A4VSO pompa variabile a pistoni assiali soluzione innovativa nel settore delle navi offshore/marine

Mentre lo sviluppo delle risorse marine continua ad avanzare in aree di acque profonde, le attrezzature marine hanno requisiti sempre più elevati per l'affidabilità, l'efficienza energetica e l'intelligenza dei sistemi idraulici. Con le sue eccellenti prestazioni, la pompa a pistone assiale idraulica della serie A4VSO è diventata una componente di potenza chiave nel campo globale della costruzione navale offshore. Questo articolo analizzerà in modo completo le caratteristiche tecniche della pompa variabile a pistone assiale A4VSO, le sue applicazioni tipiche nel campo marino di costruzione navale, soluzioni di integrazione del sistema e tendenze di sviluppo future, fornendo riferimenti professionali per gli utenti del settore.

Vantaggi tecnici della pompa del pistone assiale A4VSO

Le pompe a pistoni assiali idrauliche A4VSO rappresentano il livello avanzato della tecnologia di trasmissione idraulica ad anello aperto corrente. La sua struttura a pompa a pistone assiale variabile con progettazione della piastra di swash è particolarmente adatta alla domanda di condizioni ad alta pressione, flusso di grandi dimensioni e di carico variabili nel campo delle navi offshore. Questa serie di pompe adotta una struttura innovativa della piastra di swash e il flusso è proporzionale alla velocità di trasmissione e allo spostamento. Regolando l'inclinazione della piastra di swash, si ottiene il controllo variabile Stepless, fornendo funzionalità precise di regolamentazione di potenza per complesse operazioni di ingegneria offshore.

La pompa a pistone assiale A4VSO ha eccellenti parametri di prestazione, che consentono una pressione di lavoro continua di 280 bar e una pressione di picco fino a 400 bar, soddisfacendo completamente i requisiti rigorosi delle apparecchiature operative in acque profonde per i sistemi idraulici ad alta pressione. Il suo design a basso rumore migliora in modo significativo l'ambiente di lavoro della sala macchine della nave, mentre le caratteristiche ottimizzate di assorbimento dell'olio assicurano una fornitura di olio stabile in condizioni di dondolo della nave. Vale particolarmente la pena ricordare che questa serie di pompe ha una durata ultra lunga. Le sue coppie di attrito adottano la tecnologia avanzata del trattamento della superficie e l'accoppiamento di materiale, come la combinazione ottimizzata di ottone manganese HMN58-3 e 20crmnti in lega di carbonitriding in acciaio, che migliora notevolmente la resistenza all'usura dei componenti chiave.

L'elevata efficienza e il design dell'affidabilità sono la competitività principale della serie A4VSO. Il corpo della pompa adotta un design dell'unità dell'albero attraverso, che può essere installato con pompe per ingranaggi aggiuntive o pompe stantuose della stessa specifica di spostamento, realizzando un layout ad alta densità di potenza in uno spazio compatto. L'albero di trasmissione può assorbire sia i carichi assiali che radiali, riducendo la necessità di ulteriori strutture di supporto. In risposta alle esigenze speciali delle applicazioni offshore, abbiamo sviluppato il prodotto di tipo "F2" adatto per i media idraulici resistenti al fuoco dell'acqua-etilenglicole HFC. Questo modello non richiede il lavaggio del cuscinetto esterno, semplifica le tubazioni del sistema ed è particolarmente adatto per piattaforme offshore e applicazioni di navi in ​​cui vi è un rischio di incendio.

L'innovazione tecnologica della serie A4VSO si riflette anche nelle sue capacità di controllo intelligenti. Integrando un controller elettro-idraulico con una valvola proporzionale o servo di alta risposta, la pompa può raggiungere una risposta dinamica a livello di millisecondi, che è cruciale per gli argani offshore e i sistemi di compensazione di sollevamento che richiedono una rapida regolazione. L'ultimo controller elettro-idraulico DS2R adotta la tecnologia delle valvole proporzionali di risposta ad alta frequenza a 4WRPH, che non solo migliora l'accuratezza del controllo, ma riduce anche il filtro di impilamento attraverso la progettazione semplificata, riduce il rischio di contaminazione del sistema e rende più semplice la manutenzione.

In termini di materiali e processi di produzione, la pompa del pistone assiale A4VSO adotta una serie di tecnologie proprietarie. La coppia di attrito della scarpa scorrevole e la piastra di swash è progettata utilizzando il metodo di supporto alla pressione statica e il metodo della forza di serraggio residua per garantire la formazione di un film di olio lubrificante stabile in condizioni di alta pressione; Lo stantuffo e il corpo del cilindro sono abbinati a un design della scanalatura di equalizzazione della pressione per ottimizzare il controllo di gioco (generalmente un millesimo del diametro dello stantuffo), che non solo riduce la perdita interna ma evita anche il rischio di attaccare. Il meccanismo della piastra della valvola è stato ottimizzato per l'anti-cavitazione e combinato con una tenuta ad albero PTFE rinforzata, migliorando significativamente la stabilità operativa della pompa in condizioni contenenti gas.

