Leistung und Geschwindigkeit für die Kennzeichnung von Polyethylen (PE)-Kunststoff – haltbare Laserkennzeichnung für Unterwasserversorgungskabel

Aker Solutions hatte zuvor ein Lasermarkierungssystem mit einer einzigen 100W-Laserquelle eingesetzt. Dabei gab es jedoch das Problem, dass die Markierung nur auf einer Seite des Kabels war. Das bedeutete im Grunde, dass die Markierung unsichtbar wurde, wenn das Kabel am Meeresboden herumrollte. Cajo reagierte schnell auf die Bedürfnisse des Kunden und entwickelte eine spezielle Lösung zur Kennzeichnung von Rohren und Kabeln, die Markierungen bei jeweils 120 Grad um das Kabel herum ermöglicht.

Aker Solutions ist ein globaler Anbieter von Produkten, Systemen und Dienstleistungen für die Öl- und Gasindustrie. Eines seiner Hauptprodukte sind Unterwasserversorgungskabel, also Kabel oder Schläuche, die Öl- und Gasanlagen an der Oberfläche und am Meeresboden für Steuerungszwecke sowie für die Übertragung von Energie und Wärme miteinander verbinden. Neben elektrischen und faseroptischen Signalen liefern sie elektrische Energie und hydraulische sowie chemische Injektionsflüssigkeiten an die Unterwassereinheit. Darüber hinaus können sie unter Wasser Druckerhöhungs- und Kompressionsanlagen antreiben und Begleitheizung zum Schutz vor Wachs- und Hydratbildung zur Verfügung stellen, um eine Verlangsamung der Ölproduktion zu vermeiden.

Dauerhafte Kennzeichnungen mit hohem Kontrast auf gelbem Polyethylen (PE)-Kunststoff sind eine nicht zu unterschätzende Herausforderung. Die Oberfläche ist glatt, d. h. Tintenstrahldruck ist nicht haltbar und kann im Gebrauch abgerieben werden. Mit Tintenstrahl können zudem keine Kennzeichnungen aus verschiedenen Winkeln bei runden Objekten wie z. B. Kabeln hergestellt werden.

Bei der Produktion von Versorgungskabeln wird im Extrusionsprozess das Polyethylen um das Kabelbündel vergossen. Die Unterwasserversorgungskabel werden mit durchgehenden Linien an drei Seiten, dem Namen des Projekts, der Länge in Metern und verschiedenen vertikalen Linien zur Angabe von diversen Längenmaßen gekennzeichnet. In einer kontinuierlichen 24/7 Produktionscharge können Unterwasserversorgungskabel von einer Länge von über 80 km hergestellt werden.

Kennzeichnung mit verschiedenen Verfahren

Bislang hat Aker ein Laserkennzeichnungssystem mit einer 100 W Laserquelle eingesetzt, die den Nachteil hatte, dass die Kennzeichnung ziemlich blass war und nur auf einer Seite des Kabels angebracht werden konnte – wenn sich das Kabel auf dem Meeresboden drehte, war sie nicht mehr sichtbar.

Die Speziallösung für die Markierung von Rohren und Kabeln von Cajo Technologies wurde als Kennzeichnungszelle in die Produktionslinie von Aker Solutions integriert. Sie besteht aus 3 Lasereinheiten, die das Kabel im 120 Grad-Winkel drei Mal kennzeichnen, damit die Kennzeichnung aus jedem Winkel sichtbar ist. Die Kennzeichnung ist also deutlich besser sichtbar und hat auch einen höheren Kontrast als zuvor.

Schnelle und zuverlässige Produktion

Das neue Produktionsverfahren ist schneller als frühere Verfahren und erreicht mit einer Geschwindigkeitssteigerung von 4 m/s auf 10 m/s mehr als die doppelte Geschwindigkeit wie bisher.

Die Zuverlässigkeit des Verfahrens ist hoch und das Verfahren kann 24/7 im Dauerbetrieb eingesetzt werden. Die Laserquelle hat eine Auslegungslebensdauer von 100.000 Stunden und das System ist nahezu wartungsfrei.

Die Laserkennzeichnungseinheit kommuniziert mit dem Manufacturing Execution System (MES) von Aker und SCADA: die Daten für die Kennzeichnung, die für jeden Meter Kabel individuell angegeben werden können, werden vom MES empfangen und die Funktionen der Kennzeichnungszelle werden von SCADA gesteuert und überwacht. Die Lösung ist flexibel; Änderungen können problemlos vorgenommen werden. Jeder Laser kann auch einzeln angesteuert werden.

Aker Solutions hat für diese Kennzeichnungszelle unter Berücksichtigung der höheren Produktionskapazität eine Amortisierungsdauer von weniger als 2 Jahren errechnet.