Materiál titan: Výrobca čerpadiel zriadi špeciálnu čistú miestnosť pre citlivé zváracie procesy

Chemické injekční zařízení pro čerpání roztoku hypochloritu sodného bylo dodáno společností LEWA NIKKISO Middle East na ostrov Zirku ve Spojených arabských emirátech v rámci zakázky, která zahrnovala celkem 13 injekčních zařízení. (Zdroj: LEWA NIKKISO Middle East FZE)

Dvoukomorová nádrž na chloritan sodný byla vyrobena z sklolaminátového plastu (FRP). Všechny ostatní části v kontaktu s médiem byly vyrobeny z korozivzdorného titanu. Tento materiál je při konstrukční teplotě 85 °C obzvlášť vhodný pro přepravované médium. (Zdroj: LEWA NIKKISO Middle East FZE)

Materiál pro potrubí je titanový materiál (třída 2); celkem bylo dokončeno 58 metrů potrubí s průměrem od ½ do 2 palců. Bylo provedeno 339 svarových spojů. Aby splnila přísné požadavky na kvalitu svarových spojů, vybudovala společnost LEWA NIKKISO Middle East vlastní čistou místnost. (Zdroj: LEWA NIKKISO Middle East FZE)

Během svařování držel pomocný svářeč štítový difuzor, čímž zajistil optimální pokrytí teploměně ovlivněných oblastí čistým argonovým plynem. (Zdroj: LEWA NIKKISO Middle East FZE)

Díky trpělivému cvičení a jemnému dolaďování parametrů svařování v raných fázích dosáhli svářeči mimořádně vysokého podílu bezvadných svařovacích spojů (98,82 %). (Zdroj: LEWA NIKKISO Middle East FZE) / As a result of patiently practicing and fine-tuning welding parameters in the early stages, the welders reached an outstandingly high proportion of flawless welding joints (98.82 %). (Source: LEWA NIKKISO Middle East FZE)

„Svařování titanu se výrazně liší od svařování jiných materiálů,“ vysvětluje Senthil Nathan, vedoucí projektu v LEWA NIKKISO Middle East. „Během svařovacího procesu je materiál extrémně citlivý na okolní podmínky, zejména na teplotu a čistotu. Navíc je atmosféra ochranného plynu kolem svařovacího bodu velmi specifická a vyžaduje neustálou pozornost, aby bylo dosaženo uspokojivého výsledku.“ (Zdroj: LEWA NIKKISO Middle East FZE)

Sylvain Latuilerie, výkonný ředitel společnosti LEWA NIKKISO Middle East, o výzvě „Titanium Package“ a o rostoucím trhu s chemickými injekčními sadami na Blízkém východě. / Sylvain Latuilerie, výkonný ředitel společnosti LEWA NIKKISO Middle East, o výzvě Titanium Package a o růstovém trhu Chemické injekční sady na Blízkém východě.

V červnu 2016 požádal provozovatel zařízení na zpětné získávání síry v SAE odborníky z LEWA NIKKISO Middle East o 13 balíčků chemické injekce. Jednou z výzev byl jeden z těchto balíčků: byl určen pro čerpání roztoku hypochloritu sodného při teplotě 85 °C, takže kvůli vysoké korozivnosti musely být komponenty vystavené médiím vyrobeny z náročného materiálu titan. Na základě přísných požadavků zadavatele se dceřiná společnost německé LEWA GmbH rozhodla pro výstavbu vlastního čistého prostoru o rozloze 45 m², klimatizovaného, aby vytvořila vhodné prostředí pro svařování titanu. Všechny relevantní parametry svařování, jako je proud, průtok plynu a teplota, byly společně ověřeny interními svářečskými inženýry a najatými svářeči a sladěny s požadavky. Zadavatel chtěl zajistit kvalitu a životnost všech svařovacích spojů. To bylo dosaženo i tím, že po dokončení každého svařovacího spoje musela být provedena pečlivá vizuální kontrola. Zvláštní pozornost byla věnována prevenci případné kontaminace povrchu v teplovodivých zónách. 98,82 procenta všech svařovacích spojů splnilo přísné vizuální a rentgenové kontroly. Titanový balíček na čerpání hypochloritu sodného byl úspěšně schválen a v lednu 2019 dodán.

