Effiziente Hydraulik für maritime Einsätze

Thema des Monats

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Die Hydraulikzylinder in Hydrauliksystemen von Doppelrumpfschiffen sind hochbelastete Bauteile, die sowohl einem hohen Arbeitsdruck als auch Korrosion dauerhaft standhalten müssen © SCHMOLZ + BICKENBACH GROUP

Über 600 Förderplattformen für Öl und Gas sind in der Nordsee in Betrieb. Doch die Quellen versiegen sukzessive. Es gilt daher, die Anlagen bis 2040 umweltschonend und kosteneffizient rückzubauen. Dafür kommen hochmoderne Doppelrumpfschiffe zum Einsatz.

Für eine Spitzenleistung des Antriebs ist ein Hightech-Hydrauliksystem gefordert, das dem hohen Arbeitsdruck im salzigen Milieu dauerhaft standhält. Denn Defekte führen unmittelbar zu aufwändigen Instandhaltungsmaßnahmen und Reparaturen. Zentrale Elemente für die Kraftübertragung sind die Kolbenstangen im Hydraulikzylinder.

Um der Forderung nach kompakter Bauweise gerecht zu werden, müssen diese zusätzlich höhere Kräfte bei gleichbleibender Baugröße übertragen. Die Lösung ist verchromter Speziallangstahl von Ugitech.

Dieser zeichnet sich durch eine hohe Verschleißfestigkeit, optimierte Korrosionsbeständigkeit und ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis aus – Attribute, die mittels fundierter Kompetenz in der Stahlherstellung erreicht werden.
Das derzeit größte und modernste Doppelrumpfschiff ist die Pioneering Spirit des schweizerischen Offshoredienstleisters Allseas. Diese ist wie andere sogenannte Rohrleger mit einem dieselelektrischen Antrieb ausgestattet und transportiert Plattformen mit einem Gewicht von bis zu 50.000 Tonnen.

Die Arbeitsschiffe dienen der Installation und Demontage großer Bauteile von Bohrinseln in der Offshoreindustrie. Die Hydraulik ist das Herzstück der im Schiffsantrieb eingesetzten Reihen- und V-Motoren.

Auf hoher See ist die Anforderung hinsichtlich der Betriebssicherheit extrem hoch, denn Maschinenausfälle führen schlimmstenfalls zu Umweltverschmutzung und einer Manövrierunfähigkeit des Schiffs. Risiken sind neben einer drohenden Seenot auch hohe Betriebszykluskosten, die unter anderem durch aufwändige Instandhaltungsarbeiten entstehen.
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Mit seiner speziellen Technologie stellt Ugitech den verchromten Spezialstahl UGICHROM® mit einer sehr hohen Oberflächenqualität in einer großen Bandbreite von Edelstahlgüten her. © SCHMOLZ + BICKENBACH GROUP

Daher ist es umso wichtiger, dass der eingesetzte, nichtrostende Stahl eine prozesssichere Dauerleistung des Hydrauliksystems ermöglicht. Zudem haben die Systemhersteller und Werften auch die Werkstoffpreise im Blick. An der Niederlassung im französischen Saint-Étienne betreibt Ugitech, ein Tochterunternehmen der SCHMOLZ + BICKENBACH Gruppe, seit über 40 Jahren ein Kompetenzzentrum für das Verchromen von Stabstahl.

Das Produkt UGICHROM® ist ein Spezialstahl mit Hochleistungsverchromung und erfüllt optimal die Anforderungen an Kolbenstangen, die maßgeblich für die Kraftübertragung in der Schiffshydraulik sind. „Der Rückbau von Förderplattformen hat sich zu einer eigenständigen Industrie entwickelt“, so Mikaël Marret, Produktmanager verchromter Stabstahl bei Ugitech. „Mit unserem verchromten Stabstahl tragen wir aktiv zur technologischen Weiterentwicklung in diesem Anwendungsgebiet bei.“
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Stabstahl im Ugitech-Lager, Quelle Ugitech

Hydraulik auf hoher See

Die Oberflächenqualität der Kolbenstangen ist ausschlaggebend für die Prozesssicherheit und Funktionalität im Einsatz, denn das Material ist einem hohen Arbeitsdruck ausgesetzt. Der Spezialstahl UGICHROM® eignet sich durch seinen geringen Reibwert optimal, denn dadurch verhindert er Verschleißerscheinungen sowie Leckagen.

