Materiał Titan: Producent pomp specjalnie tworzy czysty pokój dla wrażliwych procesów spawalniczych

Pakiet wtryskowy chemikaliów do pompowania roztworu podchlorynu sodu został dostarczony przez LEWA NIKKISO Middle East na wyspę Zirku w Zjednoczonych Emiratach Arabskich. Była to część zamówienia obejmującego łącznie 13 pakietów wtryskowych. (Źródło: LEWA NIKKISO Middle East FZE)

Zbiornik dwukomorowy na podchloryn sodu został wykonany z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym (FRP). Wszystkie inne elementy mające kontakt z mediami zostały wykonane z odpornego na korozję tytanu. Ten materiał jest szczególnie odpowiedni dla medium transportowanego przy temperaturze projektowej 85 °C. (Źródło: LEWA NIKKISO Middle East FZE)

Materiał użyty do rur to stop tytanowy (Grade 2); łącznie 58 metrów rur o średnicy od ½ do 2 cali. Zostało wykonanych 339 spawów. Aby spełnić wysokie wymagania dotyczące jakości spoin, LEWA NIKKISO Middle East wybudowało własny pokój czysty. (Źródło: LEWA NIKKISO Middle East FZE)

Podczas spawania pomocnik spawacz trzymał dyfuzor osłonowy, zapewniając optymalne pokrycie stref podgrzewanych ciepłem obszarów czystym gazem argonowym. (Źródło: LEWA NIKKISO Middle East FZE)

Dzięki cierpliwemu ćwiczeniu i precyzyjnemu dostrajaniu parametrów spawania na wczesnym etapie, spawacze osiągnęli niezwykle wysoki odsetek bezusterkowych połączeń spawalniczych (98,82 %). (Źródło: 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)

„Spawanie tytanu różni się wyraźnie od spawania innych materiałów”, wyjaśnia Senthil Nathan, kierownik projektu w LEWA NIKKISO Middle East. „Podczas procesu spawania materiał jest niezwykle wrażliwy na warunki otoczenia, szczególnie na temperaturę i czystość. Ponadto atmosfera ochronnego gazu wokół punktu spawania jest bardzo specyficzna i wymaga stałej uwagi, aby osiągnąć zadowalający rezultat.” (Źródło: LEWA NIKKISO Middle East FZE)

Sylvain Latuilerie, Dyrektor Zarządzający LEWA NIKKISO Middle East, o wyzwaniu „Titanium Package” oraz o rynku wzrostowym pakietów do wstrzykiwania chemikaliów w Bliskim Wschodzie. / Sylvain Latuilerie, Dyrektor Zarządzający LEWA NIKKISO Middle East, o wyzwaniu związanym z Titanium Package oraz o rynku wzrostowym pakietów do wstrzykiwania chemikaliów na Bliskim Wschodzie.

W czerwcu 2016 roku operator instalacji odzysku siarki w Zjednoczonych Emiratach Arabskich zwrócił się do ekspertów LEWA NIKKISO Middle East z zapytaniem o 13 pakietów do wstrzykiwania chemikaliów. Jednym z nich stanowiło szczególne wyzwanie: miało służyć do pompowania roztworu podchlorynu sodu w temperaturze 85 °C, co wymagało wykonania elementów mediów z odpornego na korozję materiału tytanu. Na podstawie rygorystycznych wymagań zamawiającego, spółka zależna niemieckiej firmy LEWA GmbH zdecydowała się na budowę własnego, klimatyzowanego czystego pomieszczenia o powierzchni 45 m², aby zapewnić odpowiednie warunki do spawania tytanu. Wszystkie istotne parametry spawania, takie jak natężenie prądu, przepływ gazu i temperatura, były wspólnie sprawdzane przez własnych inżynierów spawalnictwa i wykwalifikowanych spawaczy, i dostosowywane do wymagań. Zamawiający chciał zapewnić wysoką jakość i trwałość wszystkich połączeń spawalniczych. W tym celu wymagał także, aby po zakończeniu każdego połączenia przeprowadzana była dokładna kontrola wizualna. Szczególną uwagę zwrócono na unikanie ewentualnej kontaminacji powierzchni w strefach wpływu ciepła. 98,82 procent wszystkich połączeń spawalniczych przeszło rygorystyczne kontrole wizualne i radiograficzne. Pudełko do wstrzykiwania chemikaliów z tytanu zostało pomyślnie odebrane i dostarczone w styczniu 2019 roku.

