Dyneema®로 제작한 장력 조절 로프

Dyneema®를 사용한 계류 라인 장력 조절 시스템은 스틸 와이어 로프를 사용할 수 없었던 곳에 사용할 수 있습니다.

FPSO 선박의 주요 계약 업체인 MODEC은 난제에 직면했습니다. 이 회사는 선박을 FPSO(부유식 원유생산 저장 하역 설비)로 개조하고 있었으며 이 과정의 일환으로 FPSO Cidade de Santos MV20에 새로운 계류 체인 장력 조절 시스템을 장착하고 싶어 했습니다. 업계의 최신 뉴스를 받고 싶으면, 뉴스레터에 가입하세요.

요구사항: 작은 굽힘 직경을 견딜 수 있는 매우 강한 로프

이러한 설계를 선택한 데에는 몇 가지 이유가 있습니다. 굽힘 반경이 매우 제한적인 상황에서는 로프의 경로를 설정하고 수중 페어리드를 통해 당기는 것이 더 쉬울 것입니다. 계류 윈치는 더 작게 만들 수 있기 때문에 필요한 데크 공간이 더 적습니다. 그리고 윈치 하나로 전체 풀인(pull-in)을 할 수 있습니다. 

MODEC은 24개의 계류 라인을 당기고 장력을 조절할 수 있는, 이물에서 고물까지의 중앙 집중식 계류 윈치를 원했습니다. 이것으로 각 계류 클러스터에서 체인 잭의 일반적인 구성을 대체할 수 있습니다. FPSO Cidade de Santos MV20은 스프레드 계류 시스템을 사용합니다.

우수한 내마모성 및 절단 저항성

Cidade de Santos MV20은 장력이 있는 상태에서 PH 350T/230T 계류 윈치를 사용합니다. Dyneema®로 제작한 고강도 Samson 120mm Quantum™ 12 로프는 가벼우며 특허받은 Samson DPX™ 섬유 기술은 우수한 내마성모 및 절단 저항성을 제공하지만 다른 고탄성 폴리에틸렌 로프보다 높은 마찰 계수를 가지고 있습니다.

요구사항: 더 작은 굽힘 직경

아시아의 선도적인 FPSO 데크 장비 제조업체이자 MODEC의 오랜 공급업체 중 하나인 PH Hydraulics & Engineering의 영업 담당자, Willie Ng는 인장력이 350mT일 경우 FPSO Cidade de Santos MV20에 대해 직경이 약 96mm이고 최소 절단 하중이 796mT인 와이어 로프가 필요하다고 계산했습니다. 저회전 와이어 로프의 최소 D/d 비율이 18일 경우, 필요한 굽힘 직경은 1728mm입니다. 하지만 FPSO Cidade de Santos MV20의 수중 페어리드 직경은 1500mm에 불과했습니다. 

유일한 해결 방안: Dyneema®로 제작한 풀인(pull-in) 로프

하지만 PH에는 해결 방안이 있었습니다. MODEC은 스틸 와이어 로프만큼 강하면서 굽힘 직경이 1500mm 미만인 풀인 로프가 필요한 것이었기 때문에 기존 수중 페어리드와 함께 사용할 수 있습니다. 유일한 해결책은 Dyneema®로 제작한 합성 로프뿐이었습니다. 이는 동급의 스틸 와이어 로프보다 더 가볍고 강하며, 결정적으로 MODEC 및 FPSO Cidade de Santos MV20 프로젝트 제품의 경우는 동급의 스틸 와이어 로프보다 훨씬 작은 굽힘 반경을 견딜 수 있습니다.

 

 

DPX™ 섬유 기술로 제작한 Samson 120mm Quantum™ 12 로프를 PH 및 MODEC에 공급한 Gaylin에 주문했습니다. 이는 887mT의 MBL을 가지고 있으며 같은 조건에서 유사한 스틸 와이어 로프보다 구부릴 때 훨씬 낮은 강도 손실을 보여줍니다.

FPSO Cidade de Santos MV20의 Samson 120mm Quantum™ 12 로프는 887mT의 MBL을 가지고 있으며 같은 조건에서 유사한 스틸 와이어 로프보다 구부릴 때 훨씬 낮은 강도 손실을 보여줍니다. 또한, 윈치 롤러를 쉽게 통과할 수 있으며 동급의 스틸 와이어 로프보다 7배 더 가볍습니다.

