Windenantriebsserie – Marine- und Offshore-Ausrüstung

Planetengetriebe für Windenantrieb für Offshore-Plattformen

Feste Stahlplattformen, halbtauchende Produktionsplattformen, TLP-Plattformen und FPSOs sind alle auf Windensysteme angewiesen, um Kranarbeiten auf der Plattform, die Handhabung von Bohrgeräten, das Management von Rohrleitungen und Steigleitungen sowie Notfallrettungs- und Fluchtmaßnahmen durchzuführen. Jede Winde auf einer Offshore-Produktionsplattform muss eine zusätzliche Anforderung erfüllen, die für Winden auf Handelsschiffen nicht gilt: Das Antriebsgetriebe muss in einer explosionsgefährdeten Atmosphäre, in der jederzeit Kohlenwasserstoffgase vorhanden sein können, sicher funktionieren. Dies erfordert eine ATEX-konforme Konstruktion, die nicht nur den Motor, sondern auch das Getriebegehäuse, die Dichtungen und die Schmierstoffspezifikation umfasst.

Die Windenantriebsgetriebe von Korea Ever-Power für Offshore-Plattformen decken das gesamte Spektrum ab – von den kompakten ZL55-Einheiten für Plattformkrane und Personenkorbwinden bis hin zu den robusten 419W3-Einheiten für Haupthebezeuge von Plattformkranen und FPSO-Verankerungswinden. Alle plattformspezifischen Einheiten sind standardmäßig mit ATEX-Zone-1-Zertifizierung (IEC Ex und ATEX-Richtlinie 2014/34/EU), IP68-FKM-Abdichtung, einem flammendichten Entlüfter aus Edelstahl, einem feuerbeständigen, hydraulisch kompatiblen Bremsauslösekreis und C5-M-Korrosionsschutz für den maritimen Bereich ausgestattet – nicht als optionale Zusatzausstattung.

Die zweistellige Temperaturklasse (T4, Oberflächengrenzwert 135°C) und die Gasgruppe (IIA Standard, IIB verfügbar) werden bei Auftragserteilung auf Grundlage der vom Kunden bereitgestellten Zeichnung zur Plattformbereichsklassifizierung oder der ATEX-Bereichsklassifizierungsstudie für die Anlage festgelegt.

API RP 2D (Empfohlene Vorgehensweise für Betrieb und Wartung von Offshore-Kranen) und NORSOK R-002 (Hebezeuge) definieren die Konstruktions- und Leistungsanforderungen für Offshore-Kranwindensysteme, die deutlich über die strukturellen Anforderungen kommerzieller Schiffskrannormen hinausgehen. Die Windenantriebsgetriebe der Korea Ever-Power-Plattformen sind so konstruiert, dass sie diese Anforderungen als grundlegenden Konstruktionsstandard erfüllen.

Auslegungsfaktor und Prüflast: API RP 2D fordert einen minimalen Sicherheitsfaktor von 1,5 für das Windengetriebe bei maximaler Zugkraft. Das bedeutet, dass die statische Festigkeit des Getriebes das 1,5-fache der maximalen Zugkraft ohne bleibende Verformung von Zahnrädern oder Wellenkomponenten aushalten muss. Bei einer Prüflastprüfung von 125% Nennlast (gemäß API RP 2C für Offshore-Sockelkrane) erreicht die Gesamtlast auf das Getriebe während der Prüfung 125% Nennzugkraft. Das Getriebe muss diese Last bei angezogener Bremse statisch halten, ohne dass die Wellendurchbiegung die Grenzwerte überschreitet, die den Zahneingriff beeinträchtigen würden. Die Windengetriebe der Plattformkrane von Korea Ever-Power sind für alle kritischen, lasttragenden Komponenten mit dem API-Sicherheitsfaktor von 1,5 ausgelegt.

Bremsverhalten unter dynamischer Last: NORSOK R-002 fordert, dass die Windenbremse die Nennlast mindestens 10 Minuten lang ohne Lastbewegung unter einem dynamischen Lastfaktor von 1,3-facher statischer Last hält – unter Berücksichtigung der dynamischen Verstärkung durch wellenbedingte Schiffsbewegungen. Die Berechnung des Bremshaltemoments muss daher das 1,3-fache der statischen Seilzugkraft als Bremsauslegungslast verwenden, nicht die statische Nennlast. Die SAHR-Bremsanlagen von Korea Ever-Power für Offshore-Plattformkrane sind standardmäßig auf diesen dynamischen Faktor von 1,3 ausgelegt, ohne dass eine Sonderanfertigung seitens des Kunden erforderlich ist.

