NO332527B1 - Fremgangsmate for tilstandsovervaking av hydrauliske akkumulatorer - Google Patents

Description

FREMGANGSMÅTE FOR TILSTANDSOVERVÅKING AV HYDRAULISKE AKKUMULATORER

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for tilstandsovervåking av hydrauliske akkumulatorer, som angitt i innledningen til det medfølgende krav 1.

En hydropneumatisk akkumulator er en trykkbeholder, normalt smidd fra et høyhold-fast, legert stål, og hvor væske kan lagres under trykk, med et innesluttet, trykksatt gassvolum som fungerer som et fjærende element. Akkumulatoren tilsluttes et hydraulisk system, og når væske tilføres akkumulatoren, komprimeres gassvolumet ved at væsketrykket stiger. Dermed kan akkumulatoren levere væske til systemet ved at gassen ekspanderer når systemtrykket synker.

Akkumulert, hydraulisk energi er vanlig brukt som nødkraft i tilfelle man mister tilfør-sel fra hydrauliske pumper. Akkumulatorer er ofte plassert lokalt på utstyr som skal opereres, for å gi hurtig respons med nødvendig kapasitet ved aktivering av hydrauliske funksjoner. Dette er vanlig for undervannssystemer der det normalt er svært store avstander mellom utstyret som opereres og den hydrauliske kraftkilden.

Det er alvorlige sikkerhetsaspekter knyttet til en eventuell lekkasje med reduksjon av det komprimerte gassvolumet i akkumulatorer i en del anvendelser. Et eksempel er akkumulatorer for hydraulisk aktiverte høytrykksbarnerer for å sikre mot ukontrollert utblåsning fra olje- eller gassbrønner under boring eller andre brønnoperasjoner.

Korrosjon kan bidra til å svekke trykkbeholderne over tid. Stempelakkumulatorer er utsatt for innvendig slitasje. Belegg for korrosjonsbeskyttelse innvendig i trykkbehol-deren for såkalte blæreakkumulatorer kan løsne. Problemer med korrosjon og forring-else av innvendig overflatebelegg for blæreakkumulatorer kan elimineres ved bruk av akkumulatorskall i syrefast materiale, eventuelt komposittmaterialer.

Når man mangler overvåking av gassvolumet, er det ikke mulig å oppdage eventuell lekkasje og sette mn forebyggende tiltak før lekkasjen i verste fall fører til problemer. Med overvåking av akkumulatorenes tilstand kan man registrere eventuelt tap av gass fra akkumulatorene, og med bruk av korrosjonsbestandige trykkbeholdere kan man redusere behovet for demontering, innvendig inspeksjon og skalltest av akkumulatorene.

Kjent teknikk for å overvåke gassinnholdet i stempelakkumulatorer er måling av posi-sjonen av stempelet for den enkelte akkumulatoren. Tradisjonelt vedlikehold av akkumulatorer er forebyggende og basert på intervall. Akkumulatorens tilstand kontrol-leres i forbindelse med re-sertifisering. Fremgangsmåten er at akkumulatorene demonteres og inspiseres innvendig og utvendig før beholderen blir trykktestet. Ofte overhales akkumulatorene før utstyret er slitt eller materialene er forringet, og man bruker unødvendig tid og penger til dette. Med innføring av tilstandsbasert vedlikehold (eng. Condition Based Maintenance, CBM) av akkumulatorer kan nedetiden reduseres til et minimum som følge av effektiv tilstandsovervåking for gassvolumet, og vedlike-holdskostnadene kan reduseres med en riktig kombinasjon av løpende og planlagt vedlikehold basert på innsamling og bearbeiding av tilstandsinformasjon om det tek-niske utstyret. Dersom ikke data fra tilstandsovervåkning av akkumulatorene indikerer behov for mer omfattende gjennomgang av tilstanden og eventuell utskifting av deler, ligger det et betydelig økonomisk potensiale i å forenkle re-sertifiseringen til utvendig inspeksjon og trykktest av akkumulatoren uten demontering.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i etterfølgende patentkrav.

En lastbolt, alternativt veieceller for veiing av en eller flere akkumulatorer og et elektronisk dataloggesystem for måling og lagring hydraulisk trykk inngår i en systemløs-ning som har til formål å fremskaffe data for tilstandsovervåking av hydrauliske akkumulatorer. Det samlede gassvolumet i akkumulatorbanken beregnes ut fra akkumulatorbankens vekt og arbeidstrykk. Dette skiller seg vesentlig fra kjent teknikk og fremgangsmåten kan benyttes for både stempel og blæreakkumulatorer.

Det er tilveiebrakt en fremgangsmåte for overvåking av innholdet av komprimert gass i akkumulatorer og dermed å detektere eventuell lekkasje, slik at utskifting eller overhaling av akkumulatorene kan planlegges. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skaffes det også tilveie driftsdata for å bestemme behovet for overhaling i forbindelse med re-sertifisering.

