Übersicht – Skid als integriertes Prozessmodul
Ein Prozess-Skid (skid-montierte Ausrüstung oder modulare Einheit) ist eine integrierte Baugruppe aus Prozessausrüstung, Rohrleitungen, Ventilen, Instrumentierung und Steuerungssystemen, die auf einem gemeinsamen Stahlrahmen oder in einem containerisierten Gehäuse montiert ist. Der Skid ist als funktional vollständige, in sich geschlossene Einheit konzipiert, die vor dem Versand im Werk des Herstellers vollständig vorgefertigt, montiert und getestet wird.
Die skid-montierte Bauweise ermöglicht die Modularisierung von Industrieprozessen und reduziert die Feldinstallationsarbeiten auf das Positionieren des Skids, die Befestigung an Fundamenten und den Anschluss von Versorgungs- und Prozessschnittstellen. Dieses Produkt wird gemäß ASME Section VIII Division 1, GB/T 25198, PED 97/23/EG oder CE/CPR-Anforderungen entwickelt und hergestellt, wobei die Materialauswahl und Schweißarbeiten gemäß den geltenden Richtlinien für Druckgeräte erfolgen.
Skid-Klassifizierung – Strukturtypen
Offener Rahmen-Skid
- Konstruktion: Rahmen aus Stahlprofilen (offene Struktur)
- Ausrüstung: Direkt auf dem Rahmen montiert; Rohrleitungen und Instrumentierung freiliegend
- Anwendung: Inneninstallationen, moderate Umgebungen, wo visuelle Inspektion und Wartungszugang erforderlich sind
- Vorteile: Geringeres Gewicht, einfacherer Wartungszugang, geringere Kosten
- Einschränkungen: Weniger Schutz vor Witterung und korrosiven Atmosphären; zusätzlicher Schutz bei Außeneinsatz erforderlich
Containerisierter Skid (geschlossen)
- Konstruktion: Ausrüstung untergebracht in einem Versandcontainer oder kundenspezifischen Gehäuse
- Ausrüstung: Vollständig geschlossen mit Zugangstüren und Belüftung
- Anwendung: Außeninstallationen, raue Umgebungen (Offshore, Wüste, Arktis), schnelle Bereitstellung
- Vorteile: Wetterschutz, Temperaturregelung, Vandalismusschutz, transportfertig
- Einschränkungen: Höhere Kosten, eingeschränkter Wartungszugang, erhöhtes Gewicht
Skid-Klassifizierung – Funktionale Typen
| Typ |
Hauptfunktion |
Typische Komponenten |
Anwendung |
| Pumpen-Skid |
Flüssigkeitstransfer / -förderung |
Pumpen (Kreisel-, Verdrängerpumpen), Saugverteiler, Druckleitungen, Frequenzumrichter, Rückschlagventile |
Wasserinjektion, Chemikaliendosierung, Öltransfer |
| Kompressor-Skid |
Gasverdichtung |
Kompressoren, Saugsammler, Nachkühler, Pulsationsdämpfer |
Gasförderung, Dampfrückgewinnung, LNG |
| Chemikalieninjektions-Skid |
Zusatzdosierung |
Lagertanks, Dosierpumpen, Durchflussmesser, Rückschlagventile, Bedienfeld |
Korrosionsschutz, Kalkschutz, Hydratunterdrückung |
| Wärmetauscher-Skid |
Wärmeübertragung |
Rohrbündel- oder Plattenwärmetauscher, Rohrleitungen, Temperaturregelventile |
Prozesserwärmung/-kühlung, Abwärmerückgewinnung |
| Abscheider-Skid |
Phasentrennung |
Abscheiderbehälter, Füllstandsregler, Auslassventile, Nebelabscheider |
