I n d u s t r i e n s m e s t m o d e r n e n y h e t s k a n a l f o r e l e k t r o o g a u t o m a t i s e r i n g

#1 / 2015 - årgang 17 | www.amnytt.no ISSN 1893-6601

Hvor går norsk industri?

Omstilling og Industry 4.0

Imponerende innsats og resultater - s. 8

Valve World Expo: trenden er økt sikkerhet

og oppetid - s. 14

Laserbasert gass-deteksjons teknologi på

Terra Nova - s.24

AMNYTT #1 20152 /112

Innhold

Valve World Expo: Trenden er økt sikkerhet og økt oppetid

Imponerende innsats og resultater

148

Gjør alt selv

40

Laserbasert gassdeteksjonsteknologi på Terra Nova

24

Stoler på egen kompetanse

34

Myndighetene må se av tavlebygging er et fag

46

AMNYTT #1 20153 /112

Innhold

Forside:Foto: Helge Hansen - Statoil

Ansvarlig utgiverJES ConsultFossilveien 403034 DrammenBankkonto: 6138 06 63944

Ansvarlig redaktørJan Eirik SchiøtzTelefon: 997 98 302E-post: jan.eirik@amnytt.no

MarkedsansvarligTom MehlumTelefon: 900 44 944E-post: tom@amnytt.no

AMNYTT distribueres digitalt 6 utgaver pr. år til 10.000 personer, herunder abonnenter og NFA- medlemmer.

AnnonsemateriellSkal leveres i PDF-formatSendes til tom@amnytt.no

Design og digital produksjonHELLI - Visuell kommunikasjonTelefon: 23 06 78 40E-post: post@helli.nowww.helli.no

Grafisk design:Lise Andreassen

Hoved samarbeidspartner

B = Pantone 308 EC G = Pantone 375 EC PMS 4

Nr. 1 - 2015ISSN 1893-6601

Imponerende innsats og resultater s. 8

Valve World Expo: trenden er økt sikkerhet og økt oppetid s. 14

Laserbasert gassdeteksjonsteknologi på Terra Nova s. 24

Stoler på egen kompetanse s. 34

Gjør alt selv s. 40

Myndighetene må se at tavlebygging er et fag s. 46

Lag på lag er løsningen s. 52

Verktøy for å bedre kvalitet s. 56

NFA: Fremtidens industri krever raske endringer s. 60

Vet vi nok om fremtiden? s. 62

How the Industrial Internet of Things will support fututre supply s. 64

Fleksibel bruk av motorer og frekvensomformere s. 68

Bilag fra Phoenix Contact - Update 1-2015 s. 72

Bilag fra Beckhoff - News 1-2015 s. 96

Etter at feltet begynte å produsere hydrogensulfid(H2S) i 2010, måtte Terra Nova FPSO’en gjennomgå en fullstendig oppgradering av gassdeteksjonssystemet. (bilder: Senscient)

Av Rajat Burua og Ed Sharpe, Håland Instrumentering As

Eliminering av falske gass-alarmer og økt sikkerhet

AMNYTT #1 201525 /112

Før H2S produksjonen, hadde den største utfordringen vært ytelse under ugunstige

værforhold. I perioder med tåke eller snø gikk mange av detektorer i en blokkert synsfelt feil-tilstand (beam blocked) og som en konsekvens, avhengig av situasjonen, ga noen feilaktige gass alarmer. Som et resultat, ble Suncor teknikere pålagt til rutinemessig rensing av linsene for å få detektorene ut av beam-blocked statusen og inn i normal operasjon igjen.

Det tverrfaglige teamet som ble opprettet invol-verte personell fra teknisk sikkerhet, risikoa-nalyse, drift, instrumentering og ansvarlig for kontrollsystemet. Basert på behovet for å opp-gradere gass deteksjons systemet til å detektere H2S og utfordringene rundt Linje Gass Detekto-rene, ble flere prosjekter satt i gang.