Foreliggende søknad vedrører en fremgangsmåte for overvåkning av gassinnhold i akkumulatorer ved at det samlede gassvolumet beregnes ut fra måling av vekten av akkumulatorbanken og det hydrauliske trykket i akkumulatorene.

Et annet aspekt ved oppfinnelsen er at en trykklogger benyttes til å registrere driftsti-den og om driftstrykket eventuelt har overskredet det maksimalt tillatte arbeidstryk-ket for akkumulatorene.

Oppfinnelsen vedrører mer spesifikt en fremgangsmåte for tilstandsovervåking av hydrauliske akkumulatorer, kjennetegnet ved at akkumulatorenes gassinnhold overvåkes ved at gassvolumet beregnes basert på akkumulatorenes vekt og arbeidstrykk, og at data for akkumulatorenes arbeidstrykk og relevant operasjonshistorikk samles og lagres ved hjelp av et elektronisk loggesystem.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et skjematisk sidesnitt av en første utførelse av en akkumulatormodul, hvor en indre struktur er tilkoplet en hydraulisk sylinder via en lastbolt; og Fig. 2 viser et skjematisk sidesnitt av en andre utførelse av en akkumulatormodul, hvor den indre strukturen er anbrakt på veieceller.

På figurene angir henvisningstall 1 en akkumulatormodul med en ytre struktur 2 og en innvendig ramme 3 forsynt med hydrauliske akkumulatorer 4A, 4B. Arrangementet kan inngå i et hydraulisk system under vann eller på overflaten. Eksempelvis kan akkumulatormodulen 1 være montert på undervannsutstyr som er innrettet til å kunne installeres eller trekkes til overflaten ved hjelp av et fartøy (ikke vist). Rammen 3 med akkumulatorene 4A, 4B er i en første utførelse (se figur 1) hengt opp i en hydraulisk sylinder 5 som er forankret i toppen av den ytre strukturen 2. Vekten av rammen 3 med akkumulatorene 4A,4B registreres med en lastbolt 6A som tildanner en kopling mellom den hydrauliske sylinderen 5 og rammen 3. For å unngå dynamisk belastning på lastbolten 6A i forbindelse med håndtering av akkumulatormodulen 1, eller utstyr modulen er montert på, er rammen 3 ved hjelp av den hydrauliske sylinderen 5 innrettet til å bli senket ned, slik at rammen 5 under håndtering hviler på dempeanord-nmger 7A, 7B anordnet mellom den ytre strukturen 2 og rammen 3.

Akkumulatormodulen 1 er forsynt med et dataloggesystem 8 som er innrettet for å registrere hydraulisk arbeidstrykk, omgivelsestrykk ved undervannsanvendelser, samt lagre relevant operasjonshistorikk for akkumulatorene 4A, 4B. Signalkommuniserende ledninger 9A, 9D forbinder henholdsvis lastbolten 6A og dataloggesystemet 8 med en kommunikasjonsenhet 10 som er forbundet med et kontrollsystem (ikke vist) via en signalkommuniserende ledning 9E.

Dataloggesystemet 8 blir typisk plombert for å sikre at det ikke kan koples ut. Data-loggesystemets 8 programvare blir innrettet til å beregne gassvolumet basert på måleverdiene for vekt og arbeidstrykk. For akkumulatorer 4A, 4B som opereres under vann, tas det hensyn til oppdriften. Når flere akkumulatorer 4A, 4B veies sammen kan man ikke vite hvilken akkumulator 4A, 4B som eventuelt har hatt tap av gass, men man har kontroll over den felles akkumulatorkapasiteten. Registrert lekkasje av gass fra en eller flere akkumulatorer ledsages av en alarmfunksjon.

På figur 2 er det vist et alternativt arrangement som skiller seg fra løsningen ifølge figur 1 ved at veieceller 6B, 6C anordnet på den ytre strukturen 2 benyttes for veiing av rammen 3 med akkumulatorene 4A, 4B. Veiecellene 6B, 6C er forbundet med kommunikasjonsenheten 10 via signalkommuniserende ledninger 9B, 9C. For eventuelt å avlaste veiecellene 6B, 6C under håndtering av akkumulatormodulen 1, eller utstyr som akkumulatormodulen 1 er montert på, er det aktuelt å benytte hydrauliske sylindere (ikke vist) for å heve rammen. Alternativt kan dette løses med et mekanisk arrangement (ikke vist).

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for tilstandsovervåking av hydrauliske akkumulatorer (4A, 4B),karakterisert vedat akkumulatorenes (4A, 4B) gassinnhold overvåkes ved at gassvolumet beregnes basert på akkumulatorenes vekt og arbeidstrykk, og at data for akkumulatorenes arbeidstrykk og relevant operasjonshistorikk samles og lagres ved hjelp av et elektronisk loggesystem (8).