Applicazioni di Successo

Saldatura estrema sulle Ande
 

Gli analisti prevedono che la domanda globale di gas naturale triplicherà nei prossimi 20 anni. L'anticipazione di un tale aumento ha stimolato una nuova esplorazione di giacimenti di gas precedentemente non presi in considerazione a causa delle loro collocazione in zone remote. Queste regioni, con le loro difficili condizioni, rappresentano una sfida per i team ed i materiali impiegati nei pipeline.

In Perù si trova una zona con il potenziale per portare il paese verso una posizione leader tra i paesi dell'America Latina in crescita nel settore dell'industria del gas naturale. Il sito, tuttavia, può essere sfruttato solo eseguendo un pipeline di 408 km (254 miglia) dalla Cordigliera delle Ande alla costa dell'Oceano Pacifico. Dato che i risultati soddisfacenti superavano di gran lunga le problematiche nacque il progetto LNG PERU.

Nell'Ottobre del 2007, la società Techint si aggiudicò la progettazione e realizzazione del progetto PERU LNG. L'azienda si trovò rapidamente di fronte a una serie di sfide da superare: zone di lavoro ad elevate altitudini, oltre 4.000 metri (14.000 piedi), forti venti, basse temperature, forti piogge e pendii ripidi. La collocazione del pipeline in una zona remota ha reso problematico anche il trasporto dei materiali e l' acquisizione della manodopera.

A causa delle condizioni estreme dell'area, la saldatura è diventata rapidamente uno degli aspetti più difficili del progetto. Come tutti i pipeline, ogni giunto del LNG PERU è saldato. Questo, combinato con i difficili fattori ambientali delle Ande, richiede attrezzature e materiali di consumo che possano essere utilizzati efficacemente in severe condizioni operative e alta quota. Le elevate altezze hanno rappresentato una sfida particolare per il filo di saldatura originariamente specificato. Durante le prove sui materiali di consumo, si scoprì che le saldature realizzate oltre i 3.000 metri (9.800 piedi) presentavano porosità, che potevano influenzare direttamente la qualità complessiva della saldatura. Techint si rivolse al suo partner di lunga data, leader mondiale nella saldatura, Lincoln Electric, per risolvere questa sfida.

Reanalisi del filo di saldatura

In molte parti del mondo, la saldatura ad elettrodo (SMAW o MMAW) resta il metodo più diffuso nella realizzazione dl pipeline. Techint trovò comunque competitiva la saldatura con filo animato sotto protezione gassosa (FCAW-S), che consente una velocità maggiore ed una minore necessità di molatura e pulizia rispetto al procedimento SMAW - tutti questi fattori hanno contribuito ad una veloce realizzazione del progetto. Questo procedimento utilizza un filo di saldatura autoprotetto, denitrificato e deosiddato, eliminando la necessità di bombole di gas esterne. Ciò crea una scoria che protegge il bagno di saldatura dalle contaminazioni esterne.

Per più di 20 anni, Techint ha utilizzato i fili Innershield®, la linea di fili animati autoprotetti Lincoln Electric. Per questo progetto, Techint iniziò ad utilizzare un'altro filo Lincoln Electric - Pipeliner® NR-208XP. Il progetto LNG è stato realizzato utilizzando un acciaio API 5L X70 su un tubo di diametro 863 mm (34") e spessori 17.5 mm (0.688”), 19 mm (0.750”), 22 mm (0.875”) e spessore 28.6 mm (1.125”).

Tuttavia, poiché il progetto salì ancora più in alto nelle Ande e di conseguenza i livelli di pressione e di ossigeno atmosferico diminuirono, le prove iniziali di Techint rivelarono che le saldature realizzate ad altitudini più elevate erano più suscettibili di porosità e scorie all'interno delle saldature. Entrambi questi fattori potevano causare difetti non accettabili.

I membri del team Lincoln Electric - con il supporto dei tecnici locali e dei rappresentanti della sede della Lincoln Electric di Cleveland, Ohio - provarono nel cantiere Techint altri materiali di saldatura. Tornando alla sede centrale negli States, i team di Consumable Research & Development e Applications Engineering svilupparono una camera di pressione barometrica unica per simulare l'ambiente montano. Per il confronto, ingegneri impostarono la camera per le prove di saldatura in posizione verticale discendente sul livello del mare. Successivamente, fecero uscire l'aria dalla camera per ricreare le quote delle altitudini più elevate e quindi ripeterono il test precedente.

Il riuscire a replicare le condizioni delle altitudini più elevate rese possibile agli ingegneri della Techint e della Lincoln Electric trovare una nuova soluzione di saldatura, utilizzando il filo Lincoln Electric Innershield ® NR-207 +, che era in grado di fornire i benefici dell' NR-208XP, eliminando i problemi di porosità e scoria che si avevano alle altitudini più elevate .

Test eseguiti su ogni giuntura utilizzando ultrasuono automatico (AUT), confermano che con il filo NR-207+ sono state realizzate ottime saldature su ogni parte del tubo. Così come l'NR-208XP utilizzato ad altitudini più basse, l'NR-207+ operava bene ad altitudini più elevate.

