보쉬렉스로스의 eSEA 해저 전동 액추에이터 / 사진. 보쉬렉스로스
보쉬렉스로스(Bosch Rexroth)가 최대 4,000m 해저에서 밸브를 제어하는 전동 액추에이터 시리즈를 발표했다.
바다에서 사용하는 대부분의 밸브는 대부분 유압 구동 방식 액추에이터로 작동되고 있으며 이를 위해서는 개별 액추에이터로 연결되는 수 킬로미터의 파이프라인이 있는 물 위에 중앙 유압 동력 장치가 필요했다. 그러나 이번에 24V 저전압(DC)과 함께 공급되는 새로운 eSEA 액추에이터는 이러한 자본 및 에너지 집약적인 기존 유압 시스템의 대안으로 자리잡을 것으로 기대를 모은다. 낮은 전력 소비로 운영비용 절감은 물론, 디지털 트윈은 상태 모니터링을 통해 프로세스 신뢰성을 높이는 데에 활용된다.
보쉬렉스로스는 현재 여러 국제 기술상을 수상한 회전 운동용 액추에이터(eSEA 토크)에 직선 이동용 eSEA 푸시 액추에이터와 35kNm를 초과하는 고토크 eSEA 드라이브를 추가하고 있다. 이는 수중에서 신뢰할 수 있는 밸브 제어에 필요한 모든 움직임이 인터페이스를 통해 전기적으로 제어되고 실행될 수 있음을 의미한다.
밸브를 열거나 닫은 상태로 유지하기 위해서는 스프링 요소가 능동적으로 클램핑되는 페일 세이프 원리를 사용한다. 전원 공급 장치에 장애가 발생하면 클램핑이 해제되고 밸브가 IEC 61508 및 IEC 61511에 따라 안전 관련 해저 배터리 없이 자동으로 안전한 위치로 이동하는데 보쉬렉스로스는 eSEA 액추에이터에 외부 센서 및 공정 밸브에 대한 인터페이스와 어셈블리 디지털 트윈을 탑재했다. 내·외부 센서와 측정값을 기반으로 고장이 발생하기 전에 전체 시스템의 상태와 임박한 마모를 감지할 수 있으며 센서에 장애가 발생하면 디지털 트윈이 인계받아 지속적인 작동을 보장하도록 구성됐다.
eSEA 액추에이터는 해저 시스템 에너지 요구 사항을 크게 감소시킨다. 어떤 경우에는 해안에서 100㎞ 이상 떨어진 곳에 위치한 밸브를 액추에이터로 제어해야 하는데, eSEA Push는 최대 직경 5인치, 최대 745kN의 밸브 성능 범위를 모듈식으로 커버한다. eSEA 드라이브는 35kNm 이상의 더 큰 직경과 토크 요구 사항을 위해 설계됐다. 이 장치는 폐쇄형 유압 회로와 유압 유체 오염을 방지하기 위한 특수 분산형 드라이브 모듈을 통해 높은 힘을 생성한다.
이외에도 eSEA 액추에이터는 25년 이상 해저에서 안전하고 안정적으로 작동할 수 있도록 설계됐다. 밸브 기능을 손상시키지 않고 해저 로봇으로 쉽게 교체할 수 있으며, 디지털 트윈은 새로운 시스템을 위한 액추에이터의 엔지니어링 및 시운전 비용을 줄이는 데에 기여한다.
