Applicazioni di Successo

Gulf Marine : 35% Incremento del Tasso di Deposito
 

Il successo dell'avanzata Tecnologia Arco Sommerso nelle più grandi piattaforme Offshore

Gulf Marine Offshore PilingCome molti altri produttori, Gulf Marine Fabricators cercava una nuova tecnologia di saldatura che potesse incrementare la produttività e la qualità della saldatura. Ma la necessità è divenuta più urgente, quando Daewoo Shipbuilding e Marine Engineering hanno stipulato un contratto con la società Corpus Christi per realizzare la più grande piattaforma di perforazione in mare aperto per la ChevronTexaco.

Basandosi sullo spessore dei materiali e su altri fattori, il team della Gulf Marine ha scelto la saldatura ad arco sommerso come procedimento principale per questo progetto.

Gulf Marine era consapevole che anche un modesto incremento della produttività poteva produrre un notevole rendimento in un progetto di tali dimensioni. Nel frattempo, ulteriori lavori su larga scala venivano introdotti nel programma di produzione, e gli ingegneri della società sapevano che non vi erano nuovi significativi sviluppi nella saldatura ad arco sommerso. Era necessario ricominciare la ricerca di nuove soluzioni completamente dall'inizio.

"Abbiamo fortemente ricercato un certo numero di produttori ed abbiamo posto loro delle domande fondamentali," disse Jim Miller, ingegnere supervisore della società. "Abbiamo impiegato più di un anno per esaminare il maggior numero di informazioni possibile."

Gulf Marine FabricatorsGulf Marine doveva produrre pali d'acciaio lunghi circa 183 m che dovevano essere trasportati nell'Oceano Atlantico, al largo delle coste africane. Gli ingegneri della società decisero di inserire marchi di nuove tecnologie che consentissero un aumento della produttività del 30%. Tuttavia, poiché i risultati finali hanno superato le aspettative, Gulf Marine ha ora intenzione di rinnovare l'intera operazione con lo stesso tipo di equipaggiamenti.

Agli inizi del 2004, la Lincoln Electric Company® introdusse il Power Wave® AC/DC 1000, sistema di saldatura a tecnologia Inverter per le applicazioni arco sommerso sia in passata singola che multipla. Questa macchina è il primo ed unico generatore a tecnologia Inverter progettato per la saldatura arco sommerso AC/DC a livello industriale. La Gulf Marine ha testato il sistema da 1000 A ed in seguito ha acquistato 16 unità, diventando la prima azienda a implementare questa nuova tecnologia su larga scala.

PowerWave AC/DC 1000 Il Comando della Forma d'onda, i software e l'ampia flessibilità del Power Wave consentono agli operatori di regolare facilmente la saldatura ad arco sommerso (SAW) con qualsiasi frequenza compresa tra zero e 200 Hertz semplicemente girando una manopola. Nei procedimenti multiarco questa funzionalita può essere utlizzata per ottenere lo sfasamento tra gli archi ed eliminare l'insorgere del soffio magnetico.

L'ampiezza e la durata delle fasi positive e negative sono settabili in maniera completamente indipendente permettendo di ottenere un migliore controllo della geometria del giunto, del tasso di deposito, della penetrazione e di ridurre l'apporto termico. Grazie alla tecnologia di controllo digitale Nextweld, che utilizza la regolazione elettronica per il controllo della forma d'onda, i parametri possono essere adattati perfettamente ad ogni applicazione.

I generatori per arco sommerso tradizionali operano solamente in DC+, DC- o in AC a 60 Hz. La modifica di questi parametri richiede una modifica manuale sull'hardware con conseguente tempi di inattività. Con il Power Wave AC/DC, grazie al cambio di polarità elettronico, non è necessaria nessuna riconfigurazione hardware. Ciò consente un maggiore controllo della forma d'onda, permettendo all'operatore di ottimizzare la penetrazione mantenendo il tasso di deposito il più elevato possibile.

Equipaggiamenti per la saldatura arco sommersoPer Gulf Marine, che doveva saldare km di materiali con spessori da 5,715 a 9,525 cm è stata scelta una configurazione in tandem. In questa applicazione con doppio filo, sia l'arco "lead" che "train" venivano utilizzati in AC su travi meccanizzate, ognuna con tre teste di saldatura. Le stazioni effettuavano tre saldature circonferenziali alla volta per un totale di circa 40 passate.

A differenza dei sistemi convenzionali, i generatori Power Waves a tecnologia Inverter sono in grado di fornire una corrente AC non bilanciata per ciascuno dei due archi e ciò ha permesso a Gulf Marine la penetrazione richiesta con il massimo tasso di deposito possibile.

Un team di tecnici Lincoln ha lavorato a stretto contatto con Gulf Marine per garantire l'impostazione corretta dei parametri. Hanno provveduto ad impostare bilanciamento, la frequenza e lo sfasamento tra i due archi im modo da ottimizzare la saldatura.

Con entrambi gli archi configurati in polarità AC completamente sbilanciata, Gulf Marine ha realizzato un aumento immediato del tasso di deposito. L'arco più stabile ha consentito di aumentare la corrente da 650 a 775 A. Questo cambiamento ha portato ad un incremento del tasso di deposito del 35%, ha detto Miller.

