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Optimales Design und Materialauswahl der Clump Weights für Offshore-Verankerungssysteme

Clump Weights stellen eine hocheffiziente Stabilisierungskomponente dar und somit eine der Lösungen für die Optimisierung des Verankerungssystems. Sie können zur Stabilisierung schwimmender Offshore-Windkraftanlagen, Wellenenergiekonverter (WEC) und andere eingesetzt werden.

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12/06/2019
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Clump Weights stellen eine hocheffiziente Stabilisierungskomponente dar und somit eine der Lösungen für die Optimisierung des Verankerungssystems. Sie können zur Stabilisierung schwimmender Offshore-Windkraftanlagen, Wellenenergiekonverter (WEC), schwimmender Gezeitenstromgeräte und Offshore-Aquakulturanlagen eingesetzt werden.

Ihre Position auf dem Verankerungssystem und ihr Beitrag zur Festmachereffizienz machen sie zu einer kritischen Komponente. Das Design, aber auch das Material, aus dem die Clump Weights bestehen, sind Schlüsselelemente, die die erforderliche Leistung und die hohe Qualität gewährleisten.

Es ist nicht einfach, universelle Clump Weights zu entwerfen

Clump Weights können auf einer Vielzahl von Offshore-Anlagen in verschiedenen Umgebungsbedingungen angewendet werden. Daher sollte ihre Konstruktion die Anforderungen verschiedener Verankerungssysteme erfolgreich abdecken.

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FMGC Clump Weights für WindFloat

 

Dank seiner langjährigen Erfahrung mit Ballastlösungen und einem guten Verständnis der Anforderungen an Offshore-Verankerungssysteme hat FMGC Clump Weights entwickelt, mit denen die Bewegungen der schwimmenden Struktur durch einen Beitrag zu den Rückstellkräften eingeschränkt werden können, ohne auf teure Lösungen zurückzugreifen. Somit versetzen sie einen Teil der vertikalen Kräfte gegen den Anker in Catenary- und Semi-Taut-Verankerungssystemen.

Die "verteilte" Konfiguration stellt einen Satz mittelgroßer Clump Weights dar, die über ein Segment der Festmacherleine verteilt sind. Diese Konfiguration optimiert die Effektivität und die Kosten der Lösung dank der proportionalen Rückgewinnung der Lasten und der genauesten Dimensionierung.

Im Gegenteil, die "wechselseitige" Lösung besteht aus einem Clump Weight, das an einem bestimmten Punkt der Ankerlinie angebracht ist. Diese Konfiguration neutralisiert einen Teil der Auswirkungen von Wind und Wellen und begrenzt somit die Spannungen auf der Verankerungslinie.

FMGC ist in der Lage, diese Clump Weights und die zugehörigen Validierungsschritte gemäß den spezifischen Projektanforderungen für verteilte und wechselseitige Konfigurationen zu dimensionieren und anzupassen.

Sicherstellung von Effizienz und Zuverlässigkeit

Um eine optimale Effizienz und Zuverlässigkeit des Verankerungssystems zu gewährleisten, müssen die verschiedenen Komponenten gemäß den Spezifikationen des Projekts und des Standorts ausgelegt werden.

Als kritische Festmacherkomponente erfordern die Clump Weights auch eine ordnungsgemäße Dimensionierung unter Berücksichtigung der Lebensdauer und der Belastbarkeit, aber auch der Wechselwirkungen mit anderen Verankerungskomponenten.

Gusseisen ist dank seines auf der Formtechnik basierenden Herstellungsprozesses ein sehr wertvolles Material für maßgeschneiderte Designs. In der Tat ermöglicht es eine breite Palette von Formen und die Implementierung spezifischer Elemente wie Polsteraugen, Einsätze, Verbindungssysteme usw.

Um die genaueste Lösung zu bieten - ein Clump Weight, das alle Anforderungen erfüllt - arbeiten die FMGC-Teams eng mit dem Kunden zusammen, vom Grunddesign bis zur Massenproduktion. Darüber hinaus ist FMGC in der Lage, numerische Analysen und Tests an Prototypen durchzuführen, um die Zuverlässigkeit der Clump Weights unter Berücksichtigung der möglichen Wechselwirkungen mit anderen Festmacherkomponenten sicherzustellen.

Grauguss: Eine erstklassige Materialauswahl

Die Clump Weights bestehen aus Gusseisen mit einer lamellaren Mikrostruktur EN-GJL-200 mit einer hohen Dichte von 7,1 (in Luft), die aus hochwertigen europäischen recycelten Rohstoffen von höchster Qualität stammt.

