Design of Access Platforms for Pre-Fabrication of Offshore Wind Turbine Generator Foundations

Abstract

Dette prosjektet omfatter å foreslå et plattformdesign for Aker Solutions’ produksjon av fundamenter for vindturbin-generatorer. Den nåværende prosessen med stillasoppsett er både tids- og kostnadskrevende, grunnet langvarige oppsettsprosesser og kravet om gjentatte godkjenninger for hvert enkelt stillas. Målet med oppgaven er å presentere et designforslag for en plattform som skal kunne erstatte den nåværende løsningen. Forslaget bør gi et trygt arbeidsmiljø, overholde relevante standarder, redusere kostnader over tid og forbedre produksjonseffektiviteten.

Den endelige 3D-modellen av plattformen er utviklet ved hjelp av en iterativ designprosess, som sikrer at standardene blir overholdt. De viktigste aluminiumkomponentene ble designet i item24 sitt ingeniørverktøy. Disse modellene ble deretter lastet opp i SolidWorks, der manglende komponenter ble designet og integrert i sammenstillingen. For å koble den øvre og nedre rammen ble stålrør valgt og montert inne i aluminiumsprofilene, noe som øker stabiliteten og sikkerheten. Plastdeler (bøssinger) ble tilpasset for å beskytte stålrørene mot aluminiumsprofilene. Aluminiumsgulvet ble dimensjonert basert på målinger fra en spesifikk produsent allerede brukt av Aker. Arbeidsbenker er designet for å gi arbeiderene lettere tilgjengelighet til fundamentdelen. Sikkerhetstiltak, som tåbrett langs kanten på plattformen og et rekkverk i knehøyde, er implementert for å redusere risikoen for fall og dermed fremme et tryggere arbeidsmiljø. Trappene består av deler både fra item24 og egenproduserte design i SolidWorks. De består av både en statisk og bevegelig seksjon, der sistnevnte stiger fra 2.5 m til 4 m i takt med plattformens høyde. De bevegelige trappene sikrer kontinuerlig tilgang til plattformgulvet.

De estimerte besparelsene i personalkostnader per prosjekt ved å bytte til plattformer er 67,238 NOK, med en ytterligere besparelse på 23,375 NOK takket være økt prosjekteffektivitet. Med de totale materialkostnadene for den designede plattformen estimert til 464,078 NOK, vil den bli lønnsom etter å ha fullført omtrent 5.5 prosjekter. Hvis klienten gjennomfører lignende prosjekter, hver med en varighet på tre måneder, vil dette tilsvare mindre enn 17 måneder.

This project involved proposing a platform design for Aker Solutions' Wind Turbine Generator (WTG) foundation production. The current procedure, traditional scaffolding, is time-consuming and costly due to extensive setup times and the need for repeated approvals for each scaffold. The objective of the thesis is to offer a design proposal for a platform to replace this current solution. This suggestion should provide a safe work environment, comply to relevant standards, reduce costs over time and enhance production efficiency.

The finalized 3D model of the platform has been developed following an iterative design method, ensuring compliance with standards. The main aluminium components were designed in item24's engineering tool. These models were then uploaded to SolidWorks, where missing components were designed and integrated into the assembly. To connect the upper and lower framework, steel tubes were selected and fitted inside the aluminium profiles, enhancing stability and safety. Plastic parts (bushings) were customized to shield the steel tubes from the aluminium profile. The aluminium flooring was dimensioned based off measurements from a specific producer already used by Aker. The stairs are composed of parts both from item24 and self-made designs in SolidWorks. Work benches are designed to provide accessibility to the jackets for the workers. Safety measures, such as toe boards and knee rails, are implemented to reduce risk of falls and promote a safer workplace. The stairway consists of a static and movable section, with the latter rising from 2.5m to 4m in line with the elevation of the platform. The movable stairs ensure continuous access to the platform floor.

The estimated savings in personnel costs per project from switching to platforms is 67,238 NOK, with an additional 23,375 NOK saved by the increased project efficiency. With the total material cost of the designed platform being estimated to 464,078 NOK, it will become profitable after completing approximately 5.5 projects. Assuming the client undertakes similar projects, each lasting three months, this amounts to less than 17 months in time.