhjul Plastlejer 16

18 SIKKERHED Plastslanger Sikkerhedsnet Antenne Dele af kommunikationsudstyr Radar Sikkerhedsudstyr Sikkerhedskroge Redningsudstyr Brand plus elskabe i GRP Redningsflåde Skilte Afmærkninger Brandmonitor i plast 17

19 IDEER SOM VURDERES MED STØRST POTENTIALE Kabelbakker gulve afskærmning Tandhjul Sekundær struktur Kabler & elektricitet Bolig & sikkerhed Coating Rør Konstruktionsudstyr og materialer Platform struktur Mekaniske applikationer 41 stemmer 22 stemmer 16 stemmer 14 stemmer 14 stemmer 10 stemmer 10 stemmer 9 stemmer Spray coating PVD Greb på ventil kabinetter 18

20 LAVT HÆNGENDE FRUGTER trapper gulve tandhjul afskærmning rør Sekundær struktur Kabler & elektricitet Mekaniske applikationer Bolig & sikkerhed Coating Opbevaring Rør Konstruktionsudstyr og materialer 14 stemmer 14 stemmer 9 stemmer 8 stemmer 7 stemmer 6 stemmer 6 stemmer 5 stemmer plast mod stor korrosion pga. kemisk miljø kabler 19