"Su un progetto di questo tipo, ciò è incredibile," ha aggiunto. "Adesso è un gioco da ragazzi passare alla nuova tecnologia. Il Power Wave AC/DC 1000 consente un controllo dell'arco che nessun altro generatore ha mai consentito, ed il controllo dell'onda è facilmente regolabile dall'interfaccia."

Saldatura Arco SommersoUn supporto ulteriore a questo progetto è stato dato dal filo per arco sommerso Lincolnweld® LA-75 Accoppiato con flusso Lincolnweld 880M, il filo è stato appositamente selezionato per mantenere o migliorare la velocità di marcia ad amperaggi superiori offrendo allo stesso tempo migliori proprietà meccaniche.

Infine, passando dai generatori convenzionali ai generatori ad Inverter, il consumo di corrente elettrica della società si è ridotto del 10-15% consentendo un notevole risparmio sui costi delle bollette.

Monitorare i progressi

La tecnologia Power Wave Lincoln è stata utilizzata in 720 sezioni, per un peso totale della struttura pari a circa 12.000 tonnellate - un po' di più rispetto al peso della Torre Eiffel.

Ora, Miller controlla direttamente dal suo PC una serie di attività, come lo sviluppo delle forme d'onda ed i parametri di tutte le procedure di saldatura, utilizzando il software Lincoln Production Monitoring®. Può inoltre controllare anche il tempo d'arco acceso ed il tasso di deposito. Il sistema avvisa persino quando il filo è finito.

Saldature di Elevata QualitàI supervisori possono controllare la produttività sia sui turni di lavorazione in corso che su quelli passati - questa possibilità è molto apprezzata dai manager della Gulf Marine, che sono orgogliosi della propria efficienza. Possono impostare tensione e corrente, e monitorare le prestazioni. Possono controllare l'arco, la tensione e l'amperaggio in tempo reale. Se necessario, i dati possono essere salvati per riferimento futuro. I generatori possono perfino inviare una e-mail quando il filo finito.

Il reparto di manutenzione utilizza il software per monitorare le ore totali di arco acceso su una determinata macchina, in modo da poter programmare i tempi di manutenzione. Se c'è un malfunzionamento, il software è dotato di uno strumento diagnostico integrato che aiuterà a individuare la causa del problema.

Miller ha detto che un altro vantaggio del Power Wave AC/DC 1000 è la notevole affidabilità e l'elevata qualità delle saldature. Le regolazioni precise consentono un partenza dell'arco ed impostazioni di saldatura ottimali. Su questa particolare applicazione offshore in mare aperto, occorre che le saldature soddisfino gli standard di API RP 2X e AWSDI.1. Il tasso di riparazione è stato pari a 0,042 per cento, i controlli sono stati effettuati totalmente tramite ultrasuoni su quasi 7620 mt di saldatura.

Guardando avanti

Essere stati i primi ad utilizzare la Tecnologia Power Wave Lincoln non è il solo progresso attuato da Gulf Marine. La società ha brevettato un nuovo progetto di piattaforme galleggianti in mare aperto chiamate piattaforme Cell Spar. Rispetto alle tradizionali piattaforme galleggianti, le piattaforme Cell Spar risultano più economiche poiché date le minori dimensioni di ogni singolo cilindro è necessaria una quantità minore di materiale per la loro costruzione. 

Le Cell Star sono costituite da sette lunghi e sottili cilindri saldati da centinaia di lastre di acciaio di piccole dimensioni. Esse richiedono un consistente impiego di saldatura automatizzata. Vengono saldate testa a testa piastre dai 3 ai 10 m circa utilizzando un procedimento arco sommerso. I pezzi sono poi calandrati per ottenere circa 300 sezioni cilindriche.

Piattaforme galleggianti Offshore "Cell Spar" Produttività, automazione efficace ed efficienza, tutte giocano un ruolo chiave nell'ottimizzare qualità e costi del nuovo progetto. Per fare ciò, la società prevede di inserire il Power Wave AC/DC 1000 Lincoln in tutte le sue attività ad arco sommerso, ha detto Ramiro Cortez, Responsabile sovrintendente per Gulf Marine. 

"Questa macchina è anni luce avanti alle altre", ha affermato. "Sono veramente impaziente di vedere la produttività che otteremo con le piattaforme Cell Spar. Il nuovo progetto unito alla tecnologia Power Wave ci renderà ancora più competitivi"

Cortez ha inoltre aggiunto che gli operatori hanno appreso i cambiamenti rapidamente ed hanno imparato ad utilizzare il nuovo sistema con relativa facilità.  

"Nel passare alla nuova tecnologia non abbiamo subito nessun rallentamento", ha detto. Il team di tecnici Lincoln è stato molto utile e molti di loro sono tornati molte volte, affiancandoci fino a quando non abbiamo messo a punto il sistema.

Miller ha inoltre aggiunto che quando la flessibilità del Power Wave AC/DC 1000 verrà compresa totalmente, la produttività aumenterà ulteriormente.

"Le possibilità che questa tecnologia offre sono infinite"- ha affermato Miller - “E' impossibile stabilire dove questo ci potrà portare.”

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Originariamente redatto l' 08/11/05

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