Pakiet do wstrzykiwania chemikaliów zaprojektowany i wyprodukowany do pompowania roztworu podchlorynu sodu (NaClO) został dostarczony przez LEWA NIKKISO Middle East na wyspę Zirku w Zjednoczonych Emiratach Arabskich. Był częścią zamówienia obejmującego łącznie 13 pakietów do wstrzykiwania. Zbiornik NaClO dwukomorowy wykonano z tworzywa wzmacnianego włóknem szklanym (GFK). Wszystkie inne elementy mające kontakt z mediami wykonano z odpornego na korozję tytanu. Materiał ten jest szczególnie odpowiedni do temperatury 85 °C. Oprócz dwóch dozowników NaClO zgodnych z API 675, instalacja jest w pełni wyposażona w zawory tytanowe, filtry i pełny zestaw instrumentów.

Pompy to hydraulicznie zawieszone pompy dozujące membranowe typu Ecoflow LDC1 od LEWA. Ze względu na ich solidną konstrukcję i długą żywotność mogą być używane w wymagających warunkach i z trudnymi mediami. Ponadto pompy są hermetyczne, co zapewnia bezpieczną obsługę niebezpiecznych substancji. „Do projektu w Zjednoczonych Emiratach Arabskich wykonaliśmy elementy z mediami — takie jak pompy i rurociągi — z tytanu, aby zwiększyć odporność urządzeń,” wyjaśnia Senthil Nathan, kierownik projektu w LEWA NIKKISO Middle East. Materiał na rurociągi to tytan (Grade 2); łącznie 58 m rur o średnicy od ½ do 2 cali. Zrealizowano 339 połączeń spawalniczych.

Wysokie wymagania zamawiającego dotyczące komponentów z tytanu

Największym wyzwaniem w tym projekcie była produkcja systemu rurociągów z tytanu. „Spawanie tytanu znacznie różni się od spawania innych materiałów,” wyjaśnia Nathan. „Podczas procesu spawania materiał jest niezwykle wrażliwy na warunki otoczenia, zwłaszcza na temperaturę i czystość. Ponadto, atmosfera gazu ochronnego wokół punktu spawania jest bardzo specyficzna i wymaga stałej uwagi, aby osiągnąć zadowalający efekt.” Niemiecki producent pomp i integrator systemów LEWA już wcześniej zdobył niezbędną wiedzę w zakresie obsługi tytanu w poprzednich projektach. W 2015 roku LEWA wyprodukowała z tytanu pompy i systemy rurociągów dla największego w historii firmy pakietu do wstrzykiwania chemikaliów, wykorzystywanego na pływającej jednostce produkcyjnej i magazynowej (FPSO). „W projekcie instalacji odzysku siarki opieraliśmy się na tej wiedzy i włączyliśmy produkcję tytanowych rurociągów do portfolio własnych kompetencji,” dodaje Nathan.

Zamawiający wymagał systemu odpowiedniego do zastosowania z podchlorynem sodu, co postawiło wysokie wymagania odnośnie produkcji komponentów. „Wszystkie procesy spawania tytanu musiały być przeprowadzane w osobnym pomieszczeniu spawalniczym z własną, specjalną klimatyzacją,” mówi Nishar Parakkunnath, kierownik produkcji w LEWA NIKKISO Middle East. „Powierzchnie do spawania musiały mieć temperaturę od co najmniej 15 °C do maksymalnie 90 °C. Po spawaniu, ale przed jakąkolwiek czyszczeniem, wszystkie spoiny musiały przejść kontrolę wizualną.” Kontrola koncentrowała się szczególnie na strefach wpływu ciepła i potencjalnej kontaminacji powierzchni spoin. „Klient, na podstawie wcześniejszych doświadczeń z innymi producentami, ustanowił bardzo rygorystyczne kryteria akceptacji dotyczące koloru spoin podczas spawania,” wyjaśnia Venkatesh Chidambaram, kierownik kontroli jakości w LEWA NIKKISO Middle East. „Z tego powodu spoiny musiały mieć po spawaniu czysty, srebrny kolor.”