모든 사양을 충족하는 그 이상

페어리드/굽힘 직경 기준을 충족하면서 로프는 다른 모든 사양도 충족했습니다. 더 적은 데크 공간을 차지하고 윈치 하나로 각 끝에서 작업을 수행할 수 있었으며 로프는 조정 및 윈치의 롤러에 배치하기가 훨씬 쉬웠습니다. 이것은 비슷한 강도의 스틸 와이어 로프 무게의 7분의 1이었습니다.

또한, 직조(braided) 로프는 본질적으로 토크에 중립적이어서 계류 체인이 꼬이지 않습니다. 이러한 추가 효과는 설치 회사에서 높이 평가하는 부분입니다. 모든 상자를 검사했습니다.

FPSO Cidade de Santos MV20의 114mm 계류 체인은 Dyneema®로 제작한 Samson 120mm Quantum™ 12 로프에 의해 장력 상태를 유지합니다.

Dyneema®로 제작한 Samson 120mm Quantum™ 12 로프는 현장 장력 조절 작업의 3분의 2가 완료되면 약간 마모됩니다. 이는 일반적으로 로프의 강도를 감소시키지 않으며, 실제로는 발생한 표면 보풀이 로프가 더 이상 마모되지 않도록 보호합니다.

FPSO Cidade de Santos MV20을 만나 보십시오.

  • 이력: 1973년 건조, 2008~2009년 개조, 2010년 첫 원유 시추
  • 운영 지역: 우루과 및 탐바우 유전, 브라질
  • 고객사: Petrobras
  • 업무 1: 탐바우 유전에서 천연가스 수집 및 가공
  • 업무 2: 가공된 가스를 우루과에서 170km 떨어진 Mexilhão 유전으로 보냄
  • 가공 용량: 천연가스 – 하루 3억 5천만 입방 피트의 가스, 원유 – 하루 35,000 배럴
  • 저장 용량: 약 70만 배럴
  • 알고 계십니까: 원유보다 가스를 더 많이 가공하는 최초의 FPSO
  • 수심: 1,300미터
  • 계류 유형: SOFEC 스프레드 계류

변형 저항

  • Samson 120mm Quantum™ 12 로프, MBL 887mT 및 70미터 길이 
  • Dyneema®로 제작 
  • Samson의 특허받은 DPX™ 기술 사용 
  • 로프 스트랜드 표면에 하이브리드 PET/ Dyneema® 
  • 더 큰 마찰 저항으로 로프를 제자리에 고정하고 내마모성을 높일 수 있음 

섬유가 강철보다 우수한 이유

스틸 와이어 로프로 계류 체인의 장력을 조절하면 다음과 같은 몇 가지 문제가 발생합니다.

  • 스틸 와이어 로프는 라인 패스를 변경할 때 롤러를 쉽게 다루고 배치하기에 너무 단단합니다. Dyneema®를 사용한 부드러운 로프 같은 경우는 필요한 모든 영역에서 쉽게 사용할 수 있습니다. 
  • 스틸 와이어 로프를 사용하는 앵커 체인의 경우 체인에 꼬임이 완전히 또는 거의 없는 방식으로 설치해야 합니다. Dyneema®를 사용한 Samson Quantum™ 12 스탠드 로프는 토크가 없습니다. 
  • Cidade de Santos MV20의 경우, 완전한 워크로드(350t)에서 저회전 와이어 로프의 최소 굽힘 직경은 와이어 로프 직경의 18배입니다. 96mm 와이어 로프를 사용하기에는 로프 트래블 패스의 시브와 페어리드의 크기가 너무 작습니다. 
  • 시브와 페어리드를 통과하면 와이어 로프 단말 부위의 소켓/벤딩 텐셔너가 더 많이 구부러지므로 안전 요소가 감소하고 위험이 증가하여 계류 체인이 해저로 떨어집니다.

프로젝트 파트너

  • MODEC – FPSO 운영사 
  • SOFEC – 계류 분석 담당 
  • PH Hydraulics – Dyneema®로 제작한 윈치와 로프 공급 
  • Samson 로프 – DPX™ 섬유 기술을 사용하여 제작한 fiber Quantum™ 12의 메이커 
  • Gaylin – 동남아시아 지역의 Samson 유통업체 
  • DSM Dyneema – UHMwPE Dyneema® fiber  제조사

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