A Bosch Company
Keine leichte Aufgabe: eine 48000 Tonnen-Plattform aus dem Meer heben
Spezielle Komponenten und Steuerungssysteme von Bosch Rexroth an Bord der Pioneering Spirit
Für Bosch Rexroth war es einer der größten Aufträge in der Unternehmensgeschichte, seine Ausführung dauerte mehr als 2 Jahre. Das Unternehmen stellte sich damit einer großen Herausforderung: die Hydraulikkomponenten und die zugehörigen lokalen Steuerungen für das innovative Hubsystem an Bord des vom Offshore-Spezialisten Allseas konzipierten und entwickelten Schiffes Pioneering Spirit zu planen und zur Verfügung zu stellen.
Die Pioneering Spirit ist ein speziell entwickeltes Schiff zum Anheben kompletter Offshore-Plattformen von ihrer Stelzenkonstruktion in einer einzigen Bewegung. Dafür hat Allseas ein vollständiges System zur Bewegungskompensation mit den zugehörigen Steuerungssystemen entwickelt. Allseas hat auch die Software für das Prinzip hinter dem Bewegungssystem geschrieben. Schließlich beauftragte das Unternehmen Bosch Rexroth damit, die Hydraulikauslegung und die Anordnung der speziellen Bauteile der Hubbalken zu entwickeln und die spezialisierten Hydraulikkomponenten und Antriebssysteme zu liefern. Die Anfrage kam direkt von Allseas - genauer gesagt von Unternehmensgründer und -Eigentümer Edward Heerema.
Ron van den Oetelaar, Geschäftsführer von Bosch Rexroth Benelux, erläutert: „Bereits in der Vergangenheit gab es Projekte, bei denen wir eng mit den Ingenieuren von Allseas in Delft zusammengearbeitet haben. Wir haben schon ganz unterschiedliche Bauteile für Spezialschiffe geliefert, die Pipelines im Meer verlegen. Wir fühlten uns sehr geehrt, als Allseas uns die Ingenieursaufgabe stellte, die technische Auslegung für ein neuartiges Hubsystem vorzunehmen. Es war eine einmalige Gelegenheit, unser technisches Wissen unter Beweis zu stellen. In enger Zusammenarbeit mit den Ingenieuren von Allseas, die die einzigartige Form und Funktion des Schiffes und das Prinzip der Hubbalken für das Topsides Lift System (TLS) entwickelt haben, betrachtete unser Ingenieursteam verschiedene technische Ansteuermöglichkeiten für die einzelnen Hubbalken. Dabei wurden ganz unterschiedliche Techniken in Erwägung gezogen: Hydraulik, Elektrik und Hybridkombinationen beider Technologien. Die Hydromechanik und Elektromechanik waren eine Herausforderung, aber auch die Digitaltechnik (Steuerungen, Software, Bussysteme usw.) war nicht zu unterschätzen. Allseas wollte, dass das Schiff Plattformen mit einem Gewicht von bis zu 48.000 Tonnen anheben kann. Keine leichte Aufgabe. Besonders wenn dies nicht nur äußerst präzise, sondern auch äußerst schnell geschehen soll. Im Entwicklungsprozess haben wir gemeinsam mit den Ingenieuren von Allseas zahllose Tests vorgenommen und Simulationen durchgeführt, um die optimale Lösung zu finden. Nachdem die Lösung nach mehrjähriger Entwicklungszeit auf dem Papier funktionierte, wurden wir mit der Herstellung und Lieferung der Hydraulikkomponenten und Antriebssysteme für die einzelnen Balken beauftragt.
Enorme Effizienzsteigerungen
Der Bau oder die stückweise Demontage einer Plattform durch Schiffe mit Kränen und der Hilfe Dutzender von Arbeitern auf dem offenen Meer nimmt üblicherweise Wochen oder gar Monate in Anspruch. Die Pioneering Spirit, 382 m lang und 124 m breit, kann den oberen Teil einer Plattform von der Stelzenkonstruktion innerhalb von 9 Sekunden anheben. Dazu wird das System zur Bewegungskompensation während der vorbereitenden Arbeiten aktiviert. Das System besteht aus 16 Hubbalken, die von der Brücke der Pioneering Spirit aus gesteuert werden. Mithilfe der Hubbalken wird die Plattform in einer einzigen raschen Bewegung 2,5 m angehoben, sodass die Aufbauten der Plattform von der Unterkonstruktion gelöst werden. Dann entfernt sich das Schiff und die Aufbauten werden Richtung Küste transportiert.
