En hydraulisk demper med en totalvekt på rundt 220 tonn og kapasitet for laster på opptil 3 000 tonn har forlatt Servis fabrikk i Rissa i Norge. Bak de ekstreme dimensjonene ligger et hydraulikksystem konstruert for å beskytte kraner og laster mot de store dynamiske kreftene som kan oppstå under tunge offshoreoperasjoner.
Den hydrauliske demperen er utviklet og produsert av Servi Group for norske Cranemaster. Ifølge selskapene er det den største enheten av sitt slag som hittil er produsert.
Servi har produsert hydraulikksylindre, dempere og akkumulatorer siden 1956 og har i mer enn 30 år utviklet hydrauliske dempere for Cranemaster. Men denne konstruksjonen innebar et betydelig sprang i størrelse.
Servis tidligere rekord fra 2016 var en demper med kapasitet for 1 100 tonn. Den nye enheten er dimensjonert for 3 000 tonn og ble prøvelastet under produksjonen opp til 3 700 tonn.
En hydraulikksylinder i et langt større system
Det som ved første øyekast kan se ut som en gigantisk hydraulikksylinder, er egentlig et komplett hydraulisk dempesystem.
Sylinderen er den sentrale mekaniske komponenten, men systemet omfatter også ti hydrauliske akkumulatorer, manifolder, ventiler, pilotsystemer og et eget styresystem.
Cranemaster betegner enheten som CM3-3000T-5500-A og oppgir en maksimal slaglengde på hele 5,5 meter. Den er konstruert for 3 000 tonns sikker arbeidslast og en dynamisk lastkapasitet på 3 500 tonn.
Dimensjonene stilte Servi overfor nye konstruksjonsutfordringer. Blant annet måtte sylinderdimensjoner og maksimalt hydraulikktrykk tilpasses de svært store kreftene samtidig som komponentene fortsatt måtte kunne produseres og bearbeides med tilstrekkelig presisjon.
Deler i denne størrelsesklassen er ikke lagervarer. Servi opplyser at det hovedsakelig brukes spesialproduserte smidde emner, som først grovbearbeides og deretter finbearbeides til toleransene og overflatekvalitetene konstruksjonen krever.
Hvorfor trengs en slik demper offshore?
Ved et vanlig løft på land er kranen og lasten i stor grad stille i forhold til hverandre. Til havs er situasjonen helt annerledes.
Et installasjonsfartøy beveger seg kontinuerlig med bølgene samtidig som kranen kan holde en last som veier hundrevis eller tusenvis av tonn. Når fartøyet beveger seg opp og ned, endres derfor bevegelsen og kraften i løftesystemet.
Det betyr at den statiske vekten ikke forteller hele historien. Bevegelsen kan skape betydelig høyere dynamiske krefter i kran, wirer, løfteredskap og komponenten som skal installeres.
Her fungerer den hydrauliske demperen omtrent som en enorm støtdemper mellom kranen og lasten. I stedet for at en plutselig bevegelse overføres direkte gjennom hele løftesystemet, får sylinderen bevege seg kontrollert og absorbere en del av energien.
Det kan redusere de høyeste belastningene og gjøre tunge løft mulige også når fartøy og last beveger seg i forhold til hverandre.
Akkumulatorene tar hånd om energien
En viktig del av systemet er de hydrauliske akkumulatorene.
Når sylinderen beveger seg, presses hydraulikkvæske mot akkumulatorene, der komprimert gass fungerer som en fjær. På den måten kan bevegelsesenergi lagres midlertidig og deretter tilbakeføres kontrollert.
Prinsippet er velkjent innen hydraulikk. Utfordringen her ligger først og fremst i skalaen.
Servis tidligere største konstruksjon hadde fire akkumulatorer. Den nye enheten har ti. Derfor kunne den tidligere manifoldkonstruksjonen ikke skaleres opp direkte. Servi utviklet i stedet en ny løsning der akkumulatorene kobles to og to til separate manifolder.
5,5 meters bevegelse gir tid til å håndtere kraften
Den store slaglengden er en viktig del av funksjonen. Cranemaster oppgir maksimalt 5 500 mm for CM3-3000T-5500-A.
Det gir systemet mulighet til å la lasten bevege seg over en relativt lang strekning samtidig som energien tas opp hydraulisk. I stedet for at en bevegelse bremses svært brått, kan lasten bremses og kontrolleres over en lengre strekning.
For offshoreinstallasjoner er dette særlig viktig ved for eksempel passasje gjennom vannoverflaten, landing av tunge komponenter på havbunnen og situasjoner der plutselige bevegelser ellers kunne skapt kraftige toppbelastninger.
Cranemaster oppgir blant annet støtdemping, overlastvern, kontroll av strekkraft, landing av undervannsutstyr og såkalt pile run protection som bruksområder for den store enheten.
Et eget styresystem på demperen
Størrelsen er ikke den eneste tekniske nyheten. Det er også første gang Servi har levert en komplett hydraulisk demper av denne typen med et integrert styresystem.
Styreskapet sitter direkte på enheten og inneholder hydraulikkaggregat, batterier med lader og elektronisk kontrollsystem.
Systemet kan styre hvilke akkumulatorer som brukes gjennom hydraulisk manøvrerte ventiler. Operatøren kan kontrollere demperen via fjernstyring samtidig som sensordata samles inn og logges.
Servi har dessuten bygget inn både elektrisk og hydraulisk mulighet til å styre systemet. Den elektriske styringen er primærløsningen, mens den hydrauliske fungerer som alternativ.
Størrelsen påvirket til og med fabrikken og veien
Prosjektets dimensjoner skapte problemer langt utover selve hydraulikkonstruksjonen.
Servi måtte fremskynde en ny produksjonshall, konstruere en egen monteringsbenk og utvikle nye manifoldløsninger. Også transporten ble et prosjekt i seg selv.
Veien mellom produksjonshallen i Rissa og havnen måtte forsterkes for at den omtrent 220 tonn tunge demperen skulle kunne transporteres ut.
Ved funksjonstesting ble dimensjonene igjen tydelige. Da stempelstangen skulle kjøres ut, strakk bygningen rett og slett ikke til – stangen måtte skyves ut gjennom åpningen i produksjonshallen.
Den 10. mars 2025 ble den ferdige enheten transportert fra fabrikken og lastet om bord på fartøy.
Større offshoreinstallasjoner driver hydraulikken mot nye dimensjoner
Utviklingen henger sammen med at utstyret som installeres offshore blir stadig større.
Det gjelder både store undervannsinstallasjoner innen olje- og gassindustrien og komponenter innen havvind. Når massene øker, vokser også kravene til systemene som skal kontrollere de dynamiske kreftene under installasjonen.
En fordel med én enkelt demper med svært høy kapasitet er dessuten at man slipper å kombinere flere mindre enheter. Flere parallelle dempere krever ekstra løfteåk og koblinger over og under enhetene, noe som tar verdifull høyde under krankroken.
Servis 220-tonnskonstruksjon viser derfor ikke bare hvor stor en hydraulikksylinder og tilhørende utstyr kan bli. Den illustrerer også hvorfor hydraulikk fortsatt er en sentral teknologi når svært store krefter må kontrolleres på begrenset plass – og under noen av industriens mest krevende forhold.
