Sulzer utilizza la deposizione laser di metalli per riparare la girante della pompa per ammina magra per Equinor

Jul 12, 2023

La girante completata, pronta per essere rispedita in Norvegia. (Fonte immagine: Sulzer Pumpen (Deutschland) GmbH )

Un progetto di riparazione pianificato ha visto Sulzer consegnare due pompe ricondizionate con giranti realizzate a mano per garantire prestazioni e affidabilità come nuove.

La vita moderna è circondata da prodotti derivati ​​dal petrolio e dal gas, ma le materie prime devono essere raffinate e purificate per renderle adatte ai processi energetici e produttivi. L'ammina magra viene utilizzata per assorbire i costituenti di idrogeno solforato (H2S) e anidride carbonica (CO2) dal gas naturale acido, creando un'ammina ricca, che viene fatta circolare in un'unità di rigenerazione dove ritorna come ammina magra. L'intero processo è azionato da una pompa ad alta pressione, una risorsa importante sulla piattaforma.

Miglioramento delle prestazioni Per la principale azienda energetica internazionale, Equinor, l'obiettivo è garantire la continua efficienza e affidabilità delle sue piattaforme offshore attraverso la manutenzione programmata e il miglioramento tecnico. Il processo con ammina utilizza quattro pompe API 610 - BB5 che producono una portata di 1'120 m3/ora (4'930 gal/min) a una prevalenza di 978 m (3'200 piedi) e una pressione di 150 barg (2'175 psi), il tutto richiede 3,85 MW (5'160 CV) di potenza.

Nell'ambito di un progetto di manutenzione ordinaria, una cartuccia è stata rimossa e inviata al centro assistenza Sulzer in Norvegia per l'ispezione dei componenti interni e il rinnovo delle parti soggette ad usura. A causa della natura dell'applicazione, l'ammina magra contiene gas in saturazione, gas trascinati e con una pressione di aspirazione limitata nella pompa, non è stata una sorpresa scoprire danni da cavitazione sulla girante di aspirazione.

Valutare le alternative Le opzioni per la girante erano di ripararla o di sostituirla con un nuovo componente, ma quest'ultima opzione avrebbe richiesto tempi di consegna più lunghi. Parallelamente, Equinor e Sulzer avevano discusso delle tecnologie di produzione additiva (AM) e questo naturalmente portò alla richiesta di riparare la girante utilizzando l’AM, invece di aspettare che venisse prodotta una sostituzione.

In questo caso, la girante è stata inviata al centro assistenza Sulzer di Leeds nel Regno Unito, dove strutture specializzate avrebbero fornito la riparazione più conveniente. Le pale danneggiate avrebbero potuto essere riprofilate, ma ciò avrebbe significato rimuovere materiale dalla girante, anziché sostituirla, e poiché si prevedeva che la cavitazione continuasse, la durabilità della girante sarebbe stata compromessa.

La girante è stata realizzata in acciaio inossidabile Super Duplex, composto da due fasi, austenite e ferrite, ed è necessario mantenere l'equilibrio tra queste due fasi per garantire le prestazioni continue del materiale. Tuttavia, non è molto tollerante al calore e la saldatura può far sì che questo equilibrio si sposti da 50:50 a 30:70 a favore della ferrite, il che influirà gravemente sulla resistenza alla corrosione.

Inoltre, il calore eccessivo può causare la distorsione del metallo, quindi è stata eliminata la saldatura con gas inerte di tungsteno (TIG) dall'elenco delle opzioni. Sulzer ha suggerito la deposizione laser dei metalli (LMD) come la soluzione più adatta per riportare la girante alle sue dimensioni originali.

Mantenere la calma Durante il processo di produzione originale, le bocche e i profili delle pale della girante sono stati dettagliati a mano utilizzando modelli. Sulzer dispone di apparecchiature LMD completamente automatizzate, ma in questo caso la soluzione più appropriata era replicare il processo di produzione originale.

Il Dr. Yogiraj Pardhi, specialista nella produzione additiva e nei materiali di Sulzer, commenta: "Un'attenta selezione dei materiali di consumo, dei parametri di controllo e della tecnica consente di stabilire il metodo migliore. In questo caso, per maggiore flessibilità e accesso, è stato selezionato un processo semi-automatizzato utilizzando un'alimentazione manuale del filo e un controllo automatizzato della testa laser nell'area da riparare. Tra ogni passaggio della testa LMD, era necessario un periodo di raffreddamento per garantire che la temperatura del sito di riparazione non superasse i 100 °C (212 °F) ."

Una volta ricostruite le aree danneggiate, è stato impiegato un processo di miscelazione manuale utilizzando strumenti abrasivi e dime per stabilire le dimensioni finali delle pale. Ancora una volta, l'utilizzo degli stessi metodi del processo di produzione originale e la riduzione al minimo dell'accumulo di calore hanno garantito il mantenimento delle proprietà originali della girante. La girante finita è stata controllata per eventuali difetti utilizzando l'ispezione con liquidi penetranti (DPI) prima di essere bilanciata e preparata per la spedizione in Norvegia in tempo per la ricostruzione della cartuccia.