Applicaties

Extreem lassen in de Andes
 

Onderzoekers voorspellen dat de wereldwijde vraag naar aardgas zich de komende 20 jaar zal verdrievoudigen Deze verwachte groei heeft het nieuwe onderzoek naar gasvelden, die voorheen niet geëxploiteerd werden vanwege hun afgelegen ligging, in een stroomversnelling gebracht. Deze gebieden met hun blootstelling aan harde en veeleisende omstandigheden vormen een uitdaging voor pijpleidingontwikkelaars – en pijpleidingmaterialen.

In Peru ligt een veld waarmee het land een leidende positie kan innemen in de groeiende aardgasindustrie in Latijns Amerika. De opbrengsten van dit veld kunnen alleen worden gewonnen via een 408 km lange pijpleiding van de Andes tot de kust van de Stille Oceaan. Het PERU LNG project was geboren, omdat men tot de conclusie kwam, dat de opbrengsten van een dergelijk project de uitdagingen verre zouden overtreffen.

In oktober 2007 gunde PERU LNG het contract voor de pijpleiding aan Techint, een internationaal constructie bedrijf. Het bedrijf zag zichzelf al gauw geplaatst voor een aantal constructie uitdagingen, zoals werkzones op eenhoogte van meer dan 4.000 meter, harde wind, lage temperaturen, zware regenval en steile hellingen. De afgelegen ligging van de pijpleiding bemoeilijkte ook het transport van mankracht en materialen naar de werkplek.

Door de extreme omstandigheden werd het lassen een van de moeilijkste aspecten van het werk. Zoals bij elke pijpleiding is ook aan de PERU LNG pijpleiding elke verbinding gelast. Gezien de moeilijke omstandigheden in de Andes vroeg dit om apparatuur en toevoegmaterialen die goed presteren onder zware omstandigheden op grote hoogte. De extreem hoge ligging van het PERU LNG project vormde een bijzondere uitdaging voor de oorspronkelijk gespecificeerde lasdraad. Bij het testen ontdekte men dat lassen, uitgevoerd boven 3.000 meter boven zeeniveau tekenen van porositeit vertoonden, hetgeen direct van invloed is op de algemene kwaliteit van de las. Techint wendde zich tot zijn langjarige laspartner Lincoln Electric voor hulp bij deze uitdaging.

Heronderzoek van de lasdraad

Op veel plaatsen op de wereld is elektrodelassen (SMAW of MMAW) nog steeds een populaire methode voor pijpleidingconstructies over land. Techint zag voordelen in het zelfbeschermende, gevulde draad proces (FCAW-S), dat grotere voortloopsnelheden mogelijk maakte, waarbij minder slijpen en schoonmaken nodig was dan bij SMAW – allemaal factoren die tot een snellere voltooiing van het project leiden. Dit proces maakt gebruik van een lasdraad, waarbij beschermings-, denitrificatie- en desoxidatiematerialen direct in de kern zijn verwerkt, waardoor geen extern gasflessen nodig zijn. Dit creëert een slak waarmee het lasbad tegen de omgevingsatmosfeer wordt beschermd.

Al meer dan 20 jaar gebruikt Techint de Innershield® lijn van zelfbeschermende, gevulde (FCAW-S) lasdraad van Lincoln Electric. Voor dit project begon de crew van Techint met een andere draad van Lincoln Electric wire – de Pipeliner® NR-208XP draad – aan het PERU LNG project, dat gebouwd werde met staal API 5L X70 steel met een pijpdiameter van 863 mm. en een wanddikte van 17.5 mm., 19 mm., 22 mm. en 28.6 mm.

Maar toen het project steeds hoger in e Andes kwam en luchtdruk en zuurstofgehalte afnamen, toonde de testen van Techint aan dat lassen op grotere hoogten uitgevoerd ontvankelijker waren voor porositeit en slakinsluiting. Beide factoren kunnen onacceptabele gebreken veroorzaken.

Teamleden van Lincoln Electric – onder wie plaatselijke technische ondersteuning en vertegenwoordigers van het hoofdkantoor in Cleveland, Ohio – waren aanwezig op de testsite van Techint om andere toevoegmaterialen te testen. Op het hoofdkantoor in de Verenigde Staten ontwierpen de Consumable Research & Development and Applications Engineering teams een unieke drukkamer om de bergomgeving na te bootsen. Ter vergelijking stelde de ingenieurs de kamer in om lassen verticaal neerwaarts te testen op zeeniveau. Daarna pompten ze lucht uit de kamer om de grotere hoogte na te bootsen en vervolgens herhaalden ze de testen.

De mogelijkheid om de condities op de juiste hoogte na te bootsen gaf de ingenieurs van Techint en Lincoln Electric de kans een oplossing te ontwikkelen met gebruikt van Innershield® NR-207+, die de voordelen gaf van NR-208XP, terwijl de problemen van porositeit en slakinsluiting op grotere hoogten werden uitgesloten. Dit vereiste fijnafstemming van zowel de draad als de ontwikkeling van een lasprocedure controle ter verzekering van laskwaliteit en prestaties.

Testen ter plaatse met automatisch ultrasonishc (AUT) omtreklas inspecties op iedere las bevestigden dat de NR-207+ goede presteerde in iedere positie rond de pijp. Net als de NR-208XP op lagere hoogten presteerde de NR-207+ goed op grotere hoogten.

