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Themen

Extrem zuverlässig unter extremen Bedingungen

Ob im Eis, in der Wüste oder auf hoher See – Komponenten in Pumpstationen zur Förderung von Öl und Gas müssen auch unter widrigsten Bedingungen jahrzehntelang durchhalten. WAGO hat sein I/O-System 750 XTR speziell dafür konzipiert.

Steuerungen von WAGO kommen nicht nur in vielen Bereichen der industriellen Automation und Prozesstechnik zum Einsatz, sondern auch in Pumpstationen aller Art. Diese werden beispielsweise zur Grundwasserabsenkung in der Bauindustrie und im Tagebau sowie in sämtlicher Versorgungsinfrastruktur für die industrielle Fertigung und die Verfahrenstechnik eingesetzt. Ein weiteres wichtiges und zugleich komplexes Anwendungsfeld sind Anlagen zur Öl- und Gasförderung auf der ganzen Welt – von Alaska über Russland bis Brasilien. Die WAGO-Automation übernimmt neben der Verarbeitung sämtlicher, relevanter Parameter, wie Druck, Temperatur und Durchfluss, auch die Steuerung der Pumpstation selbst und bietet gleichzeitig die Möglichkeit zur Anbindung an die Leitebene.

Ihre Vorteile auf einen Blick:

Grenzenlos automatisieren in extremen Umgebungen:

das WAGO-I/O-System 750 XTR vereinfacht die Wartung
reduziert Platzbedarf sowie Energie- und Wartungskosten
erhöht die Anlagenverfügbarkeit und die Investitionssicherheit
steigert die Produktivität

Die

Zwischen Produktivität und Umweltschutz

Die Komponenten, die in den Pumpstationen zur Gewinnung von flüssigen und gasförmigen Rohstoffen verbaut werden, müssen den unterschiedlichsten Umweltbedingungen standhalten und gleichzeitig ein Höchstmaß an gesetzlichen Vorgaben verschiedener Länder erfüllen. Zusätzlich zu den strengen Vorgaben und Kontrollen der staatlichen Institutionen haben die Mineralölkonzerne strenge Richtlinien für die Auswahl, den Einsatz und den Betrieb der Komponenten und Aggregate in ihren Spezifikationen verankert. Neben der Anlagenverfügbarkeit und Produktivität betreffen die Anforderungen auch den Umwelt- und Ressourcenschutz.

Extrembedingungen in der Öl- und Gasförderung

Nicht nur politisch, sondern vor allem technisch ist die Öl- und Gasförderung ein spannendes Thema. Die Förderanlagen werden zwangsläufig in direkter Nähe zu Öl- und Gaslagerstätten errichtet. Diese Gebiete befinden sich häufig abseits der Zivilisation und sind selten besiedelt, da dort meist widrige Umweltbedingungen herrschen. Wo Menschen nicht leben wollen oder können, müssen sensible Elektronikkomponenten wie Steuerungen, Trennverstärker und auch Reihenklemmen extremen Witterungseinflüssen standhalten, denn eine hohe Anlagenverfügbarkeit ist für die milliardenschwere Öl- und Gasindustrie das A und O. Damit gilt es schon bei der Planung von Pumpenanlagen, die richtigen Entscheidungen für eine möglichst hohe Produktivität und den langlebigen Einsatz der Komponenten zu treffen – immerhin sollen die Anlagen mindestens zehn bis 30 Jahre unter widrigsten Bedingungen funktionstüchtig bleiben. Für Lieferanten ergeben sich daraus außergewöhnliche Anforderungen, die es bei der Entwicklung und Produktion von Komponenten zu beachten gilt.

