DE2850636A1

DE2850636A1 - Haltetrosse sowie verankerungsvorrichtung mit einer solchen trosse

Info

Publication number: DE2850636A1
Application number: DE19782850636
Authority: DE
Inventors: Herberghen Pol Van; Pierre Xercavins
Original assignee: CINEMATIQUE LAB
Current assignee: CINEMATIQUE LAB
Priority date: 1977-11-28
Filing date: 1978-11-22
Publication date: 1979-06-07
Also published as: NO783959L; FR2410078A1; NL7811666A; BE872251A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Wfickv^nn, D^l.-P^ys Dr. K.Fincke

Dipl.-In^g. F.AAVeickmann, Dipl.-Chem. B. Hub'er Dr. Ing. H-Liska. ' 28 50636

^SAHA 8000 MÜNCHEN 86, DEN 2 2. NöV.

POSTFACH 860 820 MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

Laboratoire de Cin&matique, rue de I¹Autonomie 24, B-1070 Brüssel, Belgien

Haltetrosse sowie Verankerungsvorrichtung mit einer solchen Trosse

Die Erfindung betrifft eine Haltetrosse, wie sie insbesondere in einer Torrichtung zum Vertäuen von auf See verankerten schwimmenden Plattformen verwendet wird, sowie eine Ankervorrichtung für eine schwimmende Plattform, die eine solche Trosse aufweist.

Eine derartige Trosse, die beispielsweise eine Länge von über 100 Metern hat und als eine sehr feste Verbindung dient, muß eine sehr hohe Zugfestigkeit haben, die in der Bruchgrenze in der Größenordnung von 300 Tonnen betragen kann. Im Gegensatz zu einem Seekabel, das am Meeresgrund liegt, nimmt die Haltetrosse an den Bewegungen der Dünung teil, so daß die Dauerfestigkeit eine fundamentale Bedeutung erlangt. Außerdem muß die Vorrichtung, die zum Schutz der Trosse gegen eine Korrosion durch das Seewasser dient, ebenfalls gegen diese unablässigen Bewegungen mit kleiner Amplitude gefeit sein'. Ferner muß zum Auslegen der Trosse diese in aufgewickelter Form transportiert werden, so

2 daß die Trosse, die einen Querschnitt von wenigstens 10 cm hat, genügend biegsam sein muß, um sie auf eine Trommel mit akzeptablen Abmessungen (beispielsweise einem Trommeldurchmesser von 2 bis 8 Meter) aufwickeln zu können. Schließlich muß die Trosse eine solche Struktur haben, daß sie am Meeresgrund auf einfache und zuverlässige Weise und außerdem korrosionsfest

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verankert werden kann.

Die Erfindung bezweckt, eine Trosse und eine Ankervorrichtung zu schaffen, die diesen Anforderungen so weit wie möglich genügen und insbesondere eine ausreichende Dauerfestigkei-t und Korrosionsfestigkeit erreichen.

Gemäß dar Erfindung wird eine Haltetrosse vorgesehen, die aus einem Bündel von einzelnen Seilen besteht, das mit einem •seewasserfesten Mantel umhüllt ist, wobei die einzelnen Seile aus Stahldrähten mit einer hohen Elastizitätsgrenze, umgeben von einem flexiblen Überzug, bestehen und .in der Trosse praktisch parallel laufen und wobei der Raum des Mantels, der nicht von den einzelnen Seilen besetzt ist, mit einer inerten Schmierflüssigkeit gefüllt ist.

