Historias de Aplicación

Gulf Marine: 35 % Más de Deposición
 

Pruebas Tecnología Avanzada Nueva Soldadura Arco Sumergido Para World's Largest Offshore Piling

Gulf Marine Offshore PilingAl igual que muchos fabricantes, Gulf Marine Fabricators buscó nueva tecnología en soldadura para mejorar la productividad, calidad en soldadura y por último rentabilidad de la empresa. Pero la necesidad urgente creció el año pasado, cuando Daewoo Shipbuilding y Marine Engineering contrataron a la empresa Corpus Christi para fabricar los pilotes más grandes del mundo para Chevron Texaco una plataforma de perforación.

Basado en el espesor del material y otros factores, el equipo de Gulf Marine sabía que la soldadura por arco sumergido era tradicionalmente un proceso viable para la soldadura de muchas piezas de soldadura estructural necesarias para este proyecto.

Gulf Marine entendió que pequeños aumentos en la productividad producirían beneficios sustanciales en un proyecto de este tamaño. Mientras tanto, nuevos puestos de trabajo a gran escala fueron cubriendo el plan de fabricación, y los ingenieros de la compañía estaban pendientes de los desarrollos insignificantes en la soldadura de arco sumergido. Necesitaban empezar su búsqueda de nuevas soluciones partiendo de cero.

"Lo veíamos realmente dificil en un número de fabricantes e hicimos muchas preguntas" dijo Jim Miller, ingeniero supervisor de la compañía. “Pasamos más de un año examinando todos los detalles que pudimos.” 
 
Gulf Marine FabricatiorsLa manera de que Gulf Marine construyera 12 pilas de acero de 600-pies de largo para ser utilizado en el fondo del mar en la costa Atlántica de África. Los ingenieros de la empresa de los equipos elegidos para incorporar la nueva tecnología ofrecieron incrementos en la tasa de deposición de más de un 30%. Sin embargo, debido a que los resultados finales superaron estas espectativas, Gulf Marine planeó renovar la totalidad de su proceso de soldadura por arco sumergido con el mismo equipo.

A principio de 2004, The Lincoln Electric Company® introdujo la Power Wave® 1000 AC/DC , sistema modular de soldadura para aplicaciones multi arco o individual en arco sumergido. Esta máquina es el primer y único diseño para arco sumergido basado en la tecnología inverter para AC/DC en la industria. Los ingenieros de Gulf Marine probaron el sistema de 1,000-amp y más tarde compraron 16 unds, convirtiéndose en la primera compañía en implementar esta nueva tecnología en una operación a gran escala. 
 
PowerWave AC/DC 1000 Welding Power SourceCon ajustes de control infinitamente variables, capacidades de software pulsado, y su amplia flexibilidad la Power Wave permite a los operarios ajustar fácilmente la forma de onda (SAW)a una frecuencia entre 0 y 200 Hertz girando un botón. En sistemas multiarco, las fases entre el equipo lead y los trail tiene los ángulos con el desfase correcto para evitar el efecto del soplo magnético.

La amplitud y duración de los ciclos positivos y negativos se ajustan independientemente, proporcionando mayor control de la forma del cordón, tasa de deposición, penetración y bajo aporte de calor. Con la Tecnología Control Forma de Onda Nextweld de Lincoln, que utiliza los circuitos de regulación electrónica para controlar y dar forma a la onda de salida, los parámetros de forma de onda se pueden adaptar especificamente a la aplicación.

Los equipos de soldadura para arco sumergido tradicionales sólo podían funcionar en CC positivo, CC negativo ó CA a 60Hz de frecuencia. La modificación de estos parámetros requiere un hardware manual y tiempo de parada añadido. Con la Power Wave AC/DC basada en la tecnología inverter, las polaridades y forma de onda se pueden cambiar a través del software sobre la marcha con un mayor grado de control, lo que permite al soldador opmitizar el perfil de penetración manteniendo la más alta tasa de deposición posible.
 
Sub Arc Welding EquipmentPara Gulf Marine, se propuso soldadura de 2-1/4 a 3-3/4 pulgadas de grosor de material base en una escala sin precedentes, los ingenieros escogieron un hilo tandem. En esta aplicación de dos hilos, el lead y el trail trabajan a CA en estaciones mecanizadas con pórtico, cada uno con tres cabezales. Las estaciones hicieron tres soldaduras circunferenciales al mismo tiempo con un total de 40 pasadas de soldadura.

A diferencia de los sistemas convencionales, las Power Wave de Lincoln fueron capaces de funcionar con polaridad CA para cada uno de los dos arcos, y permitieron a Gulf Marine obtener la penetración específica requerida y aumentar al máximo la tasa de deposición.

Un equipo de técnicos de Lincoln trabajó muy estrechamente con Gulf Marine para ayudar en la configuración correcta. Ajustaron el equilibrio variable, frecuencia variable y relaciones de fase entre los dos hilos y crear una óptima forma de onda.

Con ambos arcos en esta configuración tandem se ejecuta la polaridad CA desequilibrada, Gulf Marine se dio cuenta de inmediato del aumento de las tasas de deposición. Una vez optimizado, el cambio ayudó a estabilizar el arco. A su vez, el arco más estable permitió al equipo aumentar la corriente de amperaje de 650 a 775 amps. Estos cambios añaden a la tasa de deposición mejoras por encima del 35%.
 
