Norwegisches Forschungsinstitut SINTEF kann Rohrschäden auf dem Meeresboden reparieren

SINTEF-Forscher Jan Erik Olsen während eines Experiments mit Gasaustritten im Trondheimfjord vor einigen Jahren. ©Thor Nielsen/SINTEF

Trondheim, 14. Oktober 2022. Die Sabotageaktion gegen die Gaspipelines in der Ostsee rückt die Sicherheit des norwegischen Festlandsockels ins Rampenlicht. Experten glauben, dass Norwegen auf viele Arten von Vorfällen gut vorbereitet ist. Lesen Sie hier einen Beitrag von Christina Benjaminsen aus Gemini.no, einem Portal mit Neuigkeiten aus der Forschung, das Sintef und die Technische Universität Trondheim NTNU gemeinsam betreiben.

Norwegen hat Unterwassertechnologien entwickelt, von denen Sie noch nie gehört haben, um den Betrieb norwegischer Öl- und Gasanlagen sicherzustellen. Die Experten sind bereit, in der Ostsee ihren Beitrag zu leisten. „Die meisten Dinge können auf dem Meeresboden repariert werden, aber wie tief der Schaden liegt, ist ein wesentlicher Faktor. Für Tiefen bis zu 180 Metern kann ein taucherunterstütztes System verwendet werden. Einsätze in tieferen Gewässern hingegen müssen zu 100 Prozent ferngesteuert werden“, sagt Ragnhild Aune, internationale Schweißfachingenieurin (IWE), Forscherin und Senior Advisor bei SINTEF. Ihre Expertise und die ihrer Kollegen sind jetzt, nach den Sabotageakten an den Gaspipelines Nord Stream 1 und 2, besonders gefragt.

Eine Operation vollständig aus der Ferne zu steuern, sei eine weitaus anspruchsvollere Übung als die Reparatur mit Hilfe von Tauchern. Aber auch dafür gebe es Lösungen, so Aune. 

Aune und ihre Kollegen haben umfangreiche Erfahrung mit solchen Technologien. Sie haben Schweißverfahren sowohl für Nord Stream 1 als auch Nord Stream 2 entwickelt, Lebensdaueranalysen erstellt und mögliche Bruchschäden für Nord Stream 1 analysiert. Aune glaubt, dass die norwegischen Akteure gut auf verschiedene Arten von Unfällen vorbereitet sind – und dass sie am besten wissen, wie mögliche Schäden am Meeresboden repariert werden können. „Es ist nicht unmöglich, größere Rohrschäden zu reparieren“, sagt Aune.

Schäden treten selten auf – aber es passiert. Sowohl aufgrund von Materialermüdung, Stößen, unerwünschten chemischen Prozessen, Verdrehung von Kabeln und anderen unerwarteten physikalischen Ereignissen.

Glücklicherweise liegen die Nord Stream-Pipelines in „flachen Gewässern“ – die Schadensstellen befinden sich dabei in rund 100 Metern Tiefe. Dadurch ist es möglich, die Reparaturen mit dem tauchunterstützten System mit dem Notfallverfahren für das Überdruckschweißen, also dem Schweißen unter Wasser und in großen Tiefen, durchzuführen.

Die Entwicklung der Ölfelder in der Nordsee war eine treibende Kraft für die Technologieentwicklung bei ferngesteuerten Unterwasser-Schweißvorgängen. Bereits Mitte der 70er Jahre wurde in Norwegen das sogenannte Überdruckschweißen entwickelt. Die Forscher erkannten schnell, dass diese Art des Schweißens unter trockenen Bedingungen erfolgen musste, um eine ausreichend gute Materialqualität an der Schweißnaht und in den angrenzenden Bereichen zu erhalten. Dies führte zur Entwicklung von „Druckkammern“ für Schweißarbeiten.

1983 entwickelte und installierte SINTEF den Drucksimulator SIMWELD, der es ermöglichte, Schweißverfahren zu entwickeln und zu qualifizieren, die Offshore bis zu einer Tiefe von 1.000 Metern eingesetzt werden können.

Das erste ferngesteuerte Überdruckschweißen erfolgte 1988 auf dem Oseberg-Feld in einer Tiefe von 110 Metern. Heute gibt es taucherlose Schweißsysteme, die in Meerestiefen unter 180 Metern arbeiten. Die Technologie sei bereits in den siebziger und achtziger Jahren bei SINTEF und NTH in Trondheim entwickelt worden, sagt Aune.

Diese Kammer für Überdruckschweißen kann in großen Tiefen um Pipelines herumgelegt werden.©Equinor

Das Schweißen unter Druck, das sogenannte Überdruckschweißen, ist ein zeitraubender Vorgang. In der Praxis muss um die Schweißstelle herum eine „künstliche Atmosphäre“ aufgebaut werden. Dazu wird eine Kammer über den Rohrschaden abgesenkt und das Wasser aus der Kammer abgepumpt, indem in der Kammer ein Gasdruck erzeugt wird. Taucher können dann die Kammer betreten und Schweißgeräte um die Pipeline herum aufstellen, ähnlich dem, was im Weltraum passiert, wenn Astronauten eine Raumstation betreten und verlassen. Der Schweißprozess selbst wird von Schweißern ferngesteuert, die sich auf einem speziellen Boot befinden, das über dem Rohrschaden liegt. Wie genau dies geschehen muss, wird je nachdem, wie tief die beschädigte Pipeline liegt, abgestimmt.

„Der Druck in den unterschiedlichen Meerestiefen bewirkt ein unterschiedliches Verhalten des Schweißlichtbogens, so dass Schweißparameter geändert werden müssen. Es gibt also keine „geradeaus“-Übung“, sagt Aune.

SINTEF ist ein operativer Partner von PRSI ist, der „Pipe Repair and Subsea Intervention“. Dies ist ein von Equinor betriebener Notfallpool. Der Pool besteht aus mehreren Gas- und Ölgesellschaften. Er verfügt über Spezialisten für Überdruckschweißen und über die notwendige Ausrüstung wie Tauchboote, Druckkammern und ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge.

„Wir warten jetzt auf die Nachricht von Equinor. Wir sind bereit, unseren Teil der Arbeit beizutragen. Bei großen Schäden müssten Teile der Leitung herausgeschnitten und durch neue Rohrteile ersetzt werden, die mit der bestehenden Leitung verschweißt werden“, sagt Aune. Das Einzige, das die Aktion einschränken könnte, sind die finanziellen Mittel.

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