Den første oppgaven var å bygge en gass sprede modell for Terra Nova FPSO’en og bruke resul-tatet fra denne til å fullføre en komplett gassde-teksjon evaluering og optimalisere den videre

Laserbasert gassdeteksjons-teknologi på Terra Nova

Det opprinnelige Terra Nova gassde-teksjonssystemet var basert på bruk av en kombinasjon av punktdetektorer og linje gass detektorer (Line-of-sight, LOS) basert på infrarød (IR) teknologi. Hovedtyngden av deteksjon var basert på LOS type. Siden anlegget først startet produksjonen i 2002 har det vært pågående problemer med påliteligheten av LOS detektorene. I 2010 begynte deler av Terra Nova-feltet å produsere hydrogensulfid (H2S) fra brønnene. Siden denne giftige gassen ikke var forventet i det opprinnelige Terra Nova designet, var der ikke brukt noen form for faste H2S detektorer i deres system. Et tverrfaglig team ble satt sammen for å vurdere og oppgradere gassdeteksjon-ssystemet på det flytende, produksjons- og lagerskipet (FPSO). g

AMNYTT #1 201526 /112

studien. Parallelt begynte Suncor å undersøke og prøve ulike gassdeteksjons teknologier som kunne løse problemene med det eksisterende systemet og detektere både brennbare og giftige gass lekkasjer.

Evaluering av gass deteksjonssystemetDetaljert analyse basert på «Computational Fluid Dynamics» (CFD) modellering ble utført for Terra Nova FPSO av GexCon. Det overord-nede målet med analysen var å teste og optima-

lisere systemytelsen og foreslå forbedringer for eksisterende system og detektor plassering.

CFD-modell FLACS ble valgt i denne studien fordi denne muliggjør simulering av gass lekkasjer av de relevante giftige og brannfarlige gassene. Slik som modellering av detaljert geometri i anlegget, simulering av både naturlig og mekanisk ventila-sjon i anlegget, evaluering av gass konsentrasjo-nen målt ved hjelp av linje- og punktdetektorer, evaluering av farepotensial for spredningen av gass skyen, og evnen til å utføre parametrisk føl-somhet og optimaliseringsstudier. Geometrien på Terra Nova FPSO var basert på en dataassis-tert konstruksjon (DAK) modell.

Den kvantitative evalueringen av Gass Detektor Systemet i prosessmoduler var basert på tes-ting av ytelsen for et stort spekter av realistiske gasslekkasje scenarier. Ventilasjonsforholdene ble bestemt av vindstyrke og retning, retningen av baugen til FPSO’en, større påvirkninger fra moduler og bygninger oppvinds og på lesiden av området under evaluering, så vel som min-dre påvirkninger fra bygninger, vegger, utstyr og rør inne i området var av interesse i seg selv. Samlet ble det simulert mer enn 1400 gasslek-kasje scenarier som ble brukt for den videre evalueringen av detektor utvelgelse, prosess, optimalisering og generelle design krav for opp-graderingen av gass deteksjonssystemet.

Valg av riktig gassdetektor-teknologiSiden oppstart i 2002, har Terra Nova FPSO primært basert seg på Linje Gass Deteksjon. Av den grunn var Suncor’s foretrukne alter-nativet å finne ut om der var tilgjengelig Linje Gass Detektor teknologi som kunne erstatte deres eksisterende detektorer og gi dekning for både brannfarlige og giftige gasslekkasjer. Dette ville minimere strukturelle endringer

Terra Nova

Terra Nova-feltet ligger i Grand Banks, omtrent 350 kilometer øst-sørøst for byen St. Johns i den kanadiske provinsen New-foundland og Labrador, og er det nest stør-ste offshore oljefelt i Canada. De totale utvinnbare oljereserver i feltet er anslått av Canada-Newfoundland Labrador Offshore Petroleum Board (C-NLOPB) til å være 419 millioner fat. Eierne av Terra Nova-feltet er: Suncor Energy (37,675%), Exxonmobil (19%), Statoil (15%), Husky Energy (13%), Murphy Oil (10,475%), Mosbacher Drifts Ltd (3,85%) og Chevron Canada (1%). Suncor Energy er operatør for Terra Nova-feltet.

