Ny teknik ska skydda miljon på havsbottnen
av Bjarne Nyman Forum 1990-13, sida 11, 13.09.1990
tekni skydd miljön på havsbottnen
Text: Bjarne Nyma etallaboratoriet vid Statens teknisM: forskningscentral VTT har ut vecklat autoklaver. som gör det möjligt att simulera aggressiva kemiska processer och förhållandena på havsdjup upp till 10 000 meter. Avsikten med utrustningen är att miljötesta olika material avsedda att användas i produktionsanläggningar för till exempel olja, naturgas och mineraler.
Autoklaverna är ett delresultat av VTT:s treåriga forskningsprogram i undervattensteknik. som kostat cirka 10 Mmk.
Naturresurserna på havsbottnen blir intressantare i samma takt som resurserna på land sinar. Det är naturligtvis främst fråga om olja och naturgas, men även mineraler och malmer. Den för tillfället mest aktuella metallen är kobolt — en för verkstadsindustrin viktig metall. som idag utvinns främst i det politiskt instabila Sydafrika.
Krävande miljö
Utvinningen på stora djup under vatten är krävande. inte minst därför att tekniska missöden kan leda till allvarliga miljökatastrofer. Det gäller därför att utveckla teknik och utrustningar, som klarar av påfrestningarna där nere: kraven på djuphavsutrustningar är ofta lika hårda som på rymdtekniska tillämpningar.
VTT:s nya autoklaver kan simulera de förhållanden som råder på stora djup: högt tryck, varierande temperaturer och olika kemiska miljöer. Därmed kan man på förhand minska riskerna för oväntade materialskador och haverier. Unikt i sammanhanget är att även belastningsprov kan utföras i autoklaverna. vilket tidigare inte varit möjligt. Denna egenskap hos autoklaverna bygger på en teknik, som är patentsökt. Också regleringsmöjligheterna för den kemiska miljön uppges vara i en klass för sig.
Hos VTT eller på ort och ställe
Det är fråga om två olika tvper av autoklaver — en stationär och en mobil, inbyggd i en vanlig container. Den stationära autoklaven, som förmår prestera en tryckomgivning på upp till 1 000 bar, finns i metallaboratoriets utrymmen, cirka 40
FÖRUN, 13/129 meter under markytan i Otnäs. Med denna kan maskindelar och liknande, som inte är större än att de ryms i tryckkärlet. testas i förhållanden. som så exakt som möjligt påminner om förhållandena på stora djup.
Avsikten med containerversionen, som också kallas processautoklav, är att undersöka material och miljöer på ort och ställe, t ex på ett oljefält eller i kemiska produktionsanläggningar. Fördelen med mobilversionen är framför allt att miljön nödvändigtvis inte behöver simuleras. I stället kan den verkliga omgivningen pumpas in i systemet på ort och ställe. Denna autoklav har byggts av Huber i helt kommersiellt syfte med VTT:s djuphavsautoklav som modell.
Processautoklaven är inrymd i en vanlig container. Testmiljön kan tas in i systemet direkt från den aktuella processen på ort och ställe. Längst bakom på bilden från vänster Jari Hänninen, Jukka Väinölä, Cormet och i förgrunden Kari Saarinen.
väl för att på ort och ställe undersöka material, som används i oljeborrhål. De kritiska delarna i autoklaven är tillverkade i stål som även tål svavelväte.
— Den stora fördelen med med processautoklaven är att vätska kan ledas in i systemet direkt från processen. På detta sätt erhåller vi exakt den miljö som materialen och maskindelarna är utsatta för i verkligheten, säger diplomingenjör Kari Saarinen vid metallaborartoriet.
Med processautoklaven har man också vad finishen beträffar gått ett steg högre än laboratorienivån. Containern är indelad i två rum, ett för processen och ett för styrningen.
Enligt produktchef Jukka Väinölä vid Cormet, som tillverkar och säljer autoklaver. är satsningen på den nya testutrustningen kommersiellt motiverad. Det finns ett stort behov av dylika testutrustningar i världen. Speciellt riktas blickarna mot Sovjetunionen och Kaspiska havet, där olja utvinns under extremt svåra och miljökänsliga förhållanden.
— Vi kan åta oss sådana testningsuppdrag på ort och ställe, som ingen annan ännu kan. Om vi dessutom lyckas sälja några testcontainers får vi säkert utvecklingspengarna återbetalda, säger Jukka Väinölä.
Miljövänlig kommersialism Enligt professor Kari Törrönen, som lett utvecklingsarbetet. är det omsorgen om vår miljö som varit den främsta drivkraften bakom utvecklingsarbetet.
— Men naturligtvis ser vi också möjligheter för den finländska industrin. I djuphavsautoklaven kan vi testa material och maskindelar tillverkade av finländska företag och därmed ge dem bättre möjligheter att konkurrera internationellt med material och delar som klarar de kraftiga påfrestningarna på stora djup, säger Kari Törrönen.
Processautoklaven är främst avsedd för extremt aggressiva miljöer och kan simulera tryck upp till 1 560 bar och 280”C temperatutr. Den lämpar sig därför speciell ÅRE Djuphavsautoktaven kan simulera förhåltlanden på 10 000 meters djup under havsytan. Tryckkärlet på bilden är unikt, eftersom det innehåller patentsökta detaljer som även medger belastnings- och utmattningsprov.
Internationellt samarbete
De finländska framgångarna på undervattensteknikens område har också lett till internationellt samarbete. 1 fjol slöt VTT avtal med franska havsforskningsinstitutet Ifremer och den italienska motsvarigheten ICMM. Avsikten med samarbetet är att göra djuphavsapparatur säkrare och mera tillförlitlig. Tillsammans samarbetar de tre forskningsinstituten i sin tur med universitetet i Aten i ett projekt om materialegenskaper på stora djup. En rad finländska företag deltar, bland annat Outokumpu Elektronik, som utvecklar ett instrument för mätning av tungmetallhalten i havsvatten. Projektet ingår i EG:s omfattande havsforskningsprogram med beteckningen MAST. L nn Den kemiska miljön i djuphavsautoklaven kan regleras mycket noggrant med det cirkulationssystem som skymtar i bakgrunden. Från vänster professor Kari Törrö nen, som lett utvecklingsarbetet, och DI Pekka Pohjanne.