Længere levetid til konstruktioner i havvand med nyt system til subsea-inspektion.

Formål

I takt med at havvindmøller, olie- og gasfelter m.m. flytter ud på dybere havdybder, øges behovet for mere effektivt at sikre konstruktionernes levetid. De nuværende teknologier er en tidskrævende proces, der ikke giver alle nødvendige data.

Med dette projekt vil vi udvikle en mere sikker og effektiv måde at udføre tilstands- og -kvalitetskontrol under havoverfladen. Adgang til teknologien vil desuden styrke danske virksomheders konkurrenceevne på området både nationalt og internationalt.

Projektet skal munde ud i en demonstration af et højenergi-system, som under vand kan se ændringer og fejl på udvalgte konstruktioner. Dermed kan man mere sikkert fastslå den resterende levetid, undgå unødvendige reparationer og bedre planlægge reparationer og vedligeholdelsesarbejde.

Målgruppe

Målgruppen kan deles op i fire kategorier:
  1. Små og mellemstore virksomheder (SMV’er) der udfører inspektion, tilstands- og kvalitetskontrol af offshore installationer og statslige infrastrukturer, f.eks. bro- og havneanlæg
  2. SMV’er med viden og erfaring indenfor design og produktion af måleapparater
  3. Subsea-operatører og -distributører
  4. Offentlige infrastrukturejere/-forvaltere.

Fremgangsmåde

Vi bygger videre på resultaterne fra et tidligere subsea-projekt, der viste, at subsea-radiografi er en anvendelig inspektionsmetode til undervandskonstruktioner. Bl.a. udviklede og testede vi nogle af grundenhederne til et kommende system med en subsea-kildeholder og et skannende detektorsystem.

På grund af installationernes ofte tykke materialer og strålingens dæmpning i vand afslørede de tidligere resultater, at brug af højenergi-kilder er nødvendig.

Dette projekt skal derfor munde ud i en specifikation af et radiografibaseret subsea-inspektionssystem til tilstandskontrol af konstruktioner under vand. Ved projektafslutning vil teknologien være så langt fremme, at den er verificeret, og de tekniske elementer for at bygge udstyret er kendte og afprøvede.

Resultater - 2016/2017

FORCE Technology har fundet frem til, at det er muligt at se fejl og ændringer på udvalgte konstruktioner på store dybder ved brug af computertomografi (CT). CT er avanceret form for røntgenundersøgelser bedst kendt fra hospitalsvæsenet. Metoden ender ud i en række computerfremstillede tværsnitsbilleder, som gør det muligt at se konstruktionen to- eller tredimensionelt.
3D rendering af standard målesetup. Skanneren ”skyder” gennem røret og en detektor på modsatte side oversætter strålingen til et billede. Billederne bruges efterfølgende til at vurdere rørets resterende levetid.

Med CT-skanninger er det muligt at tage billeder af fx et olierør uden at skulle fjerne det beskyttende lag beton, i modsætning til den traditionelle metode, hvor en dykker med håndholdt ultralydudstyr undersøger rørene. Ultralyd er ikke stærk nok til at trænge igennem betonen og derudover kan denne metode kun bruges til stikprøver. Billederne fra CT-skanningerne skal bruges til vurdere og analysere rørenes tilstand og resterende levetid.

Kandidatafhandling gav vigtig viden om "skudvinkel"

Som en del af RK-projektet har to specialestuderende fra Danmarks Tekniske Universitet skrevet en kandidatafhandling med navnet ”Computed Tomography for Region-of-Interest Problems with Limited Data”. Kort fortalt fandt de frem til, at skanningspunktet skal flyttes for at give det bedste billede af rørets tilstand, og for at finde den rigtige ”skudvinkel” udviklede de en algoritme.

Normalt måler man direkte på et emne for at få det bedst mulige billede. Og modsat, hvad man skulle tro, så giver det et ufuldendt billede af rørets inkl. diverse beskyttelseslags tilstand. De fandt frem til, at i tilfældet med rør under havoverfladen der skal detektor og kilde forskydes. De har derfor udviklet en specialdesignet rekonstruktionsalgoritme, som gør det muligt at lave et fuldkomment billede af rørets tilstand med færre projektioner/skud/billeder. Algoritmen er specielt designet til rekonstruktion af rørlignende objekter.

Nu fortsætter arbejdet med at videreudvikle demonstrationssystemet, så det kan arbejde på havbunden.
Til venstre: Traditionelt målesetup. Kun midten af røret, oplyses fuldt ud, mens resten af røret forbliver uberørt
Til højre: Det nye målesetup baseret på den nyudviklede algoritme. Alle rørets lag bliver belyst og undersøgt

Resultater første halvår 2018

Vi har i 2018 arbejdet på at færdigudvikle en demonstrationsmodel af vores højenergi subseaskanner. Den er nu færdig og klar til at blive testet i vores 5 meter dybe testbassin.
System vil kunne vise ændringer og fejl på udvalgte konstruktioner under vand. Dermed kan man mere sikkert fastslå rest levetider, undgå unødvendige reparationer og bedre planlægge reparationer og vedligeholdelsesarbejde, uden først at fjerne forskellige belægningslag.

Resultater andet halvår 2018

Med CT-skanninger er det muligt få billeder af for eksempel et olierør uden at skulle fjerne det beskyttende betonlag, i modsætning til den traditionelle metode, hvor en dykker med håndholdt ultralydudstyr undersøger rørene. I projektet er der også udviklet en specialdesignede rekonstruktionsalgoritmer, der gør det muligt at lave fuldkommende billeder af konstruktionernes tilstand med færre projektioner/skud/billeder.

Det vil sige, at med et minimalt antal skud 360o rundt om røret fås et fuldt billede af et rørs tilstand. Billederne skal efterfølgende bruges til en vurdering og analyse af rørenes tilstand i form af korrosion, erosion og godstykkelse for dermed at give et grundlag for den beregnet restlevetid, uden at fjerne og genetablere betonen.

I projektet er der både set på et 8” olierør med 60 mm betoncoating samt en 6” riser med forskellige stålarmeringer svarende til en gennemstrålet tykkelse på 170 mm stål.

8 tommer olierør med 60 mm betoncoating. Billedet opnås ved en skanningstid på 5 minutter.
6 tommer riser med forskellige stålarmeringer svarende til en gennemstrålet tykkelse på 170 mm stål. Billedet opnås ved skanningstid på 5 minutter
Demonstrationsskanneren under vand og klar til testskan af rør.

Konklusion

Projektet har sandsynliggjort og verificeret mulighederne for et radiografibaseret subsea-inspektionssystem til tilstandskontrol af rørkonstruktioner under vand. Dermed kan den resterende levetid fastslås og unødvendige reparationer undgås. Systemet vil gøre det nemmere at planlægge reparationer og vedligeholdelsesarbejde. Derudover er der lavet en specifikation for de komponenter, som indgår i udstyret.