Verrohrung für flexible Rohre

Perspektiven

21. Juni 2023

Moderne flexible Rohrsysteme, die unbesungenen Helden der Energienetze, lassen sich schneller installieren und sind robuster als ihre starren Gegenstücke.

Domenico Di Giambattista ist sowohl romantisch als auch pragmatisch. „In der Energiewelt dreht sich alles um Verbindung“, sagt er. Als Vice President, Flexible Pipe Systems (FPS) bei Baker Hughes, ist er begeistert von den Rohrsystemen, die für die Energieversorgung der Welt von entscheidender Bedeutung sind.

„Flexible Rohrsysteme sind eine Reihe verschiedener Produkte für unterschiedliche Zwecke“, sagt Di Giambattista, ein Maschinenbauingenieur mit einem Master in Projektmanagement und einer langen Karriere in der Energiebranche. Er hält ein Rohrmuster hoch, um den Querschnitt von sechs verschiedenen Schichten zu zeigen, von denen jede einem genauen Zweck dient, um eine optimale Leistung sicherzustellen.

„Ob es sich um Innendruck, Außendruck, Permeation, axiale Spannung, Abriebfestigkeit oder Wärmeisolierung handelt, diese Schichten bilden zusammen ein Produktsystem, das den Fluss von Flüssigkeiten und Gasen ermöglicht. Die Energiewelt braucht Verbindungen und der beste Weg, Energie und Kraftstoff zu verbinden, sind Rohre.“

Über weite Strecken der Industriegeschichte waren starre Stahlrohre die Hauptleitungen für Kohlenwasserstoffe, während flexible Rohre in der Minderheit waren. „Flexible Rohre machen heute 10–15 % der installierten Basis aus“, sagt Di Giambattista.

Die Technologie zur Entwicklung, Herstellung und Installation flexibler Rohrsysteme entwickelt sich weiter und gewinnt an Bedeutung.

Ende 2022 feierte der Baker Hughes FPS-Standort in Newcastle im Vereinigten Königreich sein 25-jähriges Bestehen. Wir begrüßten Kunden aus der ganzen Welt, um die Produktions-, Innovations- und Testanlage zu besichtigen und über die Rolle flexibler Rohrsysteme bei der Förderung der weltweiten Energiewende zu diskutieren. Gleichzeitig feierte die Schwesteranlage in der Bucht von Rio in Brasilien ihr 15-jähriges Jubiläum.

Es war ein herausragendes Jahr für das FPS Offshore-Team, das bis zum Jahresende Rekordaufträge verzeichnen konnte. „Wenn Sie eine Offshore-Upstream-Unterwasseranwendung haben, verschaffen Ihnen flexible Rohre einen Vorteil“, sagt Di Giambattista. „Es kann helfen, Ihre Feldlayouts zu vereinfachen.“

Auch die Installation ist mit flexiblen Rohrsystemen schneller und einfacher. „Da flexible Rohre an Land hergestellt und einbaufertig geliefert werden, minimieren sie den Bedarf an Offshore-Schweißungen erheblich, sodass Sie sie viel schneller installieren können – je nach Methode bis zu zwölfmal schneller.“ Eine größere Flottenverfügbarkeit für den Transport von flexiblen Gütern trägt auch dazu bei, dass Sie schneller bereitgestellt werden und die Ausführung sicherer ist.“

„Das Rohmaterial eines Offshore-Flexrohrs besteht hauptsächlich aus Metall und Polymer“, erklärt Di Giambattista. „Metallische Schichten dienen der Festigkeit, verhindern hydrostatischen Kollaps, sorgen für axiale Festigkeit und sorgen für Druckeindämmung. Diese Schichten sind jeweils so konstruiert, dass sie eine Biegung des Rohres ermöglichen. Es werden sowohl Edelstahl- als auch Kohlenstoffstahlsorten verwendet.

Polymer wird über das Rohr extrudiert, um eine Flüssigkeitsschutzschicht zu bilden, darunter eine, um die Flüssigkeit in der Bohrung zu halten, und eine weitere, um zu verhindern, dass Meerwasser Korrosion an den Kohlenstoffstählen verursacht. Andere Polymerschichten werden in Bandform aufgebracht, um unter anderem für Isolierung zu sorgen und ein Knicken des Drahtes zu verhindern. Die Rohre werden mit Endstückkomponenten gemäß den Spezifikationen jedes Kunden fertiggestellt.