Tabella: parametri delle prestazioni chiave della pompa del pistone assiale Rexroth A4VSO

Il design resistente alla corrosione per l'ambiente offshore è anche una caratteristica notevole della serie A4VSO. Il sensore di angolo del pistone assiale AWXF conforme all'IP67 può resistere alla corrosione in ambienti ad alta spruzzatura salina, garantendo un funzionamento affidabile a lungo termine in condizioni marine difficili. I componenti chiave della pompa sono realizzati in acciaio inossidabile e materiali in acciaio resistente al calore, come l'acciaio inossidabile duplex specificato negli standard GB/T20878-2007 e GB/T21833-2008, che possono resistere efficacemente alla corrosione dell'acqua di mare.

Il concetto di progettazione modulare della pompa a pistone assiale A4VSO fornisce agli utenti possibilità di configurazione del sistema altamente flessibili. Selezionando diversi dispositivi di controllo (RC92055, RC92060, ecc.), Possono essere adattate varie strategie di controllo come compensazione della pressione, sensibilità al carico e potenza costante per soddisfare le esigenze differenziate di vari attuatori delle navi offshore. Questo design modulare non solo semplifica l'integrazione del sistema, ma riduce anche significativamente i tempi di commissioning in loco, che è particolarmente importante per i progetti di costruzione navale con programmi stretti.

Applicazioni tipiche nella costruzione navale offshore

Come componente di potenza centrale delle moderne attrezzature marine, le pompe a pistoni assiali idrauliche svolgono un ruolo insostituibile in vari vasi di ingegneria marina. Con la sua alta pressione, alta efficienza e affidabilità, la serie A4VSO è diventata la soluzione idraulica preferita per piattaforme operative in acque profonde, navi ingegneristiche speciali e apparecchiature di sviluppo delle risorse marine. Questa serie di pompe ha una vasta gamma di applicazioni nel campo dell'ingegneria marina, dai macchinari di base per i sistemi operativi subacquei complessi, e può fornire una potenza corrispondente.

Compensazione attiva attivo (AHC)

Nelle operazioni di sollevamento e trasferimento del personale del carico delle navi ingegneristiche marine, la compensazione del movimento delle navi è una tecnologia chiave per garantire la sicurezza delle operazioni. La combinazione della pompa del pistone assiale A4VSO e del controller elettro-idraulico DS2R costituisce il nucleo del sistema di compensazione attiva più avanzata (AHC). Il sistema monitora lo stato del movimento della nave in tempo reale e regola dinamicamente la velocità del verricello per mantenere il carico relativamente fermo nell'esposizione. Le caratteristiche di risposta dinamica elevata della pompa A4VSO (utilizzando la valvola proporzionale di risposta ad alta frequenza 4WRPH) possono raggiungere una regolazione della coppia a livello millisecondo, garantendo che il sistema di compensazione mantenga un controllo preciso in condizioni d'onda in continua evoluzione.

Il sistema AHC lavora sul principio della tecnologia di controllo secondario. La pompa A4VSO può funzionare sia come pompa che come motore nel sistema, gestendo efficacemente i cambiamenti di coppia dell'unità d'arco. Quando la nave sale, la pompa converte l'energia idraulica in energia meccanica per guidare l'argano per avvolgersi nel cavo; Quando la nave scende, il sistema passa alla modalità motore e recupera l'energia potenziale di carico attraverso l'accumulatore idraulico. Secondo i dati misurati, questo progetto può recuperare e riutilizzare il 70% della potenza installata del sistema, riducendo significativamente il consumo di carburante. La pompa A4VSO è disponibile in entrambe le configurazioni a circuito aperto (A4VSO) e a circuito chiuso (A4VSG), fornendo flessibilità per i sistemi di compensazione di varie dimensioni, dalle piccole barche a grandi semi-sommersibili.

Nel campo dell'esplorazione petrolifera in acque profonde, il sistema AHC è particolarmente importante per le operazioni di installazione delle apparecchiature subacquei. Attraverso il argano di compensazione attiva guidata dalla pompa Rexroth A4VSO, diverse tonnellate di attrezzature di produzione sottomarine possono essere abbassate senza intoppi sul fondo marino di migliaia di metri di profondità, evitando il rischio di collisione dell'attrezzatura causata dal movimento della nave nei metodi di sollevamento tradizionali. Il sensore di angolo di oscillazione AWXF (livello di protezione IP67) dotato del sistema garantisce un feedback del segnale affidabile in condizioni del mare difficili e la vasta gamma di adattabilità della viscosità della pompa stessa (non è richiesto alcun controllo di viscosità del fluido rigoroso) semplifica la manutenzione giornaliera del sistema.