Zařízení určené k čerpání roztoku hypochloritu sodného (NaClO) bylo dodáno společností LEWA NIKKISO Middle East na ostrově Zirku v SAE. Bylo součástí zakázky, která zahrnovala celkem 13 balíčků. Dvoukomorový tank na NaClO byl vyroben z skleněného vláknem vyztuženého plastu (GFK). Všechny ostatní komponenty vystavené médiím byly vyrobeny z odolného titanu. Tento materiál je při provozní teplotě 85 °C zvlášť vhodný pro přepravované médium. Kromě dvou dávkovacích čerpadel podle API 675 je zařízení kompletně vybaveno titanovými ventily, filtry a kompletním přístrojovým vybavením.

Čerpadla jsou hydraulicky kloubené membránová dávkovací čerpadla typu Ecoflow LDC1 od LEWA. Díky své robustní konstrukci a dlouhé životnosti je lze použít pro náročné provozní podmínky a média. Navíc jsou hermeticky uzavřená, což zajišťuje bezpečný zacházení s nebezpečnými látkami. „Pro projekt v SAE jsme vyrobili části přenášející médium – například čerpadlové hlavy a potrubí – z titanu, abychom dále zvýšili odolnost zařízení,“ vysvětluje Senthil Nathan, vedoucí projektu v LEWA NIKKISO Middle East. Materiál pro potrubí je titanové (třída 2); celkem 58 m potrubí o průměru od ½ do 2 palců. Bylo dokončeno 339 svařovacích spojů.

Vysoké požadavky zadavatele na titanové komponenty

Výroba potrubního systému z titanu byla největší výzvou tohoto projektu. „Svařování titanu se výrazně liší od svařování jiných materiálů,“ vysvětluje Nathan. „Během svařování je materiál extrémně citlivý na okolní podmínky, zejména teplotu a čistotu. Navíc je atmosféra ochranného plynu kolem svářečského bodu velmi specifická a vyžaduje stálou pozornost, aby bylo dosaženo uspokojivého výsledku.“ Německý výrobce čerpadel a systémový integrátor LEWA si však již v předchozích projektech osvojil potřebné know-how pro práci s titanem. V roce 2015 LEWA vyrobila z titanových materiálů čerpadla a potrubní systémy pro největší chemický injekční balíček v historii firmy, který je používán na plovoucí výrobní a skladovací jednotce (FPSO). „Pro projekt zařízení na zpětné získávání síry jsme navázali na tuto expertízu a zařadili výrobu titanových trubek do portfolia vlastních kompetencí LEWA,“ říká Nathan.

Zadavatel požadoval systém vhodný pro použití s hypochloritem sodným, což kladlo velmi vysoké nároky na výrobu komponentů. „Všechny titanové svařovací procesy musely být prováděny v samostatné svářečské místnosti s vlastním, speciálním klimatizačním systémem,“ říká Nishar Parakkunnath, vedoucí výroby v LEWA NIKKISO Middle East. „Svařované povrchy měly mít teplotu minimálně 15 °C a maximálně 90 °C. Po svařování, ale před jakoukoli údržbou, musely být všechny svary zkontrolovány vizuální kontrolou.“ Kontrola se zaměřovala zejména na tepelné ovlivněné zóny a možnou kontaminaci povrchu svařovacích spojů. „Zákazník na základě předchozích zkušeností s jinými výrobci stanovil velmi přísná kritéria pro přijetí sváru – například barvu při svařování,“ vysvětluje Venkatesh Chidambaram, manažer kontroly kvality v LEWA NIKKISO Middle East. „Proto musely být svary před čištěním pouze stříbrné barvy.“