Kompleksowe dostosowanie produkcji do wymagającego materiału

Aby spełnić te kryteria, LEWA NIKKISO Middle East wybudowała w swoim zakładzie w Zjednoczonych Emiratach Arabskich własny, czysty pokój o powierzchni 45 m². Ponadto firma zaopatrzyła się w specjalistyczny sprzęt spawalniczy i akcesoria do spawania tytanu. „Następnie dostosowaliśmy bezpośrednie i pośrednie parametry spawania metodą TIG (WIG), aż osiągnęliśmy wymagany efekt,” mówi Parakkunnath. „Do tych parametrów należały energia, prędkość spawania, przepływ gazu ochronnego, gazu powrotnego i gazu pośredniego, a także temperatury wstępnego i średniego podgrzewania.”

Spawacze szczególnie zwracali uwagę na ochronę gazową wokół połączenia. Bez specjalnych środków ostrożności tytan ulega natychmiastowej oksydacji pod wpływem atmosfery. „Tego rodzaju kontaminacja potencjalnie skraca żywotność spoin i podstawowego materiału,” wyjaśnia Chidambaram. „Dlatego tak ważne jest odpowiednie zabezpieczenie strefy spawania, konsekwentne utrzymanie ochrony gazowej, aby schładzać powierzchnie metali i zapobiegać dostawaniu się tlenu.”

Wysokiej jakości efekt spawania

Wyniki tych prób spawalniczych były monitorowane przez nadzór spawalniczy i inspektorów jakości. Na podstawie tych testów LEWA NIKKISO Middle East opracowała kryteria poprawy, aby osiągnąć wymaganą jakość spoin. Firma osiągnęła wyjątkowo wysoki odsetek bezusterkowych połączeń: 335 na 339 w projekcie. „Po przeprowadzeniu wszystkich inspekcji, odsetek odrzuconych spoin wyniósł zaledwie 1,18 procent,” mówi Chidambaram. „To wyniki zostały uznane i potwierdzone przez naszych klientów.” Prace spawalnicze z tytanu zostały wykonane w ciągu 30 dni, a cały pakiet do wstrzykiwania chemikaliów dostarczono na początku 2019 roku. Pakiet będzie w pełni operacyjny w 2020 roku.

Krótko pytamy:

Sylvain Latuilerie, dyrektor zarządzający LEWA NIKKISO Middle East, o wyzwaniu „Titanium Package” i rynku wzrostowym pakietów do wstrzykiwania chemikaliów na Bliskim Wschodzie.

Pan Latuilerie, LEWA NIKKISO Middle East jest spółką zależną w 100% niemieckiej firmy LEWA GmbH i specjalizuje się w rozwoju i produkcji pakietów do wstrzykiwania chemikaliów. Ile pakietów do wstrzykiwania obecnie produkujecie w swoim zakładzie w Zjednoczonych Emiratach Arabskich?

„Obecnie dostarczamy od 150 do 200 pakietów rocznie, wykonanych z różnych materiałów, takich jak PVC-C, PVDF, stal węglowa, stal nierdzewna, superdupleks, Inconel, Hastelloy i tytan. Dla wszystkich tych materiałów opracowaliśmy własne kwalifikacje i procedury spawalnicze i posiadamy certyfikaty ASME U, U2 i R. Chociaż nasze główne obszary odpowiedzialności to Bliski Wschód i Indie, projektujemy i budujemy także pakiety dla innych firm grupy LEWA, co daje nam wciąż nowe, świetne możliwości.”

W 2016 roku otrzymaliście zapytanie o pakiet tytanowy do instalacji odzysku siarki. Czy to było pierwsze takie zapytanie do Waszej firmy? Jeśli tak, to jak podjęliście decyzję o produkcji tego pakietu we własnym zakresie?

„Grupa LEWA już przed 2016 rokiem miała doświadczenia z pakietami tytanowymi, współpracując z podwykonawcami. Dla nas, jako specjalistów od pakietów do wstrzykiwania chemikaliów, było to faktycznie pierwsze takie zapytanie. Najpierw przeanalizowaliśmy lokalny rynek i poszukaliśmy firm zajmujących się spawaniem tytanu. Po kilku nieudanych audytach zdecydowaliśmy się podjąć wyzwanie samodzielnie i zrealizować projekt we własnym zakresie. Zainwestowaliśmy dużo czasu, aby zdobyć niezbędne kompetencje w zakresie obsługi tytanu — ostatecznie to elastyczność, profesjonalizm i wytrwałość naszego zespołu doprowadziły nas do sukcesu. Dostarczyliśmy pakiet spełniający wszystkie wymagania i oczekiwania klienta.”