Sistemi di argano e gru offshore

Il pesante sistema di argano di navi ingegneristiche offshore pone richieste estremamente elevate sulla potenza idraulica, che devono soddisfare i requisiti di produzione di coppia ad alta coppia e funzionalità di micro-controllo fine. La pressione di pressione a 350 bar e la capacità di pressione di picco da 400 bar della pompa a pistone assiale A4VSO la rendono una fonte di alimentazione ideale per le operazioni di ancoraggio, rimorchio e sollevamento. La regolamentazione del flusso Stepless della pompa consente all'argano di mantenere una velocità stabile di ritrattatura e rilascio in diverse condizioni di carico, mentre il design a basso rumore migliora l'ambiente di lavoro dell'equipaggio.

Nel campo delle piattaforme di perforazione auto-elevante, il sistema di sollevamento della piattaforma guidata dalla pompa A4VSO è responsabile del sollevamento e della stabilizzazione del corpo della piattaforma che pesa centinaia di tonnellate. Attraverso la progettazione di un sistema idraulico con più pompe in parallelo e un preciso algoritmo di controllo sincrono, il sollevamento sincrono delle gambe della piattaforma è garantito per evitare la concentrazione di stress strutturale. Le aziende nazionali come KEDA Hydraulics hanno anche sviluppato sistemi idraulici simili per piattaforme di sollevamento offshore, ma la serie A4VSO di Rexroth mantiene ancora un vantaggio principale nel livello di pressione e l'affidabilità, specialmente in applicazioni ad alta pressione superiori a 350 bar.

Le attrezzature per la ricerca scientifica di ritrattatura e lancio del sistema di navi da sondaggio in acque profonde. Che si tratti di un campionatore di acqua CTD, di una slitta per telecamera in acque profonde o di un dispositivo ROV che ritrae e lancio, il sistema idraulico deve fornire una potenza regolare per evitare danni da impatto quando l'attrezzatura entra rapidamente nell'acqua. L'indicatore dell'angolo di swash della pompa e l'indicatore di posizione di installazione forniscono un riferimento intuitivo per la messa in servizio e la manutenzione del sistema, mentre la progettazione a trazione attraverso facilita l'integrazione delle origini ausiliarie della pompa e fornisce una fonte di olio indipendente per la parte di controllo del sistema.

Propulsione marina e sistemi di sterzo

Nel campo di speciali navi ingegneristiche, i sistemi di propulsione idraulica sono favoriti per il loro layout flessibile e la gamma di regolazione ad ampio velocità. Come principale fonte di alimentazione idraulica, la pompa del pistone assiale A4VSO raggiunge la regolazione in collaborazione del motore di propulsione da zero alla velocità massima attraverso il controllo variabile, che è particolarmente adatto per le condizioni di lavoro che richiedono frequenti variazioni di velocità e rotazione in avanti e inversa, come rimorchiatori e dragni. L'elevato rapporto di potenza/peso della pompa ottimizza la distribuzione del carico della nave, mentre la sua lunga durata di servizio riduce i costi di manutenzione durante il ciclo di vita.

Il sistema di sterzo della nave ha requisiti estremamente elevati per l'affidabilità dell'energia idraulica, che è direttamente correlata alla sicurezza di navigazione. La capacità di progettazione ridondante della pompa A4VSO (attraverso più pompe in parallelo) soddisfa i requisiti delle società di classificazione internazionale per il backup del sistema critico. Il breve tempo di risposta della pompa garantisce che la lama del timone risponda rapidamente ai comandi dello sterzo, mentre la funzione di controllo della compensazione della pressione mantiene un effetto di timone costante a velocità diverse. Per le navi ecologiche che utilizzano la tecnologia idraulica dell'acqua, Rexroth può anche fornire modelli speciali adatti per i supporti per l'acqua di mare, che soddisfano i requisiti standard di pompe a pistone assiale idraulico marino GB/T38045-2019.

Nel sistema di posizionamento dinamico (DP), la pompa A4VSO fornisce un'uscita di potenza precisa per i propulsori e il cambio di sterzo e collabora con GPS e sensori di vento e onda per mantenere automaticamente la posizione della nave. La funzione di controllo sensibile al carico della pompa può regolare automaticamente il flusso di uscita in base alle esigenze effettive per evitare inutili perdite di energia, che è particolarmente importante per le navi ingegneristiche offshore che devono essere di stanza a lungo. La funzione di monitoraggio della salute integrato del sistema può valutare lo stato di usura della pompa in tempo reale, avvertire in anticipo potenziali guasti e ridurre al minimo il rischio di tempi di inattività inaspettati durante le operazioni offshore.

Sistema di alimentazione delle apparecchiature di funzionamento subacqueo

Con l'approfondimento dello sviluppo delle risorse di acque profonde, è in aumento la domanda di energia idraulica per vari robot di operazioni subacquei (ROV) e sommersibili con equipaggio. Il design compatto e l'alta densità di potenza della pompa a pistone assiale A4VSO lo rendono una scelta ideale per i sistemi idraulici nelle apparecchiature di acque profonde. La resistenza ad alta pressione della pompa gli consente di far fronte a ambienti estremi a profondità di migliaia di metri, mentre lo speciale design della tenuta impedisce il fallimento della lubrificazione causata dall'intrusione di acqua di mare.

