Tematy
Ekstremalna niezawodność w ekstremalnych warunkach

Lód, pustynia też czy wzburzone morze nie mogą mieć wpływu na niezawodność urządzeń – w stacjach pomp, służących do wydobycia ropy naftowej i gazu wszystkomusi działać bez zarzutu przez dziesiątki lat, mimo trudnych warunków środowiskowych. WAGO-I/O-SYSTEM 750 XTR został opracowany specjalnie do takich zadań.

Sterowniki WAGO są stosowane nie tylko w wielu obszarach automatyki przemysłowej i techniki procesowej, lecz także w różnego rodzaju stacjach pomp. Ich zadaniem jest na przykład obniżanie poziomu wód gruntowych w budownictwie i górnictwie oraz infrastrukturze zasilania systemów produkcji i techniki procesowej. Kolejnym ważnym, a jednocześnie kompleksowym obszarem zastosowania są instalacje służące do wydobycia ropy naftowej i gazu – na całym świecie, od Alaski, przez Rosję, aż po Brazylię. Poza przetwarzaniem wszystkich istotnych parametrów, takich jak ciśnienie, temperatura i przepływ, automatyka WAGO steruje także samymi stacjami pomp, umożliwiając jednocześnie integrację z nadrzędnym systemem sterowania.

Zalety:

Automatyka w ekstremalnych warunkach środowiskowych:

WAGO-I/O-SYSTEM 750 XTR to łatwe serwisowanie
oszczędność miejsca i kosztów zużycia energii/serwisowania
większa niezawodność i pewność inwestycji
wzrost wydajności

Pomiędzy produktywnością a ochroną środowiska

Komponenty montowane w stacjach pomp, stosowanych do wydobycia surowców płynnych i gazowych, muszą być wytrzymałe na zróżnicowane warunki środowiskowe, a jednocześnie spełniać wymagania techniczne, obowiązujące w danych krajach. Poza rygorystycznymi wytycznymi i kontrolą instytucji państwowych, koncerny naftowe muszą respektować wymogi dotyczące doboru, zastosowania i eksploatacji komponentów i agregatów. Wymagania te dotyczą nie tylko sprawności i produktywności maszyn, lecz także ochrony środowiska i zasobów.

Ekstremalne warunki przy wydobyciu ropy naftowej i gazu

Wydobycie ropy naftowej budzi wiele emocji nie tylko w pod względem politycznym, lecz także technicznym. Instalacje wydobywcze sa budowane w bezpośrednim sąsiedztwie złóż gazu i ropy. Obszary te znajdują się często z dala od jakiejkolwiek cywilizacji i rzadko są zasiedlone, gdyż panują tam najczęściej trudne warunki środowiskowe. Tam, gdzie ludzie nie chcą lub nie mogą mieszkać i żyć, komponenty elektroniczne, takie jak sterowniki, przetworniki separacyjne ze wzmocnieniem oraz złączki listwowe muszą niezawodnie funkcjonować nawet w trudnych warunkach. W przemyśle naftowym i gazowym całkowita sprawność instalacji jest rzeczą kluczową. Dlatego już na etapie projektowania należy dokonać takich wyborów, które zapewnią wysoką produktywność i długoterminową sprawność komponentów – nawet przez 30 lat. Stąd takie wysokie wymagania stawiane dostawcom w zakresie rozwoju i produkcji urządzeń.

Słona woda przyspiesza zużycie

Instalacje na pełnym morzu, np. platformy wiertnicze, są narażone na działanie ekstremalnych warunków pogodowych. Temperatury pomiędzy +5 a +30 °C są raczej umiarkowane, lecz nasycone solą powietrze jest czynnikiem bardzo agresywnym dla komponentów. W bardzo krótkim czasie pojawia się korozja i inne związane z nią uszkodzenia. Korozji zewnętrznej spowodowanej działaniem słonej wody można zapobiec stosując wysokiej jakości komponenty ze stali szlachetnej. Problematyczna i jednocześnie trudniejsza do opanowania jest tak zwana korozja wewnętrzna, gdyż powstający przy wydobyciu ropy siarkowodór uszkadza również stal szlachetną. Dopóki wydobywany materiał jest w ruchu, problemmy nie występują zbyt często. Sytuacja staje się krytyczna, gdy instalacja nie pracuje, a mieszanka gazu, ropy naftowej, wody i piasku zalega przez dłuższy czas w przewodach. Dlatego komponenty elektryczne stosowane w aplikacjach morskich i infrastrukturze przybrzeżnej są montowane w specjalnych skrzynkach sterowniczych, stanowiących optymalną ochronę przed wpływami zewnętrznymi. Idealnie byłoby, gdyby pomieszczenia, w których znajduje się instalacja, były wyposażone w urządzenia odsalające powietrze i utrzymujące temperaturę na stałym poziomie. W ten sposób zwiększa się żywotność instalacji.

