Piezas de transición fabricadas con precisión que conectan los cimientos de pilón único con las torres de los aerogeneradores. Nuestras piezas de transición presentan tolerancias dimensionales muy ajustadas para conexiones con lechada o atornilladas, y están equipadas con plataformas internas, tubos en J y accesorios para el atraque de embarcaciones.
Clase de ejecución 3/4
Pieza única de hasta 80 toneladas
NDT 100 % Inspección
Calidad para uso en alta mar
Las piezas de transición constituyen la interfaz fundamental entre la cimentación de monopilón y la torre de un aerogenerador marino, ya que transfieren las cargas extremas de la torre del aerogenerador al lecho marino. En Leading Top Union, las piezas de transición se fabrican tanto en configuraciones cónicas como cilíndricas, diseñadas para conexiones con lechada o atornilladas según las normas DNV-GL-ST-0126 e IEC 61400-3. La planta de producción de Suzhou maneja unidades de entre 200 y 800 toneladas, con diámetros que van de 4.000 a 9.000 mm y alturas de entre 15 y 35 metros. Cada pieza de transición se fabrica con acero estructural de grano fino normalizado S355NL o S420NL según la norma EN 10025-3, lo que garantiza una excelente tenacidad a temperaturas de hasta -40 °C para su uso en el Mar del Norte y el Mar Báltico.
El proceso de fabricación comienza con el laminado de precisión de chapas en máquinas de curvado de 4 rodillos capaces de conformar acero de hasta 150 mm de espesor. Las soldaduras longitudinales y circunferenciales se realizan mediante procesos de soldadura por arco sumergido (SAW) y soldadura por arco con alambre tubular (FCAW), homologados según las normas ISO 3834-2 y AWS D1.1. Todas las soldaduras se someten a ensayos ultrasónicos (UT) al 100 % según la norma EN ISO 17640 y a inspección por partículas magnéticas (MPI) según la norma EN ISO 17638. Para las soldaduras críticas de penetración total en la unión entre la brida y la carcasa, se aplica la prueba ultrasónica de matriz en fase (PAUT) para detectar defectos planos de tan solo 2 mm. El tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) se realiza en hornos controlados por ordenador para el alivio de tensiones cuando el espesor de la pared supera los 40 mm, de acuerdo con los requisitos de la norma DNV-GL-CP-0287.
La planitud de las bridas es una especificación determinante para el rendimiento de las piezas de transición, ya que las bridas que se salen de las tolerancias provocan una distribución desigual de la carga y la fatiga prematura de los pernos. La planitud de las bridas, con una tolerancia de 1 mm en todo el diámetro, se consigue mediante una combinación de recocido de alivio de tensiones, mecanizado de precisión en mandrinadoras verticales de 10 metros y una inspección dimensional final con sistemas de seguimiento láser con una precisión de 0,02 mm. La cara de la brida se mecaniza hasta alcanzar una rugosidad superficial de Ra 3,2 μm o mejor, lo que garantiza un sellado adecuado para las uniones con lechada y una distribución uniforme de la precarga para las uniones atornilladas. Cada brida se verifica según los requisitos de la clase de ejecución EN 1090-2 EXC3, con patrones de orificios para pernos taladrados con una tolerancia posicional de ±0,5 mm utilizando plantillas de taladrado CNC.
La integración de las plataformas internas se lleva a cabo durante la fabricación, y no como una operación secundaria, lo que elimina los problemas de acumulación de tolerancias. Se instalan sistemas completos de acceso interno que incluyen escaleras conformes con la norma EN ISO 14122-4, plataformas intermedias con una capacidad de carga útil de 5 kN/m² y soportes para bandejas de cables diseñados para albergar hasta 48 cables submarinos por tubo en J. Los conjuntos de tubos en J se prefabrican a partir de tubos sin soldadura API 5L X65 con radios de curvatura de 5D a 8D, recubiertos internamente con epoxi fusionado (FBE) para protegerlos contra la corrosión. El sistema de tracción de cables incluye guías de entrada acampanadas con un radio mínimo de 300 mm, limitadores de curvatura a intervalos de 2 metros y cables de tracción preinstalados a través de cada tubo en J, lo que reduce el tiempo de instalación en alta mar hasta en un 40 % en comparación con los sistemas instalados in situ.
El sistema de recubrimiento está diseñado para una vida útil de 25 años en entornos de corrosión C5-M, según la norma ISO 12944-9. La preparación de la superficie se realiza mediante granallado Sa 2.5 (metal casi blanco), según la norma ISO 8501-1, con un perfil superficial de 75-125 μm, medido según la norma ISO 8503-2. El sistema de recubrimiento comprende una imprimación epoxi rica en zinc con un espesor de película seca (DFT) de 60 μm, una capa intermedia epoxi de alto espesor con un DFT de 200 μm y una capa de acabado de poliuretano con un DFT de 80 μm, lo que da un espesor mínimo total de película seca de 340 μm. En las zonas de salpicadura, se aplican recubrimientos de éster de vinilo reforzados con escamas de vidrio con un espesor de película seca (DFT) de 600 μm, sometidos a ensayo de resistencia al impacto según la norma ISO 6272 y de desprendimiento catódico según la norma ASTM G8. Todas las superficies recubiertas se someten a una prueba de detección de defectos de 20 kV según la norma NACE SP0188 y a un ensayo de adherencia según la norma ISO 4624, con una resistencia mínima al desprendimiento de 5 MPa.
