Công nghệ hàn Power Wave STT tạo mối hàn không khuyết tật cho kết cấu ống dẫn khí tự nhiên ngoài khơi

Vùng biển ngoài khơi nước Úc có một số mỏ dầu và khí, một nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú trên thềm lục địa. Khu này rất màu mỡ cho việc thăm dò khí đốt và dầu mỏ. Nhưng nó gặp phải những khó khăn trong việc xây dựng hệ thống đường ống dẫn mới để khai thác nguồn tài nguyên này. Trong một số khu vực, bản chất của mỏ khí là tạo ra “môi trường ăn mòn” cho hệ thống đường ống dẫn.   Môi trường ăn mòn do sự có mặt của oxy và axit H2S càng kích thích sự ăn mòn cao. Chính vì vậy, không lấy làm ngạc nhiên khi đội sản xuất chế tạo và lắp đặt hệ thống ống dẫn của McDermott phải đối mặt với một số thử thách khi bắt đầu thực hiện một số dự án khai thác khí đốt ngoài khơi gần đây. McDermott là một công ty hàng đầu trên thế giới về kỹ thuật, xây dựng và lắp đặt các dự án phức tạp ngoài khơi về khai thác dầu khí, đã từng giải quyết dự án đường ống dẫn kéo dài tới 64km với mục tiêu tạo ra những liên kết hàn đảm bảo chất lượng, sử dụng công nghệ hàn tiên tiến GMAW (MIG).

Sự lắp đặt hệ thống ống này được nỗ lực thực hiện với quá trình hàn PGMAW trên 5500 liên kết hàn với tiêu chí chấp nhận khắt khe. Đội thợ hàn gồm 30 người của DerMott đã lắp đặt hệ thống đường ống ngoài khơi sử dụng sà lan DB30 S-lay, và thực hiện các liên kết hàn với công nghệ hàn mới nhất.

 Giám đốc phụ trách mảng hàn tự động của McDermott khu vực Châu á Thái Bình Dương, ông John MacDonald cho biết: “Chúng tôi không chỉ cần đội ngũ lành nghề để xử lý các công việc tầm cỡ này, mà còn cần cả hệ thống thiết bị để có thể giúp tạo ra được những mối hàn chất lượng đáp ứng yêu cầu làm việc của hệ thống đường ống”.

Ông cũng lưu ý là công ty đã sử dụng công nghệ hàn mới nhất của Lincoln Electric, bao gồm công nghệ Power Wave® S500. Đây là lần đầu tiên McDermott sử dụng nguồn hàn tiên tiến này.

 

Công nghệ hàn Power Wave STT mới nhất

Tuy nhiên, đây không phải là lần đầu tiên công ty sử dụng thiết bị hàn Lincoln Electric. Vào năm 2007, McDermott đã đánh giá lại các nguồn điện hàn của mình ở Batam Island và cuối cùng họ đã chuyển sang dùng công nghệ Power wave®.

“Trong suốt quá trình chuyển đổi của chúng tôi sang dây chuyền máy hàn mới, chúng tôi bắt đầu sử dụng từ rất sớm các máy hàn công nghệ Power Wave® của Lincoln từ vài năm rồi, ví dụ như máy hàn Power Wave® 455M/STT®” Ông Clyde Noel, Giám đốc phụ trách hàn tự động toàn cầu của McDermott cho biết. “chúng tôi đã làm cả bộ hồ sơ để theo dõi việc này. Mục tiêu cuối cùng của chúng tôi là đưa công nghệ hàn mới nhất này vào trong cả nhà xưởng và ngoài công trường. Đó là những nơi mà nguồn hàn Power Wave® S500 được sử dụng. Đây là một phần trong quá trình xây dựng quy trình hàn đang diễn ra của chúng tôi để bảo đảm chúng tôi có thể tạo ra những mối hàn chất lượng nhất có thể.”

Máy hàn đa năng Power Wave® S500 của Lincoln có thể ứng dụng để hàn các quá trình hàn que, hàn TIG một chiều, hàn TIG xung một chiều, hàn MIG, hàn MUG xunghàn dây lõi thuốc. Nó cung cấp tín hiệu phản hồi hồ quang rất nhanh và trang bị hơn 65 dạng tín hiệu sóng hàn tiêu chuẩn để tối ưu hóa hiệu suất.

Công nghệ hàn được cấp bằng sáng chế PowerConnect TM có thể tự động điều chỉnh công suất đầu vào từ 200-600V, 50 hoặc 60Hz, 1 pha hoặc 3 pha, trong khi duy trì được điện đầu ra ổn định. Máy hàn tích hợp bộ theo dõi quá trình hàn Built-in Production Monitoring™ 2 giúp người vận hành dễ dàng theo dõi quá trình vận hành, và dữ liệu hàn, từ đó có thể phát hiện, phân tích và sửa chữa lỗi gặp phải để cải thiện chất lượng sản xuất.

“Chúng tôi đã tinh chỉnh quá trình mà chúng tôi đã phát triển trên máy hàn Power Wave® trước kia để sử dụng cho thiết bị hàn mới.” Noel giải thích. “Chúng tôi cần các thiết bị có độ tin cậy cao để có thể kiểm soát được vị trí gây và kết thúc hồ quang và tạo ra mối hàn sạch, không có khuyết tật.”

