Infrarot-Strahler für schnelle, leichte und sichere Unterwasser-Pipelines

Die Britische Barrier Group hat eine neue Technologie entwickelt, um Unterwasser-Pipelines besser zu isolieren und sie möglichst spannungsarm und schnell zu verlegen. Ein maßgeschneidertes Infrarot-System von Heraeus Noblelight verwirklicht die erforderlichen Wärmeprozesse für das neue Hochleistungsisoliersystem, das erhebliche Vorteile gegenüber konventionellen Systemen bietet.
Infrarot-Wärme wird genutzt, um Kleber zu härten, der ein Polypropylenmaterial rund um ein konventionelles Stahlrohr fixiert. Das neuartige Isoliermaterial schützt gegen Korrosion und mechanische Belastung und dient außerdem der thermischen Isolierung. Die neue Art der Isolierung reduziert Spannungen am Rohr und beschleunigt die Verlegung der Rohre signifikant.

Die Barrier Group vertreibt weltweit hochklassige Korrosionsschutzsysteme für den Stahl- und Pipelinebau im Öl- und Gas-Sektor. Neue Geschäftsfelder sind Feuerschutz, Metall- und Pulverlackierungen sowie die Unterwasserisolierung. Auf diesem Gebiet hat das Unternehmen ein sogenanntes Bubbletherm-System patentiert, bei dem ein konventionelles Stahlrohr mit syntaktischer Epoxyisolierung ummantelt wird. Der ganze Aufbau wird zusätzlich durch einen weiteren Mantel aus einem bei Barrier entwickelten Polypropylenmaterial geschützt.
Unterwasser-Pipelines werden genutzt, um Öl oder Öl-Gas-Gemische von Unterwasser-Bohrstellen zu Offshore-Plattformen oder zu Raffinerien an Land zu transportieren. Öl tritt an den Förderstellen mit einer Temperatur zwischen 80 und 160°C aus. Das Öl darf auf dem Transport durch das kühle Meerwasser nicht zu stark abkühlen, damit sich nicht Wachse oder Hydrate bilden, die das Fließen des Öls behindern. Aus diesem Grund müssen Pipelinerohre sehr gut isoliert werden. Konventionell wird das durch eine Rohr-in-Rohr-Bauweise erreicht, dabei wird der Raum zwischen den beiden Rohren mit leichtem Isoliermaterial gefüllt. Diese Art von Rohren ist teuer in der Produktion, und weil zwei Stahlrohre zum Einsatz kommen, ist der ganze Aufbau sehr schwer. Ein Verlege-Schiff kann nur eine begrenzte Menge solcher Rohre transportieren und das schränkt die Länge der Pipeline ein, die verlegt werden kann, bevor das Schiff wieder zum Nachladen in den Hafen zurückkehren muss. Die neuen Bubbletherm-Rohre können dagegen kostengünstiger produziert werden, sie können in längeren Einheiten verlegt werden und leiden weniger unter Spannung. Wenn das neue Rohr im S-Lay-Verfahren verlegt wird, ist es möglich, 20 km Rohr in 11 Tagen zu verlegen. Ein großer Fortschritt, verglichen mit den 45 Tagen, die man mit der Rohr-in-Rohr-Form für diese Strecke benötigt.
Ein wichtiger Schritt bei der Herstellung des neuen Pipeline-Systems ist das Aufbringen des Polypropylen-Schutzmaterials. Das wird als Endlosprozess durchgeführt, bei dem die Ummantelung dreifach übereinander gelegt wird. Dabei kommt ein Infrarot-System zum Einsatz, das aus fünf Modulen besteht, die insgesamt 24 kurzwellige QRC Infrarot-Strahler enthalten, mit einer Gesamt-Nennleistung von 50,4 kW. Das erste Modul sorgt für eine schnelle Kleberaktivierung, während das zweite Modul den Mantel von oben erwärmt, um die Flexibilität des Materials zu erhalten. Das dritte Modul liefert zusätzlich Wärme, bevor der Mantel mit der Isolierung zusammen gebracht wird und die letzten beiden Module erwärmen das Isoliermaterial, damit der heiße Kleber nicht auf eine kalte Oberfläche trifft. Die Module 1, 3 und 5 werden über optische Pyrometer präzise temperaturgeregelt.
Die QRC®-Strahler, die hier zum Einsatz kommen, liefern kurzwellige Strahlung in hoher Leistung, schnell und zuverlässig. Sie haben einen Quarzreflektor mit einer speziellen Nano- und Mikrostruktur, das dem Strahler eine hohe Diffusionscharakteristik verleiht und damit die Prozessparameter wie Temperatur und Homogenität stabilisiert. Dave Robinson, Experte für Kleber bei Barrier, erklärt: „Die hohe Leistung und die Zuverlässigkeit der Infrarot-Strahler sind unerlässlich für den Härtungsprozess. Die Heraeus Einheiten können den Kleber sehr schnell auf die erforderliche Temperatur erwärmen. Genauso wichtig ist, dass sie sehr schnell wieder abgeschaltet werden können, so dass das Material nicht beschädigt wird.“
Heraeus Noblelight bietet die gesamte Palette der Infrarot-Strahlung vom nahen Infrarot NIR bis zur mittelwelligen Carbon Technologie CIR, führt Versuche mit den Materialien durch und berät bei der Auswahl der optimalen Strahler für den jeweiligen Prozess.
Heraeus hat mehr als 40 Jahre Erfahrung mit Infrarot-Strahlern, sowohl für den Endkunden als auch für große OEMs, und führt in hauseigenen Anwendungszentren praxisnahe Tests mit Kundenmaterialien durch, um die optimale Prozesslösung zu finden.