Zwei unabhängige Bremsen: API RP 2D fordert zwei unabhängig voneinander wirkende Bremsen an den Hauptwinden von Offshore-Kranen – eine primäre und eine sekundäre –, die jeweils die Nennlast unabhängig halten können. Korea Ever-Power erfüllt diese Anforderung durch die Integration der primären SAHR-Bremse in das Planetengetriebegehäuse (auf der Hochgeschwindigkeits-Eingangsseite) und die Bereitstellung eines sekundären externen Bandbrems- oder Scheibenbremsflansches an der Windentrommelseite des Getriebeausgangs. Die sekundäre Bremse wird vom Kranhersteller geliefert und installiert, die Geometrie des Getriebeausgangsflansches ist jedoch gemäß den vom Kranhersteller im Projektpaket bereitgestellten Spezifikationen für die sekundäre Bremse ausgelegt.

Notabsenkung (ELO): Die Vorschriften für Offshore-Krane schreiben die Möglichkeit des kontrollierten Notabsenkens der Last bei vollständigem Stromausfall vor – eine Anforderung, die speziell für Offshore-Plattformen gilt, da sich dort Personal bei Stromausfall in einem Personentransportkorb befinden kann. Die Getriebe der Plattformkranwinden von Korea Ever-Power verfügen über einen Notabsenk-Ölkreislaufanschluss am hydraulischen Löseanschluss der SAHR-Bremse. Dieser ist so dimensioniert, dass ein durch Schwerkraft gespeister Ölbehälter den für das kontrollierte Absenken erforderlichen Bremslösedruck liefert. Die Geschwindigkeit des Absenkens wird durch die Sekundärbandbremse geregelt.

Der Bohrturm einer Hub- oder Halbtaucherbohranlage ist in seinem gesamten Betriebsbereich – von der Drehtischebene bis zum Bohrturmkopf – als Zone 1 klassifiziert, da während der Bohrarbeiten jederzeit Kohlenwasserstoffgas am Bohrlochkopf auftreten kann. Alle motorbetriebenen Komponenten innerhalb dieser Zone, einschließlich aller Rohrhandhabungswinden, müssen über eine ATEX-Zertifizierung für Zone 1 verfügen.

Mauseloch- und Rattenlochwinden: Die Bohrlochwinde hebt einzelne Bohrgestängeverbindungen aus der horizontalen Lagerung in die vertikale Position zur Verbindung mit dem Bohrgestänge am Drehtisch – und führt dabei 30 bis 50 Verbindungszyklen pro Stunde während des Ein- und Ausfahrens durch. Dies ist eine der Anwendungen mit den höchsten Zyklenzahlen für Offshore-Winden, und die Getriebebremse, die Eingangswellenabdichtung und die Planetenlagerschmierung müssen für diese Zyklenbelastung ausgelegt sein. Die Getriebe der Bohrlochwinden von Korea Ever-Power sind für 100.000 Bremszyklen zwischen den Inspektionsintervallen der Bremsscheiben ausgelegt – dieselbe Spezifikation für Sintermetallscheiben, die auch für Zugwinden mit hohen Zyklenzahlen verwendet wird, hier jedoch in der anspruchsvolleren ATEX-Bohrumgebung der Zone 1 zum Einsatz kommt.

Iron Roughneck und Top Drive Hilfswinden: Moderne Bohranlagen verwenden automatische Rohrzangensysteme (Iron Roughneck) und Top-Drive-Systeme, die für Positionierungs- und Einschraubvorgänge Hilfswinden benötigen. Diese Winden arbeiten mit geringen Lasten, erfordern aber eine sehr präzise Positionierung: Die Rohrzange muss innerhalb von ±20 mm der Bohrstrangachse positioniert werden, damit die Zange korrekt einrastet. Korea Ever-Power bietet spielarme Planetengetriebe für diese Positionierungsanwendungen mit einer Spielvorgabe von unter 8 Bogenminuten. Dies gewährleistet die für ein zuverlässiges Einrasten der Rohrzange erforderliche Positioniergenauigkeit ohne manuelle Nachjustierung.

