Оператери рутински контактирају мој тим са фрустрирајућом ситуацијом: кертриџ са лопатицама који испоручује 14.000 сати у лабораторијском тестном уређају отказује након 6.500 сати на платформи. Пумпа је истог модела. Номиналне спецификације се подударају. Профил радног притиска је у објављеним границама. Па ипак, разлика у веку трајања је стварна и доследна у целом сегменту.

Провео сам довољно времена на сервисним позивима платформи и растављањима након квара да бих разумео зашто се овај јаз јавља и желео бих да поделим оно што сам научио о основним узроцима. То није један узрок. То је акумулација стресора коју лабораторијско тестирање или поједностављује или потпуно изоставља. Овај чланак пролази кроз те стресоре и праксе одржавања које надокнађују већи део изгубљеног века трајања, на основу теренских података које смо прикупили на приобалним инсталацијама у Северном мору, Мексичком заливу и приобалним деловима Западне Африке.

Шта лабораторијско тестирање заправо потврђује

Произвођачи хидрауличних пумпи процењују век трајања кертриџа на основу стандардизованог тестирања које прати ISO 4391 и протоколе специфичне за произвођача. Испитни уређај користи чисто хидраулично уље филтрирано према ISO 4406 18/16/13 или бољем, ради на константном циљном притиску и протоку, одржава температуру уља у уском опсегу и ради континуирано без вибрација или спољашњег механичког напрезања.

Купци који упоређују различите серије пумпи за морску употребу могу прегледатиПородица кертриџа серије Vуз Т6 платформу како би се идентификовала права конфигурација за специфичне захтеве платформе.

Под овим контролисаним условима, Т6 кертриџ са једном пумпом константно испоручује 14.000 до 18.000 радних сати пре него што се појаве три сигнала за замену. Лабораторијски тест служи правој сврси: потврђује маргине дизајна, доследност производње и номиналне перформансе у целој породици производа. Произвођачи и купци се ослањају на ове бројке за планирање капацитета и прогнозирање замене.

Оно што лабораторијски тест не обухвата јесте кумулативни ефекат вишеструких стресора који делују истовремено у реалним инсталацијама. Сваки појединачни стресор може бити у оквиру пројектних граница. Међутим, комбиновани утицај убрзава хабање далеко изнад онога што било који појединачни лабораторијски тест може предвидети. Окружење офшор платформе је један од најтежих примера овог сложеног ефекта.

Стресор број један: Путеви контаминације сољу

Со улази у хидраулични систем кроз неколико путева које лабораторијска испитивања не обрађују. Најчешћи су оштећени заптивци, посебно око заптивки вратила, заптивки клипњача цилиндра и вентилатора резервоара. Ваздух оптерећен сољу и морска прскалица продиру у ове тачке под условима на платформи, уносећи јоне хлорида у уље.

За оператере платформи који процењују заменске пумпе у целом портфолију поморских производа,породица мотора са лопатицамадопуњује линију пумпи Т6 помоћним моторним погонима за системе позиционирања.

Једном када доспеју у уље, честице соли делују као абразивни загађивачи који убрзавају хабање врхова лопатица, потисне плоче и површина брегастих прстенова. Механичко хабање од соли је видљиви начин квара, али јони хлорида такође подстичу електрохемијску корозију на површинама лежајева и заптивкама вратила. Ова корозија ретко изазива тренутни квар, али смањује век трајања лежајева и заптивки, стварајући секундарне кварове поред самог кертриџа.

Пакети за заптивање мора доступни заПумпе серије Т6Користите флуороугљеничне еластомере предвиђене за изложеност соли. Ови материјали коштају више од стандардних нитрилних заптивача, али продужавају век трајања заптивача за 3 до 5 пута у морским срединама. Купци који специфицирају пумпе за офшор платформе увек треба да потврде избор заптивног пакета, јер су стандардни заптивачи подразумевани у многим конфигурацијама производа, осим ако нису експлицитно надограђени.

Поред заптивача, филтер за одзрачивање резервоара је уобичајен пут контаминације у приобалним инсталацијама. Стандардни одзрачивачи уклањају честице, али не и пару соли. Специјализовани бродски одзрачивачи са медијумом за хватање соли су доступни и коштају од 50 до 150 америчких долара по јединици. За оператере платформи који користе више пумпи, надоградња одзрачивача у целој флоти је једна од инвестиција у одржавање са највећим исплативошћу.

Стресор два: Термички циклуси услед повременог рада

Хидраулични системи платформе ретко раде непрекидно. Рад дизалице се циклично укључује и искључује како се терет креће. Системи витла се кратко активирају током руковања или позиционирања сидра. Погонске јединице могу сатима стајати у празном ходу између оперативних догађаја. Сваки циклус покретања и гашења производи термички прелаз који кертриџ мора да апсорбује.