Die in diesem Fall von Allseas eingesetzte Technik, auch unter dem Begriff Seegangskompensation bekannt, ist teilweise aufgrund der gleichzeitigen Bewegungen der Hubbalken über mehrere Achsen hinweg äußerst komplex.
Entwicklung auf Bestellung
Konnten für diesen Auftrag Standardbauteile aus der Produktpalette von Bosch Rexroth verwendet werden, oder waren kundenspezifische Komponenten erforderlich? Die Antwort von Van den Oetelaar dazu lautet: „Standardbauteile können für spezielle Projekte dieser Größe nur selten verwendet werden. Abgesehen von einigen wenigen Katalogbauteilen, wie z.B. Ventile und Hubkolbenpumpen, wurden die meisten der Komponenten und Teilsysteme speziell für dieses Schiff entwickelt. Dazu zählen Zylinder, Steuerungseinrichtungen, Generatoren, Montageplatten usw. Die lokalen digitalen Steuerungssysteme, die wir für die Hubbalken geliefert haben, wurden ebenfalls speziell für diesen Auftrag entwickelt. Dies gilt auch für die Steuerungshardware und -software. Während der Planung arbeiteten wir intensiv mit leistungsstarken Simulationsprogrammen, um das Systemverhalten abzuschätzen, setzten die Finite-Elemente-Methode ein, um kritische Teile und Komponenten hinsichtlich der Festigkeit zu berechnen, und verwendeten Analysetechniken, um Risiken im Prozessablauf aufzuzeigen. Richtig spannend wurde es dann aber, als der erste Praxistest erfolgte. Das war im vergangenen August und er bestand aus dem Anheben der 13.500 Tonnen schweren oberen Aufbauten der Yme-Plattform vor der norwegischen Küste. Alles hat perfekt funktioniert. Seitdem wurden die restlichen vier Hubbalken (einschließlich der Komponenten von Bosch Rexroth) auf dem Schiff für noch größere Hebevorgänge installiert. Es ist großartig, dass unsere Planer, Produktionsmitarbeiter, Serviceingenieure und anderen Techniker einen derart wichtigen Beitrag leisten konnten.“
Spezielle Komponenten und Steuerungssysteme von Bosch Rexroth an Bord der Pioneering Spirit
Für Bosch Rexroth war es einer der größten Aufträge in der Unternehmensgeschichte, seine Ausführung dauerte mehr als 2 Jahre. Das Unternehmen stellte sich damit einer großen Herausforderung: die Hydraulikkomponenten und die zugehörigen lokalen Steuerungen für das innovative Hubsystem an Bord des vom Offshore-Spezialisten Allseas konzipierten und entwickelten Schiffes Pioneering Spirit zu planen und zur Verfügung zu stellen.
Die Pioneering Spirit ist ein speziell entwickeltes Schiff zum Anheben kompletter Offshore-Plattformen von ihrer Stelzenkonstruktion in einer einzigen Bewegung. Dafür hat Allseas ein vollständiges System zur Bewegungskompensation mit den zugehörigen Steuerungssystemen entwickelt. Allseas hat auch die Software für das Prinzip hinter dem Bewegungssystem geschrieben. Schließlich beauftragte das Unternehmen Bosch Rexroth damit, die Hydraulikauslegung und die Anordnung der speziellen Bauteile der Hubbalken zu entwickeln und die spezialisierten Hydraulikkomponenten und Antriebssysteme zu liefern. Die Anfrage kam direkt von Allseas - genauer gesagt von Unternehmensgründer und -Eigentümer Edward Heerema.
