Kistler provides research laboratories with application-specific pressure sensors for sloshing tests.

Lösungen für die Prüfung und Bewertung von Sloshing bei LNG-Tankern

Flüssigerdgas als alternative Energiequelle wird in eigens hierfür konstruierten LNG-Tankern (Liquefied Natural Gas) rund um die Welt verschifft. Die Tankaufbauten dieser Schiffe müssen den Schwappbewegungen des Flüssiggases auch bei hohem Wellengang standhalten. Für eine Prüfung und Bewertung der Sloshing-Dynamik versieht Kistler Forschungslaboratorien weltweit mit anwendungsspezifischen Drucksensoren, u. a. in Gestalt von IEPE-Sensoren und besonders kompakten Lösungen.

Erdgas lässt sich ökonomisch nur in flüssiger Form transportieren. Durch Abkühlen des Gases auf –162°C verringert sich sein Volumen auf ein Sechshundertstel; in dieser Form wird es in LNG-Tanker gefüllt. In nur teilweise gefüllten Tanks verursachen Wind und Seegang Bewegungen des verflüssigten Gases. Diese mit dem englischen Begriff „Sloshing“ bezeichneten Bewegungen können sich auf die Stabilität des Schiffes auswirken und die Tankmembranen im Innern erheblichen Belastungen aussetzen.

Zahlreiche Forschungslaboratorien auf der ganzen Welt untersuchen die durch Sloshing induzierten dynamischen Belastungen der Tankaufbauten von LNG-Tankern. Zur Messung wird in der Regel ein rechteckiges 2D-Modell eines Flüssigerdgastanks auf einem Hexapod verwendet; auch kleinmaßstäbliche 3D-Modelle gelangen zum Einsatz. Die Drucksensoren werden in Cluster-Form an verschiedenen Stellen des Tankmodells angebracht, an denen die Wahrscheinlichkeit erheblicher Stoßeinwirkungen am höchsten ist.

Drucksensoren von geringer Baugröße

Eine der zentralen Anforderungen an die hierbei verwendeten Sensoren besteht in einem geringen Frontdurchmesser. Nur dann lassen sich die Sensoren zwecks optimaler räumlicher Auflösung so nah beieinander wie möglich anbringen.

Drucksensoren mit kurzer Anstiegszeit und hoher Eigenfrequenz

Die Höhe der Aufpralldruckwerte richtet sich größtenteils nach der induzierten Bewegung. Sie reicht von 50 mbar bis 7 bar mit kurzen Anstiegszeiten im Bereich von 1 ms bis 10 ms. Messbedingungen dieser Art erfordern Drucksensoren mit kurzer Anstiegszeit und hoher Eigenfrequenz.

Anwendungen dieser Art erfordern eine beträchtliche Zahl an Sensoren. Eine kostengünstige Messkettenkettenlösung ist daher unverzichtbar. Mit IEPE-Technologie lassen sich die Drucksensoren gänzlich ohne kostspielige Ladungsverstärker unmittelbar an das Datenerfassungssystem anschließen.

Drucksensoren mit geringer Empfindlichkeit gegenüber Temperaturschwankungen

Die dem Drucksensor eigene Empfindlichkeit gegenüber Temperaturschwankungen kann sich auf die Genauigkeit der gemessenen Aufpralldruckwerte auswirken. Aufgrund ihrer Konstruktion stellt dies für die 601C-Sensoren von Kistler ein nur geringfügiges Problem dar. Dies macht sie für die Messung von Aufpralldruckwerten zur Ermittlung der Sloshing-induzierten Belastung besonders geeignet.

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