New Design of Offshore Cable Clamps

Abstract

This thesis is initiated Morten A. Langøy (working at NTNU and BMS Steel) with a wish to improve the design offshore cable clamp, produced at BMS Steel.

The objective is to come up with a design that increases wear resistance, reduces clamp body thickness, reduces manufacturing costs and at the same time can facilitate automation.

In the approach of a new design, design methodologies as DFM (Design for Manufacture) and the IPM methodology, foundation theory has been implemented and utilized throughout this work.

Various sub-concepts have been presented, evaluated, and finally some sub-concepts have been combined into a final design decision which has the following new features:

Open body: Hole in the middle of clamp body, that opens for a slimmer body, material savings and automation/handling possibilities. The latter is shown through one of two automation concepts presented in chapter 6.9.3.

. Multiple pipe fit: The inner face surfaces are shaped so that one clamp can fit multiple pipe sizes. This is assumed to reduce production costs because of the eliminated need of bending and reduce the number of casts needed to be made.

Inserts in the cast, made of Tungsten Carbide, makes the end parts more wear resistant and also increases friction between clamp and cables.

It is concluded that this design serves as an improvement to the original cable clamp, and is feasible for manufacturing. This is based on reasonable assumptions and simplified calculations. Still, exact dimensions must be determined, casting simulation must be performed, thorough strength testing must be applied and casts must be made before the start of production.

Bakgrunnen for denne oppgaven var et ønske om å utvikle nytt design av kabelklemmer til oljerør. Det en oppgave gitt av Morten A. Langøy, som jobber ved produsentent av kabelklemmen, BMS Steel i tillegg til NTNU.

Målet er å komme frem til et design som øker slitestyrken, reduserer tykkelsen, reduserer produksjonskostnadene samtidig som den kan tilrettelegge for automatisering.

Tilnærmingen til et nytt design har blitt gjort ved hjelp av design metodikker som DFM (Design for Manufacture) og IPM metodikken. Relevant bakgrunnsteori er lagt i bunn som støtte til konsepter som er presentert.

Forskjellige underkonsepter (deler av en totalløsning) er lagt frem, evaluert og til slutt kombinerti en totalløsning som et endelig design forslag, som består av følgende nye funskjoner/egenskaper:

. Åpen løsning: Hull i midten av klemmens “rygg”, som åpner for reduksjon av tykkelsen, mindre materialbruk og automasjons-og håndteringsmuligheter. Sist nevnte er vist i et automasjonskonsept i kapitell 6.9.3.

. Tlipasning til flere rørstørrelser: The indre flatene er formet slik at de kan passe tilflere rørstørrelser. Dette antas å redusere produksjonskostnadene som et resultat avbehovet før bøying av klemmene blir eliminert og behovet for forskjellige støpeskall blir redusert.

. Instikk i støpeformen, i form av Wolframkarbid, øker slite styrken i endedelene, i tillegg tilat det øker friksjonen mellom kabler og kabelklemme.

Det er konkludert med at dette designet er en forbedring av det originale designet, og er mulig å produsere. Dette er basert på rimelige antakelser og forenklede beregninger. For at dette designet skal kunne ta steget inn i produksjon må eksakte dimensjoner bestemmes, støpingen simuleres, omfattende styrketesting gjennomføres og støpeformes lages.