In progetti come il trincea sottomarina e la posa della conduttura, gli strumenti idraulici subacquei richiedono una fonte di olio ad alta pressione affidabile. La pompa A4VSO fornisce energia attraverso un ombelicale di acque profonde per guidare vari tipi di motori idraulici, cilindri e giunti rotanti. L'ampio modello di spostamento della pompa (A4VSO500) può soddisfare i requisiti di flusso elevati, mentre la soluzione parallela multi-pompa fornisce ridondanza del sistema. Per le acque con alto contenuto di sabbia, il sistema di filtrazione migliorato della pompa e le coppie di attrito resistenti all'usura estendono significativamente gli intervalli di manutenzione e riducono i costi operativi.

Il settore delle energie rinnovabili marine ha anche presentato nuove richieste alle pompe a pistoni assiali idrauliche. Nei dispositivi di generazione di energia d'onda, la pompa A4VSO è il componente principale della conversione di energia, convertendo il movimento alternativo del corpo galleggiante in un flusso di olio ad alta pressione per guidare il generatore. Le caratteristiche di risposta rapida della pompa si adattano al movimento irregolare delle onde, mentre la funzione di recupero energetico migliora l'efficienza di conversione complessiva. Principi simili sono anche applicati al sistema di alimentazione idraulica delle centrali elettriche, mostrando il potenziale di applicazione della serie A4VSO nel campo dell'energia verde.

Tabella: applicazioni principali e requisiti tecnici delle pompe A4VSO nelle navi offshore

Man mano che l'ingegneria marina si sviluppa verso l'intelligenza, l'interfaccia digitale della pompa a pistone assiale A4VSO offre maggiori possibilità per l'integrazione del sistema. Attraverso il protocollo Canopen o Ethercat, i parametri operativi della pompa possono essere caricati nel sistema di gestione intelligente della nave in tempo reale, realizzando il monitoraggio centralizzato e la pianificazione ottimizzata dell'intero sistema idraulico della nave. Questa capacità digitale non solo migliora l'efficienza operativa, ma fornisce anche supporto ai dati per la manutenzione preventiva, rappresentando la direzione di sviluppo futura della tecnologia idraulica marina.

Integrazione del sistema e pratica ingegneristica

La riuscita applicazione delle pompe a pistoni assiali idrauliche di Rexroth A4VSO nel campo della costruzione navale offshore richiede una considerazione completa dei fattori del ciclo di vita completo come la progettazione del sistema, l'installazione e la messa in servizio e la gestione della manutenzione. Eccellenti soluzioni di integrazione del sistema possono massimizzare i vantaggi tecnici delle pompe A4VSO, soddisfacendo i requisiti speciali dell'ambiente marino. Questa sezione discuterà in dettaglio le principali tecnologie di integrazione e le tipiche pratiche di ingegneria delle pompe A4VSO nei sistemi idraulici offshore.

Principi di progettazione e configurazione del sistema idraulico

Le considerazioni principali nella progettazione di sistemi idraulici offshore sono affidabilità e adattabilità ambientale. I sistemi basati su pompe a pistoni assiali A4VSO di solito adottano un concetto di progettazione modulare e configcano unità di pompa di diverse specifiche in base al tipo di nave e ai requisiti operativi. Per sistemi critici come AHC (compensazione attiva attiva) e DP (posizionamento dinamico), è necessario adottare un design ridondante, solitamente configurato in modalità "N+1", ovvero un set di pompe di backup può essere automaticamente tagliata quando la pompa principale si guasta. La caratteristica a trazione attraverso la pompa A4VSO consente di collegare più teste della pompa in serie sullo stesso albero di azionamento, fornendo fonti di olio indipendenti per i sottosistemi con requisiti di pressione diversi. Questo design consente di risparmiare significativamente lo spazio di installazione ed è particolarmente adatto per le sale motori di navi limitate allo spazio.

La selezione media è un altro punto chiave nella progettazione di sistemi idraulici offshore. Per le applicazioni convenzionali, l'olio minerale è ancora la prima scelta, con le prestazioni di lubrificazione più mature e la compatibilità del sistema; Mentre per le aree con requisiti di protezione antincendio come le piattaforme di perforazione, devono essere selezionati mezzi di retardante fiamma come il glicole acqua-etilenico HFC. Il prodotto F2 di Rexroth A4VSO è appositamente ottimizzato per i supporti HFC, senza la necessità di un lavaggio del cuscinetto esterno, semplificando le tubazioni del sistema. Vale la pena notare che quando si utilizzano i media HFC, è necessario seguire rigorosamente l'accuratezza della filtrazione raccomandata dal produttore (di solito 10 μm) e il ciclo di manutenzione, poiché le prestazioni di lubrificazione dei media a base d'acqua sono relativamente scarse e più sensibili alla contaminazione.