Riser Handling Gantry Winches: Das Steigrohr, das das Bohrschiff mit dem Unterwasser-Blowout-Preventer verbindet, wird von einem Portalkransystem auf dem Hauptdeck gehandhabt – typischerweise außerhalb der Zone-1-Grenze des Bohrturms, aber aufgrund der Nähe zu Steigrohrverbindungen, die Bohrflüssigkeitsrückstände enthalten können, noch innerhalb der Zone 2. Die Steigrohr-Handhabungswinden arbeiten mit einer Geschwindigkeit von 5 bis 10 m/min und Zugkräften von 30 bis 80 kN pro Seil. Das Getriebe ist erforderlich, um jede Steigrohrverbindung während des manuellen Verbindungsvorgangs zu fixieren. Die Zone-2-Getriebe von Korea Ever-Power für den Einsatz mit dem Steigrohr-Portalkran verwenden dieselbe schwimmende FKM-Gleitringdichtung und denselben Korrosionsschutz wie die Zone-1-Einheiten. Anstelle des hydraulischen Auslösesystems der Zone 1 kommt eine vereinfachte SAER-Bremskonfiguration zum Einsatz, wobei das elektrische System der Plattform als bevorzugtes Auslösemedium dient.

Die Windenantriebsgetriebe von Korea Ever-Power für Offshore-Plattformen werden nach einem höheren Spezifikationsstandard gefertigt als die Getriebe für kommerzielle Schiffswindenantriebe. Dies spiegelt die sicherheitskritische Natur der ATEX- und API-regulierten Anwendungen wider, für die sie eingesetzt werden:

Materialrückverfolgbarkeit: Alle tragenden Bauteile – Zahnräder, Wellen, Planetenträger und Gehäuse – verfügen über eine vollständige Materialrückverfolgbarkeit bis hin zum Werkszeugnis. Chargennummer und chemische Zusammensetzung sind jeder Bauteilseriennummer zugeordnet. Diese Rückverfolgbarkeit erfüllt die Anforderungen der Materialzertifizierung gemäß API-Spezifikation 2C (Offshore-Sockelkrane) und NORSOK R-002 für Strukturbauteile in Offshore-Hebezeugen.

Zerstörungsfreie Prüfung kritischer Bauteile: Planetenträgerarme, Abtriebswellenflansche und Hohlradgehäuse für Haupthubanwendungen von Plattformkranen werden nach der Endbearbeitung einer Magnetpulverprüfung (MPI) unterzogen. Dadurch wird sichergestellt, dass keine Oberflächenfehler vorliegen, die die Dauerfestigkeit unter den Auslegungszielwert reduzieren würden. Die MPI-Berichte sind Bestandteil der Materialzertifizierungsunterlagen, die mit jeder Einheit geliefert werden.

Zertifizierung der Getriebegenauigkeit: Jeder Zahnradsatz wird nach dem Schleifen auf einer Koordinatenmessmaschine oder einem speziellen Zahnradmesszentrum vermessen. Dabei entsteht ein numerischer Genauigkeitsbericht, der Profil-, Steigungs- und Teilungsfehler an mehreren Messpunkten entlang des Zahnumfangs ausweist. Dieser Bericht ist Bestandteil der Versanddokumentation und wird in der ATEX-Baumusterprüfakte referenziert. Er bestätigt, dass die tatsächliche Zahnradgeometrie der baumustergeprüften Konstruktion entspricht.

Korea Ever-Power arbeitet von der ersten Projektphase an mit Herstellern von Plattformkranen, EPCI-Auftragnehmern und Offshore-Betreibern zusammen und liefert ATEX-Baumusterprüfbescheinigungen, Materialdatenblätter, Maßzeichnungen und Prüfverfahrensvorschläge, die die Dokumentationsanforderungen aller wichtigen Klassifikationsgesellschaften und Flaggenstaaten erfüllen. Kontaktieren Sie unser Anwendungstechnik-Team mit Ihrer Plattformbereichs-Klassifizierungszeichnung und Kranspezifikation für eine kostenlose ATEX-Konformitätsprüfung und ein Angebot zur Dimensionierung des Windenantriebs.

Beschaffen Sie sich Ihr Offshore-Plattform-Windenantriebs-Planetengetriebe

Ob Sie Windenantriebe für eine neue Offshore-Plattform oder einen Bohrinselbau spezifizieren, Ersatzgetriebe für die Erneuerung der Zertifizierung von Plattformkränen beschaffen oder bestehende Winden modernisieren möchten, um die aktuellen ATEX- und API-Anforderungen zu erfüllen – Korea Ever-Power liefert ATEX-zertifizierte, API-konforme Planetengetriebe für Windenantriebe, die für die gesamte Lebensdauer von Offshore-Plattformen ausgelegt sind. Senden Sie uns Ihre Zonenklassifizierung, die Nennzugkraft, den Motortyp und die geltenden Normen für eine kostenlose Konformitätsprüfung, die Auslegung des Getriebes und ein Angebot für die Dokumentation innerhalb von 48 Stunden.