All'inizio del 2025, Shengtao Metal ha partecipato a un importante progetto di ammodernamento delle infrastrutture offshore per l'estrazione di petrolio e gas nel sud-est asiatico. Il progetto prevedeva la sostituzione e l'ampliamento di sistemi di tubazioni in acciaio al carbonio ormai obsoleti su una piattaforma galleggiante di lavorazione offshore operante in un ambiente marino altamente corrosivo.
La piattaforma offshore era in funzione da oltre 14 anni e presentava costi di manutenzione crescenti dovuti a corrosione interna, degrado delle tubazioni indotto da cloruri e instabilità operativa in diversi sistemi di trasporto di fluidi ad alta pressione. L'operatore ha avviato un programma di modernizzazione incentrato sul miglioramento della sicurezza operativa, sulla riduzione dei fermi per manutenzione e sull'estensione della vita produttiva a lungo termine della piattaforma.
Shengtao Metal è stata selezionata come fornitore di tubazioni in acciaio inossidabile per diverse sezioni critiche del processo, tra cui sistemi di raffreddamento ad acqua di mare, condotte per l'iniezione di sostanze chimiche, sistemi di trasferimento della condensa e linee di servizio ad alta pressione. Il progetto richiedeva materiali in acciaio inossidabile ad alta resistenza e resistenti alla corrosione, in grado di operare ininterrottamente in condizioni ambientali offshore caratterizzate da esposizione all'acqua salata, umidità, alta pressione, vibrazioni e temperature variabili.
La fornitura totale comprendeva circa 3.200 metri di tubi e condotte in acciaio inossidabile, oltre a flange, gomiti, riduttori, raccordi saldati e assemblaggi di tubazioni prefabbricate su misura. I diametri dei tubi variavano da DN25 a DN500, mentre le pressioni di esercizio oscillavano tra 20 e 85 bar a seconda dell'area di processo.
Il cliente richiedeva che tutti i materiali e le procedure di fabbricazione fossero conformi alle specifiche ASTM, ASME, NACE e alle specifiche ingegneristiche per il settore petrolifero e del gas offshore.
La scelta dei materiali è stata uno degli aspetti tecnici più importanti del progetto, poiché gli ambienti offshore di estrazione di petrolio e gas creano condizioni di corrosione estremamente aggressive. I sistemi tradizionali in acciaio al carbonio sono spesso soggetti a corrosione accelerata a causa dell'esposizione all'acqua di mare, agli agenti chimici e alle elevate concentrazioni di cloruri.
Dopo un'analisi ingegneristica dettagliata, Shengtao Metal ha raccomandato una combinazione di acciaio inossidabile 316L e acciaio inossidabile duplex 2205, a seconda delle condizioni operative di ciascun sistema.
L'acciaio inossidabile 316L è stato scelto per i sistemi di servizio a media pressione e le linee di trasferimento della condensa grazie alla sua eccellente resistenza alla corrosione, alla buona saldabilità e alle prestazioni stabili a lungo termine in ambienti marini umidi.
Per i sistemi di raffreddamento ad acqua di mare ad alta pressione e le linee di iniezione di sostanze chimiche, è stato scelto l'acciaio inossidabile duplex 2205 grazie alla sua resistenza notevolmente migliorata alla tensocorrosione da cloruri e alla corrosione per vaiolatura. Il duplex 2205 offre inoltre una resistenza allo snervamento quasi doppia rispetto al normale acciaio inossidabile austenitico, consentendo ai progettisti di ottimizzare lo spessore delle pareti mantenendo al contempo l'integrità in pressione.
Diverse sezioni destinate al trasporto di fluidi chimici ad alta temperatura hanno richiesto l'utilizzo di tubi duplex SCH80 con flange rinforzate per garantire la sicurezza operativa durante i cicli di produzione offshore continui.
Il team di ingegneri ha inoltre dato priorità alla tracciabilità dei materiali e alla coerenza qualitativa, poiché le operazioni di manutenzione offshore sono estremamente complesse e costose. Tutti i materiali forniti includevano certificati di collaudo completi del produttore, rapporti di verifica PMI, tracciabilità del numero di colata e documentazione sulla resistenza alla corrosione.
La piattaforma offshore ha presentato numerose sfide tecniche e logistiche sia durante la fase di progettazione che durante quella di installazione.
Innanzitutto, la piattaforma è rimasta operativa per la maggior parte del processo di aggiornamento. Ciò ha comportato tempistiche di installazione molto rigide e la necessità di un attento coordinamento con le finestre di arresto della produzione.
