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Holen Sie mit Klemmringverschraubungen mehr aus Ihren Öl- und Gasanlagen heraus

Arbeiter auf einer Bohrinsel

Holen Sie mit Klemmringverschraubungen mehr aus Ihren Öl- und Gasanlagen heraus

6. November 2019 | Chuck Erml, Product Manager, Swagelok Company

Konus-/Gewindeverschraubungen sind in vielen wichtigen Anwendungen der Öl- und Gasindustrie schon seit Jahren die Standardlösung für Rohrverbindungen. Wenn diese Lösungen in Verbindung mit Antivibrationsbuchsen eingesetzt und von kompetenten und erfahrenen Ingenieuren eingebaut werden, sorgen sie in Anwendungen mit mittlerem Druck für einen akzeptablen Betrieb.

Allerdings ist die Montage von Konus-/Gewindeverschraubungen sehr zeit- und arbeitsintensiv. Wird die Montage ohne Antivibrationsbuchsen oder durch einen Ingenieur ausgeführt, der nicht mit dem Vorbereitungs- und Montageprozess vertraut ist, steigt das Risiko von frühzeitigen Leckagen an den Konus-/Gewindeverschraubungen beträchtlich .

Welche Auswirkungen hat eine Leckage oder das Versagen einer Verschraubung in Mitteldruckanwendungen? Eigentümer und Betreiber von Offshore Öl- und Gasanlagen stehen unter enormem Druck. Sie sind einerseits zur Einhaltung bestehender Sicherheits- und Umweltrichtlinien verpflichtet und müssen andererseits einen effizienteren Betrieb bei reduzierten Kosten sicherstellen. Undichte oder beschädigte Verschraubungen in Mitteldrucksystemen verursachen erhebliche Probleme, beispielsweise in Form von ungeplanten Wartungsarbeiten oder Umwelt- und Sicherheitsbedenken. Darüber hinaus ist die Montage von Konus-/Gewindeverschraubungen deutlich zeitaufwändiger als bei neueren und innovativeren Klemmringverschraubungen, die sich perfekt für zahlreiche kritische Öl- und Gasanwendungen eignen.

Klemmringverschraubungen wie die Rohrverschraubungen der FK-Serie von Swagelok können beispielsweise in nahezu allen Mitteldrucksystemen eingesetzt werden, für welche üblicherweise Konus-/Gewindeverschraubungen spezifiziert werden. Die Montagezeit bei Rohrverschraubungen der FK-Serie ist im Vergleich zu Konus-/Gewindeverschraubungen um ca. ein Fünffaches kürzer. Darüber hinaus entfallen Nacharbeiten nach der Lieferung des Systems und auch die Wartungskosten können insgesamt deutlich gesenkt werden. Dank dem einfachen Installationsprozess der Klemmringverschraubungen ist die Montage zudem deutlich weniger fehleranfällig. Das Ergebnis ist ein stabiler und zuverlässiger Betrieb über die gesamte Lebensdauer des Systems.

FK Series Fittings Cost Savings Infographic

Durch diese Effizienzsteigerungen ergeben sich somit in der Summe deutlich geringere Arbeitsaufwände und die Gesamtbetriebskosten fallen deutlich niedriger aus; dies gilt für die Plattformanlagen, einschließlich der chemischen Einspritzvorrichtungen, Steuertafeln von Bohrlochköpfen, TUTUs (Topside Umbilical Termination Units) und der Hydraulikaggregate. In diesem Artikel werden wir der Frage nachgehen, wie Eigentümer und Betreiber von Offshore-Anlagen mit den Rohrverschraubungen der FK-Serie erhebliche Kosteneinsparungen realisieren können.

Optimierte Montage

Die Rohrverschraubungen der FK-Serie lassen sich schneller montieren als Konus-/Gewindeverschraubungen. Begründung:

Weniger Werkzeuge:  Bei Konus-/Gewindeverschraubungen sind neben speziellen Montagewerkzeugen außerdem Schneideschmiermittel für eine geringere Reibung während des Schneidprozesses erforderlich. Im Gegensatz dazu lassen sich Klemmringverschraubungen ganz einfach mit einem gängigen Schraubenschlüssel und einem Schraubstock montieren.

Schnellere Montage:  Sowohl bei der FK-Serie als auch bei Konus-/Gewindeverschraubungen muss das Rohr zur Montage gerade abgeschnitten und entgratet werden – das sind aber auch schon die einzigen Gemeinsamkeiten. Bei Konus-/Gewindeverschraubungen muss das Rohrende zunächst mit entsprechenden Konus-/Gewindewerkzeugen vorbereitet werden, bevor die Verbindung hergestellt werden kann. Dabei muss besonders darauf geachtet werden, dass am Rohrende keine Grate, Furchen oder Kratzer zurückbleiben. Nach der Vorbereitung des Rohrs wird eine Hülse auf das Rohr aufgeschraubt und die Druckschraube wird in den Verschraubungskörper eingeschraubt. Danach kann das finale Anziehen der Verschraubung bewerkstelligt werden.

Im Gegensatz dazu wird zur Montage der FK-Serie eine vorgefertigte Patrone (bestehend aus einer Druckschraube, zwei Klemmringen und einem Einweghalter aus Kunststoff) in den Verschraubungskörper geschraubt. Anschließend wird das Rohr in die Verschraubung eingeführt und mit einer Kennzeichnung versehen, um die Ausrichtung sichtbar zu machen. Die Überwurfmutter wird mittels einer vollständigen Umdrehung festgezogen. Nach der Prüfung der Verschraubung mit einer Prüflehre ist die Montage abgeschlossen und die Verschraubung betriebsbereit.

