Materiale Titan: Il produttore di pompe allestisce appositamente una camera bianca per processi di saldatura sensibili

Il pacchetto di iniezione chimica per il pompaggio di soluzione di ipoclorito di sodio è stato consegnato da LEWA NIKKISO Middle East all'isola di Zirku negli Emirati Arabi Uniti. Fa parte di un ordine che comprendeva un totale di 13 pacchetti di iniezione. (Fonte: LEWA NIKKISO Middle East FZE)

Il serbatoio a due camere di ipoclorito di sodio è stato realizzato in plastica rinforzata con fibra di vetro (FRP). Tutti gli altri componenti a contatto con il media sono stati realizzati in titanio resistente alla corrosione. Questo materiale è particolarmente adatto per il fluido pompato alla temperatura di progetto di 85 °C. (Fonte: LEWA NIKKISO Middle East FZE)

Il materiale utilizzato per le tubazioni è un materiale in titanio (Grado 2); in totale sono stati completati 58 metri di tubi con diametro da ½ a 2 pollici. Sono state realizzate 339 saldature. Per soddisfare i requisiti rigorosi di qualità delle saldature, LEWA NIKKISO Middle East ha costruito un proprio ambiente sterile. (Fonte: LEWA NIKKISO Middle East FZE)

Durante la saldatura, un saldatore ausiliario ha tenuto il diffusore di scudo, garantendo una copertura ottimale delle zone interessate dal calore con gas argon puro. (Fonte: LEWA NIKKISO Middle East FZE)

Attraverso una paziente pratica e una messa a punto accurata dei parametri di saldatura nelle prime fasi, i saldatori hanno raggiunto una percentuale eccezionalmente alta di giunti saldati senza difetti (98,82%). (Fonte: LEWA NIKKISO Middle East FZE)

«La saldatura del titanio è molto diversa dalla saldatura di qualsiasi altro materiale», spiega Senthil Nathan, responsabile di progetto presso LEWA NIKKISO Middle East. «Il materiale è estremamente sensibile alle condizioni ambientali durante il processo di saldatura, in particolare alla temperatura e alla pulizia. Inoltre, l'atmosfera di gas inerte intorno al punto di saldatura è molto specifica e richiede attenzione costante per ottenere un risultato soddisfacente.» (Fonte: LEWA NIKKISO Middle East FZE)

Sylvain Latuilerie, Amministratore Delegato di LEWA NIKKISO Middle East, sulla sfida del "Titanium Package" e sul mercato in crescita dei Chemical Injection Packages nel Medio Oriente. / Sylvain Latuilerie, Amministratore Delegato di LEWA NIKKISO Middle East, sulla sfida del Titanium Package e sul mercato in crescita dei Chemical Injection Packages nel Medio Oriente.

In giugno 2016, l'operatore di un impianto di recupero dello zolfo negli Emirati Arabi Uniti ha richiesto 13 Chemical Injection Packages agli esperti di LEWA NIKKISO Middle East. Una sfida particolare riguardava uno dei package: era destinato alla pompa di una soluzione di ipoclorito di sodio a una temperatura di 85 °C, pertanto, a causa dell'elevata corrosività, i componenti a contatto con il mezzo dovevano essere realizzati in titanio, un materiale molto resistente. Basandosi sui requisiti rigorosi del committente, la filiale tedesca di LEWA GmbH ha deciso di costruire un proprio ambiente di produzione di 45 m², climatizzato, per creare un ambiente idoneo alla saldatura del titanio. Tutti i parametri di saldatura rilevanti, come corrente, flusso di gas e temperatura, sono stati verificati congiuntamente da ingegneri di saldatura interni e saldatori incaricati, e adattati alle esigenze. Il cliente desiderava garantire la qualità e la durabilità di tutte le giunzioni saldate. Ciò è stato assicurato anche dalla richiesta che, dopo la realizzazione di ogni giunzione, fosse eseguita una accurata ispezione visiva. Particolare attenzione è stata dedicata alla prevenzione di eventuali contaminazioni superficiali nelle zone di influenza termica. Il 98,82% di tutte le giunzioni ha superato con successo le rigorose ispezioni visive e radiografiche. Il Chemical Injection Package in titanio è stato consegnato con successo e consegnato nel gennaio 2019.

