Ein Membranspeicher ist ein mechanisches Gerät, das mithilfe des Boyle-Gesetzes (der Kompressibilität von Gasen) Energie speichert und abgibt. Seine Kernstruktur ist eine Membran aus einem flexible...
See DetailsEin Bohrlochsteuerpult auf einer Offshore-Plattform transportiert oft weniger als zwei Liter nutzbare Hydraulikflüssigkeit hinter jedem Aktuator. Wenn die Pumpe stoppt, muss dieses kleine Volumen immer noch ein Ventil betätigen, es gegen den Bohrlochdruck offen halten und den Trick im Laufe einer Feldlebensdauer tausende Male wiederholen. Für diesen Zweck wurden Membranspeicher entwickelt, und die Schlussfolgerung ist gleich vorweg zu sagen: Für Offshore-Kreisläufe mit geringem Volumen, hohem Takt und beengten Platzverhältnissen ist ein Membranspeicher in der Regel die sicherere Standardlösung gegenüber einer Blasen- oder Kolbeneinheit.
In den folgenden Abschnitten wird erklärt, warum das so ist, welche Zahlen tatsächlich die Auswahl beeinflussen und wo Offshore-Beschaffungsteams dazu neigen, Zeit und Geld zu verlieren.
In einem Membranspeicher werden Gas und Flüssigkeit durch eine dünne, flexible Membran getrennt, die in die Hülle eingespannt oder eingeschweißt ist. Es gibt keine Rollblase, die an der Wand scheuert, und keine Kolbendichtung, die entlang einer gehonten Bohrung gleitet. Weniger dynamische Dichtungen bedeuten weniger Komponenten, die zwischen geplanten Stillständen verschleißen, was wichtig ist, wenn ein Servicebesuch aufgrund des Wetters und der Kranverfügbarkeit gebucht werden muss.
Membranspeicher zur kompakten hydraulischen Energiespeicherung Verwendet eine flexible Membran zur Trennung von Gas und Flüssigkeit, speichert und gibt hydraulische Energie mit weniger dynamischen Dichtungen für kleinere, schnellere Kreisläufe und Pilotanwendungen ab. Produkt anzeigen → Der Kompromiss ist das Swept-Volumen. Die meisten Membranbereiche enden im niedrigen einstelligen Literbereich, sodass ein Kreislauf, der für einen großen Aktuator oder eine Seegangskompensationsfunktion mehrere Dutzend Liter speichern muss, immer noch zu einer Blasen- oder Kolbeneinheit gehört. Membranspeicher verdienen ihren Platz in den kleineren, schnelleren und zahlreicheren Schaltkreisen: Bohrlochsteuertafeln, Abschaltventil-Piloten, Drossel- und Flügelventilantriebe, BOP-Pilotleitungen, kleine Winden- und Kranschaltkreise und die Prüfstände, die sie testen. Verwandte Einsatzgebiete finden Sie auf unserer Seite Marine- und Offshore-Hydrauliksysteme Seite.
Als grober Überblick: Wenn das pro Zyklus benötigte Flüssigkeitsvolumen unter etwa zwei Litern liegt und die Zyklusfrequenz hoch ist, ist der Membrantyp normalerweise der erste Kandidat, der genannt werden sollte.
Die drei Designs sind nicht austauschbar und die Unterschiede zeigen sich am deutlichsten bei kleinen, schnellen Schaltungen.
| Charakteristisch | Membran | Blase | Kolben |
|---|---|---|---|
| Nutzbares Lautstärkeband | Kleinste, niedrige einstellige Liter | Mittel bis groß | Groß und höher |
| Reaktionsgeschwindigkeit | Am schnellsten | Schnell | Langsamer, Dichtungsreibung |
| Montageausrichtung | Jede Position | Am besten vertikal bei niedrigem Druck | Orientierungsempfindlich |
| Gasseitige dynamische Dichtungen | Keine | Schnittstelle für Gasventile | Kolben seal plus gas valve |
| Lebensdauer bei kleinem Hubraum | Sehr hoch | Hoch | Mäßig |
| Kontaminationsempfindlichkeit | Mäßig | Mäßig | Hoch |
| Typischer Offshore-Einsatz | Panels, Piloten, kleine Aktuatoren | Energiespeicherung, Pulsationsdämpfung | Hoch-pressure bulk storage |
Der Vorladedruck ist die häufigste Ursache für Feldbeschwerden. Bei der Energiespeicherung wird die Vorladung normalerweise auf etwa das 0,8- bis 0,9-fache des minimalen Arbeitsdrucks des Kreislaufs eingestellt. Für die Pulsationsdämpfung sind Werte üblich, die näher am 0,6-fachen des Mitteldrucks liegen. Wenn Sie den Wert zu hoch einstellen, kann der Druckspeicher überhaupt keine Flüssigkeit mehr aufnehmen. Wenn Sie den Wert zu niedrig einstellen, biegt sich die Membran weiter als vorgesehen.
Das Typenschildvolumen ist kein nutzbares Volumen. Bei einer schnellen Entladung verhält sich Stickstoff nahezu adiabatisch (Exponent nahe 1,4); eine langsame Entladung ist eher isotherm (Exponent von 1). Wenn Sie die Größe mit dem falschen Exponenten festlegen, erreichen Sie stillschweigend nicht das angenommene Flüssigkeitsvolumen.
