Sulzer는 Equinor의 린 아민 펌프 임펠러를 수리하기 위해 레이저 금속 증착을 사용합니다.

Jul 12, 2023

완성된 임펠러는 노르웨이로 다시 배송될 준비가 되어 있습니다. (이미지 출처: Sulzer Pumpen (Deutschland) GmbH)

계획된 수리 프로젝트를 통해 Sulzer는 새것과 같은 성능과 신뢰성을 보장하기 위해 손으로 제작한 임펠러가 포함된 두 대의 리퍼브 펌프를 제공했습니다.

현대 생활은 석유와 가스에서 파생된 제품으로 둘러싸여 있지만 에너지 및 제조 공정에 적합하도록 원료를 정제하고 정제해야 합니다. 린 아민은 산성 천연 가스에서 황화수소(H2S)와 이산화탄소(CO2) 성분을 흡수하여 풍부한 아민을 생성하는 데 사용되며, 이는 재생 장치로 순환되어 린 아민으로 돌아갑니다. 전체 프로세스는 플랫폼의 중요한 자산인 고압 펌프에 의해 구동됩니다.

성능 향상 선도적인 국제 에너지 기업인 Equinor의 목표는 계획된 유지 관리 및 엔지니어링 개선을 통해 해양 플랫폼의 지속적인 효율성과 신뢰성을 보장하는 것입니다. 아민 공정에서는 978m(3'200ft) 수두와 150barg(2'175psi)의 압력에서 1'120m3/hr(4'930gal/min)의 유량을 생성하는 4개의 API 610 - BB5 펌프를 사용합니다. 모두 3.85MW(5'160hp)의 전력이 필요합니다.

정기 유지 관리 프로젝트의 일환으로 내부 구성 요소 검사 및 마모 부품 교체를 위해 카트리지 1개를 제거하여 노르웨이에 있는 Sulzer 서비스 센터로 보냈습니다. 적용 특성으로 인해 린 아민에는 포화 가스, 연행 가스가 포함되어 있고 펌프에 대한 흡입 압력이 제한되어 있으므로 흡입 임펠러에서 캐비테이션 손상이 발견되는 것은 놀라운 일이 아닙니다.

대안을 평가하다 임펠러에 대한 옵션은 수리하거나 새 부품으로 교체하는 것이었지만 후자의 옵션은 리드 타임이 더 깁니다. 동시에 Equinor와 Sulzer는 적층 제조(AM) 기술에 대해 논의를 했고, 이는 교체품이 제조될 때까지 기다리기보다 AM을 사용하여 임펠러를 수리해 달라는 요청으로 자연스럽게 이어졌습니다.

이 경우 임펠러는 영국에 있는 Sulzer의 Leeds 서비스 센터로 보내졌으며 전문 시설에서 가장 비용 효과적인 수리를 제공할 것입니다. 손상된 베인을 다시 프로파일링할 수도 있었지만 이는 임펠러를 교체하는 대신 임펠러에서 재료를 제거하는 것을 의미하며 캐비테이션이 계속될 것으로 예상되므로 임펠러의 내구성이 손상될 수 있습니다.

임펠러는 오스테나이트와 페라이트의 2상을 갖는 슈퍼듀플렉스 스테인리스강으로 제작되었으며, 소재의 지속적인 성능을 보장하려면 이 두 상이 균형을 유지해야 합니다. 그러나 열에 잘 견디지 못하며 용접으로 인해 이 균형이 50:50에서 30:70으로 이동하여 페라이트를 선호하게 되어 내식성에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.

또한 과도한 열로 인해 금속이 변형될 수 있으므로 텅스텐 불활성 가스(TIG) 용접이 옵션 목록에서 제외되었습니다. Sulzer는 임펠러를 원래 크기로 되돌리는 데 가장 적합한 솔루션으로 레이저 금속 증착(LMD)을 제안했습니다.

시원함 유지 원래 제조 과정에서 임펠러의 입구와 날개 프로파일은 템플릿을 사용하여 손으로 자세히 설명했습니다. Sulzer는 완전 자동화된 LMD 장비를 보유하고 있지만 이 경우 가장 적절한 솔루션은 원래 제조 프로세스를 복제하는 것이었습니다.

Sulzer의 적층 제조 및 재료 전문가인 Yogiraj Pardhi 박사는 다음과 같이 말합니다. "소모품, 제어 매개변수 및 기술을 신중하게 선택하면 최상의 방법을 설정할 수 있습니다. 이 경우 유연성과 접근성을 높이기 위해 다음을 사용하여 반자동 프로세스를 선택했습니다. 수리할 영역 전체에 걸쳐 레이저 헤드의 수동 와이어 공급 및 자동 제어 LMD 헤드의 각 통과 사이에 수리 현장의 온도가 100°C(212°F)를 초과하지 않도록 냉각 기간이 필요했습니다. ."

손상된 부분이 완성되면 연마 도구와 템플릿을 사용하여 수동으로 혼합하는 과정을 통해 베인의 최종 치수를 설정했습니다. 이번에도 원래 제조 공정과 동일한 방법을 사용하고 열 축적을 최소화하여 임펠러의 원래 특성이 유지되도록 했습니다. 완성된 임펠러는 염료 침투 검사(DPI)를 사용하여 결함이 있는지 확인한 후 균형을 맞추고 카트리지 재구축 시간에 맞춰 노르웨이로 다시 배송할 준비를 했습니다.