Produksjonen fra feltet startet i 2002, ved bruk av et FPSO-fartøy. Dette var den første utbyggingen i Nord-Amerika som brukte FPSO-teknologi. FPSO-fartøyet som brukes på Terra Nova er et av de største som noen-sinne er bygget, det er 292 meter langt og 46 meter bredt. Terra Nova FPSO har kapa-sitet til å lagre 960 000 fat olje og har senge kapasitet for opp til 120 personer under produksjon.

AMNYTT #1 201527 /112

som kreves for å montere nye enheter, unngå å måtte trekke nye kabler og kabelgater, og der-med minimalisere byggetid og kostnader. Etter omfattende søk i markedet med gjennomføring av omfattende lab tester, feltforsøk ente Suncor teamet opp med å velge Enhanced Laser Diode Spectroscopy (ELDS™) teknologi. Denne tekno-logien, utviklet av Senscient, hadde evnen til å kombinere deteksjon av både giftig og brann-farlig gasser i en enkelt Linje Gass Detektor noe som forbedrer ytelsen og påliteligheten til FPSO gass deteksjons system.

I februar 2011, ble en ELDS™ kjøpt for gjennom-føring av kvalifiserings testing på Terra Nova sin on-shore distribuert kontrollsystem (DCS) simu-lator. Over en periode på to uker, ble strenge ytelsestester utført på enheten under fire for-hold som var kjent for å generere problemer for de eksisterende IR-detektorene:

• simulert tåke med bruk av vanntåke • direkte vannsprut på enhetens linser • plast av ulike typer plassert i strålebanen • samt snø plassert over linsen (ca 2,5 cm

tykk). Testresultatene viste ingen problem med ytelsen under disse 4 forholdene.

Ved hjelp av en konfigurasjon med sender-mot-taker, detekterer og måler ELDS™ systemet gass konsentrasjoner på bestemte gassers absorp-sjon av bølgelengder over avstander helt opp til 200 meter. En av den viktigste teknologien som gjør det mulig for ELDS™ å oppdage lave kon-sentrasjoner og eliminere falske alarmer er Har-monic Fingerprinting. En Harmonic Fingerprint er et bestemt sett av harmoniske komponenter som introduseres av mål-gassens absorpsjon hvor de relative amplituder og faser av kom-ponentene er kjent og spesifikk for mål gassens absorpsjonsmønster.

Gjennomføringen av utskiftning og oppgradering Mai 2011, etter on-shore testingen var gjen-nomført, ble en kombi detektor Metan-H2S ELDS™ detektor installert på Terra Nova FPSO, som en erstatning for en eksisterende IR Linje Gass Detektor enhetene som tidligere var kjent for å ha skapt problemer. Avstanden mellom sender (Tx) og mottaker (Rx) for denne instal-lasjonen var ca 34 meter. I løpet av en prøve-

Fig. 1 - Grafisk illustrasjon av Terra Nova hvor nøkkelområder og moduler vises

Fig. 2 - Terra Nova FPSO FLACS geometri modell

AMNYTT #1 201528 /112

periode som varte ca 24 måneder, Fungerte ELDS™ detektoren veldig bra, med null falske alarmer. Det eneste identifiserte problemet var en løs monteringsbrakett som resulterte i feiljusteringer, et problem som var lett å iden-tifisere og løse. Etter den vellykkede offshore testen, ble det besluttet av Suncor å erstatte alle eksisterende IR Linje Gass Detektorer på Terra Nova FPSO med ELDS™ -teknologi. To-talt ble 141 IR Linje Gass Detektorer planlagt utskiftet. Som en del av studien anbefalte GexCon ytterligere 17 ELDS™ detektorer for å forbedre dekning av gas deteksjon. Som en oppsummering ble der lagt planer for demon-tering av 141 IR Linje Gass Detektorer og mon-tering av 158 ELDS™ detektorer.

Oppgradering av FPSO’en mens den var på fel-tet i full drift, krevde betydelig planlegging. En grundig arbeidspakke ble utarbeidet for demontering av eksisterende IR-detektorer, installasjon av de nye ELDS™ detektorene og opplæring av personell. Utskifting av Linje Gass Detektorene ble påbegynt i 2013, og er planlagt å stå ferdig i 2015.