Öl-Wasser-Gas-Trennung, Kondensatabscheidung |
| Mess-Skid |
Durchflussmessung |
Coriolis-/Ultraschallmesser, Strömungsgleichrichter, Druck-/Temperatursensoren |
Abrechnungsübertragung, Prozessüberwachung |
| Gasaufbereitungs-Skid |
Gasbehandlung |
Filter, Abscheider, Erhitzer, Druckregler |
Taupunktregelung, Feststoffentfernung |
Strukturelles Design – Parameter des Grundrahmens
Material des Grundrahmens
- Kohlenstoffstahl: A572 Gr.50 oder gleichwertig – Standard-Strukturrahmen
- Edelstahl: 304L / 316L – für korrosive Umgebungen oder Lebensmittelqualität
- Aluminium: 5er oder 6er Serie – zur Gewichtsreduzierung (z. B. mobile Betankungs-Skids)
Rahmenabmessungen (typisch)
| Parameter |
Bereich |
Hinweise |
| Länge |
2,0 m – 12,0 m |
Begrenzt durch Transport- und Hebekapazität |
| Breite |
1,5 m – 4,5 m |
Straßentransportgrenze: 4,5 m (Standard) |
| Höhe (Ausrüstung) |
2,0 m – 6,0 m |
Transport-Höhengrenze: 4,0 m (Autobahn) / 6,0 m (Sonder) |
| Rahmenbalkenhöhe |
150 mm – 400 mm |
Ausgewählt nach Ausrüstungslast und Spannweite |
| Tragfähigkeit der Hebeösen |
2x Skid-Gewicht (Minimum) |
Gemäß ASME / Auslegungssicherheitsfaktor |
| Gabelstapler-Taschenabmessungen |
Standard oder kundenspezifisch |
Für Gabelstaplerhandhabung während der Installation |
Ausrüstungsanordnung – Designprinzipien
Gemäß den Prinzipien des modularen Designs folgt die Skid-Anordnung diesen Grundsätzen:
- Vertikale Anordnung: Hohe Ausrüstung in der Mitte des Skids platziert; kürzere Ausrüstung und Ventile am Umfang für Wartungszugang platziert
- Gewichtsverteilung: Schwere Ausrüstung über tragenden Strukturen positioniert; Schwerpunkt innerhalb von 1/3 der Skid-Grundfläche
- Wartungszugang: Mindestgangbreite ≥ 900 mm; Deckenhöhe ≥ 2.150 mm
- Rohrleitungsführung: Prozessrohrleitungen zur Kompaktheit minimiert; Flanschverbindungen an den Skid-Grenzen für Feldanschlüsse
- Zugang zur Instrumentierung: Transmitter und Regelventile von Gängen oder Plattformen zugänglich
Rohrleitungssystem – Materialien und Fittings
Rohrmaterialien
| Service-Temperatur |
Material |
Spezifikation |
| -20°C bis +425°C |
Kohlenstoffstahl 20# / SA-106 Gr.B |
GB 8163 / ASTM A106 |
| -196°C bis +600°C |
Edelstahl 304L / 316L |
ASTM A312 / GB/T 14976 |
| -40°C bis +280°C |
Duplex 2205 |
ASTM A789 |
| Erhöhte Temperatur (> 425°C) |
Legierung (1,25Cr-0,5Mo / 2,25Cr-1Mo) |
ASTM A335 |
Rohrfittings und Flansche
- Fittings: Nahtlos gemäß GB/T 12459 oder ASME B16.9
- Flansche: Schweißhals oder Vorschweißflansch gemäß ASME B16.5 / HG/T 20615 (Klasse 150 – 2500)
- Flanschdichtfläche: Erhöhtes Spitz (RF) – Standard; RTJ für Hochdruck- oder Wasserstoffservice
- Dichtungen: Spiralwickeldichtungen (SS + Graphit) mit Innen-/Außenringen; PTFE für Instrumentierung
- Verschraubungen: Stehbolzen gemäß HG/T 20634; Material 35CrMo mit 30CrMo Muttern, verzinkt
