Next generation polymer based thermal insulation material

Vikotherm® R3 prosjektet har hatt som mål å utvikle et nytt, gummi basert termisk isolasjon system som kan brukes subsea ved høye temperaturer og ved ubegrenset vanndyp. Systemet bør også være i stand til å bli applisert raskt og effektivt på subsea-utstyr som Xmas trær, manifolder etc. for å levere et meget konkurransedyktig produkt. Ettersom produktet må anvendes i felten, var en av de største utfordringene i formuleringen å lage en endelig produktblanding som kunne vulkaniseres ved lav temperatur (40 - 50oC), og som samtidig var stabil nok over en tidsperiode for å muliggjøre logistikken av applisering. For å forenkle leveranselogistikken så mye som mulig ble det besluttet at produktet skulle være en 2 komponent blanding, blandet i felt. Et bredt spekter av ulike kjemiske familier ble undersøkt for potensiell bruk, både som reaktive fortynnings systemer for oppløste gummi og for tradisjonelle gummiblandinger som vilkaniseres på standard måte. Bruk av reaktive fortynningssystemer er en mulig angrepsvinkel. Disse er basert på reaktiv fortynningsmidler, som uvulkanisert gummi ble oppløst i. Konseptet er at disse blandes på bruksstedet og at produktet herder / vulkaniserer i en form. Disse systemene er av interesse siden appliseringsprosessen er nokså lik den som utføres på eksisterende produkter per idag. Bruk av former krever ekstra kostnader og up-front engineering. Dette er noe som svekker deres konkurranseevne. Etter en periode med formuleringsarbeid rettet mot å eliminere dette kravet ble denne banen forlatt. Fokuset ble heller rettet mot formulering av skreddersydde gummiblandinger med en unik vulkaniseringsteknologi, utviklet i prosjektet. Dette sammen med bruk av bestemte tilsatsstoffer for å redusere elastisitet og fremme koallesens av stoffet. Resultatet av arbeidet er en selv-agglomererende gummiblanding som er kompoundert på stedet fra en hovedkomponent og en herder. Dette gjøres ved hjelp av standard industrielt blandeutstyr. Komponentene er stabile for transport og lagring, men kombinert, har en brukstid på 2-3 timer. Dette gjør det mulig å bruke en praktisk satsvis prosess, der den satsvise størrelsen justeres for å samsvare med appliseringsraten. Materialet kan også oppbevares nedkjølt i flere dager for å muliggjøre videre bruk i tilfelle produksjonsstans eller behov for transport av små mengder ferdigprodusert materiale til nærliggende brukssteder. Systemet har vært utsatt for en full kvalifisering i samsvar med ISO 12736, den industrielle standarden for kvalifisering av subsea termisk isolasjon produkter. Dette arbeidet inkluderer material karakterisering, utvidede aldrings tester, tester av applisert system og til slutt fullskala simulert service tester, der en belagt fullskala prøve er utsatt for den kombinerte effekten av trykk og intern varme i en trykkbeholder. Dette arbeidet er nå fullført og produktdokumentasjonen nærmer seg ferdigstillelse. Vikotherm® R3 prosjektet har resultert i et svært konkurransedyktig hånd lay-up system, med unike egenskaper, for bruk i Subsea termisk isolasjon. * Lav termisk ledningsevne 0.165 w/m/K * Høy varmekapasitet 2,000 J/kg/K * Ubegrenset vanndyp * Høy kontinuerlig brukstemperatur 180oC * Ingen behov for former * Høy appliseringsrate 50-70 kg/hr Noen observasjoner fra det tidlige arbeidet med bruk av reaktive løsemidler har blitt re-besøkt i løpet av det siste året av prosjektet, der behovet for et injiserbare materiale ble tydelig. Dette i tilfelle et behov for å fylle hulrom. Dette har ført til demonstrasjon av en radikalt nytt materiale basert på utfelling av gummifase fra en polymeriserbar gummioppløsning i en hydrokarbon ved bruk av en olefin metathesis katalysator. Dette gir et bifasisk materiale med svært lovende mekaniske og termiske egenskaper. Dette konseptet er gjenstand for en patentsøknad og vil bli videreutviklet i fremtiden

Det er frembragt et nytt gummibasert termoisoleringsmateriale for undervanns bruk. I alle ledd i utviklingen er det vurdert miljømessige, forretningsmessige og sosialøkonomiske aspekter for så å balanse best bærekraft og verdiskapning. Ingen helseskadelige eller miljøskadelige materialer er brukt i formulering eller applisering av produktet. Unik posisjon i markedet - kan brukes på inntil 180C og ved ubegrenset vanndyp. Lavkost mobilisering - applisering krever ikke støpeformer. Energibesparende - vulkanisering (50C). Unik teknologi med sterke salgbare egenskaper garderer mot komoditisering Stabiliserer eksisterende forretningsmodell, men åpner også for markedsutvidelse ved direktesalg av materiale, utleie av utstyr, opplærings- og tekniske tjenester

Thermal insulation is necessary to avoid formation of hydrate plugs and wax build-up in oil and gas subsea production structures. The build-up begins when the oil/gas composition temperature is not maintained and begins to cool. Without thermal insulation the cold seawater rapidly cools down the oil, forming hydrate/wax blockages making it impossible for a safe flow. Novel, improved insulation systems applicable for complex geometries like XMT's are increasingly requested by operators on the Norwegian Continental Shelf (NCS) and globally. Trelleborg Offshore in Norway (TON) is a world leading provider of insulation solutions for pipe, bends, jumpers, valves and manifolds to the oil and gas subsea sector. The VIKOTHERM R3 next generation insulation material solutions will enable TON to secure and expand its thermal insulation business into the field of XMT insulation that is not accessible using today's VIKOTHERM solutions. Meeting the VIKOTHERM R3 objectives will enable higher recovery rates from new and existing fields as well as cost-effective and energy-efficient production solutions for the NCS thus contributing in the Petromaks 2 priority area 4 "Future technologies for production, processing and transportation".