La energía eólica marina sigue siendo la principal aplicación de las piezas de transición, donde conectan los cimientos de monopilón con las torres de las turbinas en profundidades de entre 15 y 60 metros. En el caso de una turbina típica de 8 MW con una altura de buje de 130 metros, la pieza de transición debe soportar cargas máximas que superan los 15 000 kN-m de momento flector en la línea de fango y 8000 kN de fuerza de corte provocada por las olas y las corrientes. Los diseños incorporan categorías de detalles de fatiga según la norma DNV-GL-RP-C203, con curvas S-N basadas en 10 millones de ciclos para uniones soldadas en la zona de salpicadura. Se han suministrado piezas de transición para proyectos con requisitos de vida útil a fatiga de 20 años y factores de seguridad de 1,15 para el estado límite último (ULS) y de 1,0 para el estado límite de fatiga (FLS), según la norma IEC 61400-3.
En el sector del petróleo y el gas, las piezas de transición se adaptan a las cimentaciones de plantillas y colectores submarinos, donde deben soportar la exposición a los hidrocarburos y posibles situaciones de incendio. Para estas aplicaciones, la fabricación utiliza acero ASTM A516 Grado 70 o EN 10028-3 P355NH, sometido a ensayos de impacto Charpy con muesca en V a -20 °C según la norma ASTM A370. El diseño incorpora sistemas de tracción con tubo en J para líneas de flujo y umbilicales flexibles, con limitadores de flexión diseñados para una vida útil de 50 años. Las piezas de transición para plataformas marítimas incluyen soportes de ánodos integrados para ánodos de aluminio de sacrificio según la norma DNV-RP-B401, con una masa de ánodo calculada para 25 años de protección a una densidad de corriente de 1,5 A/m² en agua de mar. Las estructuras de atraque de embarcaciones se fabrican en acero S355J2+N según la norma EN 10025-2, diseñadas para cargas de atraque de 500 kN y cargas de amarre de 200 kN según la norma ISO 21650.
En las aplicaciones de minería y procesamiento de minerales se utilizan piezas de transición como adaptadores estructurales entre los cimientos de las plantas de procesamiento y la maquinaria pesada, como trituradoras giratorias, molinos de bolas y cribas vibratorias. Estas unidades deben soportar cargas dinámicas procedentes de maquinaria giratoria con frecuencias de funcionamiento de entre 5 y 30 Hz, lo que requiere un análisis de la frecuencia natural para evitar la resonancia. Las piezas de transición se diseñan con soportes de aislamiento de vibraciones integrados y plataformas de acceso para el mantenimiento rutinario. Para un proyecto reciente de una mina de cobre en Chile, se suministraron piezas de transición con un peso de 450 toneladas cada una, fabricadas en acero S420NL con un espesor de pared de 80 mm, diseñadas para eventos sísmicos de 100 años según la norma ASCE 7-16 con un coeficiente de respuesta sísmica de 0,3 g.
Las instalaciones de generación de energía, incluidas las centrales térmicas, nucleares y de energía solar concentrada (CSP), utilizan piezas de transición para los pedestales de los generadores de turbinas de vapor y los soportes de las torres de refrigeración. Estas aplicaciones requieren un control estricto del asentamiento diferencial, con una distorsión angular máxima limitada a 1/500 según la norma ASCE 7-16. Las piezas de transición para la generación de energía incluyen bandejas de cables integradas para cables de alta tensión con una tensión nominal de hasta 33 kV, con una separación entre los peldaños de la escalera de cables de 600 mm entre centros, según la norma IEC 61537. Para las plantas de CSP con almacenamiento de sal fundida, las piezas de transición se fabrican en acero al carbono revestido de acero inoxidable según la norma ASTM A264, con una capa de revestimiento de acero inoxidable 316L de un espesor mínimo de 3 mm para resistir la corrosión de la sal de nitrato a una temperatura de funcionamiento de 565 °C.
