Anlagenbau Chemie Pharma Ausrüster Planer Betreiber Einkäufer Manager ●● ●●● ●● ●● ●●● Entscheider-Facts Branche Funktion Profi-Guide Messtechnik, Automation Für Betreiber ●● ●● Statt über eine durchgehende Glasfront verfügt der Bullaugen-Niveaustandanzeiger über metallverschmolzene Schaugläser. Für die Bullaugen des Füllstandanzeigers werden statt üblicher Borosilikatgläser Sichtscheiben aus AR-Glas, einer alkaliresistenten Faser, verwendet. Sie sind mit einem Ring aus hochbeständigem Hastelloy verschmolzen. Alle Bullaugen-Schaugläser haben einen Durchmesser von 22 mm und eine Dicke von 39 mm. Sie sind in einen Anzeigekörper aus Super-DuplexEdelstahl (Vollmaterial) eingeschraubt, gegenüberliegende Paare dabei um 90° versetzt angeordnet. Füllstandmessung bei Erdgas: Bullaugen-Anzeiger widerstehen dem Extremdruck Nicht ein Knacks Erdgas gilt als ein Energieträger der Zukunft, weltweit werden Erschließung und Abbau von Lagerstätten vorangetrieben. Selbst bei der Erdölförderung spielt das Erdgas eine Rolle. Die lokalen Förderbedingungen verlangen nach einer robusten Technik, auch bei den Messgeräten. Eine besondere Herausforderung ist die Füllstandskontrolle in den Gastanks, in denen ein extremer Druck und eine niedrige Mediumsdichte gleichzeitig auftreten. Das Messgerät muss eine immense Festigkeit aufweisen.Dafür wurde jetzt eine Spezialkonstruktion entwickelt: ein Niveaustandanzeiger Der Autor: mit Bullaugen aus metallverschmolzenem Glas. 500 km vor der Nordwestküste Australiens, in Dieter Hägele, der Timorsee, erstrecken Produktmanagement, sich die beiden Erdölfelder KSR Kuebler Niveau- Laminaria und Corallina. Messtechnik Beide waren Mitte der 1990er Jahre entdeckt worden. Ihr RohstoffVorkommen wird über eine FPSO (Floating Production, Storage and Off-loading Unit) abgebaut, Betreiber ist ein australisches Firmenkonsortium. Solch schwimmende Bohrplattformen werden vor allem zur Ausbeutung kleinerer Fundstätten eingesetzt und anschließend zum nächsten Einsatzort geschleppt. Herausforderung Füllstandüberwachung Im Fördergebiet von Laminaria und Corallina liegt die „Northern Endeavour“ vor Anker. Die 273 m lange Plattform in Doppelrumpf-Konstruktion nimmt über Sammelleitungen Öl und Gas aus mehreren Bohrlöchern auf. Sie hat eine Tageskapazität von 180.000 Barrel und ein Lagervolumen von 1,4 Mio. Barrel. Das gebunkerte Öl wird später auf Tanker gepumpt und zur Weiterverarbeitung verschifft. Die Füllstandüberwachung der Tanks auf einer FPSO birgt angesichts der rauen Bedingungen einige Herausforderungen. KSR Kuebler, ein Unternehmen der Wika Gruppe, erhielt den Auftrag, die Northern Endeavour mit dem entsprechenden Instrumentarium auszurüsten. Dabei handelt es sich um Bypass-Niveaustandanzeiger aus Edelstahl DIN 1.4529 (6 Mo), der zur Familie der Super-Duplex-Stähle zählt. Dieser rostfreie Werkstoff zeichnet sich durch eine besondere Seewasserbeständigkeit aus und gewährleistet eine Einsatzdauer von bis zu 20 Jahren. Diese Spanne entspricht dem Betriebszyklus einer FPSO. Messtechnik für eine Bohrplattform ist keine Katalogware. Allerdings können die meisten Aufgaben mit Variationen bestimmter Typen und Messmethoden erfüllt werden. Das gilt auch für den Einsatz in der Offshore-Erdölförderung. Im vorliegenden Fall musste allerdings eine außergewöhnlich Bilder: Wika Metallverschmolzene Gläser als Einbauelement 48 CHEMIE TECHNIK · November 2015 Glasanzeige in Bullaugenausführung harte Nuss geknackt werden: die Füllstandanzeige für die Gas Reinjection Unit. Gas für Förderprozess genutzt Bei der Erdölförderung werden Rohöl und Erdgas gemeinsam aus der Tiefe geholt. Das Gas wird dabei in vielen Fällen schlicht abgefackelt. Auf einer FPSO jedoch nutzt man es für den Förderprozess. Das Gas wird separiert und in