Die Offshore-Umgebungstemperatur kann von etwa −20 °C auf einem Winterdeck bis zu über 50 °C in einem heißen Klima schwanken, und das Öl von Hydraulikaggregaten hat üblicherweise eine Temperatur von 60 bis 70 °C. Nitril deckt etwa −20 °C bis 80 °C ab und bleibt der übliche Standardwert. Fluorelastomer erweitert die Obergrenze auf etwa 120 °C bei geringen Kosten für die Flexibilität bei niedrigen Temperaturen, während EPDM die Wahl für Phosphatester- und Wasser-Glykol-Flüssigkeiten ist.
Ölfeldflüssigkeiten bringen zwei Komplikationen mit sich: Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid fördern die Korrosion auf der benetzten Seite und feine Partikel lagern sich zwischen Membran und Gehäuse ab. Ein korrosionsbeständiges Gehäuse und ein Kreislauf, der dem ISO 4406-Ziel von 18/16/13 oder besser entspricht, sind gängige Offshore-Spezifikationen. Für engere Systeme mit geringerem Volumen gilt unser Hinweis zu Membranspeicher für kleine Präzisionshydrauliksysteme geht noch weiter.
Offshore-Käufer kaufen selten allein über den Preis ein. Ein Membranspeicher, der in einen sicherheitsrelevanten Stromkreis eingebaut wird, muss in der Regel mit einer Druckgeräte-Zertifizierungsspur geliefert werden. Bei europäischen Projekten bedeutet dies DGRL-Konformität und CE-Kennzeichnung. In China ist das entsprechende Tor die Special Equipment Manufacturing License für Druckbehälter. Unsere eigene Lizenz wird von der Zhejiang-Marktregulierungsbehörde in der Klasse A2 ausgestellt und ist das Dokument, das am häufigsten angefordert wird, bevor eine Hochdruckeinheit in ein Exportpaket freigegeben wird.
Die Kapazität beeinflusst das Zeitplanrisiko. Eine angegebene Leistung von mehr als 100.000 Membranspeichern, 35.000 Blaseneinheiten und 8.000 Kolbeneinheiten pro Jahr verkraftet eine späte Konstruktionsänderung weitaus besser als eine auf Bestellung arbeitende Werkstatt.
Montagedetails verursachen mehr Ausfälle als der Akku selbst. Verwenden Sie eine speziell angefertigte Halterung oder einen Rahmen, anstatt das Gehäuse festzuklemmen oder das Gerät an einem Rohr aufzuhängen. Halten Sie das Gasventil vom Gehweg aus erreichbar und lassen Sie Platz für einen Ladeschlauch.
Akku-Montagehalterung und Klemmhalterung Bietet stabilen Halt für Hydraulikspeicher und hilft, Verschiebungen durch Vibrationen oder Druckänderungen zu verhindern, während das Gasventil zum Aufladen und zur Wartung zugänglich bleibt. Produkt anzeigen → Das Aufladen ist eine kontrollierte Aktivität. Trockener Stickstoff mit einer Reinheit von 99,9 Prozent oder besser ist Standard, und die Vorfüllung sollte so eingestellt werden, dass die Flüssigkeitsseite zur Atmosphäre hin entlüftet wird, und dann auf dem Etikett und im Wartungssystem vermerkt werden. Ein spezielles Ladeset verringert das Risiko von Überdruck oder Kontamination.
FPU-Stickstoff-Ladeset für Hydraulikspeicher Multifunktionaler Bausatz zum Laden, Nachfüllen und Einstellen des Druckspeicher-Vorladedrucks, mit Adaptern für Blasen-, Kolben-, Membran- und Balgtypen; unterstützt eine kontrollierte Wartung. Produkt anzeigen → Beginnen Sie mit dem 0,8- bis 0,9-fachen des minimalen Arbeitsdrucks für die Energiespeicherung und vergleichen Sie dann das nutzbare Volumen mit der Entladerate. Für die Pulsationsdämpfung wird üblicherweise vom 0,6-fachen Mitteldruck ausgegangen.
Ja. Das Design verlässt sich nicht auf die oben sitzende Gaskammer, daher ist die Ausrichtung eher eine Frage der Installation und des Zugangs als eine Frage der Leistung.
Die üblichen Anzeichen sind eine nicht haltende Vorladung, ein plötzlicher Abfall des nutzbaren Volumens oder festgestellter Stickstoff am flüssigkeitsseitigen Anschluss. Ein Ausfall ist selten dramatisch, und genau deshalb sind Vorladeprotokolle wichtig.
Membranspeicher sind nicht die Lösung für jedes Offshore-Hydraulikproblem, aber für die kleinen, schnellen, sich wiederholenden Kreisläufe, die die Sicherheit einer Plattform gewährleisten, sind sie normalerweise die sauberste Lösung. Die Auswahl selbst ist selten kompliziert: Passen Sie das Hubvolumen an die Betriebsleistung an, stellen Sie die Vorladung auf den minimalen Arbeitsdruck ein, wählen Sie das Elastomer entsprechend der tatsächlichen Temperatur und Flüssigkeit aus und bestehen Sie auf dem Zertifizierungspfad, bevor das Gerät ausgeliefert wird.
Wenn Sie eine Bohrlochkopfplatte, ein BOP-Pilot-Skid oder eine kompakte Antriebseinheit spezifizieren, senden Sie uns Ihre Leistungsdaten und wir senden Ihnen eine Größenempfehlung mit beigefügtem Dokumentationspaket zurück.
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