Ron van den Oetelaar, Geschäftsführer von Bosch Rexroth Benelux, erläutert: „Bereits in der Vergangenheit gab es Projekte, bei denen wir eng mit den Ingenieuren von Allseas in Delft zusammengearbeitet haben. Wir haben schon ganz unterschiedliche Bauteile für Spezialschiffe geliefert, die Pipelines im Meer verlegen. Wir fühlten uns sehr geehrt, als Allseas uns die Ingenieursaufgabe stellte, die technische Auslegung für ein neuartiges Hubsystem vorzunehmen. Es war eine einmalige Gelegenheit, unser technisches Wissen unter Beweis zu stellen. In enger Zusammenarbeit mit den Ingenieuren von Allseas, die die einzigartige Form und Funktion des Schiffes und das Prinzip der Hubbalken für das Topsides Lift System (TLS) entwickelt haben, betrachtete unser Ingenieursteam verschiedene technische Ansteuermöglichkeiten für die einzelnen Hubbalken. Dabei wurden ganz unterschiedliche Techniken in Erwägung gezogen: Hydraulik, Elektrik und Hybridkombinationen beider Technologien. Die Hydromechanik und Elektromechanik waren eine Herausforderung, aber auch die Digitaltechnik (Steuerungen, Software, Bussysteme usw.) war nicht zu unterschätzen. Allseas wollte, dass das Schiff Plattformen mit einem Gewicht von bis zu 48.000 Tonnen anheben kann. Keine leichte Aufgabe. Besonders wenn dies nicht nur äußerst präzise, sondern auch äußerst schnell geschehen soll. Im Entwicklungsprozess haben wir gemeinsam mit den Ingenieuren von Allseas zahllose Tests vorgenommen und Simulationen durchgeführt, um die optimale Lösung zu finden. Nachdem die Lösung nach mehrjähriger Entwicklungszeit auf dem Papier funktionierte, wurden wir mit der Herstellung und Lieferung der Hydraulikkomponenten und Antriebssysteme für die einzelnen Balken beauftragt.
Enorme Effizienzsteigerungen
Der Bau oder die stückweise Demontage einer Plattform durch Schiffe mit Kränen und der Hilfe Dutzender von Arbeitern auf dem offenen Meer nimmt üblicherweise Wochen oder gar Monate in Anspruch. Die Pioneering Spirit, 382 m lang und 124 m breit, kann den oberen Teil einer Plattform von der Stelzenkonstruktion innerhalb von 9 Sekunden anheben. Dazu wird das System zur Bewegungskompensation während der vorbereitenden Arbeiten aktiviert. Das System besteht aus 16 Hubbalken, die von der Brücke der Pioneering Spirit aus gesteuert werden. Mithilfe der Hubbalken wird die Plattform in einer einzigen raschen Bewegung 2,5 m angehoben, sodass die Aufbauten der Plattform von der Unterkonstruktion gelöst werden. Dann entfernt sich das Schiff und die Aufbauten werden Richtung Küste transportiert.
Die in diesem Fall von Allseas eingesetzte Technik, auch unter dem Begriff Seegangskompensation bekannt, ist teilweise aufgrund der gleichzeitigen Bewegungen der Hubbalken über mehrere Achsen hinweg äußerst komplex.
Entwicklung auf Bestellung
Konnten für diesen Auftrag Standardbauteile aus der Produktpalette von Bosch Rexroth verwendet werden, oder waren kundenspezifische Komponenten erforderlich? Die Antwort von Van den Oetelaar dazu lautet: „Standardbauteile können für spezielle Projekte dieser Größe nur selten verwendet werden. Abgesehen von einigen wenigen Katalogbauteilen, wie z.B. Ventile und Hubkolbenpumpen, wurden die meisten der Komponenten und Teilsysteme speziell für dieses Schiff entwickelt. Dazu zählen Zylinder, Steuerungseinrichtungen, Generatoren, Montageplatten usw. Die lokalen digitalen Steuerungssysteme, die wir für die Hubbalken geliefert haben, wurden ebenfalls speziell für diesen Auftrag entwickelt. Dies gilt auch für die Steuerungshardware und -software. Während der Planung arbeiteten wir intensiv mit leistungsstarken Simulationsprogrammen, um das Systemverhalten abzuschätzen, setzten die Finite-Elemente-Methode ein, um kritische Teile und Komponenten hinsichtlich der Festigkeit zu berechnen, und verwendeten Analysetechniken, um Risiken im Prozessablauf aufzuzeigen. Richtig spannend wurde es dann aber, als der erste Praxistest erfolgte. Das war im vergangenen August und er bestand aus dem Anheben der 13.500 Tonnen schweren oberen Aufbauten der Yme-Plattform vor der norwegischen Küste. Alles hat perfekt funktioniert. Seitdem wurden die restlichen vier Hubbalken (einschließlich der Komponenten von Bosch Rexroth) auf dem Schiff für noch größere Hebevorgänge installiert. Es ist großartig, dass unsere Planer, Produktionsmitarbeiter, Serviceingenieure und anderen Techniker einen derart wichtigen Beitrag leisten konnten.“