die Reinjection Unit geleitet, dort zwischengespeichert und wieder in die Lagerstätte zurückgepresst. Es unterstützt die Förderung, indem es das Öl herausdrückt. Auf diese Weise kann die Pumpleistung reduziert werden. Bei der Rückführung des Gases herrscht ein Arbeitsdruck von 315 bar. Das Medium selbst weist zugleich eine niedrige Dichte auf. Für die Füllstandmesstechnik ergab sich daraus ein Problem: Die Aufgabe war mit keiner Variation existierender Geräte zu lösen. Magnetanzeiger mit Schwimmer hätten zwar ein stabiles Gehäuse, das einen Druck von 315 bar aushielte – im Gegensatz zum Schwimmer, der bei verflüssigtem Gas sehr leicht sein müsste und daher nur begrenzt durabel wäre. Bei einem Schauglasanzeiger entfiele zwar das Schwimmerproblem, die Glasfront allerdings würde dem herrschenden Druck niemals standhalten. Da Messsysteme mit Schwimmern auf jeden Fall ausschieden, konzentrierten sich die Überlegungen auf eine Alternativanzeige hinter Glas. Der Schiffbau lieferte das Vorbild: Bullaugen. Statt über eine durchgehende Glasfront verfügt der Niveaustandanzeiger über metallverschmolzene Schaugläser. Dabei handelt es sich um Metaglas der Firma Herberts Industrieglas, die das System in den 1980er Jahren auf den Markt gebracht hatte: Eine Sichtscheibe wird in einen Metallring eingeschmolzen, somit entfällt eine Dichtung als Risikofaktor bei Hochdruckan- wendungen. Die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Glas und Metall bewirken einen homogenen Druckspannungszustand im gesamten Glaskörper. Dadurch verhält sich das Schauglas als Verbund wie ein zäher Werkstoff, der ein Totalversagen wie Bruch nahezu ausschließt. Für die Bullaugen des Füllstandanzeigers werden statt Borosilikatgläser Sichtscheiben aus AR-Glas, einer alkaliresistenten Faser, verwendet. Sie sind mit einem Ring aus hochbeständigem Hastelloy verschmolzen. Alle Bullaugen-Schaugläser haben einen Durchmesser von 22 mm und eine Dicke von 39 mm. Sie sind in einen Anzeigekörper aus Super-Duplex-Edelstahl (Vollmaterial) eingeschraubt, gegenüberliegende Paare dabei um 90° versetzt angeordnet. Dies gewährleistet eine durchgängige und aus allen Richtungen gut sichtbare Anzeige. Für den Einsatz auf der Northern Endeavour wurden drei solcher Bullaugen-Messgeräte geliefert. Jedes ist 1,20 m lang, 200 kg schwer und wird an zwei Flanschen am Tank befestigt. In den Behälter gelangt unter Extremdruck verflüssigtes Erdgas, der Kompressor zur Rückführung transportiert allerdings nur Gas. Mit dem Bullaugenanzeiger muss also das Kondensieren des Gases kontrolliert werden: Die Flüssigkeit im Tank darf ein bestimmtes Niveau nicht überschreiten, damit immer ausreichend Gas zur Ölförderung zur Verfügung steht. Die gleiche Aufgabe können die Anzeiger auch bei der Erdgasförderung an Land erfüllen. Da hierbei der Aspekt Seewasserbeständigkeit entfällt, können der Korpus und der Metallring der Sichtscheibe aus preiswerteren Werkstoffen gefertigt werden, zum Beispiel aus Edelstählen 1.4571 oder 1.4404. Abgesehen von der Gasförderung eignen sich die Schauglasanzeiger in BullaugenAusführung generell für den Einsatz in Höchstdruckanlagen. Im Test hatten die Schaugläser erst ab 1.500 bar innere Brüche im Glaskörper gezeigt, diese führten jedoch nicht zu Undichtigkeiten. Die Geräte können bei Nenndrücken bis 400 bar und Testdrücken bis 600 bar eingesetzt werden. Diese Auslegung hat der TÜV Südwest bestätigt. In der Praxis hat sich der Gerätetyp ebenfalls bewährt: Die Bullaugen-Anzeiger auf der Northern Endeavour in der Timorsee sind seit 15 Jahren im Einsatz – ohne Beanstandungen. l SPS/IPC/Drives Halle 4A – 411 Hier geht’s zur Homepage des Anbieters: www.chemietechnik. de/1511CT605 oder QR-Code scannen.
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