Innvirkning på sikkerhetsnivåetYtelsen til det oppgraderte systemet har vært over all forventning. Før oppgraderingen, opp-levde Terra Nova FPSO 3-5 shut-downs, mer enn 100.000 feilmeldinger og 20-25 ukjente feil per år. Historiske data fra Terra Nova sitt, vedlikeholds system og tapt produksjons register ble brukt og analysert for å komme frem til disse tallene.

En gjennomgang av vedlikeholds systemet viste at det var et gjennomsnitt på 21 uønskede gassde-tektor feil per år fra 2009 til 2013. Signalet disse IR-enheter sendte til kontrollsystemet indikerte OK status, men de feilet under funksjonssjekk. ELDS™ detektorene løste dette problemet ved å fullføre en daglig diagnosesjekk og signaliserer en feil hvis det er et problem. Per 31. desember 2014 hadde Terra Nova ikke registrert en eneste uønsket feil med de laserbaserte gassdetekto-rene. Oppstart og uønsket nedstengninger av et prosess anlegg medfører ekstra risikoer som ikke er til stede når et anlegg er i normal opera-sjon. Ved at antall falske alarmer, tidsbruk for oppstart og nedstengnings er redusert, er der-med denne ekstra risikoen i anlegget redusert.

Fig. 3 - ELDS™ detektorene bruker en sender-mottaker konfigurasjon for å detektere gasskonsentrasjo-ner på den dedefinerte gassen på avstander helt opp i 200 meter

AMNYTT #1 201529 /112

De laser-baserte sensorene installert på Terra Nova FPSO har en minimum deteksjonsterskel som er mye lavere enn de eldre IR-baserte detek-torer. I stedet for alarm grenser for deteksjon av hydrokarboner 1 LELm / 2.5 LELm (lav/høy alarm), kan laserbaserte detektorer settes til en alarm grense på 0,2 LELm / 1 LELm (lav/høy alarm), uten at en vil oppleve at detektoren drif-ter eller gir falske alarmer. Effekten av denne fem-ganger høyere følsomheten er at det detek-terbare volumet av enhver gass-sky er større. Ved å øke følsomheten til detektorene øker det

Fig. 4 – Gass lekkasje simulering som viser en farlig brennbar gass sky (1.250m3) i Power Generator Modulen (M09) – konsentrasjons konturen fra 50%LEL (nedre eksplosjonsgrense) i mørk blått til UEL (øvre eksplosjonsgrense) indikert i mørk rød.

detekterbare volum og gjør det mer sannsynlig at en gitt detektor vil bli utsatt for detekterbar gass før volumet når en farlig størrelse. I tillegg medfører H2S innholdet på Terra Nova at selv små lekkasjer kan være farlige, dermed er økt følsomhet en viktig faktor for å sikre ansattes sikkerhet. Enkelte IR linje gass detektorer har et dødbånd på 0,5 LELm.

En omfattende sprednings analyse basert på verste tilfelle av H2S-konsentrasjon i produk-sjonsstrømmen ble gjennomført for hele skipet.

AMNYTT #1 201530 /112

Denne studien viste at farlige nivåer av H2S kunne oppstå i babord halvdel av M04 modulen, arealet rundt prosessanlegg hvor regenerering av glykol og behandling av gass og produsert vann finner sted. Følgelig ble et dedikert H2S deteksjonssystem prosjektert og installert i M04-modulen hvor en benyttet laser-baserte Linje Gass Detektorer.

Innvirkning på drift og vedlikehold En gjennomgang av ytelsesresultatene fra Terra Nova’s historiske trender viser dramatisk reduk-sjon av nedstengninger grunnet falske alar-mer fra IR linje gass detektorene ved bruk av ELDS™ teknologien som linje gass detektorer. Hovedforskjellen var antall feil / beam-blocked varslinger. Ytelsesdata ble logget fra januar til desember 2011 for IR linje gass detektorene da FPSO’en var av feltet for vedlikehold store deler av 2012 og 2013. Data fra juni 2013 til juni 2014 ble brukt for å logge resultatene fra detektorene som hadde blitt endret til laser-basert teknologi.