In einer Ausführung der Erfindung umfaßt jedes einzelne Seil eine Gruppe von geschmierten Drähten, die in den flexiblen Überzug eingehüllt sind, um so die Dauerfestigkeit der Trosse zu verbessern, wobei diese Drähte entweder verseilt oder·annähernd parallel zueinander angeordnet sind. Eine gebräuchliche Haltetrosse auf See, die aus einander berührenden Strängen besteht, ist sehr anfällig für eine Ermüdung. Dies rührt daher, daß die Trosse ständig unter einem Zug in der Größenordnung von 25 bis 40 io der Bruchgrenze steht und die Reibung unter Zug der Stränge gegeneinander entlang ihrer Berührungslinie, sowie das Mitgehen mit der Dünung einen raschen Verschleiß der Trosse verursachen. In der erfindungsgemäßen. Trosse sind die Stränge nicht miteinander verdrillt und berühren einander nicht, so daß der Zug in der Trosse die Stränge nicht aufeinanderpressen kann. Die Stränge laufen parallel, was keine exakte Parallelität im mathematischen Sinn bedeuten soll, sondern vielmehr eine parallelität, die genügt, um die zusammenpressenden Kräfte der Stränge vernachlässigen zu können im Verhältnis zu den zusammenpressenden Kräften, die auftreten, wenn die Stränge unter einem Winkel von beispielsweise 50° zur Achse der Trosse verdreht sind.

Die Reibung zwischen den Strängen in der Trosse wird auch noch

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durch die inerte Schmierflüssigkeit reduziert. Zu diesem Zweck kann vorzugsweise eine Flüssigkeit hoher Viskosität von bei- spielsweise über 5000 Zentipoise verwendet werden, doch muß sich die Flüssigkeit noch unter Druck in die Trosse einspritzen lassen. Bas heißt, es muß möglich sein, die Flüssigkeit vor der Injektion etwa durch Erhitzen auf 100 G auf eine Viskosität von weniger als annähernd 50 Zentipoise zu bringen und dann sie bis zu wenigstens 5000 Zentipoise "aushärten" zu lassen. Zu diesem Zweck können z.B. Schmiermittel verwendet werden, die von Petroleum oder Bitumen oder Petrolatum stammen. Ein als Schmierflüssigkeit besonders geeignetes Produkt ist das unter der Markenbezeichnung "Visconorust" 2090 P-4 von der Viscosity Oil Company vertriebene, das eine Viskosität von annähernd 30 Zentipoise bei 100⁰G hat und bei etwa"60°0 dick zu werden beginnt und das eine Dichte von etwa 0,90 hat.

Alternativ ist es auch möglich ₉ ein öl mit einer niedrigen Viskosität von unter 50 Zentipoise bei O⁰C zu verwenden und das öl der Trosse im Betrieb zirkulieren zu lassen und abzupumpen, um so das öl zu erneuern und das abgezogene Öl zu prüfen, um so Sickerstellen zu entdecken. Schließlich ist es vorteilhaft, eine Flüssigkeit mit einem höheren spezifischen Gewicht als das Seewasser hat, zu verwenden, wie weiter unten noch erklärt wird. Zu diesem Zweck kann der verwendeten Flüssigkeit eine kleine Menge eines Epoxidharzes beigemischt werden, so daß ein Gemisch dieser beiden Substanzen entsteht. Die Schmierflüssigkeit darf aber nicht in einem solchen Maß fest werden, daß die zum Aufwickeln der Trosse notwendige Biegsamkeit nicht mehr gegeben ist.

Wenn die Stränge miteinander in Berührung kommen, berühren sie sich nur mit ihren individuellen Oberzügen, die durch die Füllung und die Söhmierflüssigkeit geschmiert werden. Dieser Oberzug kann aus einem bekannten Kunststoff sein, beispielsweise ein PVC, ein Polypropylen, ein Polyäthylen hoher Dichte, Nylon, usw. Die erfindungsgemäße Trosse besitzt daher einen vierfachen Schutz gegen die Reibung der Stränge, nämlich die Paralle-

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lität der Stränge, die den. Mantel"zwischen den Strängen schmierende Flüssigkeit, die individuellen Überzüge der Stränge und die Schmierung der Stränge oder Drahtbundel.