Il Chemical Injection Package progettato e costruito per il trasporto di soluzione di ipoclorito di sodio (NaClO) è stato fornito da LEWA NIKKISO Middle East sull'isola di Zirku, negli Emirati Arabi Uniti. Fa parte di un ordine complessivo di 13 package di iniezione. Il serbatoio a due camere per NaClO è stato realizzato in plastica rinforzata con fibra di vetro (GFK). Tutti gli altri componenti a contatto con il mezzo sono stati prodotti in titanio resistente alla corrosione. Questo materiale è particolarmente adatto alla temperatura di progetto di 85 °C. Oltre a due pompe dosatrici conformi alla norma API 675, l'impianto è completamente dotato di valvole in titanio, filtri e un set completo di strumenti.

Le pompe sono pompe dosatrici a membrana azionate idraulicamente del tipo Ecoflow LDC1 di LEWA. Grazie alla loro robustezza e longevità, possono essere impiegate in condizioni di utilizzo impegnative e con fluidi aggressivi. Inoltre, le pompe sono ermeticamente sigillate, garantendo un uso sicuro di fluidi pericolosi. “Per il progetto negli Emirati Arabi Uniti, abbiamo realizzato le parti a contatto con il fluido – come le teste delle pompe e le tubazioni – in titanio, per aumentare ulteriormente la resistenza degli impianti”, spiega Senthil Nathan, responsabile di progetto presso LEWA NIKKISO Middle East. Per le tubazioni si utilizza titanio di grado 2; complessivamente, circa 58 metri di tubi con diametro da ½ a 2 pollici. Sono state completate 339 saldature.

Elevati requisiti del cliente per i componenti in titanio

La produzione del sistema di tubazioni in titanio è stata la sfida principale di questo progetto. “La saldatura del titanio si differenzia notevolmente da quella di altri materiali”, spiega Nathan. “Durante il processo di saldatura, il materiale è estremamente sensibile alle condizioni ambientali, in particolare a temperatura e pulizia. Inoltre, l’atmosfera di gas protettivo intorno al punto di saldatura deve essere molto specifica e richiede attenzione costante per ottenere un risultato soddisfacente.” Tuttavia, il produttore tedesco di pompe e sistemi LEWA aveva già acquisito esperienza con il titanio in progetti precedenti. Nel 2015, LEWA aveva realizzato pompe e sistemi di tubazioni in titanio per il più grande Chemical Injection Package della sua storia, impiegato su una unità di produzione e stoccaggio galleggiante (FPSO). “Per il progetto dell’impianto di recupero dello zolfo, abbiamo sfruttato questa esperienza e integrato la produzione di tubazioni in titanio nel portafoglio delle competenze di LEWA”, spiega Nathan.

Il cliente desiderava un sistema adatto all’applicazione con ipoclorito di sodio, con requisiti molto elevati per la produzione dei componenti. “Tutti i processi di saldatura in titanio dovevano essere eseguiti in una sala di saldatura separata, dotata di un sistema di climatizzazione dedicato”, afferma Nishar Parakkunnath, responsabile di produzione presso LEWA NIKKISO Middle East. “Le superfici da saldare dovevano avere una temperatura compresa tra almeno 15 °C e massimo 90 °C. Dopo la saldatura, ma prima di qualsiasi operazione di pulizia, tutte le cuciture dovevano essere controllate tramite ispezione visiva.” La verifica si concentrava in particolare sulle zone di influenza termica e sulla possibile contaminazione superficiale delle giunzioni. “Il cliente, sulla base di esperienze precedenti con altri produttori, aveva stabilito criteri di accettazione molto severi riguardo al colore di inizio della saldatura”, spiega Venkatesh Chidambaram, responsabile del controllo qualità presso LEWA NIKKISO Middle East. “Per questo motivo, le cuciture dovevano essere di colore argento lucido prima della smerigliatura.”