Il livello di pressione del sistema deve bilanciare i requisiti di prestazione e i fattori di costo. La pressione nominale della pompa A4VSO può raggiungere 350 bar, ma la pressione di lavoro del sistema deve essere determinata in base alle caratteristiche di carico. Per sistemi dinamici come la compensazione delle onde, la progettazione ad alta pressione è favorevole al miglioramento della velocità di risposta e dell'accuratezza del controllo; Mentre per i macchinari convenzionali del ponte, la pressione di lavoro a 280 bar può essere più economica. L'impatto dello shock a pressione dovrebbe essere considerato anche nella progettazione del sistema e gli accumulatori e le valvole di riduzione della pressione devono essere correttamente configurati per proteggere le pompe e altri componenti dai danni da martello ad acqua.

Tecnologie chiave per l'installazione e la messa in servizio

L'installazione meccanica della pompa del pistone assiale A4VSO deve essere rigorosamente rispettata dalle specifiche del produttore. Le dimensioni della flangia di montaggio della pompa e dell'estensione dell'albero sono conformi agli standard GB/T2353-2005, garantendo la compatibilità con tutti i tipi di traslochi. Presta particolare attenzione all'accuratezza del centraggio durante l'installazione. Si consiglia di utilizzare uno strumento di centraggio laser per garantire che la deviazione dell'albero di trasmissione sia entro 0,05 mm. Eccessivi carichi radiali o assiali riduceranno significativamente la vita del cuscinetto. La posizione dell'installazione della pompa deve anche essere selezionata con cura. Il modello F2 può omettere il lavaggio del cuscinetto esterno quando installato in determinati orientamenti, ma potrebbero essere necessari altri modelli per considerare la disposizione della linea di scarico dell'olio.

La connessione della porta dell'olio è un altro collegamento che richiede un'attenzione speciale. La porta dell'olio della pompa A4VSO adotta i fili metrici e le guarnizioni O-ring secondo lo standard GB/T2878.1-2011. La forma di tenuta corretta e la coppia di serraggio devono essere utilizzate durante l'installazione. Il design della linea di aspirazione è cruciale per le prestazioni della pompa. Deve garantire che la pressione assoluta all'ingresso della pompa non sia inferiore a 0,8 bar (per evitare la cavitazione) alla temperatura operativa più alta e non supera il limite superiore di 30 bar. Per le applicazioni marine, considerando gli effetti del rullo e del passo, la disposizione del serbatoio dell'olio e del filtro di aspirazione deve garantire che la pompa possa ottenere una fornitura di olio stabile in tutte le condizioni operative.

Anche l'integrazione elettrica del sistema non dovrebbe essere trascurata. La versione proporzionale di controllo o servo di controllo della pompa A4VSO richiede un'unità di segnale elettrica precisa e i cavi schermati devono essere utilizzati e lontani da forti fonti di interferenza elettromagnetica. Il livello di protezione IP67 del controller elettro-idraulico DS2R consente di adattarsi agli ambienti marini umidi, ma la scatola di giunzione richiede ancora ulteriori misure di spray anti-salto. Durante la fase di messa in servizio, la pressione del sistema dovrebbe essere gradualmente aumentata e la curva delle prestazioni della pompa dovrebbe essere verificata da un sensore di pressione e da un contatore per garantire che l'efficienza volumetrica e l'efficienza totale soddisfino gli indicatori di progettazione (di solito> 90%).

Strategie di manutenzione e risoluzione dei problemi

La manutenzione preventiva è la chiave per garantire il funzionamento affidabile a lungo termine della pompa a pistone assiale A4VSO. A causa delle caratteristiche dell'ambiente marino, gli intervalli di manutenzione sono generalmente più brevi rispetto ai sistemi onshore, in particolare per sistemi critici come AHC e controllo della propulsione. La manutenzione di routine include controlli regolari di pulizia dell'olio (livello di NAS target), differenza di pressione del filtro e livelli di rumore/vibrazione della pompa. Rexroth raccomanda un test di prestazione completo della pompa, incluso il test di efficienza volumetrica e la valutazione delle condizioni dei cuscinetti, ogni 2.000 ore operative o 6 mesi (a seconda di quale si verifichi prima).

La gestione del petrolio è particolarmente importante nelle applicazioni offshore. Oltre al controllo convenzionale dell'inquinamento, dovrebbe essere prestata particolare attenzione al contenuto di acqua (per i sistemi di olio minerale) e alla stabilità della concentrazione (per i media HFC). Sebbene la pompa A4VSO possa adattarsi a una vasta gamma di viscosità dei fluidi, i drastici cambiamenti nelle proprietà dell'olio porteranno comunque a una ridotta efficienza e ad un aumento dell'usura. Quando si opera in acque tropicali, le alte temperature possono far sì che la viscosità dell'olio sia inferiore al valore raccomandato. Al momento, dovresti prendere in considerazione l'idea di passare a un olio di viscosità più elevato o installare un radiatore dell'olio; Quando si opera in regioni polari, è necessario prestare attenzione ai problemi di avvio a bassa temperatura e potrebbe essere necessario equipaggiare un sistema di preriscaldamento del petrolio.