Der Mantel, die Schmierflüssigkeit und der individuelle Überzug der Stränge oder Drähte erfüllen jedoch alle noch eine zweite funktion, nämlich den Schutz des Stahls gegen das Durchsickern von Seewasser. Die Füllsubstanz bildet eine Barriere für das Wasser, das sonst durch den Mantel sickern könnte. Wenn jedoch diese Substanz eine höhere Dichte hat als das Seev/asser, bildet sich in der im Wasser untergetauchten Trosse ein hydrostatischer Druck von innen nach außen aus, der dem Einsikkern von Wasser entgegenwirkt.

Der Mantel muß natürlich aus einem flexiblen Material sein, so daß er sich auf einem Radius von nur 4 Metern biegen kann; dabei muß er wasserdicht und wasserbeständig sein. Es kann beispielsweise ein Kunststoff und/oder ein Polymer sein, wie etwa PVC und seine Derivate, Polyolefine, wie etwa ein Polyäthylen, ein Polypropylen und deren Copolymerisate, Polyamide, Copolymerisate von Butadien, Vinylcyanid und Styrol, Elastomere und geschichtete Elastomere, Kunstharze und geschichtete Kunstharze. Wenn der Mantel merkliche hydrostatische Drücke aushalten muß, kann er mit einem Material verstärkt sein, das einen hohen Slastizitätskoeffizienten hat, etwa mit Stahldrähten oder Glasfasern oder mit einer Kombination dieser zwei Bestandteile. Im Fall von Stahldrähten können diese galvanisiert sein, einzeln mit einem Kunststoff, beispielsweise Neopren, ummantelt sein und in einer Spirale rund um die Trosse gewunden sein. Mit dieser Konstruktion kann ein sehr widerstandfähiger, dabei aber doch flexibler Mantel erzielt werden.

Die einzelnen Stränge sind vorzugsweise auf der Innenseite ihres Überzugs geschmiert, was einen zusätzlichen Schutz gegen Korrosion erbringt. Fette, die von Petroleum oder Bitumen oder Petrolatum abstammen, können hierzu verwendet werden. Ein bevorzugtes Produkt ist das oben bereits erwähnte "Visconorust"

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oder das Fett "Uo-Ox-Id-A" der Firma W.R. Grace and Company.

Diese Trosse kann beispielsweise in der in der französischen Patentanmeldung Nr. 7423S19 beschriebenen Weise verankert werden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nunmehr-einige Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:

Fig.1 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Trosse; .

Fig.2 in schematischer Darstellung eine schwimmende Plattform und eine Vorrichtung zum Verankern dieser Plattform, die erfindungsgemäße Trossen aufweist;

Fig.3 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Trosse für rauhen Betrieb.

Fig.1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Trosse im Schnitt. Die Trosse weist einen Mantel 1, beispielsweise aus glasfaserverstärktem Polypropylen auf. Im Inneren des Mantels 1 befinden sich sieben einzelne Seile oder parallele Stränge 2. Jeder Strang hat selbst die Form eines einzelnen Seiles, das einige verseilte oder parallele Drähte 3 enthält, die das elementare Seil ausmachen, das einen der parallelen Stränge darstellt. Es braucht-nicht eigens erwähnt, zu werden, daß die parallelen Stränge auch jede andere geeignete Struktur haben können. Alle Stränge sind von einem Überzug 4 aus einem Polyäthylen hoher Dichte umgeben und der Saum zwischen den Strängen und dem Überzug ist mit einem Korrosionsschutzfett vollständig ausgefüllt. Die Hohlräume 5 zwischen den Strängen sind mit Pech gefüllt, dem eine kleine Menge Epoxidharz beigemischt ist. Während der Fertigung wird dieses Gemisch unter Druck in die Trosse eingespritzt, nachdem die Stränge in den Mantel 1 eingelegt worden sind. Es ist klar, daß es in einer erfindungsgemäßen Trosse leichter ist, einen Strang 2 zu ersetzen, als wenn die Stränge miteinander verdrillt sind.

