Début 2025, Shengtao Metal a participé à un important projet de modernisation des infrastructures pétrolières et gazières offshore en Asie du Sud-Est. Ce projet comprenait le remplacement et l'extension de systèmes de tuyauterie en acier au carbone vieillissants sur une plateforme flottante de traitement offshore opérant dans un environnement marin hautement corrosif.
La plateforme offshore était en exploitation depuis plus de 14 ans et subissait une augmentation des coûts de maintenance due à la corrosion interne, à la dégradation des canalisations par les chlorures et à l'instabilité opérationnelle de plusieurs systèmes de transport de fluides à haute pression. L'opérateur a lancé un programme de modernisation visant à améliorer la sécurité d'exploitation, à réduire les arrêts pour maintenance et à prolonger la durée de vie productive de la plateforme.
Shengtao Metal a été sélectionné comme fournisseur de tuyauterie en acier inoxydable pour plusieurs sections de procédés critiques, notamment les systèmes de refroidissement à l'eau de mer, les canalisations d'injection de produits chimiques, les systèmes de transfert de condensats et les conduites utilitaires haute pression. Le projet exigeait des matériaux en acier inoxydable haute résistance et résistant à la corrosion, capables de fonctionner en continu dans des conditions environnementales offshore caractérisées par l'exposition à l'eau salée, l'humidité, la haute pression, les vibrations et les variations de température.
La fourniture totale comprenait environ 3 200 mètres de tubes et tuyaux en acier inoxydable, ainsi que des brides, des coudes, des réducteurs, des raccords soudés et des ensembles de tuyauterie sur mesure. Les diamètres des tuyaux allaient de DN25 à DN500, tandis que les pressions de service variaient entre 20 et 85 bars selon le domaine d'application.
Le client exigeait que tous les matériaux et les procédures de fabrication soient conformes aux normes ASTM, ASME, NACE et aux spécifications d'ingénierie pétrolière et gazière offshore.
Le choix des matériaux constituait l'un des aspects techniques les plus importants du projet, car les environnements pétroliers et gaziers offshore engendrent des conditions de corrosion extrêmement agressives. Les systèmes traditionnels en acier au carbone subissent souvent une corrosion accélérée en raison de l'exposition à l'eau de mer, aux milieux chimiques et aux fortes concentrations de chlorures.
Après une étude technique détaillée, Shengtao Metal a recommandé une combinaison d'acier inoxydable 316L et d'acier inoxydable duplex 2205 en fonction des conditions de fonctionnement de chaque système.
L'acier inoxydable 316L a été sélectionné pour les systèmes utilitaires à moyenne pression et les conduites de transfert de condensats en raison de son excellente résistance à la corrosion, de sa bonne soudabilité et de ses performances stables à long terme dans les environnements marins humides.
Pour les systèmes de refroidissement à eau de mer haute pression et les lignes d'injection de produits chimiques, l'acier inoxydable duplex 2205 a été choisi en raison de sa résistance nettement supérieure à la fissuration par corrosion sous contrainte due aux chlorures et à la corrosion par piqûres. L'acier inoxydable duplex 2205 offre également une limite d'élasticité presque deux fois supérieure à celle de l'acier inoxydable austénitique standard, permettant ainsi aux ingénieurs d'optimiser l'épaisseur des parois tout en préservant l'étanchéité sous pression.
Plusieurs sections transportant des fluides chimiques à haute température nécessitaient des tuyaux duplex SCH80 avec des brides renforcées pour garantir la sécurité opérationnelle pendant les cycles de production offshore continus.
L'équipe d'ingénierie a également accordé la priorité à la traçabilité des matériaux et à la constance de leur qualité, car les opérations de maintenance en mer sont extrêmement complexes et coûteuses. Tous les matériaux fournis étaient accompagnés de certificats d'essais en usine complets, de rapports de vérification PMI, d'une traçabilité du numéro de coulée et d'une documentation relative à la résistance à la corrosion.
La plateforme offshore a présenté plusieurs défis techniques et logistiques lors des phases d'ingénierie et d'installation.
Tout d'abord, la plateforme est restée opérationnelle pendant la majeure partie du processus de mise à niveau. Cela impliquait des contraintes importantes dans les délais d'installation et une coordination rigoureuse avec les périodes d'arrêt de production.