Купци који истражују поузданост приобалних пумпи могу се позвати наЕвропска федерација за руковање материјалимастандарди за опрему за руковање материјалом која се користи у поморским и приобалним сервисним окружењима.

На основу мог искуства у процени протокола лабораторијских испитивања, открио сам да се температура уља одржава у опсегу од 10 до 15 степени Целзијуса око пројектоване циљне вредности. Офшор платформе имају осцилације температуре уља од 30 до 50 степени Целзијуса током типичног периода од 24 сата. Услови хладног старта са уљем на собној температури оптерећују врхове лопатица другачије него у стационарном стању рада. Различно термичко ширење између ротора, брегастог прстена и потисне плоче производи микро-покрете на контактним површинама који убрзавају хабање.

Проблем термичког циклуса се погоршава на платформама у хладној клими, као што су оне у Северном мору. Нафта при хладном старту на 5 степени Целзијуса у односу на стационарно стање на 60 степени Целзијуса значи да компоненте кертриџа доживљавају промену од 55 степени у сваком оперативном циклусу. Оператери платформи у овим регионима извештавају да је век трајања кертриџа на доњој граници опсега рада на мору, често испод 7.000 сати.

Купци који специфицирају пумпе за платформе у хладној клими требало би да захтевају функције термичког управљања као што су загрејани резервоари, циркулационе пумпе које одржавају минималну температуру уља током периода мировања и материјали кертриџа предвиђени за рад на ниским температурама. Ове карактеристике повећавају цену пумпе за 5 до 10 процената, али надокнађују 15 до 25 процената изгубљеног века трајања због термичког циклуса.

Стресор три: Вибрације од деловања таласа и рада дизалице

Офшор платформе континуирано доживљавају нискофреквентне вибрације услед деловања таласа, интерфејса између бродова и платформи и рада дизалица. Амплитуда вибрација варира у зависности од дизајна платформе и стања мора, али је увек присутна и никада се не симулира у лабораторијским испитивањима.

Протоколи за испитивање перформанси хидрауличног система ISO на које се позива у овом чланку документовани су наКаталог ISO стандарда, која пружа методологију испитивања коју произвођачи користе за тврдње о номиналном веку трајања.

Континуиране вибрације ниске фреквенције убрзавају механичко хабање површина лежајева, заптивки вратила и споја између кертриџа и кућишта. Унутрашње компоненте крилне пумпе ослањају се на прецизне зазоре за које дизајн претпоставља да ће их одржати у стационарним условима. Вибрације уводе динамичка оптерећења која мењају зазоре у малим, али значајним количинама. Током хиљада радних сати, кумулативни ефекат је убрзано хабање сваке површине споја.

Рад дизалице производи пролазне вибрације високе амплитуде које су још штетније од континуираних вибрација платформе. Комбинација њихања дизалице, рада витла и кретања терета ствара профиле вибрација који превазилазе границу пројектовања пумпе у стационарном стању током кратких периода. Ови пролазни процеси се не региструју као кварови, али остављају микрооштећења која се акумулирају током радног века кертриџа.

Најефикаснија контрамера коју сам приметио код реконструкција платформи је изолација вибрација на месту монтаже. Еластични носачи предвиђени за поморску употребу смањују пренос вибрација платформе на тело опреме за 60 до 80 процената. Носачи коштају од 200 до 500 америчких долара по јединици и представљају једну од инвестиција са највећим исплативошћу за продужење века трајања кертриџа. Оператори који реконструкцијом уграђују отпорне носаче обично пријављују 10 до 15 процената дужи век трајања у првом циклусу замене.

Стресор четири: Променљиви притиска услед рада дизалице и витла

Рад дизалице и витла производи транзијентне промене притиска које прелазе устаљени радни притисак за 30 до 60 процената. Скокови притиска се јављају у милисекундама, али се понављају много пута током једног циклуса дизалице. Свака транзијентна промена производи ударно оптерећење на компонентама кертриџа које лабораторијска испитивања не могу да открију.

За детаљније читање о праксама одржавања бродског хидрауличног система,ISO стандард чистоће хидрауличне течностипружа оквир кода за чистоћу који се користи у програму узорковања нафте на мору описаном горе.

Кумулативни ефекат хиљада промена притиска на врховима лопатица, потисној плочи и површинама брегастих прстенова је мерљив у анализи растављања. Комплети кертриџа који су прошли кроз опсежни сервис дизалицом показују карактеристичне обрасце хабања на ивици отвора за висок притисак који се не појављују у стационарном стању рада. Образац хабања постепено смањује волуметријску ефикасност, што је један од три сигнала које сам обрадио у чланку о оквиру замене кертриџа.

