Historias de Aplicación

Soldadura Extrema en los Andes
 

Los analistas predicen que la demanda global de gas natural se triplicará en los próximos 20 años. La anticipación de ese aumento ha impulsado nuevas explotaciones de yacimientos de gas que no eran explotados previamente por sus ubicaciones remotas. Estas regiones desafian a lo equipos de desarrollos de tuberia - y a los materiales - con exposición en condiciones duras y exigentes.

En el Perú se encuentra un campo con el potencial para mover el pais hacia una posición importante de liderazgo en la creciente industria del gas natural en America Latina. La generosidad del sitio, sin embargo, se puede aprovechar sólo mediante una tubería de 408 Km.(254 millas) desde la Cordillera de los Andes hasta la Costa del Océano Pacífico. La determinación de los fructíferos resultados de un proyecto de este tipo superan los retos y ganó el proyecto PERU LNG.

En Octubre 2007, PERU LNG adjudicó el contrato para el gaseoducto a la empresa de ingeniería internacional Techint. La empresa rápidamente se encontró con un número de desafíos en la construcción, incluyendo las zonas de trabajo en la grandes altitudes de más de 4.000 m (14.000 pies), fuertes vientos, bajas temperaturas, fuertes lluvias y grandes pendientes. La ubicación remota también hace que el gaseoducto sea dificil para el transporte de materiales y mano de obra al lugar de trabajo.

Debido a las condiciones extremas de la región, la soldadura se convirtió rápidamente en uno de los aspectos más difíciles del trabajo. Como cualquier proyecto de tubería, todas las uniones de la tubería PERU LNG son soldadas. Esto, combinado con los factores medioambientales extremos de los Andes, se necesita un equipo y consumibles que puedan rendir con eficacia bajo las condiciones de aire libre y altitudes elevadas. Las alturas extremas del proyecto PERU LNG presentaron un reto especial para el hilo de soldadura especificado originalmente. Durante el ensayo del consumible, se descubrió que las soldaduras hechas a más de 3.000 m (9.800 pies) sobre el nivel del mar exhibian síntomas de porosidad, pudiendo afectar a la calidad global de la soldadura. Technit volvió con Lincoln Electric para ayudar a resolver este reto.

Analizando de nuevo el hilo de soldadura

En muchas áreas del mundo, la soldadura (SMAW or GMAW) sigue siendo un método popular para la construcción del gaseoducto a través del país. Techint, sin embargo, ha encontrado una ventaja competitiva con el proceso con hilo tubular autoprotegido (FCAW-S), que proporciona velocidades de desplazamiento más rápidas y precisa menos amolado y limpieza que SMAW- factores que contribuyen a la finalización del proyecto más rápido. Este proceso utiliza un hilo de soldadura autoprotegido, que incluye materiales desoxidantes y elimina la necesidad de botellas de gas externas. Esto crea una escoria que ayuda a proteger el baño de soldadura de la atmósfera circundante.

Durante más de 20 años Technit ha utilizado Innershield®, hilo tubular (FCAW-S) de Lincoln Electric. Para este proyecto, Techint utilizó otro hilo de Lincoln Electric – el Pipeliner® NR-208XP – en el proyecto PERU LNG , que está siendo construido utilizando acero API 5L X70 con un diámetro de tubo de 863 mm (34”) y espesores de 17.5 mm (0.688”), 19 mm (0.750”), 22 mm (0.875”) y 28.6 mm (1.125”).

Sin embargo, como el proyecto fue más elevado en los Andes y la presión atmosférica y los niveles de oxigeno bajaron, las pruebas iniciales de Technit revelaron que las soldaduras finalizadas a elevaciones superiores eran más susceptibles a porosidad y al atrapamiento de escoria dentro de las soldaduras. Ambos de estos factores pueden causar defectos inaceptables.

Miembros del equipo de Lincoln Electric - incluyendo el soporte técnico local y representantes de la sede en Estados Unidos de la compañía en Cleveland, Ohio - pasaron tiempo con Technit probando otros consumibles. De vuelta en la sede central del fabricante en Estados Unidos los Equipos de la Investigación del Consumible & Desarrollo y Aplicaciones de Ingeniería desarrollaron una cámara de presión barométrica única para simular el entorno montañoso. Para la comparación, los ingenieros ajustaron la cámara para probar soldaduras en vertical descendente hacia el nivel del mar. A continuación, se bombea aire fuera para recrear las más altas elevaciones y entonces se repite la prueba anterior.

La capacidad de reproducir la condiciones y la altitud apropiada permitió a los ingenieros de Techint y Lincoln Electric desarrollar una solución ,utilizando el Innershield® NR-207+, que podría proporcionar los beneficios experimentados con el NR-208XP, mientras se eliminaban los problemas de porosidad y escoria atrapada en elevaciones más altas. Para ello era necesario tanto el ajuste fino del hilo como el desarrollo del procedimiento de soldadura y control para garantizar la calidad y rendimiento.

La prueba en el lugar de trabajo utilizando ultrasonidos automáticos (AUT) inspecciones de soldadura de circunferencia, que se realiza en todas juntas, confirmó el rendimiento del NR-207+ en cada posición alrededor del tubo. Al igual que con el NR-208-X utilizado a elevaciones más bajas, el NR-207+ también funcionó bien en elevaciones más altas.