Schweißen und Inspektion
- Rohrschweißen: GTAW (Wurzellage) + SMAW oder SAW (Füllung) – gemäß ASME Section IX
- Schweißnahtprüfung:
- Alle Stumpfnähte: 100% RT (Röntgen) gemäß JB/T 4730 / ASME V – Akzeptanz Klasse II
- Kehlnahtschweißungen: 100% MT oder PT – Akzeptanz Klasse I
- Nachschweißbehandlung: Beizen und Passivieren für Edelstahl; PWHT gemäß UCS-56 für Kohlenstoffstahl > 38 mm Dicke
Skid-Integration – Typische Ausrüstungsliste
Ein Prozess-Skid kann die folgende Ausrüstung integrieren (Auswahl basierend auf Prozessfunktion):
Rotierende Ausrüstung
- Pumpen: Kreiselpumpen (ANSI / API 610) oder Verdrängerpumpen (Zahnrad-, Membran-, Peristaltikpumpen)
- Kompressoren: Hubkolben-, Schrauben- oder Kreiselkompressoren (API 618 / 619)
- Antriebe: Elektromotoren (TEFC, explosionsgeschützt gemäß NEC / ATEX), Dieselmotoren oder pneumatische Antriebe
- Frequenzumrichter (VFDs) zur Geschwindigkeitsregelung
Statische Ausrüstung
- Druckbehälter: Abscheider, Filter, Koaleszenzfilter, Pufferbehälter (gemäß ASME VIII-1)
- Wärmetauscher: Rohrbündel, Plattenwärmetauscher oder Rippenrohrwärmetauscher (gemäß TEMA)
- Lagertanks: Atmosphärisch oder unter Druck (vertikal/horizontal)
- Rohrleitungsverteiler: Saug- und Druckverteiler mit Absperr- und Rückschlagventilen
Instrumentierung und Steuerung
- Durchflussmesser: Coriolis, Ultraschall, magnetisch oder Turbinen
- Drucktransmitter (PT) und Temperaturtransmitter (TT)
- Füllstandstransmitter (LT) und Füllstandsschalter (LS) an Behältern
- Regelventile (CV) mit pneumatischen oder elektrischen Stellantrieben
- Sicherheitsinstrumente: Druckentlastungsventile (PRV), Notabschaltung (ESD)
- Schnittstelle zu speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) oder verteilten Steuerungssystemen (DCS)
- Bedienfeld: Explosionsgeschütztes Gehäuse (NEMA 4X / IP65)
Rohrleitungen und Ventile
- Absperrventile: Kugelhähne (Vollbohrung) und Schieber
- Rückschlagventile: Schwing- oder federbelastet – verhindern Rückfluss
- Instrumentenabsperrung: Nadelventile (316SS) für Druck-/Temperaturanschluss
- Entleerungs- und Entlüftungsventile: Kombinationen aus Kugelhahn und Nadelventil für sichere Entlüftung
Fertigungsprozess – Skid-Montagesequenz
- Fertigung des Strukturrahmens: Grundrahmen aus Baustahl geschweißt; Bohrungen für Ausrüstungsmontage und Hebeösen
- Positionierung der Ausrüstung: Hauptausrüstung (Behälter, Pumpen, Kompressoren) positioniert und auf dem Rahmen verschraubt/verschweißt
- Installation der Rohrleitungen: Prozess- und Versorgungsrohrleitungen gemäß isometrischen Zeichnungen installiert; Flanschverbindungen am Skid-Umfang
- Installation der Instrumentierung: Transmitter, Regelventile und Sensoren montiert; Rohrleitungen und Verkabelung verlegt
- Elektrische Installation: Motoren, Frequenzumrichter, Bedienfelder und Anschlusskästen verdrahtet; Verkabelung in Rohren oder Kabeltrassen