Naast de Innershield® lasdraad gebruikt Techint Lincoln Electrics IdealArc® DC-400 stroombronnen, K345-10 Innershield® laspistolen en LN-23P draadaanvoereenheden bij het PERU LNG project om dikwandige stalen pijpleiding te construeren, waarvoor enkele en samengestelde afgeschuinde groeflassen nodig waren om de lastijd te bekorten.

Verdere uitdagingen

Twee Techint lasteams werken tegelijkertijd aan het PERU LNG project. Elk team bestaat uit ongeveer 130 man, bestaande uit 50 lassers en opzichters, slijpers, pijpfitters, assistenten, heavy-duty mensen en technici.

Wanneer het project eind 2009 is afgerond hebben deze teams, die op de site leven en werken, meer dan 33,000 verbindingen gelast. Productiedoelstellingen variëren afhankelijk van terrein- en weersomstandigheden, maar in sommige van de aan de kust gesitueerde secties, konden lasteams meer dan 90 verbindingen leggen in één dag – van de 130 verbindingen voor elke mijl pijpleiding.

Dit grote aantal totale omtreklasverbindingen riep de vraag op naar lasconsistentie en herhalingsmogelijkheden. Senior Welding Technologist Bob Dissauer, die aan de testen meewerkte op het hoofdkantoor van Lincoln, hielp op de werkplek in Peru Techint met de kwalificatie van de lasprocedures, die de noodzakelijke richtlijnen vormden om de voortgaande consistentie te verzekeren tussen verschillende lassers en de voortgang van het project.

Volgens Techint maakte dit samen met de unieke werkomstandigheden het belangrijk, dat er kundige lassers oo de werkplek waren. Het vinden van bekwame lassers was voor Techint een grote uitdaging. Veel lassers kwamen uit Peru, maar het bedrijf nam ook lassers aan uit omliggende landen als Colombia, Argentinië, Brazilië, Chili en Bolivia.

Alle lassers en ondersteunende teamleden doorliepen een uitgebreid trainingsprogramma. Zo werden alle lasers vóór het werk begon getraind en gekwalificeerd met gebruik van dezelfde materialen, positie en apparatuur als er op de werkplek werd gebruikt.

Daarenboven maakte het type uitgevoerde las gecombineerd met de extreme omstandigheden de veiligheid op de werkplek tot speerpunt van het PERU LNG project. Techint stelde een formeel veiligheidsplan op voor elk deel van het project. Voor de lasafdeling betekende dit persoonlijke veiligheidsmiddelen, specifieke kennismakingscursussen en dagelijkse veiligheidsgesprekken.

Alpacas en flora

Een groot deel van het constructiewerk aan de PERU LNG pijpleiding vindt plaats in een kwetsbaar milieu. Veel gebieden in de omgeving van de pijpleiding hebben zeldzame planten en veel dieren, waaronder alpacas en vicuñas. Van het begin af aan hebben alle leden van het PERU LNG project gestreefd naar een minimale impact van de pijpleiding- en construction zone om de het onaangetaste karakter van deze plekken te behouden. Borden op strategische punten herinnerden de werklui aan de grenzen van de constructiezone en steeds respect te hebben voor de natuurlijke omgeving.

Een andere uitdaging op milieugebied vormt de erosie, vanwege de hoogteverschillen. Om dit tegen te gaan heeft het bedrijf gecontroleerde anti-erosiewerkzaamheden uitgevoerd op strategische punten van de constructiezone, vóórdat men begon met vrijmaak- en hellingswerkzaamheden begon. Hieronder vielen permanente rotsbekistingen – grote rechthoekige, zwaar gegalvaniseerde draadmanden gevuld met rotsen naast elkaar om zo een basis te vormen voor een steunmuur. Deze bekidsting beperkte de erosie en fungeerde ook als opvangplek voor materiaal, dat tijdens constructie was verwijderd. Verder werden slikbeschottingen en houten hekwerken voor hetzelfde doel gebruikt.

De PERU LNG pijpleiding kruist ook een aantal rivieren en wetlands. Om inheemse planten en dieren te beschermen ontwikkelde Techint speciale constructieprocedures voor de oversteek van deze kwetsbare gebieden.

Conclusie

Wereldwijd stijgt de vraag naar aardgas, waardoor een groot aantal projecten worden uitgevoerd in voorheen onontgonnen en afgelegen gebieden om aardgas te winnen voor de wereldmarkt. Een aantal van deze projecten lopen over dicverse terreinen en hoogten en zien zich geplaatst tegenover milieubarrières, hetgeen uiteenlopende uitdagingen schept voor constructie- en lasteams.

Het PERU LNG project, waaronder ook een fabriek en een behoorlijke haven aan de kust vallen, is een van de meest recente en opvallende voorbeelden van hoe deze teams de verschillende hindernissen op technisch en milieugebied overwinnen.

Voor Techint leverden de grote hoogten en de bergachtige omgeving de grootste uitdaging voor de constructieteams op bij het PERU LNG project. Door de nauwe samenwerking met Lincoln Electric slaagde het bedrijf erin op schema te bklijven met het PERU LNG pijpleiding en verwacht de deadline van eind 2009 te halen.

Lees meer