Personalizzazione completa della produzione per il materiale complesso

Per soddisfare i requisiti, LEWA NIKKISO Middle East ha realizzato nel suo stabilimento negli Emirati Arabi Uniti un ambiente di produzione dedicato di 45 m². Inoltre, l’azienda ha acquisito strumenti e accessori specifici per la saldatura in titanio. “Successivamente, abbiamo adattato i parametri di saldatura, come energia, velocità di saldatura, flusso di gas per protezione, gas di back-up e post-combustione, nonché le temperature di pre-riscaldo e di mantenimento, fino a ottenere il risultato desiderato”, spiega Parakkunnath. “Questi parametri includevano l’apporto di energia, la velocità di saldatura, la quantità di gas di protezione, di back-up e di post-combustione, e le temperature di pre-riscaldo e di mantenimento.”

Gli operatori di saldatura hanno posto particolare attenzione alla protezione del gas intorno alla giunzione. Senza precauzioni specifiche, il titanio si ossida immediatamente a contatto con l’atmosfera. “Questo tipo di contaminazione può ridurre potenzialmente la durata di vita della saldatura e del materiale di base”, afferma Chidambaram. “Il cliente voleva evitare questo attraverso rigide specifiche di qualità.” Per questo, era fondamentale proteggere adeguatamente la zona di saldatura mantenendo costantemente la protezione del gas, raffreddando le superfici metalliche e impedendo l’ingresso di ossigeno.

Risultato di saldatura di alta qualità

I risultati di queste prove di saldatura sono stati monitorati dal supervisore di saldatura e dai controllori di qualità. Sulla base di questi test, LEWA NIKKISO Middle East ha sviluppato criteri di miglioramento per raggiungere la qualità richiesta delle cuciture. La percentuale di giunzioni perfette è stata eccezionalmente alta: 335 su 339 nel progetto. “Dopo aver completato tutte le ispezioni, la percentuale di scarti è scesa al solo 1,18%”, afferma Chidambaram. “Questo risultato è stato riconosciuto e confermato dai nostri clienti.” I lavori di saldatura in titanio sono stati completati in 30 giorni, e l’intero Chemical Injection Package è stato consegnato all’inizio del 2019. Il package sarà pienamente operativo nel 2020.

Intervista rapida:

Sylvain Latuilerie, Managing Director di LEWA NIKKISO Middle East, sulla sfida “Titanium Package” e sul mercato in crescita dei Chemical Injection Packages nel Medio Oriente.

Signor Latuilerie, LEWA NIKKISO Middle East è una filiale al 100% della tedesca LEWA GmbH, specializzata nello sviluppo e nella produzione di Chemical Injection Packages. Quanti package di iniezione produce attualmente presso il suo stabilimento negli Emirati Arabi Uniti?

“Attualmente produciamo tra 150 e 200 package all’anno, realizzati con materiali diversi come PVC-C e PVDF, acciaio al carbonio, acciaio inossidabile, superduplex, Inconel, Hastelloy e titanio. Per tutti questi materiali abbiamo sviluppato qualifiche di saldatura proprie e procedure certificate secondo ASME U, U2 e R-Stamp. Sebbene le nostre principali aree di responsabilità siano il Medio Oriente e l’India, progettiamo e realizziamo anche package per altre aziende del gruppo LEWA, il che ci offre continuamente grandi opportunità.”

Nel 2016 avete ricevuto la richiesta per il Titanium Package destinato all’impianto di recupero dello zolfo. È stato il primo incarico di questo tipo per la vostra azienda? Se sì, come avete deciso di realizzarlo internamente?

“Il gruppo LEWA aveva già acquisito esperienza con i Titanium Packages prima del 2016, collaborando con subappaltatori. Per noi, specializzati in Chemical Injection Packages, questa è stata effettivamente la prima richiesta di questo genere. Prima di tutto, abbiamo analizzato il mercato locale e cercato aziende specializzate nella saldatura del titanio. Dopo alcuni audit infruttuosi, abbiamo deciso di affrontare la sfida internamente e di gestire il progetto in proprio. Abbiamo investito molto per acquisire competenze specifiche nella lavorazione del titanio – alla fine, la flessibilità, la professionalità e la perseveranza del nostro team ci hanno portato al successo. Abbiamo consegnato un package che soddisfa tutte le esigenze e le aspettative del cliente.”