- Isolierung und Verkleidung: Thermische Isolierung auf heißen/kalten Rohrleitungen aufgebracht; Aluminiumverkleidung oder Ummantelung
- Oberflächenbehandlung: Sandstrahlen (Sa2.5) gemäß GB/T 8923; Grundierung (zinkreich), Zwischenbeschichtung und Polyurethan-Decklack; minimale Trockenschichtdicke ≥ 250 µm für Stahlkonstruktionen
- Prüfung und Vorkommissionierung: Hydrostatische Prüfung, pneumatische Dichtheitsprüfung, Instrumenten-Schleifenprüfung und Funktionsprüfung
Werkstests – Factory Acceptance Test (FAT)
Gemäß der Skid-Fertigungspraxis wird der FAT vor dem Versand im Werk des Herstellers durchgeführt:
| Testtyp |
Verfahren |
Akzeptanzkriterien |
| Hydrostatische Prüfung (Rohrleitungen und Behälter) |
1,3 x Auslegungsdruck gemäß ASME UG-99; Haltezeit ≥ 30 Minuten |
Kein Druckabfall; keine sichtbare Leckage |
| Pneumatische Dichtheitsprüfung |
0,6 MPa Luft oder Stickstoff; Seifenblasentest |
Keine Blasen an Verbindungen; Leckage ≤ 1x10⁻⁵ Pa·m³/s |
| Instrumenten-Schleifenprüfung |
Simulierte 4-20mA Signale; Überprüfung der SPS/DCS-Anzeige |
±0,5% der Spanne Genauigkeit |
| Funktionstest |
Pumpen/Kompressoren bei minimaler und normaler Geschwindigkeit betreiben |
Mechanische Integrität; Vibrationen innerhalb der Grenzwerte |
| Elektrische Durchgangsprüfung |
Megger-Test für Isolationswiderstand |
≥ 1 MΩ bei 500V |
| Lackinspektion |
Trockenschichtdickenmesser – 5 zufällige Punkte |
≥ 250 µm (CS-Struktur); ≥ 100 µm (verzinkte Struktur) |
Transport- und Hebeüberlegungen
Skid-Abmessungen und -Gewicht sind durch die Fähigkeiten von Transport- und Hebeausrüstung begrenzt:
- Straßentransport: Breite ≤ 4,5 m; Höhe ≤ 4,0 m (Standard); Länge ≤ 12,0 m (Standard)
- Versandcontainer: 20 Fuß (6,1 m) oder 40 Fuß (12,2 m) für containerisierte Skids
- Heben: Skid-Masse ≤ 30.000 kg für Einzelkranhub; schwerere Einheiten werden in Module aufgeteilt
- Hebeösen: Ausgelegt gemäß ASME BTH-1; bewertet mit 2x Skid-Gewicht
- Transportbefestigungen: Skid auf Transportrahmen klemmen oder verschrauben; Instrumente mit Abdeckungen schützen
Feldinstallationsanforderungen
Nach Ankunft am Standort sind folgende Installationsschritte erforderlich:
- Fundamentvorbereitung: Stahlbetonfundament mit Ankerbolzen; Ebenheit ≤ 1 mm/m
- Skid-Positionierung: Kranhub auf Fundament; Ausrichtung mit Ankerbolzen-Schablone
- Nivellierung: Unterlegscheiben zur Erzielung einer Ebenheit von ≤ 1 mm/m (längs) und ≤ 1,5 mm/m (quer)
- Befestigung: Fundamentbolzen auf das angegebene Drehmoment anziehen
- Feldanschlüsse: Flanschverbindungen zur Verbindung von Rohrleitungen (Schweißen für nicht-flanschige Verbindungen)
- Elektrischer Anschluss: Stromversorgung und DCS/SPS-Kommunikationskabel anschließen
- Endgültige Inbetriebnahme: Site Acceptance Test (SAT) – Wiederholung des FAT am Standort mit Prozessflüssigkeiten
Anwendungsprofile – Repräsentative Skid-Typen