Купци који одређују хидрауличне јединице за рад са дизалицама и витлима требало би пажљиво да процене димензионисање акумулатора. Акумулатори одговарајуће величине апсорбују промене притиска и смањују ударно оптерећење унутрашњих компоненти. Премало димензионисани акумулатори дозвољавају да промене притиска дођу до тела пумпе и убрзавају хабање. Однос између капацитета акумулатора и века трајања није широко схваћен, али подаци са терена доследно показују да платформе са одговарајућим капацитетом акумулатора имају 15 до 20 процената дужи век трајања.

Ефекат комбиновања четири стресора

Стресори не делују независно. Они се међусобно комбинују на начине које лабораторијска испитивања не могу репродуковати. Контаминација сољу убрзава хабање које термичко циклирање погоршава. Вибрације разграђују заптивке које би иначе спречиле улазак соли. Пролазни притисци доводе до ударних оптерећења на компоненте које су већ ослабљене другим стресорима.

Због овог мешања, кертриџ који је предвиђен за 14.000 до 18.000 сати у лабораторији испоручује 6.000 до 10.000 сати у типичној употреби на мору. Ниједан појединачни стресор не објашњава ову разлику. Интеракција свих фактора је објашњење.

Оператери платформи који разумеју овај ефекат слагања, сходно томе дизајнирају своје програме одржавања. Уместо да третирају сваки стресор одвојено, најефикаснији програми одржавања баве се свима истовремено кроз координисане циклусе инспекције, протоколе за узорковање уља, програме надоградње заптивача и прегледе капацитета акумулатора.

Програм одржавања 250-H који враћа изгубљене животе

У свим анализираним приобалним инсталацијама, мој тим је доследно утврдио да платформе са структурираним програмима одржавања од 250 сати постижу век трајања кертриџа у распону од 8.000 до 10.000 сати, уместо основних 6.000 до 8.000 сати. Интервал од 250 сати је у складу са типичним оперативним циклусима платформе и даје екипама за одржавање предвидљив ритам за критичне тачке инспекције.

Пет компоненти програма су једноставне. Прво, узорковање уља на одводу кућишта пумпе и резервоару. Узорак се анализира на број честица, садржај воде и концентрацију хлорида. Број честица изнад ISO 4406 19/17/14 покреће надоградње филтрације. Садржај воде изнад 100 ppm покреће инспекцију резервоара. Концентрације хлорида изнад 50 ppm покрећу инспекцију заптивача.

Друго, визуелни преглед заптивке на вратилу, заптивкама клипњаче цилиндра и одзрачнику резервоара. Било који знак накупљања соли, стврдњавања или пуцања покреће тренутну замену заптивке помоћу пакета за заптивање за бродове. Треће, замена елемента филтрације по фиксном распореду, без обзира на индикацију пада притиска. Замена елемента спречава проблем постепеног ограничавања протока који је раније обрађен у оквиру за одржавање кертриџа.

Четврто, верификација претходног пуњења акумулатора. Губитак притиска претходног пуњења је најчешћи узрок потцењивања акумулатора током рада, јер азот временом споро цури. Годишња верификација открива проблем пре него што убрза хабање кертриџа. Пето, преглед вибрационих носача. Очврсли или напукли еластични носачи губе своја изолациона својства и омогућавају да вибрације платформе допру до тела пумпе.

Купци који специфицирају пумпе за нове инсталације на платформама требало би да затраже документацију програма одржавања од добављача пумпи као део пакета техничке документације. Добављачи који не могу да обезбеде структурирано упутство за одржавање за морске услуге нису прави добављачи за ове захтевне примене.

Сертификати Класификационог друштва и шта они значе

Оператери офшор платформи наводе пумпе са сертификатима класификационог друштва које одговарају стандардима државе заставе и набавке оператера платформе. Пет најчешће помињаних друштава су CCS (Кинеско класификационо друштво), DNV (Det Norske Veritas, Норвешка), ABS (Амерички биро за бродарство), BV (Bureau Veritas, Француска) и LR (Lloyd's Register, Велика Британија).

Свако друштво има различите протоколе испитивања, захтеве за сертификацију и процедуре обнављања. CCS сертификација је обично потребна за платформе које послују под кинеском заставом или раде са кинеским оператерима. DNV је најчешћи захтев за платформе у Северном мору. ABS доминира у Мексичком заливу. BV покрива многе операције у западној Африци и Медитерану. LR управља значајним делом британског сектора и глобалних офшор пројеката.

Добављачи који поседују вишеструке сертификате могу да опслужују шири спектар платформи, али сертификати нису еквивалентни. Сваки захтева посебно тестирање, посебне поступке ревизије и посебну документацију. Трошкови одржавања пет сертификата нису занемарљиви, због чега је листа добављача који истовремено поседују свих пет кратка. Викс Хидраулик одржава свих пет сертификата за породицу морских кертриџа, што нас позиционира да опслужујемо оператере платформи у главним приобалним регионима.