„Null Fehler“ – das ist der Anspruch von Schiffsbauern. Spezialstahl mit Verchromung hat den Vorteil, dass der nichtrostende Edelstahl zusätzlich vor korrodierenden Medien, wie salzigem Meerwasser, geschützt ist. Die Lebenszykluskosten des Bauteils sinken. Die Schichtdicke des Chroms sowie die Rauheit der Staboberfläche und die homogene Verteilung des Chroms sind entscheidend für die Qualität des Korrosionsschutzes. „Mit unserer speziellen Technologie beim Elektropolieren bieten wir als einer der wenigen Anbieter eine sehr hohe Qualität für eine große Bandbreite von Edelstahlgüten“, betont Mikaël Marret.

Die Chromschicht von UGICHROM® hat eine gleichmäßige Dicke von 25 µm und weist bis zu 2.000 Mikrorisse/cm2 auf – ein Ergebnis, das Ugitech gemeinsam mit seinem Chromzulieferer entwickelt hat. Denn die Anzahl der Mikrorisse ist ein Indiz für die Homogenität und Feinheit der Rissstruktur, die wiederum ausschlaggebend für das Maß des Korrosionsschutzes ist.

Nach dem Galvanisieren poliert Ugitech den Spezialstahl, um eine gute Oberflächenrauheit und damit die geforderte Verschleißbeständigkeit sicherzustellen. Nach erfolgter Werkstoffprüfung werden die Stangen je nach Durchmesser einzeln in Kunststofffolie oder Pappröhren verpackt, um das Material vor Transportschäden zu schützen.
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verchromter, folierter Stabstahl, Quelle Ugitech

Leichtbauweise trifft Leistung

Eine weitere Herausforderung für den Stabstahl in der Hydraulik hochmoderner Arbeitsschiffe ist es, mehr Leistung zu erzielen, ohne den Durchmesser und damit das Gewicht des Bauteils zu erhöhen. Denn je geringer das Gewicht ist, desto niedriger ist der Kraftstoffeinsatz. Ideal ist also eine Stahlsorte mit hervorragenden mechanisch-technologischen Eigenschaften.

Die Unternehmen der SCHMOLZ + BICKENBACH Gruppe unterstützen ihre Kunden bei der Auswahl der optimalen Stahlgüte. Bei speziellem Bedarf entwickeln und produzieren sie Güten mit spezifischen Eigenschaften in ihren Stahlwerken. „Duplexstahl ist das optimale Ausgangsmaterial für die hohen Anwendungsanforderungen auf See.

Im Vergleich zu austenitischen Edelstahlgüten ist er zudem deutlich preisgünstiger“, erklärt Mikaël Marret. „Wir haben unser Produktionsvolumen an verchromten Stabstählen bereits den veränderten Markt- und Kundenbedürfnissen angepasst.“ Die UGICHROM®-Stabstähle überzeugen auch in ihrer Bearbeitbarkeit.

Sie sind zerspanungsoptimiert und ermöglichen im Gegensatz zu konventionellem verchromtem Stabstahl trotz Hartverchromung bis zu 20 Prozent Produktivitätssteigerung in der Bauteilfertigung. Anwender profitieren im Ergebnis von reduzierten Kosten bei der Herstellung der Kolbenstangen sowie einer deutlich längeren Lebensdauer der Bauteile im Einsatz auf See.
Redaktion: Frank Lindner