Gasaufbereitungs-Skid (Upstream / Midstream)
- Service: Entfernung von Flüssigkeiten und Partikeln aus Erdgas vor der Verdichtung oder Messung
- Komponenten: Filterabscheider (Gas/Flüssigkeitstrennung), Erhitzer (Taupunktregelung), Druckregler, Instrumentierung
- Auslegungsbedingungen: Betriebsdruck 0,6 – 3,5 MPa; Betriebstemperatur -19°C bis +60°C
- Rohrmaterial: Kohlenstoffstahl 20#; SS 304 für Instrumentenrohre
- Spezielle Merkmale: Elektrische Begleitheizung am Druckregler zur Verhinderung von Vereisung
Chemikalieninjektions-Skid (Offshore / Onshore)
- Service: Gesteuerte Injektion von Korrosionsinhibitoren, Anti-Skalierungsmitteln oder Hydratinhibitoren
- Komponenten: Sechs 1.000-Gallonen-Lagertanks (316SS, geneigter Boden); sechs Dosierpumpen (Waukesha oder gleichwertig); Durchflussmesser, Rückschlagventile; pneumatisches Steuerungssystem
- Abmessungen: 7.400 x 1.250 x 3.500 mm; Gewicht ca. 10.000 kg (leer)
- Rahmenmaterial: A572 GR50 Vierkantrohr mit Auffangwanne zur Leckageeindämmung
- Lacksystem: Sandstrahlen, Zinkgrundierung, Polyurethan-Decklack
Pumpen-Skid (HVAC / Prozesskühlung)
- Service: Umwälzung von Kühlwasser oder Verteilung von Kühlwasser
- Komponenten: Endsauglaufradpumpen (2 bis 5 Einheiten; 10–200 kW), Saugverteiler, Dreifachventile, gemeinsame Druck-/Saugverteiler, Pumpensteuerung
- Betriebsbereich: Systemdruck 3–6 bar; Durchfluss bis zu 380 lps
- Verteilergröße: 150–450 mm; Skid-Länge 2,1–4,9 m (abhängig von der Pumpenanzahl)
- Optionale Komponenten: Frequenzumrichter, Plattenwärmetauscher, Ausdehnungsgefäße, chemische Dosierbehälter
CO₂-Rückgewinnungs-Skid (Prozess)
- Service: Rückgewinnung von CO₂-Abgas; Reduzierung des Platzbedarfs und der Baukosten
- Integration: Vertikale Ölabscheider, wassergekühlte Rohrbündelwärmetauscher (geschichtete Anordnung)
- Rohrmaterial: S30408 (Tieftemperatur), Kohlenstoffstahl 20# (Umgebungs-/Heißservice)
- Leistungsvergleich mit konventioneller Bauweise:
- Gesamtinvestition um 72,0 % reduziert (von 35 Mio. ¥ auf 9,8 Mio. ¥)
- Baukosten um 74,0 % reduziert
- Baufläche um 75,2 % reduziert (von 1.700 m² auf 422 m²)
- Bauzeit um 50,0 % reduziert (von 6 Monaten auf 3 Monate)
- Produktionskapazität und Produktqualität unverändert
Dokumentation pro Lieferung
- Materialprüfzeugnisse (EN 10204 3.1 oder 3.2) – Baustahl, Rohrleitungen, Behälter, Fittings, Flansche, Instrumente
- Druckbehälter-Konstruktionsbericht und ASME U-Stempel-Datenbericht (falls zutreffend)
- Isometrische Rohrleitungszeichnungen und Schweißnahtpläne
- P&ID (Rohrleitungs- und Instrumentierungsdiagramm) – as-built
- Elektrische Schaltpläne und Kabelverlegung
- Hydrostatischer Prüfbericht (mit Druck- und Zeitaufzeichnungen)
- Pneumatischer Dichtheitsprüfbericht
- NDE-Berichte (RT, PT, MT, UT) – gemäß JB/T 4730 oder ASME V
- Instrumentenkalibrierungszertifikate (mit Rückverfolgbarkeit)
