De uitdaging

Door zware belasting en continu gebruik is de wandeloven onderhevig aan vermoeiing. De oven waaraan we voor onze klant mochten werken liep op het eind van zijn levensduur. Met onze kennis over de constructie en vermoeiing van de wandeloven konden wij een ander concept ontwerpen. Een compact constructie-ontwerp, dat straks in de productie voordelen oplevert in energie-efficiëntie, onderhoud en kortere stilstanden.

De aanpak

De oven in kwestie is ruim 40m lang en 15m breed. De staalplakken gaan daar dwars in en worden opgetild en verplaatst, opgetild en verplaatst, opgetild en verplaatst.

Stemar heeft voor de staalconstructie van de wandeloven het ontwerp met berekeningen gemaakt. Op het wandelframe zijn staanders en rails gemonteerd. Deze zijn bekleed met vuurvast materiaal en worden gekoeld met water omdat de temperatuur in de oven rond de 1300 graden ligt. Het geheel tilt de plakken op en verplaatst deze in de oven, totdat de plakken worden uitgenomen om gewalst te gaan worden.

De oven tilt tot 1200 ton en wordt 24/7 gebruikt. Het ontwerp voorziet in een zolang mogelijke levensduur, aangezien (toekomstige) stilstanden door bijvoorbeeld scheuren de productie hinderen of in gevaar brengen. Naast de berekeningen is een hoge mate van nauwkeurigheid noodzakelijk. De kunst is om bij zo’n zware constructie niet in te leveren op accuratesse. Dit is al meegenomen in de filosofie van het ontwerp.

Het resultaat

Door een aanpassing in het wandelmechanisme is de grootste winst voor onze klant de bereikbaarheid in de wandeloven. In dit nieuwe systeem kun je namelijk niet alleen gewoon lopen, maar is het schoonmaken ook gemechaniseerd. Vaste schrapers schrapen alle oxides die bij het proces ontstaan naar één kant en zorgen voor aanzienlijk minder vervuiling.

Sterk staaltje samenwerking

Om de bouw van de wandeloven te bewerkstelligen hebben we een haalbaarheidsstudie gemaakt en heel prettig samengewerkt met Vicoma, Pentacon en onze klant. Zo hebben we met zijn vieren een mooi project en een hele positieve samenwerking neergezet.

Uitdaging

Het ontstaan van de scheuren kon meerdere oorzaken hebben, of zelfs een combinatie van oorzaken. Om tot een oplossing te komen moest dat eerst inzichtelijk worden gemaakt door het doen van uitvoerig onderzoek.

Vervolgens konden we met deze informatie gaan kijken naar een passende oplossing. Soms ligt de remedie voor de hand en volstaat het dikker maken van onderdelen, maar in dit geval was er sprake van statische en thermische belastingen. We moesten daarom nagaan of het probleem niet verschoven zou worden bij het lokaal oplossen van het euvel.

Bijdrage Stemar Engineering

We zijn begonnen met een ‘Eindige Elementen Simulatie’: een rekenmethode waarmee we de gasleiding en het T-stuk onderzochten op sterkte, stijfheid en vermoeiing. Hoe stabiel blijft de constructie onder belasting? Deze simulatie hebben we gedaan aan de hand van infraroodbeelden die onze klant had gemaakt van de gasleiding terwijl deze in bedrijf was.

Door de temperatuurverdeling na te bootsen kregen we inzicht in de thermische spanningen in het T-stuk. De simulatie van de huidige situatie hielp ons om een model te realiseren waarmee we inzicht kregen in de oorzaak van de scheuren.

Resultaat

De oorzaak van de scheuren bleek een combinatie van hoge thermische spanningen door het onevenredig koelen. Door de hoge spanningswisselingen werd het materiaal op vermoeiing belast. Deze vermoeiingsspanningen traden op ter plaatse van de las, wat door de geometrie en overgang van materialen gevoeliger is voor het optreden van vermoeiingscheuren. Op basis van de geconstateerde oorzaak zijn er een aantal verbeterpunten voor het ontwerp voorgesteld voor het lokaal bezwijken van het T-stuk (de scheuren bij de lassen).

1. Het verbeteren van de verdeling van het koelwater door een ander spruit stuk
2. Het lokaal vervangen van het samengestelde T-stuk door een gesmeed T-stuk. Dit zal beter bestand zijn tegen de vermoeiing door de welving bij de aftakking en zal door de dikkere wand lagere thermische spanningen bij de aftakking hebben.
3. Aanvullend koelen ter plaatse van het T-stuk om een geleidelijke temperatuurverdeling te realiseren over het T-stuk; zodanig dat de thermische spanningen meer gedistribueerd zullen worden.

De klant heeft gekozen voor een combinatie van optie één en twee, waarbij de koeling aan de bovenzijde is verbeterd en het T-stuk is verzwaard met een gesmeed T-stuk. Met deze gecombineerde oplossing zijn er sindsdien geen scheuren geconstateerd bij het T-stuk.

Uitdaging

Bestaande hetewindleidingen hebben regelmatig last van spanningscorrosie. Het doel voor HO6 en HO7 was om niet alleen te voldoen aan de wettelijke regels voor druktoestellen, maar ook om duurzaam bestand te zijn tegen spanningscorrosie. Daarnaast diende de ontwerpen monteerbaar te zijn in een bestaande, moeilijk bereikbare ruimte.

Bijdrage Stemar

Voor dit project heeft Stemar in de eerste fase de Basic Engineering van de nieuwe leiding verzorgd. Onderdeel van dit werk omvatte onder meer het uitvoeren van de sterkteberekeningen om de nieuwe wanddikte geschikt te maken voor spanningscorrosie.

In de tweede fase van dit project hebben we complete Detail Engineering verzorgd.

Tenslotte hebben we stappenplannen gemaakt om de oude leiding te demonteren en de nieuwe leiding te monteren. Er diende aparte kraanbanen en hijsconstructies gemaakt te worden voor de montage omdat de constructie moeilijk bereikbaar was.

Resultaat

Alle constructies voldeden conform de wetgeving en standaarden van de klant. Naast de detail fabricage tekeningen en berekeningen is er een duidelijke demontage en montage handleiding geschreven.

Uitdaging

De Ilva Taranto teertanks hadden een nieuw gesloten BTX-afzuigsysteem nodig. Het betrof een bestaande situatie waarbij er geen extra fundering gestort mocht worden.

De opdrachtgever had al een P&ID opgesteld met een werkende oplossing. Om dit te bewerkstelligen diende een ontwerp gemaakt te worden in overeenstemming met de eisen van de Eurocode en ASME B31.3. Het ontwerp vereiste bijvoorbeeld ook een continu afschot in het leidingsysteem.

Bijdrage van Stemar Engineering

De bestaande omgeving is met een 3D-laserscan in kaart gebracht door onze constructeurs. Vervolgens hebben we het gehele engineeringspakket verzorgd. Door de korte lijnen van onze specialisten kon er snel geschakeld worden tijdens het project

Resultaat

Onze engineers zijn samen met de opdrachtgever naar de Italiaanse site geweest om een 3D-laserscan uit te voeren. De P&ID is vertaald naar een concreet 3D ontwerp, welke na goedkeur van de klant is uitgewerkt in een basic engineering pakket. Het pakket omvatte ook de vereiste pipestress- en staalconstructieberekeningen.