FOR NORDATLANTEREN: LNG-tankeren Artctic Discoverer skal gå i rute mellom Nord-Amerika og Melkøya. Kuletankene er konstruert for å tåle ekstra belastninger fra væskebevegelse i delvis fylte tanker. FOTO:STATOIL
MEMBRANTANKER: Dette er en typisk 140.000 m3 stor membrantanker. FOTO: DNV
STORE BELASTNINGER: Skvalping gir store påkjenninger i tanken. ILL:DNV
MINIATYR: Wouter Pastoor og Sverre Valsgård foran en eksperimenttank på DNVs forskningssenter. Med denne kan de simulere påkjenningene i en mebrantank på grunn av skvalping. FOTO: AJS

Norsk LNG-skipsteknologi

Stadig færre gassreserver i USA øker behovet for import av naturgass. Det er også stor etterspørsel i Kina.

Etter et noenlunde stabilt marked i mer enn ti år, hvor skipstransporten av gass stort sett har gått fra Midt-Østen til Japan, åpner det seg nå nye markeder. Derfor er nå hele 105 nye skip kontrahert for fortløpende levering.

Tidligere har standardstørrelsen på LNG-skip vært på 140.000 m 3 med flytende naturgass. Nytt nå er at størrelsen på skipene øker. Direktør i Det Norske Veritas (DNV), Jan Koren mener det bare er et tidsspørsmål før de første skipene på 200.000 m 3, eller sågar 250.000 m3, vil bli bestilt. (Mot slutten av året ble det bekreftet bestilling på 8 skip på ca. 210 000 m3 ved Koreanske verft). Dette er gasskip på størrelse med VLCC-skip, de store oljetankerne. Slike kjempeskip er særlig interessante i transporten fra Qatar til USA og Europa.

Norske oppfinnelser

Det er to dominerende teknologier for LNG-skip: Forløperen til dagens membranteknologi ble utviklet og presentert av DNV ved forsker Bo Bengtson tilbake i 1962. Riktignok var han en svenske som var ansatt i DNV. Den andre er Kværner Moss teknologien med kuletanker som ble utviklet på slutten av 60-tallet.

Patentene på membranteknologien ble solgt til franskmennene og ble videreutviklet derfra. De koreanske verftene bygger i dag hovedsakelig membranskip (men også kuleskip på ett av verftene). Japanske verft bygger både kuletankere og membrantankere.

Begge metodene baserer seg på å frakte flytende naturgass ved -163 0C. Temperaturen holdes ved avkok fra naturgassen. Avkoket er på ca. 0,15 volumprosent i døgnet. Dette avkoket føres til båtens fremdriftsmaskineri, som hittil har vært dampturbinanlegg som kan brenne både gass og olje (dual-fuel). .

Mot gassturbin

Fremdriftsmaskineriet endrer seg blant annet fordi det blir stadig vanskeligere å finne maskinister med sertifikat i dampmaskineri. I stedet for damp øker interessen for dual-fuel motorer da disse vurderes å være mer økonomisk interessante. Både saktegående og medium speed maskineri vurderes. Et medium speed diesel-elektrisk fremdriftsmaskineri vil ha den fordelen at det gir mindre vibrasjoner. Gassturbiner i kombinasjon med generatorer kan også være et gunstig alternativ med tanke på motor induserte vibrasjoner.

En av de første kuletankerne som ble bygget ved Moss Verft og levert i 1973 var utrustet med dual-fuel motorer.

Lekkasjekontroll

Membranskip bygges med full sekundærbarriære for å forhindre at eventuelle lekkasjer kommer inn til skipets indre hud og kjøler ned denne til temperaturer lavere enn det som er forutsatt. Et membranskip bør derfor være like sikkert som andre system. Dette underbygges også av driftserfaringen - ingen store ulykker med verken membran eller kuleskip.

Membranen som sådan er enten laget av rustfritt stål eller av en 36 prosent nikkel-stål-legering (invar) som er lagt på hverandre (sveiset med overlappsveiser) på samme måte som man legger takstein

For å minimere varmetap må LNG tankene være godt isolert. Det finnes to metoder: Enten å bygge kasser av vannfaste kryssfinerplater fylt med isolasjonsmateriale (perlitt) som ligger rundt hele tanken eller legge membranen på 2 lag av polyuretanskum.

Kuletankene er noe enklere. De lages som en selvbærende konstruksjon i aluminium og henges opp i en ring ved ekvator. Kulene som dimensjoneres for å tåle de ekstra belastninger som oppstår p.g.a. væskebevegelse i delvis fylte tanker. Selv om kuletankere har vært i drift i mer enn 30 år, er det ennå ikke rapportert lekkasjer fra disse. Isolasjonen festes til kulene på utsiden.

Membrantankerne ser nå ut til å bli foretrukket nå på grunn lavere av tonnasjeavgift i Suez-kanalen. Forskjellen på en tur kan komme opp i mer enn 50.000 dollar pr. rundtur for samme mengde last. Moss Maritime, som sitter med rettighetene til kuletankteknologien, arbeider derfor på spreng for å finne løsninger slik at disse skipene kan bli mer konkurransedyktig på dette punktet.





Trenger erfaring

Kuletankerne tåler at lasten skvalper ved delvis fylte tanker. For membranskipene har noen klasseselskaper satt klare fyllingsbegrensninger for å hindre mulige skader på grunn av bølgebevegelser og væskeslag inni tankene. Dersom skipene seiler med fulle tanker har dette normalt ikke vært noe problem. Skvalping kan medføre store påkjenninger for membranen.

Redere og driftspersonell har hittil hatt liten erfaring med denne type krefter fordi skipene normalt har seilt med fulle tanker, og i mindre værharde farvann. Det er et omfattende arbeide å fastlegge hvilke påkjenninger som egentlig oppstår.

DNV arbeider nå med metoder for å fastlegge påkjenningene med skvalping i prismatiske LNG tanker. Arbeidet ledes av Dr. Wouter Pastoor.

– Vårt mål er komme frem til nye og bedre retningslinjer for hvordan bygge skip med mebranteknologi med hensyn på styrke og materialtretthet, forteller han. I dette arbeidet inngår også utvikling av nye måleinstrumenter som kan kobles sammen med skipets øvrige instrumentering for å måle belastningene på isolasjonsystemet.