- Sicherheitsventil-Einstellungszertifikat und Kalibrierbericht
- Lackinspektionsbericht (Trockenschichtdicke, Haftprüfung)
- Factory Acceptance Test (FAT) Verfahren und Ergebnisse
- Betriebs- und Wartungshandbuch (einschließlich Schmierplan, Start-/Stoppverfahren)
- Packliste und Versandabmessungen
- Hebeverfahren und Schwerpunktbericht
Auswahlliste – Prozess-Skid
- Prozessfunktion– Pumpen / Verdichten / Injizieren / Trennen / Messen / Konditionieren / Wärmeübertragung
- Prozessflüssigkeit– Name, Zusammensetzung, Dichte, Viskosität, Korrosivität, Verunreinigungen
- Durchflussrate oder Kapazität– Auslegungsbetriebsbereich (Minimum, Normal, Maximum)
- Betriebsdruck– Einlass und Auslass
- Betriebstemperatur– Einlass und Auslass
- Auslegungsdruck und -temperatur– gemäß ASME/GB-Code
- Materialauswahl– Kohlenstoffstahl / 304L / 316L / Duplex / Legierung (basierend auf Flüssigkeitskorrosivität und Temperatur)
- Ausrüstungstyp– Pumpe (Kreisel- / Verdrängerpumpe) / Kompressor (Hubkolben- / Schrauben- / Kreiselkompressor) / Behälter (vertikal / horizontal)
- Steuerungsanforderungen– Manuell / Lokale SPS / DCS-Schnittstelle (Protokoll: Modbus / Profibus / HART)
- Elektrische Klassifizierung– Explosionsgeschützt (NEC Klasse 1 Div 1/2 oder ATEX Zone 1/2) / Nicht gefährlich
- Umgebungsbedingungen– Innen / Außen / Offshore / Wüste / Arktis (beeinflusst Gehäuse und Heizung/Kühlung)
- Transportbeschränkungen– Maximale Abmessungen und Gewicht für Straßen-/Schiffstransport
- Codes und Standards– ASME VIII-1 / GB/T 25198 / PED / CE/CPR / GOST / DOSH
- Skid-Typ– Offener Rahmen / Containerisiert
- Spezielle Merkmale– Begleitheizung, Isolierung, Chemikalieninjektion, Probenahmestutzen
Design-Limitierungs-Erklärung
Der Prozess-Skid unterliegt folgenden Einschränkungen:
- Er ist nur für den auf dem Datenblatt angegebenen Auslegungsdruck und die Auslegungstemperatur ausgelegt; der Betrieb außerhalb dieser Grenzwerte macht die Auslegung ungültig
- Feldänderungen an Rohrleitungen oder Ausrüstung nach der Installation vor Ort erfordern eine Neubewertung und erneute Prüfung gemäß dem ursprünglichen Code
- Der Skid muss auf einem ebenen Fundament mit ausreichender Tragfähigkeit (≥ 100 kN/m² typisch) installiert werden; eine unebene Installation verursacht Fehlausrichtung und Dichtungs-/Wellenbruch bei rotierender Ausrüstung
- Nicht geeignet für Prozesse, die häufige Layoutänderungen erfordern – Änderungen an Skid-Rohrleitungen sind durch den vorhandenen Rahmen und die Ausrüstungspositionierung eingeschränkt
- Nicht geeignet für stark erosive Anwendungen (Feststoffgehalt > 2 Gew.-%) ohne erosionsbeständige Auskleidungen oder Reduzierstücke
- Die Skid-Leistung wird nur für die bei der FAT angegebenen Prozessbedingungen verifiziert; Änderungen der Flüssigkeitszusammensetzung oder des Durchflussrate können die Pumpen-/Kompressorkurve und die Regelungseinstellung beeinflussen