Công nghệ hàn và đào tạo thợ hàn

Để đảm bảo các mối hàn có chất lượng cao nhất trên công trường, những người thợ hàn được thuê để làm dự án này đều phải trải qua quá trình đào tạo hàn tại ba địa điểm khác nhau: nhà máy sản xuất của McDermott ở đảo Batam, Indonesia, trên tàu DB30 và tại cơ sở đạo tạo hạng nhất ở địa phương.

“Chúng tôi đã vận chuyển bộ dụng cụ đào tạo độc quyền của mình tới đó và có các kỹ thuật viên và một quản đốc hàn đào tạo trên ống thực tế theo kịch bản.” MacDonald giải thích. Bộ dụng cụ, nhân đôi 04 trạm hàn trên sà lan tàu, bao gồm hệ thổng Bug-Band tùy chỉnh của McDermott và bộ đèn pin kép tích hợp cùng với máy hàn Power Wave® S500.

Bộ thiết bị này cũng bao gồm cả mẫu ống và dây hàn 1.0mm được Lincoln Electric sản xuất cho McDermott trong suốt 15 năm qua. Những thợ hàn đầu tiên được đào tạo về hàn ống giáp mối trước khi hàn trên ống thực, việc này giúp họ tối ưu hóa thời gian hàn, tránh mất thời gian cho việc cài đặt. McDermott đã sử dụng thành công phương pháp này để áp dụng vào việc đào tạo cho cả các dự án khác.

Bên cạnh các kỹ thuật hàn cụ thể, nhóm nghiên cứu đã được đào tạo để áp dụng hàn các đường hàn phủ để bảo vệ khu vực lân cận liên kết hàn và học cách sử dụng máy vát mép ống để có thể chuẩn bị được mép ống trước khi hàn.

Tất cả các thợ hàn đều phải được đánh giá và xếp loại về khả năng hàn trên mẫu ống và hàn trên sản phẩm thực. Trong suốt quá trình đào tạo, tất cả các mối hàn đều được kiểm tra chụp X-ray và kiểm tra siêu âm AUT, và đánh giá nghiêm ngặt theo các tiêu chuẩn kỹ năng nghề. “Tất cả những điều này để giải quyết bài kiểm soát và bảo đảm chất lượng mối hàn.” McDonald nói. “Chúng tôi không thể nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đào tạo tốt và tuyển dụng nhân sự chất lượng. Một dự án như thế này cần sự nỗ lực của cả đội nhóm, và đào tạo chuyên sâu là yếu tố cốt lõi để đạt được kết quả theo yêu cầu.”

Chất lượng tay nghề thợ hàn 

Chế tạo đường ống bắt đầu tư việc sản xuất ống thép theo tiêu chuẩn DNV- Gr. 450 với chiều dài 40ft tại công ty trên đảo Batam và sau đó vận chuyển các ống này tới công trường ngoài khơi ở Úc.

Việc lắp đặt bắt đầu bằng việc huy động tàu sà lan cần trục DB30 đa năng, có thể nâng 3080 tấn và đường kính ống lên tới 60 inch tới công trường. Một tàu trợ lặn McDermott Emerald Sea cũng tham gia vào việc hỗ trợ lắp đặt và đánh giá chất lượng dưới mặt đất. Các ống được sử dụng cho dự án gồm các ống 14in., chiều dày 15.9mm và 17.5mm; ống 18in. chiều dày 12.7mm và 14.3mm.

Đội nhóm của McDermott đã hoàn thành hàn đường ống xung quanh (around-the-clock pipelay) với 2 ca thợ hàn sử dụng quá trình hàn tự động. Đội nhóm đã hoàn thành công việc chỉ chưa đầy 4 tháng và không hề có khuyết tật xuất hiện trên toàn bộ dự án đường ống.

“Thực sự rất hiếm khi mà tỷ lệ khuyết tật hàn bằng không, đặc biệt là đối với một dự án hàn đường ống tầm cỡ như thế này với 5500 mối hàn” McDonald nói. “Với đặc tính làm việc khắc nghiệt của hệ thống ống, tiêu chí chấp nhận rất khắt khe, ngay cả những lỗi nhỏ nhất cũng bị coi là khuyết tật.”.

“Một yếu tố khác khẳng định để tạo nên mối hàn hoàn hảo là rất hiếm khi xảy ra với dự án như thế này đó là số lượng lớn các chi tiết chuyển động và quá trình chạy vận hành trên hệ thống ống thường xuyên tác động lên mỗi mối hàn, nên khả năng để mỗi bộ phận đạt được sự hoàn hảo là rất khó. Bởi vậy vệc tạo ra 5500 mối hàn không có khuyết tật là một thành tựu to lớn. Theo Noel, việc sử dụng nguồn hàn mới của Lincoln có đóng góp vào việc này.

“Chúng tôi tin rằng thành tựu này không chỉ nhờ kỹ năng của đội thợ hàn của chúng tôi mà còn nhờ vào công nghệ của nguồn hàn mới.” Ông ấy nói. “Chúng tôi đã có được một mức độ chất lượng cái mà cần được thực thi và chúng tôi đã tinh chỉnh quá trình thông qua đào tạo và cập nhật công nghệ mới để đáp ứng được thử thách này.”

Tham khảo: Lincolnelectric.com