Med en slik betydelig reduksjon i antall feil, har kravet til teknikerens respons og feilsøking blitt drastisk redusert. Fra 2009 til 2013 ble det i gjennomsnitt generert 234 vedlikeholds arbeids ordrer per år, bare knyttet til IR Linje Gass Detektorer som gikk i feil. Det er verd å merke seg at dette tallet ikke inkluderer et betydelig antall vedlikeholds call-out for å rengjøre detek-torer som gikk i beam-block forårsaket av dår-lig sikt (regn, tåke og snø). Fra juni 2013 til juli 2014, var det bare 13 arbeidsordrer relatert til vedlikehold som er opprettet i forbindelse med problemer med laser-baserte enheter.

Innvirkning på produksjonenHistorisk har Terra Nova FPSO opplevd mellom 3-4 produksjons nedstengninger per år grunnet falske gass alarmer. Disse nedstengningene har resultert i produksjons utsettelse på ca 50.000 til 100.000 fat per år. Under en nødavstengning initiert av gassalarm, stenger nød-avstengnings-ventilene raskt, utstyr tripper og gassen ventile-res ut til fakkel systemet.

Å stenge ned prosess anlegget på denne måten har potensielle skadelige effekter på anleg-gets utstyr så som generatorer og gass-kom-

Fig. 5 – ELDS™ Detektorer montert i felten

AMNYTT #1 201531 /112

Forfattere

Rajat Burua er konsernsjef i Senscient. Før sin nåværende rolle, jobbet han hos Schlumber-ger, Shell, Cameron International og Lime Rock Partners. Han startet sin karriere som feltinge-niør og har 17 års erfaring fra energibransjen i roller som spenner drift, økonomi, ledelse, salg og markedsføring. Mr. Barua er utdannet ved McGill University og Harvard University.

pressorer. FPSO’en har opplevd skader på prosessutstyr ved flere nød-avstengninger før de laserbaserte gassdetektorene ble installert, noe som resulterer i lengre strømbrudd og store reparasjons-kostnader.

Derimot, har det ikke vært et eneste tilfelle av falske gass alarmer med de nye laserbaserte detektorene.

Erfaringen fra Terra Nova viser at installering av avanserte laserbasert gassdeteksjon tekno-logi kan resultere i en betydelig forbedring i sikkerhet, pålitelighet og prosess oppetid i indus-trianlegg hvor faren for giftig eller brennbar gasslekkasje eksisterer.

For mer informasjn om Senscient ELDS™ Laser baserte gass detektorer kan du hen-vende deg til Håland Instrumentering AS som er den Norske distributøren av disse produk-tene. Artikkelen er et sammendrag av en 20 siders rapport skrevet av Suncor sammen med GexCon. Ønsker du den komplette rap-porten kan du henvende deg til Morten Bjør-kelund som kan kontaktes på email, mb@hi-as.no eller per telefon 51 71 97 00.

Erfaringene som Suncor har er tilsvarende også for mange av de Norske installasjonene som bruker linje gass detektorer.

Ed Sharpe har 10 års erfaring i olje- og gass-industrien, og er Prosess Automasjons leder i Suncor Energy, med støtte ansvar for akti-viteter på Terra Nova FPSO. Han er Ingeniør utdannet ved Memorial University of New-foundland med en grad i elektroteknikk, og er en TUV Functional Safety Professional.

Pressemeldinger

Bruksområde for ViscoPro teknologien spenner fra Bio-medisinsk og næringsmiddel til applikasjoner i petro-kjemisk og raffineri. Systemet er EX /ATEX godkjent.

Den kompakte, robuste sensoren gir kontinuerlige vis-kositetsavlesninger selv i ekstremt vanskelige miljøer. Sensorens design gjør den ufølsomt overfor endringer i flow, vibrasjoner, støt og betydelige prosessforstyr-relser. De oppnådde resultater korrelerer til ASTM D7483 og ASTM D445 testmetoder. De raske og pålite-lige målinger gir mulighet for presis og sammenheng-ende regulering av prosessen, og samtidig opprett-holde en høy korrelasjon til resultater fra laboratoriets primærmetoder.

PAC introduserer nytt viskositetsystem

PAC ViscoPro 2100, som forhandles av InLine Prosess AS, er designet for å bestemme viskositet i væsker og er ett kompakt, robust og enkel system å installere.