ES2944111T3

ES2944111T3 - Cadena de anclaje marina

Info

Publication number: ES2944111T3
Application number: ES21382050T
Authority: ES
Inventors: Cormenzana Alexander Mena; Lozano Nagore Abrisketa; Ibanez Jonathan Fernandez; Mateos Mikel Diez; Castilla Jon Ander Manjon; Barco Silvia Fernandez
Original assignee: Tecnologica Leioa Aie
Current assignee: Tecnologica Leioa Aie
Priority date: 2021-01-21
Filing date: 2021-01-21
Publication date: 2023-06-19
Anticipated expiration: 2041-01-21
Also published as: EP4033119B1; EP4033119A1

Abstract

La invención se refiere a una cadena de ancla marina que comprende una pluralidad de eslabones (10) unidos entre sí, cada uno de los eslabones (10) tiene un diámetro nominal (d), una longitud (L) y un ancho (W) que es igual a 3,35 veces el diámetro nominal (d) o un ancho (W) igual a 3,6 veces el diámetro nominal (d), y en el que la longitud (L) de cada eslabón (10) es superior a 6,5 veces el diámetro nominal (d), de manera que se obtiene una cadena de ancla marina que tiene un peso menor y utiliza menos material por longitud de cadena en comparación con una cadena de ancla con eslabones comunes. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Cadena de anclaje marina

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se relaciona con cadenas de anclaje marinas, y principalmente con cadenas de anclaje marinas para estructuras flotantes de energías renovables.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR

Las estructuras flotantes, como por ejemplo las plataformas eólicas “offshore”, necesitan estar amarradas al fondo marino para no estar sometidas a los desplazamientos que puedan producirles las corrientes marinas, o las condiciones atmosféricas. Para ello se emplean cadenas de anclaje marinas que unen las estructuras flotantes con unos dispositivos de anclaje, tal como anclas, o pilotes, que se disponen en el fondo marino.

La cadena de anclaje marina comprende una pluralidad de eslabones estándar unidos entre sí, (en inglés denominados “common links”). Los eslabones estándar pueden ser eslabones con contrete (“stud links”), o eslabones sin contrete (“studless links”). Para unir los eslabones estándar de la cadena con el elemento a conectar (estructura flotante, dispositivo de anclaje, u otra cadena), generalmente, la cadena de anclaje tiene en cada uno de sus extremos un eslabón ampliado (“enlarged link”), un eslabón final (“end link”) y un grillete final (“end shackle”). La norma internacional ISO 1704, “Ships and marine technology — Stud-link anchor chains", entre otras, regula la forma, proporciones, dimensiones y tolerancias de los eslabones de una cadena de anclaje marina. Cada uno de los eslabones estándar con contrete tiene un diámetro nominal, una longitud que es igual a 6 veces el diámetro nominal y una anchura que es igual a 3,6 veces el diámetro nominal. Los eslabones ampliados y los eslabones finales tienen un diámetro nominal mayor que los eslabones estándar, además de una anchura y longitud superiores, estas dimensiones ampliadas son necesarias para asegurar la conexión de la cadena con el elemento a conectar, así como para que los eslabones puedan soportar las tensiones mecánicas de torsión y tracción a las que están sometidos. En el caso de las cadenas de anclaje con eslabones sin contrete, cada uno de los eslabones estándar sin contrete tiene un diámetro nominal, una longitud que es igual a 6 veces el diámetro nominal y una anchura que es igual a 3,35 veces el diámetro nominal.

Por ejemplo, el documento WO2013001121A1, o el documento EP3060464A1, muestra una cadena de anclaje marina que comprende una pluralidad de eslabones unidos entre sí para conectar una estructura flotante, tal como una plataforma eólica, con un dispositivo de anclaje al fondo marino. La cadena comprende una pluralidad de eslabones estándar con dimensiones estandarizadas como los descritos anteriormente.

El documento US5956936A muestra una dragalina para remover grandes volúmenes de material que comprende una cuchara soportada con cadenas de dragalina que tienen una pluralidad de eslabones de cadena alargados con una longitud de paso aumentada en comparación con un eslabón de cadena de dragalina convencional. Cada eslabón comprende un par de porciones extremas en forma de U conectadas por un par de porciones de pata paralelas que están conectadas entre sí por dos barras de unión transversales que impiden que los eslabones de cadena colapsen unos sobre otros. El eslabón puede tener una o más barras centrales anticolapso para evitar que las porciones de patas colapsen entre sí en caso de que un eslabón golpee con fuerza contra la cuchara de la dragalina. La anchura del eslabón es 3,6 veces su diámetro nominal y el paso (pitch) es al menos 10 veces mayor que el diámetro nominal de las patas.

EXPOSICIÓN DE LA INVENCIÓN

El objeto de la invención es el de proporcionar una cadena de anclaje marina, según se define en las reivindicaciones.