Die erfindungsgemäße Trosse kann insbesondere in einer Anker-

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vorrichtung für eine schwimmende"Plattform, beispielsweise in ölforderanlagen oder Ölvorratsanlagen, angewendet werden. Eig.2 ist eine schematische Ansicht einer solchen Anlage, die eine schwimmende Plattform 6 hat, beispielsweise in der Form eines Dreiecks, dessen Ecken jeweils mittels einer erfindungsgemäßen Trosse 7 an einem Betonballastblock 8 vertäut sind, der auf .dem Meeresgrund liegt. In Fig.2 sind nur zwei Ecken der Plattform zu sehen. Der Unterschied zwischen Ebbe und Flut wird durch das Biegen der Trosse unter ihrem Eigengewicht absorbiert; der Zug in der Trosse kann zwischen passenden Grenzen, beispielsweise zwischen.20 fo und 50 fa der Bruchgrenze der Trosse variieren.

Der Block 8 kann auch aus einem anderen Material als Beton sein, solange dieses ein ausreichendes Gewicht hat, um ein Abtreiben der Plattform au verhindern, d.h. ein Gewicht in der gleichen Größenordnung wie die Bruchfestigkeit der Trosse 1, die einem Wert von wenigstens 500 Tonnen entspricht. Der Block 8 kann eine Ankeraufnahme haben, an der die Trosse vor dem Untertauchen mittels einer iri der oben erwähnten französischen Patentanmeldung beschriebenen Verankerung, die sorgfältig gegen ein Einsickern von Wasser geschützt ist, vertäut wird oder dieser Block 8 kann von einem rohrförmigen Kanal 9 durchzogen sein, wie in Fig.2 gezeigt, der die Form einer halben Schleife hat. Die beiden Enden der Trosse 7 werden auf der Plattform mittels irgendeines Verankerungssystems 10 festgemacht, wie es beispielsweise bei Schrägseilbrücken verwendet wird.

Wie Fig.2 zeigt, läuft die Trosse-in einem ersten Abschnitt vom Verankerungssystem 10 zum Block 8, geht durch den halbschleifenförmigen Kanal 9 und läuft in einem zweiten Abschnitt zwischen diesem Block 8 und dem Verankerungssystem 10, wobei die Trosse auf ihrer gesamten Länge durchgehend ist.

Um die Gefahr eines Ermüdungsbruches an den Stellen, wo die Trosse 7 den Kanal 9 verläßt, zu reduzieren, können die Ausgänge des Kanals die Form einer weiten Öffnung erhalten.

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Bei einer derartigen Ankervorrichtung läuft der Mantel der Trosse durchgehend über den gesamten untergetauchten Teil der Trosse, um einen seewasserdichten Überzug zu bilden, wobei kein besonderer Korrosionsschutz an den Verankerungsstellen am Meeresgrund erforderlich ist. Da außerdem die beiden Enden der' Trosse auf der Plattform liegen, ist es einfach, die Trosse auszutauschen oder einen Strang durch einen anderen zu ersetzen, indem man den neuen Strang am einen Ende in den Mantel einfädelt und den zu ersetzenden Strang am anderen Ende herauszieht.

Die Erfindung ist in keiner Hinsicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. ' .".

So kann der äußere Mantel aus Metall sein, um eine Reibung und örtliche Beschädigung .durch irgend eine äußere Ursache zu verhindern. " -

Ein Modell (Fig.3) einer Trosse,.das in der Ölanlage der Fig.2 verwendet werden kann, kann aus sieben Strängen bestehen, die jeweils 60 Stahldrähte von 5 mm Durchmesser umfassen und eine Stärke von 180 kg/mm haben, das bedeutet 2900 Tonnen für die Trosse, womit die für diesen Verwendungszweck erforderliche statische und dynamische Festigkeit erreicht ist. Die Drähte können galvanisiert sein oder nicht und einzeln gefettet sein. Die gleiche Konstruktion,' aber mit 7 mm Drähten, kann für den gleichen Zweck verwendet werden.