“En un proyecto de este tamaño esto es increible,”. Es fácil para nosotros cambiar todas nuestras operaciones a esta tecnología. La Power Wave AC/DC 1000 proporciona un control mucho mejor del arco que cualquier otra cosa que hemos utilizado, y las formas de onda se pueden manipular fácilmente desde el usuario de interface.”

Sub Arc WeldingUna parte adicional del proyecto era el hilo para arco sumergido Lincolnweld® LA-75 Junto con el flux Lincolnweld 880M, el hilo fue seleccionado especificamente para mantener o mejorar las velocidades de alimentación a estos amperajes elevados al mismo tiempo que ofrece mejores propiedades mecánicas.

Finalmente, con el cambio de las fuentes de corriente convencionales a las basadas en el sistema inverter, el consumo de energía cayó de un 10 a un 15 por ciento con un ahorro significativo en los costes.

Monitorizando el Progreso

La tecnología Power Wave de Lincoln se puso a trabajar uniendo 720 secciones, de 10 pies de longitud cada una y 11 pies de diámetro. Cada pila pesa 1,000 tons, y una vez montado, los doce tubos ensamblados pesaron 12,000 tons – un poco más que el peso de la Torre Eiffel. 
 
Con trabajos de soldadura con mayor productividad , la puesta a punto realmente vale la pena. Ahora, Miller monitorea una variedad de actividades desde su ordenador personal, como desarrollo de forma de ondas y los parámetros de todos los procedimientos de soldadura, utilizando el software Production Monitoring®. Puede comprobar el tiempo de arco y tasas de deposición. El sistema le puede avisar incluso cuando necesita más hilo.

High Quality WeldsLos supervisores pueden revisar la productividad en los turnos actuales y pasados - un personal favorito para los managers de Gulf Marine, que se enorgullecen de su eficiencia. Pusieron límites a programar alarmas en corriente, tensión y rendimiento del monitor. Comprueban el tiempo en el arco por turno y el voltaje y amperaje en tiempo real. Si fuera necesario, pueden guardar los datos como referencia en un futuro. La fuente de corriente puede incluso enviar e-mails de alerta cuando se necesita más hilo.

El departamento de mantenimiento utiliza el software de vigilacia para realizar un seguimiento del total de horas arco para una máquina determinada, por lo que puede ofrecer un mantenimiento preventivo a intervalos durante la vida útil de la máquina. Si hay un mal funcionamiento, el software de monitoreo cuenta con una herramienta de diagnóstico incorporada que ayudará a identificar la causa del problema.

Miller dijo que otra ventaja de la Power Wave 1000 AC/DC es que proporcionaba mejor calidad en soldadura. Los ajustes precisos permitidos para unos inicios de arco más exactos y configuraciones de soldadura. En estos apilamientos en offshore en particular, las soldaduras deben cumplir los estándares API RP 2X y AWSDI.1 La tasa de reparación fue de un notable 0.42 por ciento, comprobado en su totalidad por una inspección ultrasónica en caso 300.000 pulgadas de soldadura.

Mirando hacia el Futuro

Ser el primero en implantar la nueva tecnología de las Power Wave no es sólo el avance reciente de Gulf Marine. La compañía patentó un nuevo diseño en plataformas flotantes en offshore llamados cell spars. A diferencia del diseño tradicional de un sólo cell spar para la plataforma flotante, los cell spars utilizan botellas más pequeñas que utilizan menos material para la construcción. 

Los cell spars consisten en un conjunto de siete cilindros delgados y largos, soldados entre cientos de placas de acero pequeñas. Estos requieren un uso intensivo de soldadura automatizada. Parejas de 10 en placas de 31 pies son unidas a tope con soldadura tandem con arco sumergido en un desplazamiento mecanizado en los lados cortos. Las piezas son placas laminadas en aproximadamente 300 secciones de tubo. 
 
Cell Spar Offshore Floating PlatformsProductividad, automatización efectiva y eficiencia juegan un papel clave en la maximización de la calidad y ahorro de costes del nuevo diseño. De este modo, la compañía planea incorporar las Power Wave 1000 AC/DC en todas sus operaciones de arco sumergido, comentó Ramiro Cortez, superintendente de pipe mill para Gulf Marine. 

"Este equipo está a años luz de los otros", dijo. "Estoy muy entusiasmado con la productividad nos pondremos en el trabajo de las cell spar". Nuestro nuevo diseño, junto con la tecnología Power Wave nos hará aún más competitivos en nuevos proyectos.”

La transición del equipo del año pasado fué casi sin fisuras, explicó Cortez. Dijo que los operarios entendieron los cambios rápidamente y aprendieron el nuevo sistema con relativa facilidad.  

Y añadió "El cambio en realidad no nos frena en absoluto" . " Había muy poco aprendizaje, lo cual es inusual. El equipo de técnicos de Lincoln era muy amable y muchos de ellos volvieron varias veces hasta que se marcaron los mejores ajustes posibles.”

Miller dijo a medida que el cambio continúa y se entiende mejor la flexibilidad de los equipos, la productividad se incrementará mucho más.

Y añadió "Las posibilidades con esta tecnología son infinitas" “No se sabe a dónde nos llevará el próximo.” 

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 Escrito el 08/11/05

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