Gusseisen ist ein Material, das ein optimales Gleichgewicht zwischen mechanischen Eigenschaften und Kosteneffizienz aufweist. FMGC hat das enorme Potenzial erkannt, das dieses Gleichgewicht für den Offshore-Sektor bietet.

Die Kapazität, Dichte und Effizienz von Offshore-Ballast aus Gusseisen sind im Vergleich zu anderen möglichen Materialien weitaus besser. Darüber hinaus weist Gusseisen eine hohe Korrosions- und Abriebfestigkeit auf.

FMGC hat InVivo Environment beauftragt, das Verhalten von Gusseisen in der Meeresumwelt zu untersuchen. Die Ergebnisse haben bestätigt:

  • „Gusseisenkorrosion ist für die Meeresumwelt aufgrund der geringen Menge an ausgelaugten Abfällen harmlos.“
  • „Die Korrosionsrate von Gusseisen ist mit rund 0,20 Millimetern pro Jahr relativ niedrig.“

Konsultieren Sie die InVivo-Studie

Vorteile von Gusseisen

Laden Sie den FMGC Flyer auf Gusseisen herunter

1. Überlegene technische Eigenschaften

Gusseisen zeichnet sich durch eine hohe Dichte und eine interessante Fähigkeit aus, Belastungen und mechanischer Beanspruchung standzuhalten, während die Materialkosten anders als bei anderen Materialien wie Stahl niedriger bleiben.

2. Kosteneffizienz

Bei einer wechselseitigen Konfiguration erreicht die Ballastlösung aus Gusseisen das angestrebte Gewicht auf weniger Platz und Volumen im Vergleich zu Beton. Die Dichte von Beton kann durch zusätzliche Zuschlagstoffe verbessert werden, was die Kosten erhöht, aber den Beton nicht dichter als das Metall macht.

Das verteilte Clump Weight befindet sich meistens am Aufsetzpunkt der Verankerung. Dies führt zu wiederholten Stößen auf den Meeresboden, was ein Material mit ausreichenden mechanischen Eigenschaften erfordert, um diese Belastungen zu bewältigen.

FMGC-Clump Weights aus Gusseisen können in einer schwimmenden Windumgebung 25 Jahre lang Stößen auf den Meeresboden widerstehen (validiert durch numerische Studien und Falltests). Andere Materialien, wie zum Beispiel Stahl, können diesen Belastungen ebenfalls standhalten, aber ihre Kosten sind höher. Darüber hinaus begrenzen Clump Weights bei Catenary-Verankerungssystemen die Länge der Festmacherleinen und führen dazu zu erheblichen Kosteneinsparungen.

FMGC-Ballast benötigt keine teure Beschichtung, um Abrieb und Korrosion zu bewältigen. Die heute von FMGC angenommenen Lösungen umfassen eine Überdimensionierung gemäß der Korrosionshypothese, die einen wettbewerbsfähigen Preis für Ballastierung bis zum Ende des Nutzungszeitraums garantiert.

Dichte ist wichtig

Die Dichte hat eine offensichtliche Bedeutung, wenn es um den Auftrieb von Objekten geht, insbesondere im Offshore-Bereich. Bei Ballast- und Stabilisierungslösungen hat die Dichte einen tiefen Einfluss, insbesondere in seichtem Wasser, wo Wellen und Strömungen wichtige hydrodynamische Belastungen ausüben.

Das Konzept der Dichte hat folgende Auswirkungen auf die Clump Weights:

In der verteilten Konfiguration ermöglicht die hohe Dichte des Gusseisens, das Gewicht bereitzustellen, das erforderlich ist, um die Rückstellkräfte in einem wirklich kompakten Volumen sicherzustellen, wodurch zusätzliche hydrodynamische Belastungen vermieden werden, aber auch die Implementierung auf dem Verankerungssystem erleichtert wird. Dies erleichtert die Installation, begrenzt aber auch den Fußabdruck der Clump Weights nach dem Einsatz.

In der gegenseitigen Konfiguration sorgt die Dichte für eine kompaktere Lösung, die weniger hydrodynamischen Belastungen ausgesetzt ist, was sowohl eine Reduzierung des benötigten Gewichts als auch eine bessere Stabilität der hängenden Clump Weights ermöglicht.

Dichte von Gusseisen im Vergleich zu Stahlbeton und Sand:

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Als einer der führenden europäischen Anbieter von Design, Entwicklung und Herstellung von Ballastlösungen empfiehlt FMGC die Verwendung von Gusseisen. Dies ist eine der besten Optionen in Bezug auf Materialien für Offshore-Clump Weights, die ein gutes Gleichgewicht zwischen Kostenreduzierung, Dichte, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bieten.