スルザー、レーザー金属蒸着を使用してエクイノールのリーンアミンポンプインペラを修理

Jul 12, 2023

完成したインペラはノルウェーに返送する準備が整っています。 (画像出典: Sulzer Pumpen (Deutschland) GmbH )

計画された修理プロジェクトでは、スルザーは新品同様の性能と信頼性を確保するために、手作りのインペラを備えた整備済みポンプ 2 台を納入しました。

現代の生活は石油やガスから得られる製品に囲まれていますが、原材料はエネルギーや製造プロセスに適したものにするために精製および精製する必要があります。 リーンアミンは、酸性天然ガスから硫化水素 (H2S) と二酸化炭素 (CO2) 成分を吸収してリッチアミンを生成するために使用され、これは再生ユニットに循環され、そこでリーンアミンに戻ります。 プロセス全体は、プラットフォーム上の重要な資産である高圧ポンプによって駆動されます。

パフォーマンスの向上国際エネルギー大手エクイノール社の目標は、計画的なメンテナンスとエンジニアリングの改善を通じて、オフショア プラットフォームの効率と信頼性を継続的に確保することです。 アミンプロセスでは、4 台の API 610 - BB5 ポンプを使用し、水頭 978 m (3'200 フィート) および圧力 150 barg (2'175 psi) で 1'120 m3/hr (4'930 gal/min) の流量を生成します。いずれも 3.85 MW (5'160 hp) の電力を必要とします。

定期メンテナンス プロジェクトの一環として、カートリッジ 1 つが取り外され、内部コンポーネントの検査と摩耗部品の更新のためにノルウェーにある Sulzer のサービス センターに送られました。 用途の性質上、リーンアミンには飽和ガスが含まれており、同伴ガスが含まれており、ポンプへの吸引圧力が限られているため、吸引インペラにキャビテーションによる損傷が発見されても驚くことではありませんでした。

代替案を比較検討するインペラのオプションは修理するか、新しいコンポーネントと交換するかのいずれかでしたが、後者のオプションではリードタイムが長くなります。 並行して、Equinor と Sulzer は積層造形 (AM) 技術について話し合っており、当然のことながら、交換品の製造を待つのではなく、AM を使用してインペラを修理するという要望につながりました。

この場合、インペラは英国にあるスルザーのリーズサービスセンターに送られ、専門施設が最も費用対効果の高い修理を提供します。 損傷したベーンのプロファイルを再作成することもできましたが、これはインペラを交換するのではなく材料を除去することを意味し、キャビテーションが継続することが予想されるため、インペラの耐久性が損なわれることになります。

インペラは、オーステナイトとフェライトの 2 つの相を持つスーパー二相ステンレス鋼で製造されており、材料の性能を継続的に維持するには、これら 2 つのバランスを維持する必要があります。 ただし、熱に対する耐性はあまり高くなく、溶接によりこのバランスが 50:50 から 30:70 にフェライトを優先して変化する可能性があり、耐食性に重大な影響を及ぼします。

さらに、過度の熱は金属の歪みを引き起こす可能性があるため、タングステン不活性ガス (TIG) 溶接がオプションのリストから除外されました。 スルザーは、インペラを元の寸法に戻すための最適なソリューションとして、レーザー金属蒸着 (LMD) を提案しました。

涼しく保つオリジナルの製造プロセスでは、インペラの入口と羽根のプロファイルは、テンプレートを使用して手作業で詳細に作成されました。 スルザーは完全自動化された LMD 装置を備えていますが、この場合、最も適切な解決策は元の製造プロセスを複製することでした。

Sulzer の付加製造および材料のスペシャリスト、Yogiraj Pardhi 博士は次のようにコメントしています。「消耗品、制御パラメータ、および技術を慎重に選択することで、最適な方法を確立できます。この場合、柔軟性とアクセス性を高めるために、次のような半自動プロセスが選択されました。手動ワイヤ供給と修理領域全体にわたるレーザー ヘッドの自動制御 LMD ヘッドの各パスの間に、修理部位の温度が 100 °C (212 °F) を超えないようにするための冷却期間が必要でした。」

損傷領域が形成されると、研磨用ハンドツールとテンプレートを使用して手動でブレンドするプロセスが採用され、ベーンの最終寸法が確立されました。 ここでも、元の製造プロセスと同じ方法を使用し、熱の蓄積を最小限に抑えることで、インペラの元の特性が確実に保持されました。 完成したインペラは、バランスが調整される前に染料浸透検査 (DPI) を使用して欠陥がないかチェックされ、カートリッジの再構築に間に合うようにノルウェーへの返送の準備が行われました。

長期的な信頼性インペラの修理はリーズで 2 週間以内に完了し、カートリッジの残りの部分の修理はノルウェーで完了しました。 2 週間のスケジュールは残りの修理プロジェクトと一致し、ポンプ全体が予定どおりに顧客に返却されることが保証されました。

最初のポンプの修理が完了した後、姉妹ユニットも取り外されましたが、非常によく似たキャビテーション損傷があることが判明し、同様の修理のためにノルウェーのサービスセンターに送られました。 リーズでは、プロセスがすでに詳細に説明されていたため、インペラの修理時間はわずか 1 週間に短縮されました。

Equinorの代表者は、「キャビテーションがこのアプリケーションの特徴であることを確認したため、当社のオフショアプラットフォーム上の資産の継続的なパフォーマンスと信頼性を確保するために、メンテナンスに積極的なアプローチを取ることにしました。スルザーとの協力により、タイムリーな修理が保証されました」とコメントしています。これにより、アミンポンプが元の仕様に戻り、ダウンタイムを犠牲にすることなく耐久性が向上します。」

出典: Sulzer Pumpen (ドイツ) GmbH