Deuxièmement, les environnements offshore impliquent des vibrations constantes et des mouvements structurels dynamiques causés par les vagues, le vent et les équipements rotatifs. Les systèmes de tuyauterie doivent donc maintenir une stabilité à long terme sous des contraintes mécaniques continues.
Troisièmement, plusieurs systèmes de traitement fonctionnaient dans des conditions de température et de pression extrêmement exigeantes. Le réseau de refroidissement à l'eau de mer transportait en continu de l'eau de mer à forte salinité à des débits supérieurs à 2 500 mètres cubes par heure, tandis que les systèmes d'injection de produits chimiques fonctionnaient à des pressions proches de 85 bars.
Pour relever ces défis, Shengtao Metal a travaillé en étroite collaboration avec les entrepreneurs EPC offshore et les ingénieurs de plateformes afin d'optimiser les schémas de tuyauterie, les structures de support et les conceptions de fabrication des spools.
Des modèles 3D avancés de tuyauterie ont été développés afin de simplifier l'installation et de minimiser les interférences avec les équipements offshore existants. L'équipe projet a également optimisé le tracé des canalisations pour réduire les turbulences, minimiser les pertes de charge et améliorer l'accessibilité pour la maintenance dans les espaces restreints de la plateforme.
Processus de fabrication et de production
Tous les matériaux de tuyauterie ont été produits selon des procédures de contrôle qualité strictes afin de garantir leur totale conformité aux normes d'ingénierie offshore.
La fabrication des tubes a été réalisée conformément aux normes ASTM A312 et ASTM A790, en fonction de la nuance d'acier et des exigences d'application. Les tubes en acier inoxydable duplex ont subi des tests supplémentaires d'équilibre de phase ferritique afin de garantir une résistance à la corrosion optimale après soudage et traitement thermique.
Shengtao Metal a mis en œuvre des procédures d'inspection renforcées tout au long de la production, notamment :
- Tests d'identification positive des matériaux (PMI)
- Inspection d'épaisseur par ultrasons
- essais de pression hydrostatique
- Inspection des soudures par ressuage
- vérification des tolérances dimensionnelles
- Mesure de la rugosité de surface
- analyse de la composition chimique
Une attention particulière a été portée à la qualité des soudures car les environnements offshore imposent des exigences extrêmement élevées aux joints soudés.
La fabrication de toutes les bobines a été réalisée selon des procédés de soudage TIG et orbital automatique qualifiés conformément à la norme ASME Section IX. L'apport de chaleur a été rigoureusement contrôlé lors des opérations de soudage duplex afin de maintenir un équilibre ferrite-austénite optimal et d'éviter une réduction de la résistance à la corrosion dans les zones affectées thermiquement.
Une fois les travaux de soudage terminés, toutes les surfaces de soudure internes ont subi un traitement de décapage et de passivation afin de restaurer les couches de protection d'oxyde de chrome et d'améliorer la résistance à la corrosion à long terme.
La rugosité de surface interne des systèmes d'injection chimique critiques a été maintenue en dessous de Ra 0,8 μm afin de minimiser l'accumulation de particules et d'améliorer la stabilité de l'écoulement.
Processus d'installation en mer
En raison de l'espace de travail limité en mer et des horaires d'utilisation restreints des grues, le processus d'installation a nécessité une préfabrication importante avant le transport vers la plateforme.
Plus de 380 sections de bobines préfabriquées ont été fabriquées à terre puis transportées vers le site en mer par lots successifs. Chaque assemblage de bobine était étiqueté avec des codes de traçabilité numériques liés aux rapports d'inspection, aux procédures de soudage et à la documentation d'installation.
Afin de réduire la charge de travail liée au soudage en mer et d'améliorer l'efficacité de l'installation, les ingénieurs ont maximisé l'utilisation d'assemblages préfabriqués chaque fois que cela était possible.
Tout au long du projet, les équipes d'installation ont travaillé dans le strict respect des procédures de sécurité en mer. Les opérations de levage des canalisations, les procédures d'entrée en espace confiné et les travaux à chaud ont été soigneusement coordonnées afin de ne pas perturber la production en cours sur la plateforme.
La modernisation du système d'eau de mer haute pression de la plateforme a nécessité la mise en place de systèmes de dérivation temporaires afin de maintenir la circulation du système de refroidissement pendant les travaux. Shengtao Metal a collaboré étroitement avec le personnel des opérations en mer pour garantir la sécurité des procédures de transition lors du remplacement des canalisations.
