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【海工装备】原位密封件焊接技术实现FPSO海上维修

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由于采用了密封件焊接技术,FPSO无需返回港口,可在海上进行维修,以便继续生产,将昂贵的设备停机时间降至最低。

编辑 | 二丫

随着FPSO船舶的规模与复杂性日益增加,停机时间变得愈发昂贵。更换大尺寸的密封件,如转轴组,对确保设备的有效运行至关重要,通常需要FPSO停止生产,返回港口。这会造成昂贵的停工时间,并增加船舶往返于港口与作业现场的碳排放。理想方案是在海上就地完成任何密封件的维修或更换,以加快进程,并最大限度地缩短设备停机时间。石油圈原创,石油圈公众号:oilsns
Trelleborg公司采用一种新方法来更换大尺寸密封件。SealWelding是一项在高风险环境下,当场更换密封件的服务,而且在整个更换过程中允许其他设备正常运行,以减少对生产的影响。

Trelleborg公司的工厂生产出新的密封件,将其运输至FPSO,为焊接作业做准备。密封焊接是该工艺的基础,经过改进与优化,为在FPSO高风险环境、在转轴组的狭小空间内作业提供了专门的解决方案。

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01. 高性能作业

生产的密封件与原始规格、材料、直径保持一致。然后,利用量身定制的工具精确切割密封件,并将密封件包装好,以便运输至FPSO。石油圈原创,石油圈公众号:oilsns
在密封件被运到海上之前,要对一小块原料坯进行检查与测试,经过规定的样品焊接过程,然后在焊接点处进行弯曲。检查样品焊接处是否存在裂缝或可能影响使用的表面痕迹。如果样品焊接处通过了所有的质量检查,密封件就会被批准装运。

在海上的FPSO上,Trelleborg公司密封焊接专家团队的专业人员将密封件安装在设备周围。使用ATEX 1区认证的专用全封闭焊接机,将密封件的两端无缝连接在一起。密封件的两端安装在焊接机的焊头外壳中,准备进行密封,然后对机器加压。全封闭焊接使FPSO上的其他转轴组可继续生产,而且不存在安全隐患。石油圈原创,石油圈公众号:oilsns

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Trelleborg公司的SealWelding工艺可在高风险环境中,当场更换密封件,而且在整个更换过程中其他设备能正常运行,减少对生产的影响。(来源:Trelleborg密封技术公司)

 

02. 安全至上

一个控制柜可确保该工艺的顺利运行,并对所有数据进行监控与记录。通过计算机运行专门设计的程序,来控制密封件的焊接过程,以确保精准对接。石油圈原创,石油圈公众号:oilsns

焊接过程完成后,从焊头外壳中取出密封件,彻底检查是否存在异常以及可能导致泄漏或密封失效的划痕。然后对密封件进行抛光处理,以去除任何纹理差异,并与原始规格要求进行比较,同时检查计算机日志与记录数据,以确保达到设定参数。一旦获得批准,就可将焊接好的密封件安装至设备中,再组装好硬件,以备使用。石油圈原创,石油圈公众号:oilsns

 

03. 鉴定测试

每个焊接密封件必须牢固,焊接强度应大于未焊接材料原值的80%。对密封件进行测试,以确保其屈服值超过ASTM D4894标准规定。密封件不能超出该屈服值,因为这将会导致失效。石油圈原创,石油圈公众号:oilsns
利用几种方式来测试焊接的密封件,以检查是否存在疲劳或其他潜在问题。压力高达350bar的静态测试,压力从2升至20再升至70bar的动态测试,以及压力为350bar的水与气体动态测试。在获批之前,密封件必须通过上述测试。石油圈原创,石油圈公众号:oilsns

04. 设备与流程

专用焊机采用全封闭设计,通过了ATEX 1区、IIC气体、T4温度的认证,以确保可在任何高风险环境中安全地进行焊接,包括诸如可能存在甲烷潜在风险的FPSO上。机器内部的冷却系统,可确保设备表面温度不超过+135℃。

完善的操作流程与协议可确保每个使用Trelleborg公司SealWelding工艺的密封件,都是以相同方式完成焊接,并且具有相同的高质量。石油圈原创,石油圈公众号:oilsns
出于培训目的,搭建了配有转轴的测试环境,可让工程师身临其境地体验到海上环境,并对封闭式焊接系统与设备进行评估,以确保他们能够安全高效地工作。测试环境还支持识别潜在挑战,从而可在安装之前做出更改。

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更换大尺寸密封件,对于确保设备(如旋转装置)的高效运行至关重要,但通常需要FPSO返回港口,停止生产。(来源:Trelleborg密封技术公司)

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在海上的FPSO上,Trelleborg公司密封焊接专家团队的专业人员将密封件安装在设备周围。使用ATEX 1区认证的专用全封闭焊接机,将密封件的两端无缝连接在一起。(来源:Trelleborg密封技术公司)

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焊接过程完成后,从焊头外壳中取出密封件,彻底检查是否存在异常以及可能导致泄漏或密封失效的划痕。(来源:Trelleborg密封技术公司)

 

05. 三阶段法

该密封件焊接过程包括三个阶段:项目规划、图纸和最重要的现场调查。在FPSO上完成调查有助于工程师验证图纸与信息,确认细节符合预期,从而避免在安装过程中发生意外风险。石油圈原创,石油圈公众号:oilsns

该过程的第二阶段是建立与验证客户专用的焊头工具。每个项目都拥有定制化工具,包括特定的密封轮廓与直径。在内部利用工具进行检查与测试,以确认密封件的焊接与关键参数的一致性,并确保焊接强度在80%以上。石油圈原创,石油圈公众号:oilsns

一旦完成测试与验证,就可在FPSO上实施Trelleborg公司的SealWelding工艺。通常做法是将备用密封件焊接起来,并储存在转轴组的原位电缆保护槽中,以便在另一个密封件发生故障时可立即安装。这就缩短了作业者的停工时间,并实现了系统的冗余。备用密封件可以储存五年,但在使用前必须进行全面检查,以确保没有发生老化。石油圈原创,石油圈公众号:oilsns
Trelleborg公司SealWelding技术在全球范围内取得了超过八年的成功经验。无需FPSO返回港口,即可在海上进行维修,以维持生产,并最大限度地减少代价高昂的设备停机时间。

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