Sulzer utiliza la deposición de metal por láser para reparar el impulsor de la bomba de amina pobre para Equinor

Jul 12, 2023

El impulsor completo listo para ser enviado de regreso a Noruega. (Fuente de la imagen: Sulzer Pumpen (Deutschland) GmbH)

En un proyecto de reparación planificado, Sulzer entregó dos bombas reacondicionadas con impulsores hechos a mano para garantizar un rendimiento y una fiabilidad como nuevos.

La vida moderna está rodeada de productos derivados del petróleo y el gas, pero las materias primas deben refinarse y purificarse para que sean aptas para la energía y los procesos de fabricación. La amina pobre se utiliza para absorber los componentes de sulfuro de hidrógeno (H2S) y dióxido de carbono (CO2) del gas natural agrio, creando amina rica, que circula a una unidad de regeneración donde vuelve a ser amina pobre. Todo el proceso es impulsado por una bomba de alta presión, un activo importante en la plataforma.

Mejorando el desempeño Para la compañía energética internacional líder, Equinor, el objetivo es garantizar la eficiencia y confiabilidad continuas de sus plataformas marinas a través del mantenimiento planificado y la mejora de la ingeniería. El proceso de amina utiliza cuatro bombas API 610 - BB5 que producen un caudal de 1'120 m3/hr (4'930 gal/min) a una altura de 978 m (3'200 pies) y una presión de 150 barg (2'175 psi), todo lo cual requiere 3,85 MW (5'160 hp) de potencia.

Como parte de un proyecto de mantenimiento de rutina, se extrajo un cartucho y se envió al centro de servicio de Sulzer en Noruega para la inspección de los componentes internos y la renovación de las piezas desgastadas. Debido a la naturaleza de la aplicación, la amina pobre contiene gas en saturación, gases arrastrados y con presión de succión limitada a la bomba, no fue una sorpresa descubrir daños por cavitación en el impulsor de succión.

Sopesando las alternativas Las opciones para el impulsor eran repararlo o reemplazarlo con un componente nuevo, pero la última opción tendría un tiempo de entrega más largo. Paralelamente, Equinor y Sulzer habían estado discutiendo sobre las tecnologías de fabricación aditiva (AM) y esto naturalmente condujo a una solicitud para reparar el impulsor usando AM, en lugar de esperar a que se fabricara un reemplazo.

En este caso, el impulsor se envió al centro de servicio de Leeds de Sulzer en el Reino Unido, donde las instalaciones especializadas realizarían la reparación más rentable. Las paletas dañadas se podrían haber vuelto a perfilar, pero esto significaría quitar material del impulsor, en lugar de reemplazarlo, y dado que se esperaba que continuara la cavitación, la durabilidad del impulsor se vería comprometida.

El impulsor se fabricó con acero inoxidable Super Duplex, que tiene dos fases, austenita y ferrita, y es necesario mantener el equilibrio de estas dos para garantizar el rendimiento continuo del material. Sin embargo, no es muy tolerante al calor y la soldadura puede hacer que este balance cambie de 50:50 a 30:70 a favor de la ferrita, lo que afectará seriamente la resistencia a la corrosión.

Además, el calor excesivo puede provocar la distorsión del metal, por lo que se eliminó la soldadura con gas inerte de tungsteno (TIG) de la lista de opciones. Sulzer sugirió la deposición de metal por láser (LMD) como la solución más adecuada para devolver el impulsor a sus dimensiones originales.

Manteniendo fresco Durante el proceso de fabricación original, las entradas y los perfiles de las paletas del impulsor se detallaron a mano utilizando plantillas. Sulzer tiene equipos LMD totalmente automatizados, pero en este caso la solución más adecuada fue replicar el proceso de fabricación original.

El Dr. Yogiraj Pardhi, especialista en materiales y fabricación aditiva de Sulzer comenta: "La selección cuidadosa de consumibles, parámetros de control y técnicas permite establecer el mejor método. En este caso, para una mayor flexibilidad y acceso, se seleccionó un proceso semiautomático utilizando una alimentación de alambre manual y un control automatizado del cabezal láser en el área que se está reparando. Entre cada pasada del cabezal LMD, se requería un período de enfriamiento para garantizar que la temperatura del sitio de reparación no excediera los 100 °C (212 °F) ."

Una vez que se construyeron las áreas dañadas, se empleó un proceso de mezcla manual con herramientas manuales abrasivas y plantillas para establecer las dimensiones finales de las paletas. Nuevamente, el uso de los mismos métodos que el proceso de fabricación original y la minimización de cualquier acumulación de calor aseguraron que se mantuvieran las propiedades originales del impulsor. El impulsor terminado se revisó en busca de fallas mediante la inspección de líquidos penetrantes (DPI) antes de equilibrarlo y prepararlo para enviarlo a Noruega a tiempo para la reconstrucción del cartucho.

Fiabilidad a largo plazo La reparación del impulsor se completó en Leeds en dos semanas, mientras que las reparaciones del resto del cartucho se completaron en Noruega. El cronograma de dos semanas coincidió con el resto del proyecto de reparación y aseguró que la bomba completa se devolviera al cliente a tiempo.

Después de completar la reparación de la primera bomba, también se retiró una unidad hermana, se encontró que tenía daños por cavitación muy similares y también se envió al centro de servicio en Noruega para las mismas reparaciones. En Leeds, donde ya se había detallado el proceso, el tiempo de reparación del impulsor se redujo a solo una semana.

Un representante de Equinor comenta: "Habiendo establecido que la cavitación es una característica de esta aplicación, hemos decidido adoptar un enfoque proactivo del mantenimiento para garantizar el rendimiento y la confiabilidad continuos de los activos en nuestras plataformas marinas. Trabajar con Sulzer ha asegurado una reparación oportuna. que devuelve las bombas de amina a sus especificaciones originales, mejorando la durabilidad sin el costo del tiempo de inactividad".

Fuente: Sulzer Pumps (Alemania) GmbH