Diagnosi dei guasti, i moderni sistemi A4VSO di solito integrano una varietà di sensori per monitorare la posizione dell'angolo di oscillazione della pompa, la pressione di involucro, la temperatura e altri parametri in tempo reale. Analizzando le tendenze mutevoli di questi dati, possono essere identificati i potenziali problemi come l'usura della piastra della valvola o le anomalie della pantofola. L'analisi delle vibrazioni è anche uno strumento diagnostico efficace. GB/T16301-2008 fornisce uno standard di valutazione per l'intensità di vibrazione dei motori ausiliari della nave. Quando il livello di vibrazione della pompa A4VSO aumenta in modo significativo, spesso indica il fallimento del cuscinetto o della coppia di attrito.

Analisi tipica del caso ingegneristico

Il progetto di aggiornamento del sistema AHC di perforazione semi-sommergibile ha dimostrato il valore ingegneristico della pompa A4VSO. Il sistema di compensazione originale di una piattaforma di invecchiamento ha adottato il controller DS1, che aveva una velocità di risposta lenta e un elevato consumo di energia. Dopo la trasformazione utilizzando il controller DS2R e il gruppo di pompe A4VSO250DR, il tempo di risposta del sistema è stato ridotto del 40%, il consumo di energia è stato ridotto del 30%e la maggior parte dell'energia di abbassamento è stata recuperata attraverso l'accumulatore idraulico. Il sistema modificato migliora in modo significativo la sicurezza delle operazioni di perforazione delle acque profonde, in particolare ottenendo bene le condizioni avverse del mare durante la stagione dei monsoni nel Mar Cinese Meridionale.

Il sistema idraulico della nave di ricerca dimostra la flessibilità di configurazione della pompa A4VSO. Una nave di ricerca polare di nuova costruzione utilizza quattro pompe A4VSO180 per formare una stazione idraulica centrale per fornire energia per argano, telaio A, propulsore e sterzo. Il sistema adotta una strategia di controllo sensibile al carico per regolare dinamicamente l'uscita della pompa in base alle esigenze effettive di ciascun attuatore, risparmiando più del 25% di energia rispetto al tradizionale sistema di pressione costante. Le prestazioni iniziali a bassa temperatura della pompa sono state appositamente ottimizzate per garantire un funzionamento affidabile in un ambiente di -30 ° C, soddisfacendo le esigenze speciali delle spedizioni polari.

L'FPSO (stoccaggio e scarico di produzione galleggiante) dimostra la durata della pompa A4VSO in ambienti difficili. Un FPSO nelle acque brasiliane utilizza una pompa A4VSO500 per guidare un grande motore idraulico per il trasferimento di petrolio greggio. Il sistema ha funzionato continuamente per 5 anni senza importanti riparazioni e richiede solo una sostituzione regolare di filtri e sigilli. Lo speciale trattamento anticorrosivo e la progettazione ad alta resistenza della pompa resistono alla corrosione dall'elevata spray salina e al greggio contenente zolfo, mentre il sistema di monitoraggio remoto realizza la trasmissione in tempo reale dei dati di stato, riducendo la necessità di ispezioni manuali.

Tabella: Considerazioni chiave per l'integrazione del sistema di pompe Rexroth A4VSO

Con lo sviluppo della tecnologia gemella digitale, il funzionamento e la manutenzione intelligenti sono diventati una nuova tendenza nel sistema A4VSO. Costruendo un modello digitale della pompa e combinandolo con i dati del sensore in tempo reale, è possibile prevedere la durata di servizio rimanente e il piano di manutenzione può essere ottimizzato. Dopo che una nave di supporto in acque profonde ha adottato questa tecnologia, i tempi di inattività non pianificati del sistema idraulico sono stati ridotti del 60%, migliorando notevolmente l'efficienza operativa. L'ultimo controller di Rexroth supporta già il protocollo industriale Internet of Things (IIoT), fornendo un'interfaccia di dati per il sistema idraulico per la costruzione di navi intelligenti, dimostrando la continua evoluzione della serie A4VSO nell'era digitale.

Competitività del mercato e tendenze del settore

Come componente principale delle attrezzature offshore, il modello di concorrenza del mercato e la tendenza dello sviluppo tecnologico delle pompe a pistoni assiali idrauliche influenzano direttamente la direzione di sviluppo dell'intero settore ingegneristico offshore. La serie Rexroth A4VSO occupa una posizione importante nel mercato globale dell'ingegneria offshore con le sue eccellenti prestazioni tecniche e affidabilità. Questa sezione analizzerà profondamente i vantaggi competitivi del mercato, le sfide e le tendenze future dello sviluppo tecnologico delle pompe A4VSO per fornire riferimento strategico agli utenti del settore.

Analisi del panorama della concorrenza del mercato globale

Il mercato idraulico offshore globale è attualmente caratterizzato dalla competizione di oligopoli, con marchi internazionali come Rexroth, Parker Hannifin e Kawasaki Heavy Industries che domina le applicazioni di fascia alta. La serie A4VSO di Rexroth ha un chiaro vantaggio nel mercato ad alta pressione superiore a 350 bar, in particolare nelle applicazioni con prestazioni dinamiche impegnative come la compensazione attivo (AHC), dove la sua quota di mercato supera il 60%. Questo vantaggio è dovuto principalmente all'accumulo a lungo termine di Rexroth di valvola proporzionale e tecnologia di controllo del servo, nonché la sua profonda comprensione delle esigenze speciali dell'ingegneria offshore.

