Grootste klepafsluiter ter wereld geïnstalleerd (video)

Door: Redactie - 30 juni 2023 |

In Texas bevindt zich de grootste binnenstedelijke metropool van Amerika, de provincie Dallas – Fort Worth Metroplex (DFW), die de economische en culturele spil is van Noord- en Centraal-Texas. Het water in DFW wordt zowel geleverd als beheerd door twee grote Texaanse waterautoriteiten, Tarrant Regional Water District (TRWD) en Dallas Water Utilities (DWU). En leidde tot de bouw van ‘s-werelds grootste klepafsluiter.

De bevolking in dit gebied groeit snel. Experts voorspellen dat in 2060 meer dan 13 miljoen mensen water nodig zullen hebben. Dat is een verdubbeling ten opzichte van nu. Om deze groeiende behoefte aan te kunnen, hebben TRWD en DWU de handen ineengeslagen. Ze zijn gestart met het Integrated Pipeline Project (IPL) van 2 miljard dollar. Dit project moet de watervoorziening met 1,5 miljard liter per dag verhogen.

Het IPL omvat 240 kilometer pijpleiding, uitgebreid vanuit diverse meren. Het project voorziet ook in de bouw van 3 pompstations aan het meer, 3 booster pompstations en de grootste klepafsluiter ter wereld.

Klepafsluiter van Blackhall Engineering

De klepafsluiter van Blackhall Engineering speelde een cruciale rol in dit megaproject door de waterstroom te reguleren in de grootste en langste delen van de pijpleiding. Het ging om het ontwerpen en produceren van een hogedruk klepafsluiter van 2,75 meter met parallelle metalen zittingen. Deze klepafsluiter wordt beschouwd als ‘s werelds grootste en weegt meer dan 100 ton. Bovendien heeft hij een indrukwekkende hoogte van ruim 12 meter.

De specificaties van deze prachtige klepafsluiter werden vastgesteld door enkele van de top adviesbureaus in de VS. Dit waren AECOM, CDM Smith, Black & Veatch en Freese & Nichols.

TRWD plaatste de bestelling na het evalueren van de bekroonde ontwerpexpertise, capaciteiten, gebruik van productietechnologie en goede projectmanagementvaardigheden van Blackhall.

Ontwerp en productie

Deze klepafsluiters met parallelle metalen zittingen zijn een uitstekend voorbeeld van een product van wereldklasse dat is ontworpen met deze technologische vooruitgang, gecombineerd met de ervaring van het ontwerpteam van Blackhall.

Samen met de theoretische kennis en empirische gegevens, is de eindige-elementenmethode (FEM) uitgebreid gebruikt om het structurele gedrag van de klepafsluiter tijdens de werking ervan en het afdichtingsvermogen onder verschillende stromings- en drukomstandigheden te simuleren en te voorspellen. De geometrie van de componenten is geoptimaliseerd voor verbeterde stressverdeling.

De FEM-resultaten werden gevalideerd door het uitvoeren van rekstrookjestesten op de klepafsluiter. Het ontwerp van de klepafsluiter hield ook rekening met externe belastingsfactoren, bijvoorbeeld de computationele seismische (modale) analyse die werd uitgevoerd om de duurzaamheid en robuustheid van de klepafsluiter tijdens aardbevingen en dergelijke gebeurtenissen te waarborgen.

Het succes van elk hoogwaardig ontworpen product hangt niet alleen af van het ontwerp, maar evenzeer van de betrokken productie- en assemblageprocessen. Een geavanceerd programma voor het simuleren van gietprocessen werd gebruikt om het gietproces te optimaliseren en ervoor te zorgen dat de geproduceerde gietstukken vrij waren van eventuele restspanningen die zich potentieel konden ontwikkelen tijdens de stolling van metaal.

Dit voorkomt overbelasting van de componenten tijdens bedrijf en draagt bij aan de verlenging van de levensduur van de klepafsluiter. Uitgebreide NDE- en inspectietechnieken worden ook gebruikt om te garanderen dat de klepafsluiters worden vervaardigd volgens de hoogste kwaliteitsnormen. Door gebruik te maken van alle bovengenoemde methoden geeft Blackhall onze klanten de ultieme gemoedsrust over de levenscyclus van hun assets.

Machinewerkplaatsen

Zeer technologisch geavanceerde machinewerkplaatsen werden opgetrommeld voor de bewerking van de klepafsluiter-componenten omwille van de dimensionale en geometrische nauwkeurigheid, die zeer belangrijk zijn voor de werking van de klepafsluiter. De volledige klepafsluiter werd geassembleerd met de grootst mogelijke zorg en nauwkeurigheid door het getrainde en ervaren personeel van Blackhall.

De eerste klepafsluiter is met succes geïnstalleerd op de pijpleiding en heeft alle hydraulische tests doorstaan; de sterkte van de behuizing bij 25 bar en de zitcapaciteit getest bij 17 bar.

Het transport van zo’n enorme klepafsluiter door Amerika was zeer uitdagend vanwege de omvang en de lastbeperkingen op veel van de wegen en bruggen. Veel van de werkterreinen zijn zeer afgelegen met slechte toegang. Het engineeringteam moest een klepafsluiter ontwerpen die in de fabriek kon worden gebouwd en getest, vervolgens gedemonteerd, vervoerd en opnieuw geassembleerd op de werklocatie. De manipulatie en uitlijning van zeer grote componenten was cruciaal voor al deze operaties.

James Blackhall, Managing Director van Blackhall Engineering, merkte op: “Het was een genoegen om met TRWD te werken, beide engineeringteams werkten uitzonderlijk nauw samen met een echt gevoel van doelgerichtheid om dit legacy-project te leveren”.