Además del hilo Innershield, Techint utilizó la fuente de corriente IdealArc® DC-400 de Lincoln Electric, pistolas K345-10 Innershield® y devanadores LN-23P en el proyecto PERU LNG para construir la pared de tubería de acero pesado que requería tanto soldaduras de bisel individuales y compuestas para reducir el tiempo de soldadura.

Otros Desafíos

Dos equipos de soldadura de Techint trabajaron simultáneamente en el proyecto PERU LNG. Cada equipo incluye aproximadamente 130 personas, compuesto por 50 soldadores más supervisores, amoladores,instaladores de tuberías, asistentes, operadores para servicios pesados y técnicos.

Cuando el proyecto esté completado en el 2009, estos equipos que viven y trabajan alli, habrán soldado más de 33.000 juntas. Los objetivos de producción varían según las condiciones del terreno y del clima, pero en algunas secciones de la costa, los equipos de soldadura fueron capaces de completar hasta 90 juntas - de las 130 juntas que presenta cada tramo de tubería- en un día.

Este gran número de circunferencias soldadas planteó las cuestiones de la consistencia y repetibilidad. Senior Welding Technologist Bob Dissauer, quien trabajó en el ensayo en la central de Lincoln Electric, pasó un tiempo en el Perú ayudando a Techint en los procedimientos de soldadura cualificados, que proporcionaron las directrices necesarias para garantizar la coherencia permanente entre diferentes soldadores y en toda la duración del proyecto.

De acuerdo con Techint, esto, combinado con las condiciones únicas de trabajo, hizo a los soldadores cualificados en el trabajo más importante. Al igual que muchas industrias, sin embargo, la búsqueda de soldadores cualificados fue un reto para Techint. Mientras que algunos soldadores eran de Perú, la compañía reclutó de paises próximos incluyendo Colombia, Argentina, Brasil, Chile y Bolivia.

Se empleó un programa de formación y apoyo para todos los soldadores y miembros del equipo. Por ejemplo, antes de empezar a trabajar, todos los soldadores fueron formados y calificados usando los mismos materiales, posición y equipos utilizados en la obra.

Además, el tipo de soldadura realizada, junto con las condiciones extremas al aire libre, proporcionaron una seguridad extrema en el proyecto PERU LNG. Techint creó un plan de seguridad para cada área del proyecto. Para la parte de soldadura, incluyó equipo de seguridad personal, cursos específicos de iniciación y charlas diarias sobre seguridad.

Alpacas y Flora

Gran parte de las obras del gaseoducto del PERU LNG se produjeron en áreas medioambientales sensibles. Muchas de las áreas próximas al gaseoducto contienen variedades raras de plantas y multitud de animales salvajes, incluyendo alpacas y vicuñas salvajes. Desde su creación, todos los miembros del proyecto PERU LNG han tenido como objetivo reducir el impacto en la zona de la construcción de lineas y mantener la integridad en estas áreas críticas. Las señalizaciones a distancia estratégicas recordaban a los operarios los límites de la zona para que respeteran el medioambiente en todo momento.

con la variación de las elevaciones, la erosión fue otro desafío en el medioambiente. Para combatir esto, la compañía desarrolló trabajos de erosión controlados antes de iniciar actividades de nivelación en los puntos claves de construcción. Estos incluyeron gaviones permanentes de roca - grandes cestas de malla rectangulares galvanizadas reforzadas llenas de roca que se conectaron para formar la base de un banco y crear una pared lateral. Estos gaviones ayudaron a controlar la erosión y sirvieron como un sumidero para almacenar el material cortado eliminado durante la construcción. Además, cercas de madera y de barro fueron utilizadas para el mismo proceso.

El gaseoducto PERU LNG también atravesó varios ríos y zona húmedas Techint diseñó procedimientos de construcción especiales para atravesar estas áreas medioambientales sensibles para proteger las plantas y animales de la zona.

Conclusión

Con la demanda global de gas natural aumentando en todo el mundo, un número creciente de proyectos de gaseoductos se han trasladado a las regiones remotas sin explotar para extraer gas para su procesamiento y utilización en el mercado global. Algunos de estos proyectos atraviesan una variedad de terrenos y altitudes, y se enfrentan a barreras ambientales, creando una amplia gama de desafios a los equipos de construcción y soldadura.

El proyecto PERU LNG incluye una instalación de procesamiento y una instalación marina en la costa, es uno de los ejemplos más nuevos y prominentes de cómo estos equipos solucionan varios obstáculos técnicos y ambientales en paises con zonas no desarrolladas.

Para Techint, las elevaciones montañosas y los efectos de la altitud elevada en la soldadura supuso la mayor prueba para los equipos de construcción en el proyecto PERU LNG. Al trabajar en colaboración con Lincoln Electric, la compañía ha sido capaz de permanecer al día con el proyecto del gaseoducto PERU LNG y espera cumplir el plazo de final del 2009, haciendo coincidir la química del consumible correcto al trabajo manual.