Le imprese domestiche cinesi stanno raggiungendo un ritmo accelerato e hanno fatto scoppite in aree come i sistemi idraulici per le piattaforme di sollevamento offshore. Tuttavia, secondo gli esperti del settore, in termini di tecnologia delle coppie di attrito chiave e affidabilità ad alta pressione, i prodotti interni sono ancora 5-10 anni dietro il livello di leader internazionale. Esperti idraulici di Kawasaki, in Giappone, hanno persino affermato senza mezzi termini: "Sarebbe bello se la Cina riuscisse a capire le coppie di attrito di pompe a pistone assiale in dieci anni", che riflette l'elevata complessità della tecnologia idraulica centrale. Tuttavia, con l'aumento degli investimenti nella ricerca di base nell'industria idraulica nazionale, come le scoperte nei materiali di coppia di attrito e la tecnologia del trattamento di superficie dell'Harbin Institute of Technology e dell'Università di Tsinghua, questo divario si sta gradualmente restringendo.

Dal punto di vista dei mercati regionali, l'Europa e il Nord America sono ancora i più grandi mercati per la serie A4VSO di Rexroth, che corrisponde al loro settore manifatturiero offshore sviluppato; Mentre la regione Asia-Pacifico, in particolare la Cina e la Corea del Sud, sta diventando la regione in più rapida crescita all'aumentare dello sviluppo delle risorse marine. Vale la pena notare che nella costruzione di infrastrutture offshore lungo la "cintura e strada", le navi ingegneristiche di fabbricazione cinese utilizzano un gran numero di sistemi idraulici Rexroth, che promuovono indirettamente la popolarità della serie A4VSO in questi mercati emergenti.

Analisi della competitività principale del prodotto

Le barriere tecniche della pompa a pistone assiale A4VSO Rexroth si riflettono principalmente in tre aspetti: materiali e processi, capacità di integrazione del sistema e algoritmi di controllo. In termini di materiali, le coppie di attrito chiave delle pompe A4VSO utilizzano i processi di accoppiamento di materiale e trattamento superficiale speciali. Ad esempio, la scarpa scorrevole e la piastra inclinata usano una combinazione di bronzo ZQA19-4 e ferro duttile QT60-2 e sono trattati criogenicamente e nitrossa superficiale, che migliora notevolmente la resistenza all'usura. Questa tecnologia proprietaria garantisce la lunga durata della pompa con alta pressione di alta pressione (di solito più di 20.000 ore), mentre i prodotti della maggior parte dei concorrenti hanno una durata di oltre il 30% più breve nelle stesse condizioni di lavoro.

L'ottimizzazione a livello di sistema è un altro vantaggio di differenziazione. La pompa A4VSO è stata progettata per abbinare vari attuatori offshore, come l'integrazione senza soluzione di continuità con il controller DS2R, per ottenere un'elevata risposta dinamica del sistema di compensazione delle onde. Rexroth fornisce non solo un prodotto per pompa singola, ma una soluzione completa che include gruppi di valvole di controllo, sensori e software. Questo "pensiero di sistema" riduce notevolmente la difficoltà di integrazione e il rischio per gli utenti finali. Al contrario, la maggior parte dei concorrenti può fornire solo prodotti standardizzati e avere un supporto approfondito a livello di applicazione.

nell'efficienza energetica. Ottimizzando la progettazione della piastra di distribuzione e adottando la tecnologia statica di bilanciamento della pressione, l'efficienza volumetrica della pompa può raggiungere oltre il 95%e l'efficienza totale supera il 90%. Per le applicazioni medi HFC, la progettazione speciale del tipo F2 evita la perdita di flusso di lavaggio esterno, risparmiando circa il 15% di energia rispetto alle soluzioni tradizionali. Con l'aumento dei costi energetici oggi, questo vantaggio di efficienza energetica viene convertito direttamente in benefici economici per gli utenti, in particolare su piattaforme offshore che operano continuamente a lungo.

Sfide e strategie del settore

Nonostante la principale tecnologia di Rexroth, la serie A4VSO deve ancora affrontare molteplici sfide del mercato. Il primo è la pressione dei costi, soprattutto nel periodo in cui le fluttuazioni del prezzo del petrolio portano a ridurre gli investimenti offshore, gli utenti sono più sensibili ai prezzi delle apparecchiature. L'alta qualità della pompa A4VSO significa costi elevati e affronta la concorrenza dei prezzi in alcune applicazioni che non richiedono prestazioni elevate. In risposta, Rexroth ottimizza i costi attraverso la produzione localizzata e la progettazione modulare, come il lancio di una versione semplificata con configurazioni specifiche per il mercato asiatico, riducendo il prezzo di vendita mantenendo le prestazioni di base.