„Die Eigenschaften unserer Pfeife verschaffen uns einen technischen Vorteil“, sagt Di Giambattista. „Es hat sich gezeigt, dass unser Material und unsere Fertigungstechnologie in einer CO2-reichen Umgebung eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisen.“

Das in der Branche als SCC-CO2 bekannte Problem – Spannungsrisskorrosion aufgrund hoher CO2-Belastung – besteht darin, dass flexible Rohre einiger anderer Hersteller in Offshore-Umgebungen Schäden aufwiesen. Im Jahr 2017 gab die brasilianische Nationale Erdölbehörde eine Fehlermoduswarnung heraus, als sie erstmals feststellte, dass SCC-CO2 den Bruch von Zugpanzerungsdrähten an einer flexiblen Rohrinstallation verursacht hatte.

Baker Hughes hatte keine Probleme mit seinen Rohren, startete jedoch ein mittlerweile fünfjähriges Forschungs- und Entwicklungsprogramm, um seine FPS-Technologie zu testen. Dieses Programm umfasst umfangreiche kleine, mittlere und umfassende Tests sowie die Untersuchung flexibler Rohre, die aus Ölfeldern geborgen wurden.

Im März 2021 stellte Lloyd's Register Baker Hughes ein Design Appraisal Document (DAD) aus, um die Ergebnisse seines Testprogramms für flexible Rohre zu validieren Offshore-Ölfelder mit hohem CO2-Ausstoß.

„Es war ein langer Weg des Testens und der Entwicklung neuer Technologien, um zu zeigen, dass unsere Rohre in der Lage sind, dieser Art von Umgebung standzuhalten“, sagt Di Giambattista. „Ich bin sehr stolz auf das Team und seine Leistung“, fügt er hinzu.

Aufgrund der Leistungsfähigkeit und Erfolgsbilanz des Produkts in CO2-reichen Umgebungen eignen sich die flexiblen Rohre von Baker Hughes gleichermaßen für den Einsatz in der wachsenden CCUS-Industrie (Carbon Capture, Utilization and Storage). „In CCUS gibt es klare Wertversprechen für unser Produkt. Beispielsweise erfordert eine dynamische Flachwasseranwendung eine Technologie, die CO2 und einer Umgebung mit hoher Ermüdung standhält. Nur ein ungebundenes flexibles Rohr hat sich in beiden Fällen bewährt.“ sagt Di Giambattista.

Beim Einsatz als Infield-Flowlines kann die schnellere Installation von flexiblen Rohren zu geringeren Gesamtinstallationskosten als bei starren Rohren, aber auch zu erheblichen Zeitvorteilen führen. Beides wichtige Erfolge bei den Überlegungen zum CCUS-Projekt.

Und CCUS-Projekte nehmen zu. „In Europa, im Vereinigten Königreich und in Norwegen stehen neue Projekte an“, überlegt er. Bisher hat Baker Hughes zahlreiche flexible Rohrprojekte geliefert, die derzeit in CO2-reichen Anwendungen im Einsatz sind.

Und da die Zukunft der Energie weiterhin das Potenzial von Wasserstoff und Geothermie als Ersatz für Kohlenwasserstoffe entdeckt und beweist, sind die nichtmetallischen flexiblen Rohrsysteme von Baker Hughes auch für beide Anwendungen geeignet.

Flexible Rohrsysteme verbinden die Kraftstoffe von heute und gleichzeitig wird die Technologie für die Kraftstoffe der Zukunft geschärft, sagt Di Giambattista. „Hier kommt die Leistungsfähigkeit der gesamten Technologiesuite von Baker Hughes ins Spiel. Wir nutzen die Technologie, die heute existiert, um etwas zu schaffen, das der Technologie dienen wird, die wir uns für morgen wünschen. Es ist gut, eine Verbindung herzustellen, aber wir müssen eine Verbindung zu etwas herstellen. Wir arbeiten mit unseren Partnern zusammen, um diese neuen „Etwas“ zu entwickeln. Und dann werden wir uns vernetzen.“

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