In secondo luogo, gli ambienti offshore sono caratterizzati da vibrazioni costanti e movimenti strutturali dinamici causati da onde, vento e apparecchiature rotanti. I sistemi di tubazioni devono quindi mantenere una stabilità a lungo termine in condizioni di continuo stress meccanico.
In terzo luogo, diversi sistemi di processo operavano in condizioni di temperatura e pressione estremamente gravose. La rete di raffreddamento ad acqua di mare trasportava continuamente acqua di mare ad alta salinità con portate superiori a 2.500 metri cubi all'ora, mentre i sistemi di iniezione di sostanze chimiche operavano a pressioni prossime agli 85 bar.
Per affrontare queste sfide, Shengtao Metal ha collaborato a stretto contatto con appaltatori EPC offshore e ingegneri di piattaforma per ottimizzare la disposizione delle tubazioni, le strutture di supporto e i progetti di fabbricazione degli spool.
Sono stati sviluppati modelli 3D avanzati di tubazioni per ridurre la complessità dell'installazione e minimizzare le interferenze con le apparecchiature offshore esistenti. Il team di progetto ha inoltre ottimizzato il percorso delle tubazioni per ridurre la turbolenza, minimizzare le perdite di pressione e migliorare l'accessibilità per la manutenzione all'interno degli spazi ristretti della piattaforma.
Processo di produzione e fabbricazione
Tutti i materiali per le tubazioni sono stati prodotti seguendo rigorose procedure di controllo qualità per garantire la piena conformità agli standard di ingegneria offshore.
La produzione dei tubi ha seguito le specifiche ASTM A312 e ASTM A790 a seconda del tipo di materiale e dei requisiti di applicazione. I tubi in acciaio inossidabile duplex sono stati sottoposti a ulteriori test di bilanciamento della fase ferritica per garantire un'adeguata resistenza alla corrosione dopo la saldatura e il trattamento termico.
Shengtao Metal ha implementato procedure di ispezione migliorate in tutto il processo produttivo, tra cui:
- Test di identificazione positiva dei materiali (PMI)
- Ispezione dello spessore mediante ultrasuoni
- Prova di pressione idrostatica
- Ispezione delle saldature con liquido penetrante
- Verifica della tolleranza dimensionale
- Misurazione della rugosità superficiale
- Analisi della composizione chimica
Particolare attenzione è stata dedicata alla qualità delle saldature, poiché gli ambienti offshore impongono requisiti estremamente elevati alle giunzioni saldate.
Tutte le fasi di fabbricazione delle bobine sono state eseguite mediante saldatura TIG e saldatura orbitale automatica, conformemente agli standard ASME Sezione IX. I livelli di apporto termico sono stati attentamente controllati durante le operazioni di saldatura duplex per mantenere un corretto equilibrio ferrite-austenite ed evitare una riduzione della resistenza alla corrosione nelle zone termicamente alterate.
Al termine della saldatura, tutte le superfici interne saldate sono state sottoposte a decapaggio e passivazione per ripristinare gli strati protettivi di ossido di cromo e migliorare la resistenza alla corrosione a lungo termine.
La rugosità superficiale interna dei sistemi di iniezione di sostanze chimiche critiche è stata mantenuta al di sotto di Ra 0,8 μm per ridurre al minimo l'accumulo di particelle e migliorare la stabilità del flusso.
Processo di installazione offshore
A causa dello spazio di lavoro limitato in mare aperto e delle restrizioni sugli orari di utilizzo delle gru, il processo di installazione ha richiesto un'ampia prefabbricazione prima del trasporto alla piattaforma.
Più di 380 sezioni di spool prefabbricate sono state prodotte a terra e trasportate al sito offshore in spedizioni scaglionate. Ogni sezione di spool è stata etichettata con codici di tracciabilità digitali collegati ai registri di ispezione, alle procedure di saldatura e alla documentazione di installazione.
Per ridurre il carico di lavoro di saldatura in mare e migliorare l'efficienza dell'installazione, gli ingegneri hanno massimizzato l'utilizzo di assemblaggi prefabbricati ove possibile.
Le squadre di installazione hanno operato nel rispetto di rigorose procedure di sicurezza offshore per tutta la durata del progetto. Le operazioni di sollevamento delle tubazioni, le procedure di accesso agli spazi confinati e le attività a caldo sono state coordinate attentamente per evitare interruzioni alla produzione in corso della piattaforma.
L'ammodernamento del sistema di acqua di mare ad alta pressione della piattaforma ha richiesto l'installazione di sistemi di bypass temporanei per mantenere la circolazione del liquido di raffreddamento. Shengtao Metal ha collaborato a stretto contatto con il personale operativo offshore per garantire procedure di transizione sicure durante le attività di sostituzione delle tubazioni.