La invención se refiere a una cadena de anclaje marina que comprende una pluralidad de eslabones unidos entre sí, cada uno de los eslabones tiene un diámetro nominal, una longitud, y una anchura que es igual a 3,35 veces el diámetro nominal o una anchura que es igual a 3,6 veces el diámetro nominal, y en donde la longitud de cada eslabón es entre 6,5 y 8,5 veces el diámetro nominal.

De esta manera se obtiene una cadena de anclaje marina de menor peso y que emplea menos material por longitud de cadena en comparación con una cadena de anclaje con eslabones estándar que tienen una longitud igual a 6 veces el diámetro nominal, mientras que se consiguen unas propiedades mecánicas similares. Se consigue una reducción de al menos un 8% en peso por metro de cadena, lo cual supone un menor coste y una reducción de CO2 empleado en su fabricación, además de poder emplear equipos de instalación de las estructuras flotantes más livianos y que necesitan menos energía para realizar la logística y la manipulación de la cadena.

Estas y otras ventajas y características de la invención se harán evidentes a la vista de las figuras y de la descripción detallada de la invención.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La Figura 1 muestra una parte de una cadena de anclaje marina según la invención.

La Figura 2 muestra un eslabón sin contrete de la cadena de anclaje marina del ejemplo de la Figura 1.

La Figura 3 muestra un eslabón con contrete de una cadena de anclaje marina según la invención.

EXPOSICIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La Figura 1 muestra una vista parcial de una cadena de anclaje marina 100 según la invención. La cadena de anclaje marina 100 comprende una pluralidad de eslabones 10 unidos entre sí, cada uno de los eslabones 10 tiene un diámetro nominal d, una longitud L y una anchura W. En las figuras 2 y 3, mediante flechas, se indican las dimensiones del diámetro nominal d, la longitud L y la anchura W de los eslabones 10, así como el paso P (“pitch”). Los eslabones 10 pueden ser eslabones sin contrete, como el mostrado en la Figura 2, o eslabones con contrete, como el mostrado en la Figura 3.

Según la invención, los eslabones 10 tienen un diámetro nominal d y una anchura W según normativa (ISO 1704), es decir, los eslabones 10 tienen una anchura W que es igual a 3,35 veces el diámetro nominal d, cuando son eslabones 10 sin contrete, o una anchura W que es igual a 3,6 veces el diámetro nominal d, cuando son eslabones 10 con contrete. Sin embargo, la longitud L de cada eslabón 10 es mayor que la longitud de un eslabón estándar, que según normativa tienen una longitud igual a 6 veces el diámetro nominal.

Así, según la invención, la longitud L de cada eslabón 10 de la cadena de anclaje marina 100 es mayor a 6,5 veces el diámetro nominal d, de forma que se reduce el material y el peso en comparación con una cadena de anclaje marina con eslabones estándar. De esta forma, el eslabón 10 es igual que un eslabón estándar, en donde el diámetro y el espesor de los eslabones 10 no se modifica con respecto a los eslabones estándar, y únicamente se aumenta su longitud L consiguiendo reducir el peso de la cadena 100, pero manteniendo unas propiedades mecánicas adecuadas.

Cada extremo de la cadena de anclaje marina 100 está acoplado a un grillete final 40, y entre el grillete final 40 y los eslabones 10 hay un eslabón ampliado 20 y un eslabón final 30. El eslabón ampliado 20 está unido a un extremo de la pluralidad de eslabones 10, y el eslabón final 30 está unido al eslabón ampliado 20. Cabe la posibilidad de que únicamente un extremo de la cadena 100 tenga el eslabón ampliado 20, el eslabón final 30 y el grillete final 40, e incluso que la cadena 100 únicamente esté formada por la pluralidad de eslabones 10, de forma que los eslabones 10 se conecten directamente a un grillete final 40.

Uno de los extremos de la cadena de anclaje 100 está unido a una estructura flotante y el otro extremo de la cadena 100 está unido a un dispositivo de anclaje al fondo marino. Preferentemente la estructura flotante es una estructura flotante de energías renovables, tal como un aerogenerador offshore.

El eslabón ampliado 20 y el eslabón final 30 tienen un diámetro nominal, una anchura y una longitud superior a los eslabones 10. El eslabón ampliado 20 puede tener una geometría sin contrete o con contrete. Según la normativa, el eslabón ampliado 20 tiene un diámetro nominal D2 que es igual a 1,1 veces el diámetro nominal d de un eslabón 10, una anchura que es igual a 3.35 veces el diámetro nominal D2 si es un eslabón sin contrete, o 3,6 veces el diámetro nominal D2 si es un eslabón con contrete, y una longitud que es igual a 6 veces el diámetro nominal D2 tanto para un eslabón ampliado 20 de geometría con contrete como sin contrete. Mientras que el eslabón final 30 tiene un diámetro nominal D3 que es igual a 1,2 veces el diámetro nominal d de un eslabón 10, una anchura que es igual a 4 veces el diámetro nominal d, y una longitud que es igual a 6,75 veces el diámetro nominal d.