Wyzwania stawiane przez wysoką i niską temperaturę

W regionach pustynnych komponenty elektroniczne są narażone na bardzo silne wahania temperatur. W niektórych miejscach na Saharze lub pustyni Rub-al-Khali na Półwyspie Arabskim temperatura w ciągu dnia wynosi +60 °C, noce są jednak stosunkowo chłodne. Różnice temperatur sięgające 40 °C na przestrzeni 12 godzin nie należą tutaj do rzadkości. Szafy sterownicze stosowane na zewnątrz pomieszczeń mogą się rozgrzewać do ponad 60 °C. Poza tym istnieje niebezpieczeństwo zatykania filtrów szaf sterowniczych przez pył i piasek.

Ze wszystkich ekstremalnych warunków najłatwiej poradzić sobie z niską temperaturą. Największym zagrożeniem są duże wahania temperatur, powodujące osadzanie się kondensatu na płytkach i ich niszczenie. Poza tym komponenty elektroniczne narażone na stałe oddziaływanie ujemnych temperatur mogą ulec uszkodzeniu. Problemy te można łatwo wyeliminować poprzez zastosowanie systemów grzewczych, które zapewnią stałą temperaturę we wnętrzu szafy sterowniczej.

WAGO-I/O-SYSTEM 750 XTR pokonuje wyzwania

Do wyzwań, jakie urządzeniom technicznym w stacjach pomp stawia natura, dochodzą również liczne przepisy ustawowe, które narzucają certyfikację według określonych standardów. Są one różne dla poszczególnych krajów. Także warunki panujące np. na tankowcach, platformach wiertniczych lub w klasycznych wieżach wiertniczych, są dla układów sterowania sporym wyzwaniem. Nieodłącznym zjawiskiem są tam stale wibracje, wahania temperatur i wiele innych czynników.

WAGO-I/O-SYSTEM 750 XTR został stworzony dokładnie do pracy w tych ekstremalnych warunkach, szczególnie w przemyśle procesowym i morskim. Oprócz ekstremalnej wytrzymałości na temperatury w zakresie od -40 °C do +70 °C system ten jest odporny na wstrząsy mechaniczne. Wykazuje on odporność na wibracje do 5g (50 m/s 2 ) oraz wstrząsy do 25g (250 m/s 2 ) i może być stosowany na wysokości nawet 5000 m. Ponadprzeciętna wytrzymałość napięciowa zapewnia ochronę elementów elektronicznych systemu I/O przed napięciami udarowymi podczas załączania lub uderzeń pioruna do 1,0 kV (moduł 24 V) oraz 5,0 kV (moduł 230 V).

Szeroki wachlarz korzyści

Dzięki specyficznym właściwościom i wytrzymałej konstrukcji 750 XTR nie potrzebuje dodatkowej ochrony przed warunkami klimatycznymi i obciążeniami mechanicznymi. Dlatego też nie zajmuje wiele miejsca na szynie. Pojedyncze komponenty są wyposażone nawet w 16 kanałów, przy szerokości zaledwie 12 mm. Koszty zużycia energii i konserwacji maleją, a produktywność rośnie. Sterowniki programuje się zgodnie z IEC 61131-3 w standardowym środowisku CoDeSys. Dzięki temu WAGO-I/O-SYSTEM 750 XTR oprócz bezpieczeństwa inwestycji zapewnia optymalną sprawność instalacji – i to na długie lata.

Tekst: Julia Grobe | WAGO

Zdjęcie: iSTOCK.com, WAGO

Twoja osoba kontaktowa w WAGO.

Paweł Frankowski

Menedżer rynku automatyki przemysłowej

Dowiedz się więcej:

To może Cię zainteresować

Więcej z zakresu techniki procesowej

WAGO oferuje rozwiązania dla wyzwań w każdej branży – modularnej automatyki procesowej, ochrony przeciwwybuchowej, zapewnienia bezpieczeństwa danych i Procesu 4.0.

Proces 4.0

Cyfryzacja i modyfikacja procesów: WAGO pomoże Ci je zaprojektować i wdrożyć.

Modularna automatyka procesowa

Modułowa automatyka procesowa

Koncepcja instalacji modułowej jest odpowiedzią na stale zmieniające się wymagania rynku. W ten sposób WAGO pomaga swoim klientom sprostać rosnącym wymaganiom.

Przeczytaj więcej

WAGO w innych branżach

Systemy automatyki i technika połączeń sprężynowych WAGO sprawdzają się nie tylko w technice procesowej. Sprawdź, jakie rozwiązania dla innych branż oferuje WAGO.

Przemysł okrętowy

Przemysł morski i offshore

Nowoczesne napędy, integracja podsystemów w jedną sieć – automatyzacja i cyfryzacja są dziś standardem w przemyśle okrętowym.

Energetyka

Dzięki nowoczesnym technologiom automatyzacji i cyfryzacji powstają inteligentne sieci komunikacyjne Smart Grid.

Tematy Ekstremalna niezawodność w ekstremalnych warunkach