Utnyttja luftmotorer för undervattenstillämpningar: En lösning för krävande miljöer

Undervattensmiljön ställer stora krav. Maskiner som används under undervattensförhållanden måste klara korrosivt havsvatten, begränsad åtkomlighet för underhåll och höga yttre tryck. En förutsättning för tillförlitlighet och livslängd hos undervattensmaskiner är att de kraven uppfylls. Designen måste ge ett effektivt skydd av motorn så att inget vatten tränger in. En annan stor utmaning är att säkerställa tillförlitlig energiförsörjning.

Konventionella elmotorer har ofta svårt att klara kraven. Bland annat är de mycket känsliga för vatteninträngning och kräver kompex tätning. Hydraulsystem är kraftfulla men medför risk för läckage av förorenande hydraulvätska som kan skada den marina miljön. Det är här luftmotorerna kommer in som en långsiktigt användbar lösning – med en robust och effektiv teknik som klarar många av utmaningarna.

Luftmotorer omvandlar tryckluft till mekanisk energi genom ett rotor- eller kolvsystem. Deras funktion är i princip densamma ovan och under vatten, förutsatt att de är väl förslutna och trycksatta. Luftmotorer är särskilt lätta att anpassa till undervattensmiljöer eftersom de drivs av tryckluft som tillförs från yt- eller ombordtankar och varken behöver el eller hydraulik.

Säkerheten har högsta prioritet inom offshore- och undervattensteknik. Tillsynsorgan som American Petroleum Institute (API), Det Norske Veritas (DNV), ATEX och IECEx fastställer strikta riktlinjer för att garantera att utrustningen fungerar säkert även under extrema förhållanden. Luftmotorer uppfyller redan genom sin konstruktion många av riktlinjerna eftersom de eliminerar alla risker som är förknippade med elektrisk utrustning. Genom att de inte generar några elektriska gnistor minskar de risken för att explosiva atmosfärer ska antändas – vilket annars är ett betydande problem i offshore-installationer där det kan finnas flyktiga kolväten.

Det krävs precisionsteknik för att integrera luftmotorer i undervattenssystem. En viktig utmaning är att se till att motorns komponenter klarar den tuffa undervattensmiljön. Valet av material är avgörande, och högkvalitativt rostfritt stål, titan och specialbelagda legeringar används ofta för att motstå korrosion, samtidigt som den strukturella integriteten upprätthålls under högt tryck.

Tätningslösningarna är lika viktiga. Effektiva tätningsmekanismer som dubbla läpptätningar eller robusta O-ringsarrangemang förhindrar att vatten tränger in i känsliga komponenter. Standarder som ISO 13628 ger vägledning om tryckhantering och materialval som gör att utrustningen tål de krävande förhållandena till havs.

I undervattenstillämpningar på djupt vatten kan motorhus och interna komponenter utsättas för enorma tryck. Ingenjörerna använder ofta tryckkompensationstekniker eller designar förstärkta hus för att förhindra deformation. Tack vare sådana designegenskaper håller luftmotorerna prestandan även under betydande tryckvariationer.

Moderna offshore- och undervattensinstallationer fungerar i allt högre grad med fjärrövervakning och automatisering för optimal prestanda och säkerhet. Luftmotorernas förutsägbara beteende och mekaniska enkelhet gör dem enkla att integrera i den typen av system. Deras enkla styrlogik och minimala mekaniska komplexitet underlättar sömlös integrering i större konstruktionsprojekt, och de uppfyller både drifts- och säkerhetsstandarder.

Atlas Copcos standardluftmotorer har funktioner som gör dem väl lämpade för undervattenstillämpningar. De har ett hållbart hus, en motorcell i rostfritt stål och erbjuder lång livslängd och tillförlitlighet i tuffa miljöer. Smörjfria lameller och Vitonpackningar minimerar utsläppen av vattenföroreningar i form av smörjmedel och partiklar – en viktig faktor i marina tillämpningar.

Luftmotorer är ett hållbart alternativ för undervattenstillämpningar och är ett bättre miljöval än både elektriska och hydrauliska motorer. Eftersom de drivs med tryckluft finns det ingen risk vare sig för oljeläckage eller elektriska fel som kan skada marina ekosystem. Inga farliga vätskor och minimala underhållskrav innebär att luftmotorer erbjuder både långvarig och effektiv drift. Deras enkla men hållbara design minskar resursförbrukningen och gör dem till ett renare och mer tillförlitligt val för verktyg och maskiner i undervattenstillämpningar.

I den krävande undervattensmiljön har luftmotorer betydande fördelar och hanterar många av de begränsningar som konventionella elektriska och hydrauliska system inte klarar. Eftersom de inte drivs med el finns det ingen risk för gnistor och elfel, och den förhållandevis enkla designen minskar behovet av underhåll och gör dem mer driftsäkra. Genom att välja rätt material och effektiva tätnings- och tryckhanteringssystem – i linje med etablerade standarder som API, DNV, ATEX, IECEx och ISO 13628 – kan ingenjörerna frigöra den fulla potentialen hos luftmotorer i undervattenstillämpningar.

För ingenjörer som jobbar med komplex undervattensdesign är luftmotorer mer än bara en teknisk lösning – de visar hur beprövad teknik kan anpassas för att övervinna nya utmaningar.