Como se muestra en las Figuras 2 y 3, el eslabón 10 tiene una forma oblonga con dos tramos cilíndricos rectos 11 unidos entre si mediante dos tramos cilíndricos curvos 12. En la Figura 3, los dos tramos cilíndricos rectos 11 están unidos mediante un tramo transversal 13. La longitud L del eslabón 10 es la distancia que separa la parte exterior de los dos tramos cilíndricos curvos 12. El paso P del eslabón 10 es la distancia que separa la parte interior de los dos tramos cilíndricos curvos 12. La anchura W del eslabón 10 es la distancia que separa la parte exterior de los dos tramos cilíndricos rectos 11. El diámetro nominal d es el diámetro de los tramos cilíndricos rectos 11 y curvos 12. Dicho diámetro nominal d es el diámetro de la barra de acero que se emplea en la fabricación de los eslabones 10. Preferentemente, la longitud L de cada eslabón 10 es entre 6,5 y 8,5 veces el diámetro nominal d. Experimentalmente se ha comprobado que, con aceros de los que comúnmente se emplean en la fabricación de cadenas de anclaje, para longitudes superiores a 8,5 veces el diámetro nominal d, se pueden generar problemas en el proceso de fabricación, ya que la cadena puede deformarse demasiado durante el tratamiento térmico.

El diámetro nominal d de cada eslabón estándar 10 de la cadena de anclaje marina 100 es superior a 60 mm. El diámetro se selecciona en función de la longitud de la cadena y el tipo de requerimientos mecánicos que necesita la cadena para anclar la estructura flotante.

Los eslabones 10 pueden estar recubiertos con protecciones para reducir la degradación debido a la corrosión, desgaste u otro tipo de impactos a los que pueden estar sometidos durante su funcionamiento en el ambiente marino.

El acero de los eslabones 10 puede ser un acero de los comúnmente empleados en la fabricación de cadenas de anclaje marinas, en tal caso el eslabón 10 es exactamente igual que un eslabón estándar en donde únicamente se aumenta su longitud L. Por ejemplo, para la fabricación de los eslabones 10 de la cadena 100 se emplea un acero que tiene un límite elástico superior a 400 MPa, una tracción superior a 650 MPa, un alargamiento superior al 12 % y una reducción de área superior al 50 %. La tenacidad del acero es superior a 50 J en su base en ensayos realizados a -20°C. La carga de rotura de los eslabones 10 de una cadena 100 fabricada con un acero como el anteriormente indicado es superior a 3.147 kN.

Ejemplo: Cadena de anclaje marina 100 con eslabones 10 de una longitud 7,5*d:

Se fabrica un prototipo de una cadena de 35 metros con 85 eslabones sin contrete de 76 mm de diámetro nominal, una anchura de 3,35 veces el diámetro nominal, es decir 254,6 mm, una longitud de 7,5 veces el diámetro nominal, es decir 570 mm, y un paso de 5,5 veces el diámetro nominal, es decir 418 mm.

Para la fabricación de los 85 eslabones se emplea un acero que tiene un límite elástico de 681 MPa, una tracción superior de 799 MPa, un alargamiento de 20.3 % y una reducción de área de 69,8%. La tenacidad del acero es de 157 J en su base.

La carga de rotura se determina realizando un ensayo de ultrasonidos UT en donde los eslabones de la cadena se someten a un ensayo de tracción en unas condiciones y con una carga definida por normativa que se mantiene durante 30 segundos. La carga de rotura de los eslabones obtenida es de 5454 KN MPa.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Cadena de anclaje marina que comprende una pluralidad de eslabones (10) unidos entre sí, cada uno de los eslabones (10) tiene un diámetro nominal (d), una longitud (L), y una anchura (W) que es igual a 3,35 veces el diámetro nominal (d), o una anchura (W) que es igual a 3,6 veces el diámetro nominal (d), caracterizada porque la longitud (L) de cada eslabón (10) es entre 6,5 y 8,5 veces el diámetro nominal (d).

2. Cadena según la reivindicación 1, en donde la longitud (L) de cada eslabón (10) es 7,5 veces el diámetro nominal (d).

3. Cadena según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el diámetro nominal (d) es superior a 60 mm.

4. Cadena según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los eslabones (10) están fabricados en un acero que tiene un límite elástico superior a 400 MPa, una tracción superior a 650 MPa, un alargamiento superior al 12% y una reducción de área superior al 50 %.

5. Cadena según la reivindicación anterior, en donde la carga de rotura de los eslabones (10) es superior a 3.147 kN.