T6EEC: Радни коњ офшорних енергетских јединица

Међу члановима породице Т6, троделна конфигурација Т6ЕЕЦ је најчешће специфицирана за погонске јединице офшор платформи и системе витла. Троделни дизајн обезбеђује три пумпне секције у једном кућишту, делећи улазни и излазни притисак између секција. Ова архитектура нуди неколико предности специфичних за офшор рад.

Купци који процењују моторне погоне за приобалне енергетске јединице могу прегледатиИтон хидраулични каталогза референтне материјале о хидрауличним компонентама за поморску употребу.

Троделни дизајн обезбеђује уграђену редундантност. Ако један део покаже рано хабање, пумпа наставља да ради са смањеним капацитетом док је планирано одржавање. Ова редундантност је важна на платформама где непланирани застој система дизалица или витла може потпуно зауставити рад. Оператери у Северном мору обично инсистирају на троделним дизајнима за рад дизалица јер кварови једног дела стварају непосредне оперативне и безбедносне ризике.

Т6ЕЕЦ такође пружа високе брзине протока потребне за радове са дизалицама и витлом на мору, без прибегавања пумпама већег оквира. Пумпе већег оквира додају тежину и заузимају више места у хидрауличном простору платформе, што носи значајне трошкове у изградњи на мору. Т6ЕЕЦ пружа капацитет протока у компактнијем паковању, што је значајна предност код платформи са ограниченим простором.

За оператере платформи који процењују замене за T6EEC, навођење пакета за заптивање за морске услове је неопходно. Стандардни пакет за заптивање користи нитрилне еластомере предвиђене за општу индустријску употребу. Пакет за заптивање за морске услове се надограђује на флуороугљеничне еластомере у целом кертриџу. Разлика у цени је 10 до 15 процената од цене кертриџа, али је продужење века трајања 30 до 40 процената у условима на мору.

Када додатна опрема има смисла, а када нема

Дискусија о кертриџима на тржишту резервних делова је нијансиранија у иностранству него у било ком другом сегменту примене. У индустријским условима сам водио купце кроз математику трошкова власништва која обично иде у корист произвођача оригиналне опреме. Иста математика у иностранству је много једностранија.

Заменски кертриџи у приобалним условима обично постижу 50 до 65 процената животног века произвођача оригиналне опреме (OEM). Сложени стресори који већ смањују век трајања OEM кертриџа за 30 до 50 процената имају још већи утицај на заменске производе. Зазор врха лопатице, равност потисне плоче и толеранције завршне обраде површине које произвођачи оригиналне опреме држе у оквиру строгих спецификација теже је одржати по цени заменских производа.

Када непланирани застој на офшор платформи може да пређе 100.000 америчких долара дневно због изгубљене производње и трошкова оперативног приправности, уштеде на премији цене на тржишту додатних услуга не надокнађују повећану учесталост замене. Оператори који стандардизују офшор додатне услуге на тржишту додатних услуга обично се суочавају са 30 до 50 процената вишим укупним трошковима кертриџа током периода од пет година, упркос нижој јединичној цени.

Пут дораде на тржишту има смисла у применама са ниским критичним значајем, као што су помоћни системи платформи где је време застоја прихватљиво. За примарне примене дизалица, витла и погонских јединица, произвођач оригиналне опреме (OEM) је прави одговор на мору. Математика је мање занимљива од оперативних последица.

Закључак: Третирање офшор привреде као посебне класе примене

По мом искуству, оквир који функционише за индустријске примене не преноси се директно на офшор платформе. Век трајања је 30 до 50 процената испод лабораторијских оцена из разлога које контролисано тестирање не обухвата. Оператори који третирају офшор као посебну класу примене, са сопственим програмима одржавања, сопственим критеријумима за квалификацију добављача и сопственим прорачунима укупних трошкова власништва, константно постижу боље резултате од оних који примењују индустријске приручнике на сервисирање платформе.

Комбинација контаминације сољу, термичког циклуса, вибрација и промена притиска је реалност офшор хидрауличних услуга. Добављачи који разумеју све факторе стреса и сходно томе дизајнирају своје производе, документацију и програме подршке су добављачи са којима вреди сарађивати. Најјефтинији кертриџ ретко је право решење у офшор сервису, а премија произвођача оригиналне опреме (OEM) је лакше оправдати него у било ком другом сегменту.

Ако ваш инжењерски тим процењује хидрауличне јединице за инсталацију на мору или се бори са веком трајања испод лабораторијских нивоа, наш поморски тим може прегледати радни циклус и препоручити спецификацију прилагођену платформи. Пошаљите профил рада и тренутне податке о сервису путемконтакт страница, и покренућемо анализу у односу на офшор базу података.центар за техничку документацијутакође садржи смернице о поморским спецификацијама и структури програма одржавања од 250 сати.