Oltre al filo Innershield®, Techint ha utilizzato i generatori Lincoln Electric IdealArc® DC-400, la torcia Innershield® k345-10 ed i trainafili LN-23P per realizzare le pareti del pipeline, che richiedono sia passate singole che multiple per ridurre i tempi di saldatura.

Altre sfide

Due team Techint hanno lavorato contemporaneamente sul progetto LNG PERU. Ogni team era composto da circa 130 persone, 50 saldatori più supervisori, tubisti, assistenti, operatori per le operazioni pesanti e tecnici.

Quando il progetto fu completato alla fine del 2009, questi team, che vivevano e lavorano in loco, avevano saldato più di 33.000 giunti. Gli obiettivi di produzione variavano a seconda delle condizioni meteorologiche e del terreno, ma in alcune delle sezioni costiere, le squadre di saldatura sono state in grado di completare fino a 90 giunti al giorno dei 130 presenti per ogni miglio di tubatura.

Il grande numero di giunti saldati ha sollevato le questioni dell'affidabilità e ripetibilità della saldatura. Il Senior Welding Technologist Bob Dissauer, che ha realizzato le prove presso la sede Lincoln Electric, ha trascorso del tempo in loco in Perù per supportare Techint nella qualifica dei procedimenti di saldatura, che hanno fornito le linee guida necessarie per garantire la coerenza dei lavoro dei diversi saldatori per tutta la durata del progetto.

Secondo Techint, questo, associato alle condizioni di lavoro uniche, hanno fatto dei saldatori qualificati il fattore più importante. Come per la maggior parte delle industrie, trovare dei saldatori specializzati è stata una sfida per Techint. Mentre molti saldatori arrivavano dal Peru, la società assunse inoltre personale dai paesi vicini, Colombia, Argentina, Brasile, Cile e Bolivia.

Un programma completo di formazione è stato sviluppato per tutti i saldatori e membri del team di supporto. Ad esempio, prima di iniziare il lavoro, tutti i saldatori sono stati formati e qualificati utilizzando gli stessi materiali, la posizione e le attrezzature utilizzate nel cantiere.

Inoltre, il tipo di saldatura eseguita, e le condizioni esterne estreme, resero la sicurezza in cantiere fondamentale per il progetto PERU LNG. Techint creò un piano ufficiale di sicurezza per ogni area del progetto. Per la parte relativa alla saldatura, il piano includeva dotazioni di sicurezza personale, corsi specifici e quanto necessario per la sicurezza quotidiana.

Alpaca e Flora

Gran parte della costruzione dei pipeline del progetto PERU LNG è stata realizzata in aree ambientali sensibili. in molte delle aree adiacenti ai pipeline si trovano rare varietà di piante e una moltitudine di fauna selvatica, tra cui alpaca selvaggie e vigogne. Fin dalla sua nascita, tutti i membri del progetto LNG PERU avevano l'obiettivo di minimizzare l'impatto ambientale delle tubazioni e mantenere l'integrità di queste aree critiche. Segnaletica posta a distanze strategiche ricorda in ogni momento ai lavoratori i confini delle aree nella quali si può operare ed il rispetto per l'ambiente naturale che li circonda.

Con le altezze variabili, l'erosione è un'altra sfida ambientale. Per combattere ciò, l'azienda ha sviluppato opere di erosione controllata prima di iniziare le operazioni nei punti chiave dove venivano realizzate le costruzioni. Questi includono gabbioni di roccia permanenti - grandi, rettangolari, zincate ceste di rete metallica riempite di roccia che si connettono a formare la base per creare una parete strutturale. Questi gabbioni aiutano il controllo dell'erosione e fungono da bacino di raccolta per il materiale rimosso durante la costruzione. Inoltre, recinzioni di limo e legno vengono utilizzate per lo stesso scopo.

Il gasdotto LNG PERU attraversa anche un certo numero di fiumi e zone umide. Techint ha sviluppato procedure di costruzione speciali per gli attraversamenti in queste zone ecologicamente sensibili, al fine di proteggere le piante e animali autoctoni.

Conclusioni

Con la domanda complessiva di gas naturale in continuo aumento in tutto il mondo, un numero crescente di progetti di gasdotti si sono trasferiti in regioni remote in precedenza non sfruttate per l'estrazione e la lavorazione del gas. Alcuni di questi progetti attraversano varie tipologie di terreni ed altitudini, barriere ambientali, creando una vasta gamma di sfide per la realizzazione del progetto.

Il progetto LNG PERU, che comprende anche un impianto di trattamento e una robusta struttura marina sulla costa, è uno degli esempi più recenti e più importanti di come questi team siano in grado di affrontare i vari ostacoli tecnici e ambientali affontando le imprese di costruzione che operano nelle aree sottosviluppate.

Per Techint, altitudini elevate e gli effetti dell'alta quota sul filo di saldatura sono state la più grande prova per i team di costruzione del progetto LNG PERU. Ma lavorando a stretto contatto con Lincoln Electric, l'azienda è stata in grado di rispettare i tempi previsti per la realizzazione del progetto LNG PERU.

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