Sulzer utilise le dépôt de métal au laser pour réparer la turbine de la pompe à amine maigre pour Equinor

Jul 12, 2023

La roue terminée prête à être renvoyée en Norvège. (Source de l'image : Sulzer Pumpen (Deutschland) GmbH)

Dans le cadre d'un projet de réparation planifié, Sulzer a livré deux pompes remises à neuf avec des roues fabriquées à la main pour garantir des performances et une fiabilité comme neuves.

La vie moderne est entourée de produits dérivés du pétrole et du gaz, mais les matières premières doivent être raffinées et purifiées pour les rendre adaptées aux processus énergétiques et de fabrication. L'amine pauvre est utilisée pour absorber les constituants du sulfure d'hydrogène (H2S) et du dioxyde de carbone (CO2) du gaz naturel acide, créant ainsi une amine riche, qui circule vers une unité de régénération où elle redevient une amine pauvre. L'ensemble du processus est piloté par une pompe haute pression, un atout important sur la plateforme.

Amélioration des performances Pour le leader international de l'énergie, Equinor, l'objectif est d'assurer l'efficacité et la fiabilité continues de ses plates-formes offshore grâce à une maintenance planifiée et à l'amélioration de l'ingénierie. Le procédé aux amines utilise quatre pompes API 610 - BB5 qui produisent un débit de 1'120 m3/h (4'930 gal/min) à une hauteur manométrique de 978 m (3'200 ft) et une pression de 150 barg (2'175 psi), le tout nécessitant 3,85 MW (5'160 ch) de puissance.

Dans le cadre d'un projet de maintenance de routine, une cartouche a été retirée et envoyée au centre de service de Sulzer en Norvège pour inspection des composants internes et renouvellement des pièces d'usure. En raison de la nature de l'application, l'amine pauvre contient du gaz en saturation, des gaz entraînés et avec une pression d'aspiration limitée à la pompe, il n'était pas surprenant de découvrir des dommages de cavitation sur la roue d'aspiration.

Peser les alternatives Les options pour la roue étaient soit de la réparer, soit de la remplacer par un nouveau composant, mais cette dernière option aurait un délai de livraison plus long. En parallèle, Equinor et Sulzer avaient discuté des technologies de fabrication additive (FA), ce qui a naturellement conduit à une demande de réparation de la roue utilisant la FA, plutôt que d'attendre qu'un remplacement soit fabriqué.

Dans ce cas, la turbine a été envoyée au centre de service Sulzer de Leeds au Royaume-Uni, où des installations spécialisées effectueraient la réparation la plus rentable. Les aubes endommagées auraient pu être reprofilées, mais cela signifierait retirer du matériau de la roue plutôt que de la remplacer, et comme la cavitation devait continuer, la durabilité de la roue serait compromise.

La roue a été fabriquée en acier inoxydable Super Duplex, qui a deux phases, l'austénite et la ferrite, et l'équilibre de ces deux doit être maintenu pour assurer la performance continue du matériau. Cependant, il est peu tolérant à la chaleur et le soudage peut faire basculer cet équilibre de 50:50 à 30:70 en faveur de la ferrite, ce qui affectera sérieusement la résistance à la corrosion.

De plus, une chaleur excessive peut provoquer une distorsion du métal, ce qui a éliminé le soudage au gaz inerte au tungstène (TIG) de la liste des options. Sulzer a suggéré le dépôt de métal au laser (LMD) comme solution la plus appropriée pour ramener la roue à ses dimensions d'origine.

Rester au frais Au cours du processus de fabrication d'origine, les entrées et les profils des aubes de la roue ont été détaillés à la main à l'aide de gabarits. Sulzer dispose d'un équipement LMD entièrement automatisé, mais dans ce cas, la solution la plus appropriée consistait à reproduire le processus de fabrication d'origine.

Le Dr Yogiraj Pardhi, spécialiste de la fabrication additive et des matériaux chez Sulzer commente : « Une sélection rigoureuse des consommables, des paramètres de contrôle et de la technique permet d'établir la meilleure méthode. Dans ce cas, pour plus de flexibilité et d'accès, un processus semi-automatisé a été sélectionné en utilisant une alimentation manuelle du fil et un contrôle automatisé de la tête laser sur la zone à réparer Entre chaque passage de la tête LMD, une période de refroidissement était nécessaire pour s'assurer que la température du site de réparation ne dépassait pas 100 ° C (212 ° F) ."

Une fois les zones endommagées construites, un processus de mélange manuel à l'aide d'outils à main abrasifs et de gabarits a été utilisé pour établir les dimensions finales des aubes. Encore une fois, en utilisant les mêmes méthodes que le processus de fabrication d'origine et en minimisant toute accumulation de chaleur, les propriétés d'origine de la roue ont été conservées. La roue finie a été vérifiée pour tout défaut à l'aide d'une inspection par ressuage (DPI) avant d'être équilibrée et préparée pour être renvoyée en Norvège à temps pour la reconstruction de la cartouche.

Fiabilité à long terme La réparation de la roue a été achevée à Leeds en deux semaines, tandis que les réparations du reste de la cartouche ont été achevées en Norvège. Le calendrier de deux semaines coïncidait avec le reste du projet de réparation et garantissait que toute la pompe était renvoyée au client à temps.

Après avoir terminé la réparation de la première pompe, une unité sœur a également été retirée, présentant des dommages de cavitation très similaires et a également été envoyée au centre de service en Norvège pour les mêmes réparations. À Leeds, où le processus avait déjà été détaillé, le temps de réparation de la roue a été réduit à une semaine seulement.

Un représentant d'Equinor commente : « Ayant établi que la cavitation est une caractéristique de cette application, nous avons décidé d'adopter une approche proactive de la maintenance afin d'assurer une performance et une fiabilité continues des actifs sur nos plates-formes offshore. Travailler avec Sulzer a assuré une réparation rapide. qui ramène les pompes aux amines à leurs spécifications d'origine, améliorant la durabilité sans les frais de temps d'arrêt."

Source : Pompes Sulzer (Allemagne) GmbH