La sostituzione tecnologica è un'altra potenziale minaccia. Gli attuatori elettrici stanno iniziando a sostituire i sistemi idraulici in alcune applicazioni offshore, in particolare in situazioni in cui è necessaria un'alta precisione ma la potenza non lo è. Tuttavia, nelle aree che richiedono un'elevata densità di potenza e una resistenza agli shock, come argani di acque profonde e sistemi AHC, la tecnologia idraulica ha ancora vantaggi insostituibili. La strategia di risposta di Rexroth è quella di integrare profondamente la pompa A4VSO con tecnologia di controllo elettronico per sviluppare una soluzione ibrida elettroidraulica che combina i vantaggi di potenza dell'idraulica con le caratteristiche di precisione del controllo elettronico.

La sicurezza della catena di approvvigionamento è anche diventata una considerazione importante nell'era post-epidemica. L'impatto delle interruzioni delle spedizioni internazionali e delle fluttuazioni delle materie prime sulla consegna di apparecchiature idrauliche ha spinto più utenti offshore a prendere in considerazione la diversificazione della catena di approvvigionamento. Rexroth riduce i rischi implementando basi di produzione e centri di inventario in tutto il mondo, rafforzando al contempo la cooperazione strategica con i clienti chiave, come la firma di accordi di quadro a lungo termine con importanti cantieri navali per garantire capacità di approvvigionamento prioritario.

Future Technology Development Trends

L'intelligenza e la digitalizzazione sono la chiara direzione di sviluppo dei sistemi idraulici offshore. La prossima generazione di pompe A4VSO dovrebbe integrare più sensori e interfacce di comunicazione per ottenere la raccolta in tempo reale e l'analisi remota dei dati di stato. Gli algoritmi di manutenzione predittivi basati sull'intelligenza artificiale possono identificare in anticipo potenziali guasti, come la rilevazione precoce dell'usura della piastra di distribuzione analizzando le caratteristiche di pulsazione della pressione. La Cina ha iniziato a fornire controller che supportano i protocolli industriali di Internet of Things (IIoT), gettando le basi per navi intelligenti e applicazioni gemelle digitali.

Nel campo della scienza dei materiali, le nuove tecnologie di rivestimento e i processi di trattamento di superficie miglioreranno ulteriormente le prestazioni delle coppie di attrito. La ricerca dell'Università di Tsinghua ha dimostrato che i rivestimenti di carbonio a forma di diamante (DLC) di nano-coatings possono ridurre significativamente il coefficiente di attrito e migliorare la capacità di carico del film d'olio. In futuro, le pompe A4VSO possono adottare questi materiali avanzati per consentire alla pressione di lavoro di superare il segno di 400 bar e estendere ulteriormente la durata di servizio. Modelli speciali per ambienti estremi come l'Artico e le acque ultra-profonde arricchiranno anche la linea di prodotti per soddisfare l'espansione dello sviluppo marino in aree più esigenti.

Vale anche la pena prestare attenzione anche la tecnologia idraulica verde. Oltre alla compatibilità dei media HFC esistente, la Cina sta sviluppando modelli di pompe dedicate all'olio idraulico biodegradabile per ridurre i rischi ambientali delle operazioni marine. La tecnologia di recupero energetico verrà inoltre rafforzata, come l'uso dell'energia recuperata dal sistema AHC direttamente per la rete elettrica della nave anziché di un semplice accumulo di energia idraulica. Man mano che le normative ambientali dell'Organizzazione marittima internazionale (IMO) diventano sempre più rigorose, queste tecnologie verdi diventeranno un importante punto di forza per la serie A4VSO.

Funzionalità di servizio locali. La nostra azienda sta istituendo centri di supporto tecnico professionali nelle principali basi di ingegneria offshore in tutto il mondo per fornire una gamma completa di servizi dalla selezione dei modelli e dalla progettazione alla diagnosi dei guasti. Nel mercato cinese, la nostra azienda collabora con una serie di società di classificazione per sviluppare soluzioni che soddisfano gli standard locali come GB/T38045-2019, mentre forma i team di ingegneria locali a abbreviare i tempi di risposta al servizio. Questo modello "Global Technology + Local Service" aiuterà la serie A4VSO a ottenere una quota maggiore nei mercati emergenti.

Tabella: analisi SWOT della pompa Rexroth A4VSO

Con il continuo sviluppo dell'economia marina globale, le pompe a pistoni assiali A4VSO continueranno a svolgere un ruolo chiave nel campo di costruzione navale offshore. Attraverso l'innovazione tecnologica continua e la profonda applicazione, la serie A4VSO dovrebbe espandere ulteriormente la sua posizione di leader nel mercato idraulico di fascia alta, promuovendo al contempo l'intero settore per svilupparsi in una direzione più efficiente, più intelligente e più rispettosa dell'ambiente. Per i produttori e gli operatori delle apparecchiature offshore, una profonda comprensione delle caratteristiche tecniche e delle tendenze delle applicazioni delle pompe A4VSO aiuterà a prendere decisioni più informate nella concorrenza del mercato feroce e massimizzare il valore delle attrezzature durante il suo ciclo di vita.