Utvikling av subsea støttekonstruksjon i polyuretan

Abstract

EAB Engineering AS er produsent av blindflenser som benyttes til forsegling av sammenkoblingspunkter i undervannsinstallasjoner, eller som andre barriere for å hindre lekkasje av hydrokarboner i omgivelsene. Blindflensen blir montert på en støttekonstruksjon for å muliggjøre installasjon og transport til koblingspunktet.

Undervannsoperasjoner utføres gjerne ved hjelp av en undervannsrobot, som er begrenset til å frakte utstyr med vekt på 50 kg nedsenket i vann. Den eksisterende støttekonstruksjonen produseres i stål, noe som resulterer i at den er for tung til å bli fraktet av undervannsroboter. EAB Engineering ønsker derfor å undersøke muligheten for å produsere støttekonstruksjonen i lettvekts-materialet polyuretan. Hensikten med prosjektet har vært å danne en bedre forståelse av hvordan en støttekonstruksjon i polyuretan kan utformes, og hvilke utfordringer som finnes.

Prosjektet er løst ved å danne en designstudie for å utforme et støpevennlig design av støttekonstruksjonen etter den støpemetoden som benyttes av Molstad Modell & Form AS. Videre har det blitt utført strukturelle analyser for å vurdere designets evne til å motstå ytre mekaniske laster. To ulike polyuretaner er vurdert, og materialdata er tilegnet ved hjelp av strekktesting.

Prosjektet har resultert i et designforslag som er vurdert støpevennlig. De strukturelle analysene har gitt en bedre forståelse av hvordan designet responderer på last, og bidratt til en vurdering av hvilke polyuretan som er best egnet til denne applikasjonen.

Prosjektets resultater tyder på at det er gode muligheter for å utvikle en støttekonstruksjon i polyuretan. Resultatene viser videre utfordringer tilknyttet styrke og vekt, som må løses før produktet kan realiseres.

EAB Engineering AS is a manufacturer of pressure caps used for sealing connection points in subsea installations, or as a second barrier to prevent leakage of hydrocarbons to the environment. The pressure cap is mounted on a yoke to enable installation and transportation to the connection point.

Subsea operations are often carried out by using a remote operated vehicle, which is limited to carrying equipment weighing 50 kg submerged in water. The existing yoke is manufactured in steel, which makes the yoke too heavy to be operated by remote operated vehicles. EAB Engineering therefore wants to investigate the possibility of producing a yoke using the lightweight material; polyurethane. The purpose of the project was to create a better understanding of how a yoke made from polyurethane can be designed and what challenges that exist.

A design study has been executed in order to develop a castable design according to the fabrication methods used by Molstad Modell & Form AS. Furthermore, structural analysis has been carried out to assess the design’s ability to withstand external mechanical loads. Two different polyurethanes are considered, and material data is acquired through tensile testing.

The project has resulted in a design proposal that is considered castable. The structural analysis has provided a better understanding of how the design responds to loads and has contributed to an assessment of which of the two polyurethanes discussed in this thesis is best suited for this application.

The project’s results indicate that there are possibilities for developing a yoke in polyurethane. The results further show that there are challenges related to strength and weight, which must be assessed before the product can be realized.