Komplexní přizpůsobení výroby náročnému materiálu

Aby splnila požadované kritéria, vybudovala LEWA NIKKISO Middle East ve své továrně v SAE vlastní čistý prostor o rozloze 45 m². Navíc firma zakoupila speciální svářečské zařízení a příslušenství pro svařování titanu. „Poté jsme upravili přímé i nepřímé svařovací parametry pro použití wolframového inertního plynu (WIG), dokud jsme nedosáhli požadovaného výsledku,“ říká Parakkunnath. „Mezi tyto parametry patřil příkon, rychlost svařování, průtok plynu pro ochranný, zpětný a následný plyn, a předhřev a střední předhřevná teplota.“

Svařeči věnovali zvláštní pozornost ochrannému plynu kolem spoje. Bez zvláštních opatření by oxidace titanu atmosférou byla okamžitá. „Tento typ kontaminace potenciálně snižuje životnost sváru i základního materiálu. Náš zákazník si přál toto eliminovat přísnými požadavky,“ vysvětluje Chidambaram. Proto bylo důležité správně chránit svařovací zónu tím, že se důsledně udržoval ochranný plyn, aby se chladily kovové povrchy a zabránilo se proniknutí kyslíku.

Vysoce kvalitní svařovací výsledek

Výsledky těchto svařovacích pokusů byly sledovány svářečským dozorem a kontrolory kvality. Na základě těchto testů LEWA NIKKISO Middle East stanovila kritéria pro zlepšení, aby dosáhla požadované kvality sváru. Firma tak dosáhla mimořádně vysokého podílu bezvadných svárů: 335 z 339 v rámci projektu. „Po provedení všech inspekcí činila celková míra vad pouze 1,18 procenta,“ říká Chidambaram. „Tento výsledek byl našimi zákazníky uznán a potvrzen.“ Titanové svařování bylo provedeno v časovém rámci 30 dnů a celý chemický injekční balíček byl dodán na začátku roku 2019. Tento balíček bude plně v provozu v roce 2020.

Krátce na otázku:

Sylvain Latuilerie, výkonný ředitel LEWA NIKKISO Middle East, k výzvě „Titanové balíčky“ a k růstovému trhu chemických injekčních balíčků na Blízkém východě.

Pane Latuilerie, LEWA NIKKISO Middle East je dceřinou společností německé LEWA GmbH a specializuje se na vývoj a výrobu chemických injekčních balíčků. Kolik balíčků aktuálně vyrábíte ve svém závodě v SAE?

„V současnosti dodáváme 150 až 200 balíčků ročně, které vyrábíme z různých materiálů, například PVC-C a PVDF, uhlíková ocel, nerezová ocel, superduplex, Inconel, Hastelloy a titan. Pro všechny tyto materiály jsme vyvinuli vlastní svařovací kvalifikace a postupy a jsme certifikováni podle ASME U-, U2- a R-Stamp. Ačkoliv naše hlavní oblasti jsou Blízký východ a Indie, navrhujeme a stavíme také balíčky pro jiné společnosti skupiny LEWA, což nám opět přináší skvělé příležitosti.“

V roce 2016 jste obdrželi poptávku na titanový balíček pro zařízení na zpětné získávání síry. Byla to vaše první podobná zakázka? Pokud ano, jaké rozhodnutí vedlo k výrobě balíčku interně?

„Skupina LEWA již před rokem 2016 měla zkušenosti s titanovými balíčky a spolupracovala s subdodavateli. Pro nás jako specialisty na chemické injekční balíčky však šlo skutečně o první podobnou zakázku. Nejprve jsme analyzovali místní trh a hledali existující firmy, které se zabývají svařováním titanu. Po několika neúspěšných auditech jsme se rozhodli výzvu přijmout sami a projekt realizovat interně. Investovali jsme hodně času do získání specifických znalostí o práci s titanem – nakonec nás k úspěchu dovedla flexibilita, profesionalita a vytrvalost našeho týmu. Dodali jsme balíček, který splňuje všechny požadavky a očekávání našeho zákazníka.“