Salzwasser beschleunigt den Verschleiß

Installationen auf hoher See, wie etwa Bohrinseln, sind extremen Witterungsbedingungen ausgesetzt. Während die Temperaturen sich sehr moderat im Bereich zwischen +5 und +30 °C bewegen, setzt die salzhaltige Luft den Komponenten stark zu. In kürzester Zeit entstehen Rost und andere Korrosionsschäden. Der äußeren Korrosion durch Salzwasser kann nur mit hochwertigen Komponenten aus Edelstahl begegnet werden. Weitaus problematischer und gleichzeitig schwieriger zu beherrschen ist die sogenannte innere Korrosion, denn der bei der Ölförderung auftretende Schwefelwasserstoff greift auch Edelstahl an. Solange das Fördergut in Bewegung ist, kommt es selten zu Problemen. Kritisch ist das Mediengemisch aus Gas, Öl, Wasser und Sand, wenn die Pumpe nicht in Betrieb ist und das Gemisch für einige Zeit in den Leitungen steht. Elektrokomponenten werden im Offshore-Bereich daher in speziellen Steuerkästen verbaut, um sie vor den äußeren Einflüssen so gut wie möglich zu schützen. Zudem werden die Installationsräume idealerweise mit einer Luftaufbereitung ausgestattet, welche die Luft entsalzt und die Temperatur auf einem konstanten Niveau hält. Dadurch wird die Lebensdauer zusätzlich erhöht.

Exigences de la chaleur et du froid

Dans les régions désertiques, les composants électroniques sont exposés à des fluctuations de température très élevées. Alors que dans certaines parties du Sahara ou dans le désert Rub-al-Khali, dans la péninsule arabique, les températures atteignent +60 ° C pendant la journée, il fait relativement froid la nuit. Il n'est pas rare de trouver des différences de température de 40 °C sur un laps de temps de 12 heures. Ainsi, en extérieur, des armoires de commande peuvent se réchauffer à bien plus de 60 °C. En outre, il existe le risque que les filtres de l'armoire de commande soient obstrués par la poussière et le sable.

De toutes les conditions extrêmes, le froid est le plus facilement gérable. Le plus grand danger est qu'en raison de fortes variations de température, de la condensation se forme sur les cartes et les détruise. De plus, les composants électroniques peuvent être endommagés s'ils sont exposés en permanence à des températures négatives. Ce problème peut relativement facilement se résoudre en installant des systèmes de chauffage - ils assurent une température constante dans l'espace de l'armoire de commande.

Le WAGO-I/O-SYSTEM 750 XTR maîtrise chaque exigence

En plus des exigences que la nature impose aux composants électroniques dans les stations de pompage, de plus en plus de réglementations entrent en vigueur nécessitant une certification à des normes spécifiques. Ces dernières varient d'un pays à l'autre. De même, l'environnement d'installation, comme sur les pétroliers et les plates-formes de production ou dans les derricks classiques, peut parfois constituer un défi majeur pour les systèmes de contrôle. Les vibrations, les fluctuations de température et de nombreux autres facteurs sont ici des compagnons constants.

Le WAGO-I/O-SYSTEM 750 XTR a été développé spécifiquement pour ces conditions extrêmes, particulièrement présentes dans l'industrie des procédés et dans le secteur maritime. En plus de sa résistance extrême à la température de -40 ° C à +70 ° C, le système résiste aux vibrations causées par les forces mécaniques. Il est donc conçu pour des vibrations allant jusqu'à 5 g (50 m/s 2) et une résistance aux chocs jusqu'à 25 g (250 m/s 2) et peut être utilisé à des altitudes allant jusqu'à 5000 m. La très grande tenue en tension protège l'électronique du système d'E/S contre les tensions de choc dues aux commutations et aux éclairs jusqu'à 1,0 kV (modules 24 V) et 5,0 kV (modules 230 V).

Convaincant sur toute la ligne

Malgré ses nombreuses caractéristiques et sa construction robuste, le 750 XTR ne nécessite aucune protection supplémentaire contre les forces climatiques et mécaniques. Cela réduit l'espace requis sur le rail de montage. Les composants individuels ont jusqu'à 16 canaux sur une largeur de seulement 12 mm. Dans le même temps, les coûts d'énergie et de maintenance sont réduits et la productivité est augmentée. Les contrôleurs peuvent être programmés dans l'environnement habituel de CoDeSys conformément à CEI 61131-3. En plus de la sécurité de l'investissement, le WAGO-I/O-SYSTEM 750 XTR permet une disponibilité optimale des installations dans des conditions difficiles - et ceci au fil des années.

Texte : Julia Grobe | WAGO

Photo : iSTOCK.com, WAGO

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