Op 100 meter diepte zijn de omstandigheden beduidend anders dan boven het wateroppervlak. De druk is elf keer zo hoog en de bereikbaarheid voor mensen bijzonder slecht. Desondanks is de UW100-serie onderwater actuatoren van Concens in staat om op deze grote diepte te functioneren. Veelal voor het maken van hoekverstellingen in combinatie met boorplatformen, onderzeeboten, kabelleggers en ROV’s.
Aan elektrische actuatoren worden hoge eisen gesteld wanneer deze ónder water hun taak moeten uitvoeren; laat staan op diepte van 100 meter. Op deze diepte rust op iedere vierkante meter een waterkolom met een gewicht van 100.000 kilo. Omgerekend naar druk is dit 10 bar en daar komt ook nog de atmosferische druk bij van 1 bar; in totaal dus 11 bar. Qua temperatuur is het minder spannend. Deze is diep onder water relatief constant en ligt in Nederlandse wateren ergens tussen de 10 en 12 graden Celsius. Maar het wordt wel anders wanneer de betreffende toepassing zich meer in het hoge noorden bevindt waar de temperaturen tegen het vriespunt aanliggen. Deze lage temperaturen kunnen invloed hebben op gebruikte materialen die bij koude minder sterk of brosser kunnen worden.
En er zijn meer uitdagingen. Zoals het zoute karakter van zeewater dat corrosie in de hand werkt. Daarnaast kan zand of vuil een abrasieve werking hebben op onderdelen van de actuator. Zeker wanneer dit vuil zich tussen bewegende delen kan nestelen. Denk daarbij ook aan de afdichtingen die de cruciale taak hebben om water buiten te houden maar daarbij voortdurend wisselend worden belast door drukken, vuil en eventueel temperatuurschommelingen.
Uitdagingen de baas
Kortom: voldoende uitdagingen wanneer de vraag wordt gesteld om een onderwater actuator te ontwikkelen voor toepassingen op 100 meter diepte. Deze werd gesteld door een zalmkwekerij uit Noorwegen die deze oplossing nodig heeft om zijn netten onder water in de juiste positie te trekken. De Deense ontwikkelaar en producent Concens – in Nederland en België vermarkt door Rotero – ging aan de slag met deze uitdaging. Erwin van Duren, commercieel directeur van Rotero vertelt: “Reeds vanaf 2003 richt Concens zich op de ontwikkeling van compacte, goed ontworpen elektrische actuatoren voor uiteenlopende toepassingen.”
Als antwoord op de vraag van de zalmkweker introduceerde Concens de serie UW100 waarin vier zeewaterbestendige uitvoeringen zijn opgenomen. Van Duren vertelt hierover: “Alle uitvoeringen zijn ontwikkeld met het oog op toepassingen op maximaal 100 meter onder water. Hiervoor zijn de actuatoren volledig waterdicht en met de vereiste sterkte uitgevoerd. De hoge sterkte is onder andere bereikt door het ontwerp zelf in combinatie met de toepassing van roestvaststaal AISI 316.” De extra set speciale pakkingen ondersteunt in het bereiken van de benodigde waterdichtheid op grote diepte van deze IP69 onderwater actuatoren. Daarbij zijn alle onderwatermodellen in de fabriek al voorzien van een roestvaststalen Blueglobe kabelwartel en een geïntegreerde Hall sensor voor de terugkoppeling van de positie. “Afhankelijk van de overbrengverhouding kunnen de actuatoren hoge krachten genereren tot maximaal 4.500 N.”
Vier uitvoeringen
De eerste de Con35 en de icon35 worden ook wel de compacte krachtpatsers genoemd. Van Duren: “Deze uitvoeringen zijn beschikbaar met een 24 VDC of een 12 VDC motor. In beide gevallen zijn belastingen van 300 tot 1.900 N haalbaar; bij de zwaardere motor zijn hogere snelheden te bereiken tot maximaal 12 mm/s.”
De de Con50 en de icon50 kenmerken zich door hoge krachten. “Ook hier bestaat de keuze uit een 24 VDC of een 12 VDC motor met bijbehorende belastingen van 750 tot 4.500 N, afhankelijk van de overbrengverhouding. Hiermee zijn snelheden te bereiken van maximaal 20 mm/s voor de grotere motor en 14 mm/s voor de 12 VDC uitvoering. De slaglengte bedraagt voor alle uitvoeringen maximaal 400 mm.”
Uiteenlopende toepassingen
De praktijk van de succesvolle toepassing van de onderwater actuatoren bij de Noorse zalmkwekerij, leerde volgens Erwin van Duren dat de UW100-serie op deze grote diepte de gewenste functionaliteit bij een hoge betrouwbaarheid leverde. “Dat laatste is onder meer belangrijk omdat het niet wenselijk is de actuatoren regelmatig naar boven te moeten halen voor het plegen van onderhoud.”
Reden voor Concens om de serie voor verschillende nichemarkten verder in Europa uit te zetten. Weliswaar spelen niet alle toepassingen zich op een dergelijke grote diepte af, ook op minder diepe locaties zijn de eisen streng en is een hoge betrouwbaarheid essentieel. “Beoogde toepassingen zijn bijvoorbeeld te vinden bij het bewegen van componenten van civiele bouwwerken. Maar ook op onderzeeboten of bij de plaatsing van boorplatforms en windturbines op de zeebodem zijn toepassingen denkbaar.” Tevens kunnen de onderwater actuatoren een rol spelen bij het bedienen en bewegen van onderzoeksapparatuur (bijvoorbeeld camera’s) die middels onderwaterrobots of ROV’s over de zeebodem wordt verplaatst. “Bijvoorbeeld om de gesteldheid van de bodem te controleren, metingen te doen in het kader van diepzeemijnbouw, infrastructuur die op de zeebodem ligt te controleren of om data te verzamelen in het kader van de klimaatverandering. Daarnaast zijn dit type actuatoren bij uitstek geschikt voor het bedienen van kleppen in pijpleidingen die zich op grotere diepten bevinden.”
Lees meer over Rotero.