Malgré des conditions météorologiques difficiles et des fenêtres de travail en mer limitées, la phase d'installation a été achevée dans les délais prévus par le projet.
Essais et mise en service
Une fois l'installation terminée, l'ensemble du système de tuyauterie a subi des procédures complètes de test et de mise en service.
Des essais de pression hydrostatique ont été réalisés sur tous les principaux systèmes de traitement en utilisant des pressions comprises entre 1,5 et 1,8 fois la pression de fonctionnement normale.
Les conduites de refroidissement à eau de mer duplex ont été testées à des pressions supérieures à 120 bars pendant des cycles d'essais continus de six heures. Aucune fuite, fissure de soudure ou instabilité de pression n'a été détectée lors des essais.
Des tests de validation supplémentaires en mer ont inclus :
- surveillance des vibrations
- analyse de la dilatation thermique
- essais de stabilité d'écoulement
- surveillance de la corrosion
- Vérification de la détection des fuites
- simulation d'arrêt d'urgence
Plusieurs systèmes de circulation d'eau de mer ont fonctionné en continu pendant 72 heures dans des conditions de production à plein débit afin de vérifier leur stabilité opérationnelle à long terme.
Les équipes d'inspection ont également effectué des inspections internes des soudures à l'aide d'un boroscope sur certaines lignes critiques afin de vérifier la qualité de la pénétration de la soudure et l'absence de contamination par oxydation.
Toutes les procédures de test ont satisfait aux critères d'acceptation en ingénierie offshore.
Environ quatre mois après la mise en service, l'opérateur offshore a réalisé un examen des performances opérationnelles comparant les systèmes en acier inoxydable modernisés avec l'ancienne infrastructure en acier au carbone précédemment utilisée sur la plateforme.
Les résultats ont montré des améliorations opérationnelles substantielles dans de nombreux domaines.
Les principales améliorations en matière de performances ont inclus :
- Réduction d'environ 42 % des activités de maintenance liées à la corrosion
- Fréquence réduite des arrêts de la plateforme
- Amélioration de l'efficacité du refroidissement par eau de mer
- Réduction des niveaux de vibration dans les systèmes de traitement à haute pression
- Réduction des risques de fuites chimiques
- Fiabilité d'inspection améliorée
- Durée de vie prévue des canalisations prolongée à plus de 20 ans
L'opérateur a également fait état d'une meilleure stabilité de la production grâce à la réduction des interruptions de maintenance imprévues affectant les systèmes critiques en mer.
L'un des principaux avantages réside dans la réduction des coûts de maintenance. Les opérations de réparation en mer sont extrêmement onéreuses en raison des besoins en main-d'œuvre spécialisée, de la logistique de transport et des coûts liés aux arrêts de production. En optant pour une infrastructure en acier inoxydable résistant à la corrosion, l'opérateur a considérablement réduit ses dépenses de maintenance sur l'ensemble du cycle de vie.
Ce projet de modernisation des canalisations pétrolières et gazières en mer a démontré le rôle crucial des aciers inoxydables haute performance dans les infrastructures énergétiques marines modernes. En mer, les systèmes de canalisations sont soumis à des conditions d'exploitation parmi les plus extrêmes du secteur industriel, ce qui exige des matériaux capables de garantir une résistance à la corrosion, une stabilité sous pression et une fiabilité mécanique à long terme.
Grâce à l'utilisation d'acier inoxydable 316L, d'acier inoxydable duplex 2205, de technologies de fabrication avancées et de procédures de contrôle de qualité strictes, Shengtao Metal a livré avec succès une solution de tuyauterie offshore hautement fiable, adaptée aux exigences opérationnelles les plus exigeantes.
Alors que les projets énergétiques offshore privilégient de plus en plus la sécurité opérationnelle, la réduction des coûts de maintenance et la pérennité des infrastructures, les systèmes en acier inoxydable résistant à la corrosion prennent une importance croissante dans l'ensemble du secteur pétrolier et gazier mondial. Shengtao Metal continue de développer ses capacités d'ingénierie offshore, sa capacité de production d'acier inoxydable duplex et son expertise en coordination de projets afin de répondre à la demande croissante de solutions de tuyauterie industrielle haute performance à travers le monde.
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