In diesem Video sehen Sie die Montage einer Klemmringverschraubung und einer Konus-/Gewindeverschraubung im Vergleich.

Da bei der Montage von Klemmringverschraubungen mehrere Werkzeuge und aufwändige Schritte entfallen, ergeben sich daraus erhebliche Zeit- und letzten Endes auch Kosteneinsparungen.

Stellen Sie sich folgendes Szenario als Vergleichsbeispiel vor: Eine Offshore Öl- und Gasanlage wird mit einer Einspritzvorrichtung für mittleren Druck ausgestattet. Hierfür kommen Rohre und Verschraubungen aus 316 Edelstahl zum Einsatz und alle 500 Verschraubungen werden von einem einzigen geschulten Monteur eingebaut.

Die Zeit für die Montage einer Verschraubung hängt vom Rohrdurchmesser, der Werkstoffart sowie der Kompetenz des Monteurs ab. In diesem Beispiel benötigt der Monteur vier Minuten pro Klemmringverschraubung der FK-Serie. Für die Konus-/Gewindeverschraubung benötigt er 20 Minuten, d. h. fünfmal so lange. Für den Einbau von 500 Rohrverschraubungen der FK-Serie ergibt sich daraus eine Montagezeit von ca. 33,3 Stunden (2.000 Minuten), während die Montagezeit bei 500 Konus/Gewindeverschraubungen insgesamt 166,7 Stunden (10.000 Minuten) beträgt.

Bei Konus-/Gewindeverschraubungen besteht außerdem ein erhöhtes Kontaminationsrisiko. Die bei der Herstellung des Konus und des Gewindes entstehenden Metallspäne, in Kombination mit den eingesetzten Schneideschmiermitteln, können leicht in einem ungeordneten Montageablauf enden. Während übermässige Rückstände auf dem Werkstattboden potenzielle Sicherheitsrisiken bergen, kann eine Kontamination durch Metallspäne die Leistungsfähigkeit des Systems beeinträchtigen. Durch den Einsatz von Rohrverschraubungen der FK-Serie entfällt die Notwendigkeit der Herstellung von Konus und Gewinde – und somit werden auch die damit einhergehenden Risiken und Bedenken eliminiert.

Langfristige Betriebszuverlässigkeit

Wenn Konus-/Gewindeverschraubungen in Kombination mit speziellen Antivibrationsbuchsen, -muttern und -druckschrauben von einem kompetenten und erfahrenen Ingenieur montiert werden, kann sich dies positiv auf die Systemleistung auswirken. Da solche Antivibrationsvorkehrungen bei Verschraubungen jedoch häufig nicht im Detail spezifiziert werden, kann dies häufig zu einer geringeren Leistungsfähigkeit des Systems führen. Aus diesem Grund halten immer mehr Systemeigner, Integratoren und Betreiber verstärkt Ausschau nach zuverlässigeren und leistungsstärkeren Verschraubungen, welche einen sicheren Betrieb bieten.

FK Series Fittings Rework Infographic

Unsere Antwort darauf sind die Rohrverschraubungen der FK-Serie. Diese sorgen für einen leckage- und wartungsfreien Betrieb über die gesamte Lebensdauer hinweg, und tragen dank der vorgefertigten Patrone auch dazu bei, Montagefehler auf ein Minimum zu reduzieren. Konus-/Gewindeverschraubungen können sich mit der Zeit aufgrund von Vibrationen beim Transport, auf der Baustelle oder im Betrieb lockern. Durch manuelles Nachziehen kann zwar die Dichtheit aufrechterhalten werden, die Kosten für solche Wartungsarbeiten addieren sich jedoch im Laufe der Zeit zu einer nicht unerheblichen Summe. Im Vergleich dazu stellen die Rohrverschraubungen der FK-Serie mit ihrem Doppelklemmringprinzip eine robuste mechanische Rohrbefestigung sicher, sodass die Wahrscheinlichkeit von sich lockernden Verschraubungen durch Vibrationen äusserst gering ist. Schätzungen zufolge müssen etwa 20 % der Konus-/Gewindeverschraubungen in einem Plattformsystem bereits während der Erstmontage und der Druckprüfung nachgezogen werden. Im Gegensatz dazu sind bei Rohrverschraubungen der FK-Serie nahezu keine Nacharbeiten notwendig. Ausschlaggebend dafür sind die einfache Montage und die Überprüfung mittels einer Prüflehre.

Obwohl beide Rohrverschraubungsarten zu Wartungszwecken demontiert und wiedermontiert werden können, ist die Wiedermontage von Konus-/Gewindeverschraubungen nicht immer wiederholbar oder zuverlässig. Rohrverschraubungen der FK-Serie hingegen lassen sich sehr leicht wiedermontieren und wurden bereits für mehrere Wiedermontagezyklen validiert.

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Alles in allem bieten die Klemmringverschraubungen der FK-Serie für Eigentümer von Plattformsystemen und Komponentenhersteller in der Öl- und Gasindustrie signifikante Vorteile: kürzere Montagezeiten, tiefere Montage- und Wartungskosten, sowie zuverlässigeres und robusteres Verschraubungsdesign, welches längere Betriebszeiten ermöglicht. Bei jedem Projekt können so mehrere Tausend Euro eingespart werden.

Sie möchten einen Umstieg wagen? Mit den Rohrverschraubungen der FK-Serie von Swagelok profitieren Sie von kürzeren Montagezeiten und sparen über die gesamte Lebensdauer Ihrer Plattformsysteme und -vorrichtungen Kosten in Höhe von mehreren Tausend Euro.

Wenden Sie sich noch heute an Ihr zuständiges Vertriebs- und Servicezentrum