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Leerseite

Claims

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1. Trosse sun Vertäuen, gekennzeichnet durch ein Bündel von einzelnen Geilen (2), das von einem seewasserfesten Mantel (1) umhüllt ist, und dadurch, daß die einseinen Seile

. aus Stahldrähten mit einer hohen Elastizitätsgrenze, uinge-" ban τοπ einen flexiblen Überzug (4), bestehen und in der Trosse praktisch parallel laufen, und daß das Volumen des Mantels, das nicht von den einzelnen Seilen besetzt ist, mit einer inerten Schmierflüssigkeit gefüllt ist.

2. Trosse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes einzelne Seil (2) aus einer Gruppe gefetteter Drähte (3) besteht, die in den flexiblen Überzug (4) gehüllt sind, und daß die Drähte verseilt sind oder annähernd parallel zueinander angeordnet sind.

3. Trosse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllflüssigkeit, eine Flüssigkeit mit hoher Viskosität bei der Betriebstemperatur der Trosse ist und diese Viskosität durch Erhitzen so weit herabsetzbar ist, daß die Flüssigkeit unter Druck in die Trosse einspritzbar ist.

4. Trosse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierflüssigkeit bei einer Temperatur der Trosse von O⁰C eine Viskosität von über 5000 Zentipoise hat und durch Erhitzen auf etwa 100⁰C auf eine Viskosität von unter 50 Zentipoise gebracht werden kann, um in die Trosse eingeführt zu werden.

5". Trosse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit Petrolatum oder ein aus Petroleum oder Bitumen gewonnenes Schmiermittel .ist.

6. Trosse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierflüssigkeit ein Öl mit niedriger Viskosität von

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merklich unter 50 Zentipoiae bei der Betriebstemperatur der Trosse ist.

7. Trosse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das spezifische Gewicht der Schmierflüssigkeit höher ist als das von Seewasser,

8. Trosse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierflüssigkeit eine kleine Menge eines Epoxidharzes beigemischt ist.

9. Trosse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Überzug (4) aus einem Kunststoff .,besteht, beispielsweise aus PYC, Polypropylen, Polyäthylen hoher Dichte, Nylon o.dgl.

10. Trosse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (1) aus einem Kunststoff und/ oder einem Polymer besteht, wie beispielsweise PVC und seine Derivate, ein Polyolefin, wie ein Polyäthylen, ein Polypropylen und deren Copolymerisate, ein Copolymerisat von Butadien, Vinylcyanid und Styrol, ein Elastomer, geschichtet oder nicht-, ein Kunstharz, geschichtet oder nicht, o.dgl.

11. Trosse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (1) mit einem Material verstärkt ist, das einen hohen Elastizitätskoeffizienten hat, wie etwa Stahldrähte, Glasfasern oder eine Mischung dieser Bestandteile.

12. Trosse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder flexible Überzug (4) eines einzelnen Seils (2) mit einer seewasserfesten viskosen Substanz gefüllt ist.

13· Vorrichtung zum Verankern eines Aufbaus auf See, dadurch

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gekennzeichnet, äaß sie eine Trosse nach einem der vorangehenden Ansprüche aufweist, sowie ein Ankersystem (10) ■auf dem. Aufbau (6), an dem die beiden Bnden der Trosse befestigt sind und einen auf dem Meeresgrund liegenden Ballastblock (8), in dem ein bogenförmiger Kanal (9) ausgebildet i3t, in welchem die Trosse eine Schleife bildet.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht des Bällastblockes (8) von derselben Größenordnung ist wie die Bruchgrenze der Trosse. ·

15· Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge des bogenförmigen Kanals (9) aufge- weitet sind.

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