Nonostante le difficili condizioni meteorologiche e le limitate finestre di lavoro in mare aperto, la fase di installazione è stata completata nei tempi previsti dal progetto.
Collaudo e messa in servizio
Una volta completata l'installazione, l'intero sistema di tubazioni è stato sottoposto a procedure complete di collaudo e messa in servizio.
Sono stati effettuati test di pressione idrostatica su tutti i principali sistemi di processo, utilizzando pressioni comprese tra 1,5 e 1,8 volte la normale pressione di esercizio.
Le linee di raffreddamento ad acqua di mare duplex sono state testate a pressioni superiori a 120 bar per cicli di prova continui di sei ore. Durante le procedure di prova non sono state rilevate perdite, cricche di saldatura o instabilità di pressione.
Sono stati inoltre effettuati i seguenti test di validazione offshore:
- Monitoraggio delle vibrazioni
- Analisi dell'espansione termica
- Test di stabilità del flusso
- Monitoraggio della corrosione
- Verifica del rilevamento delle perdite
- simulazione di arresto di emergenza
Diversi sistemi di circolazione dell'acqua di mare sono stati fatti funzionare ininterrottamente per 72 ore in condizioni di piena produzione per verificarne la stabilità operativa a lungo termine.
Le squadre di ispezione hanno inoltre condotto ispezioni interne delle saldature tramite boroscopio su linee critiche selezionate, al fine di verificare la qualità della penetrazione della saldatura e l'assenza di contaminazione da ossidazione.
Tutte le procedure di collaudo hanno soddisfatto con successo i criteri di accettazione dell'ingegneria offshore.
Circa quattro mesi dopo la messa in servizio, l'operatore offshore ha completato una revisione delle prestazioni operative confrontando i sistemi in acciaio inossidabile aggiornati con la vecchia infrastruttura in acciaio al carbonio precedentemente utilizzata sulla piattaforma.
I risultati hanno evidenziato notevoli miglioramenti operativi in molteplici aree.
I principali miglioramenti delle prestazioni includono:
- Riduzione di circa il 42% delle attività di manutenzione legate alla corrosione.
- Riduzione della frequenza di arresto della piattaforma.
- Miglioramento dell'efficienza del raffreddamento dell'acqua di mare
- Riduzione delle vibrazioni nei sistemi di processo ad alta pressione
- Riduzione dei rischi di perdite di sostanze chimiche
- Miglioramento dell'affidabilità delle ispezioni
- Durata di servizio prevista delle tubazioni superiore a 20 anni.
L'operatore ha inoltre segnalato una maggiore stabilità della produzione grazie a un minor numero di interruzioni di manutenzione impreviste che hanno interessato i sistemi offshore critici.
Uno dei vantaggi più significativi ha riguardato la riduzione dei costi di manutenzione. Le operazioni di riparazione offshore sono estremamente costose a causa della necessità di manodopera specializzata, della logistica dei trasporti e dei costi derivanti dai fermi di produzione. Grazie all'aggiornamento delle infrastrutture con acciaio inossidabile resistente alla corrosione, l'operatore ha ridotto significativamente le spese di manutenzione a lungo termine.
Questo progetto di ammodernamento delle tubazioni per l'estrazione di petrolio e gas in mare aperto ha dimostrato il ruolo cruciale dei materiali in acciaio inossidabile ad alte prestazioni nelle moderne infrastrutture energetiche marine. Gli ambienti offshore espongono i sistemi di tubazioni ad alcune delle condizioni operative più severe nelle applicazioni industriali, richiedendo materiali in grado di mantenere a lungo termine resistenza alla corrosione, stabilità della pressione e affidabilità meccanica.
Grazie all'utilizzo di acciaio inossidabile 316L, acciaio inossidabile duplex 2205, tecnologie di fabbricazione avanzate e rigorose procedure di controllo qualità, Shengtao Metal è riuscita a fornire una soluzione di tubazioni offshore altamente affidabile, progettata su misura per soddisfare le esigenze operative più complesse.
Poiché i progetti energetici offshore continuano a dare priorità alla sicurezza operativa, alla riduzione della manutenzione e alla longevità delle infrastrutture, i sistemi in acciaio inossidabile resistenti alla corrosione stanno acquisendo sempre maggiore importanza nell'industria globale del petrolio e del gas. Shengtao Metal continua ad ampliare le proprie capacità di supporto ingegneristico offshore, la capacità produttiva di acciaio inossidabile duplex e la competenza nel coordinamento dei progetti per soddisfare la crescente domanda di soluzioni di tubazioni industriali ad alte prestazioni in tutto il mondo.
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