La construcción naval y las aplicaciones marítimas en alta mar requieren piezas de transición para las bases de los sistemas de propulsión, los soportes de los propulsores y los soportes del equipo de cubierta. Estas unidades deben cumplir con las normas de las sociedades de clasificación Lloyd's Register, DNV-GL, ABS y Bureau Veritas. Para su fabricación se utiliza acero de grado naval, como el DH36 y el EH36 según la norma ASTM A131, con ensayos Charpy con muesca en V a -20 °C para un servicio sin restricciones. Las piezas de transición incluyen penetraciones de tubería integradas para sistemas de refrigeración por agua de mar, con manguitos de tubería soldados a la carcasa y sometidos a ensayo a 1,5 veces la presión de diseño según la norma ASME B31.3. Para un proyecto reciente de buques de apoyo offshore, se suministraron piezas de transición de 8 metros de diámetro, 20 metros de altura y 350 toneladas de peso, diseñadas para cimientos de sistemas de posicionamiento dinámico con una tolerancia de deflexión de 2 mm bajo un empuje del propulsor de 1000 kN.
Leading Top Union cuenta con la certificación ISO 3834-2 para la gestión integral de la calidad en soldadura, la certificación EN 1090-2 EXC3 para estructuras de acero de clase de ejecución 3 y la certificación AWS D1.1 para soldadura estructural. Estas certificaciones son auditadas anualmente por TÜV SÜD y Lloyd's Register, lo que garantiza que los procesos de fabricación cumplen con las normas internacionales más estrictas. El sistema de gestión de la calidad también cuenta con las certificaciones ISO 9001:2015 e ISO 14001:2015, con controles medioambientales para las operaciones de limpieza por chorro de arena y recubrimiento. Para cada pieza de transición, se proporciona un paquete de documentación completo que incluye certificados de ensayo de materiales según la norma EN 10204 Tipo 3.1, especificaciones de procedimientos de soldadura (WPS) según la norma ISO 15609-1, cualificaciones de soldadores según la norma ISO 9606-1 e informes de ensayos no destructivos con localización de defectos.
El equipo de ingeniería lleva a cabo un análisis detallado de elementos finitos (FEA) en 3D utilizando ANSYS Workbench para cada diseño de pieza de transición, evaluando la distribución de tensiones bajo cargas combinadas axiales, de flexión y de torsión. Las tensiones locales en las uniones entre brida y carcasa, las fijaciones de los tubos en J y los soportes de la plataforma se analizan utilizando técnicas de submodelado con tamaños de elementos de hasta 5 mm. El análisis de fatiga sigue el enfoque de tensión nominal según la norma DNV-GL-RP-C203, con curvas S-N para uniones soldadas en agua de mar con protección catódica. Para las uniones atornilladas, los requisitos de precarga de los pernos se calculan según la norma EN 1993-1-8, teniendo en cuenta las fuerzas de palanca y la resistencia al deslizamiento de los pernos precargados en orificios sobredimensionados. Todos los resultados del análisis por elementos finitos (FEA) se validan comparándolos con las mediciones de los extensómetros durante las pruebas de aceptación en fábrica, con una correlación inferior al 5 % en las ubicaciones críticas.
La fábrica de Suzhou ocupa una superficie de 120 000 metros cuadrados y cuenta con líneas de producción específicas para la fabricación de piezas de transición, entre las que se incluyen una cámara de granallado de 50 metros de largo, una cabina de pintura de 12 metros de ancho con control de temperatura y humedad, y una grúa pórtico con una capacidad de elevación de 500 toneladas. Se mantiene un stock de chapas S355NL y S420NL con espesores de entre 20 mm y 150 mm, procedentes de acerías europeas con certificación completa EN 10204 Tipo 3.2. Para proyectos urgentes, la entrega del primer artículo puede realizarse en un plazo de 16 semanas desde la realización del pedido, con una producción en serie a un ritmo de una pieza de transición completa cada 10 días laborables. El equipo de logística coordina el transporte marítimo desde el puerto de Shanghái a cualquier destino del mundo, con fletamento de buques para cargas de gran tamaño que superen las 500 toneladas por pieza.
Los servicios opcionales incluyen la inspección por parte de terceros a cargo de DNV-GL, Bureau Veritas o SGS, con puntos de verificación para la recepción de materiales, soldadura, ensayos no destructivos (END), inspección dimensional y recubrimiento. Las pruebas de aceptación en fábrica (FAT) incluyen una inspección dimensional completa mediante escaneo láser con comparación de modelos 3D, la verificación de la planitud de las bridas mediante galgas y reglas, y la verificación de la disposición de los orificios de los pernos mediante calibres de paso. En los diseños de conexiones con lechada, se realizan pruebas de simulación del anillo de lechada para verificar el flujo y la ventilación de la lechada. En los diseños de conexiones atornilladas, la verificación de la precarga de los pernos se lleva a cabo mediante tensores hidráulicos con células de carga. Todos los resultados de las pruebas se documentan en un informe FAT que sirve de base para la aceptación de la instalación en alta mar.
| Capability | Specification |
|---|---|
| Diameter | 4,000 - 9,000mm |
| Height | 15 - 35m |
| Weight | 200 - 800 tons |
| Flange Flatness | ≤ 1mm |
| Steel Grade | S355NL / S420NL |
| Coating | C5-M, 25-year design life |
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