Pièces de transition usinées avec précision, reliant les fondations sur monopieu aux mâts des éoliennes. Nos pièces de transition présentent des tolérances dimensionnelles très strictes pour les assemblages scellés au coulis ou boulonnés, et sont équipées de plates-formes internes, de tubes en J et de fixations pour les rampes d'accès aux bateaux.
Classe d'exécution 3/4
Pièce unique jusqu'à 80 tonnes
NDT 100% Inspection
Qualité offshore
Les pièces de transition constituent l'interface cruciale entre la fondation monopieu et le mât d'une éolienne offshore, transmettant les charges extrêmes du mât vers les fonds marins. Chez Leading Top Union, les pièces de transition sont fabriquées en configurations coniques et cylindriques, conçues pour des assemblages scellés au coulis ou boulonnés, conformément aux normes DNV-GL-ST-0126 et CEI 61400-3. L'usine de production de Suzhou traite des pièces pesant de 200 à 800 tonnes, avec des diamètres allant de 4 000 à 9 000 mm et des hauteurs de 15 à 35 mètres. Chaque pièce de transition est fabriquée en acier de construction à grain fin normalisé S355NL ou S420NL, conformément à la norme EN 10025-3, garantissant une excellente ténacité à des températures pouvant descendre jusqu'à -40 °C pour les déploiements en mer du Nord et en mer Baltique.
Le processus de fabrication commence par le laminage de précision des tôles sur des cintreuses à 4 rouleaux capables de former de l'acier d'une épaisseur maximale de 150 mm. Les soudures longitudinales et circonférentielles sont réalisées selon les procédés de soudage à l'arc submergé (SAW) et de soudage à l'arc avec fil fourré (FCAW), certifiés conformes aux normes ISO 3834-2 et AWS D1.1. Toutes les soudures sont soumises à un contrôle par ultrasons (UT) à 100 % selon la norme EN ISO 17640 et à un contrôle par particules magnétiques (MPI) selon la norme EN ISO 17638. Pour les soudures à pénétration totale critiques au niveau de la jonction entre la bride et la coque, un contrôle par ultrasons à balayage phasé (PAUT) est appliqué afin de détecter les défauts plans aussi petits que 2 mm. Un traitement thermique post-soudage (PWHT) est effectué dans des fours à commande numérique pour le détendage lorsque l'épaisseur de paroi dépasse 40 mm, conformément aux exigences de la norme DNV-GL-CP-0287.
La planéité des brides est une spécification déterminante pour les performances des pièces de transition, car des brides hors tolérance entraînent une répartition inégale des charges et une fatigue prématurée des boulons. Une planéité des brides inférieure à 1 mm sur l'ensemble du diamètre est obtenue grâce à une combinaison de traitements de détente, d'usinage de précision sur des aléseuses verticales de 10 mètres et d'un contrôle dimensionnel final à l'aide de systèmes de suivi laser d'une précision de 0,02 mm. La face de la bride est usinée pour obtenir une rugosité de surface de Ra 3,2 μm ou mieux, garantissant une étanchéité adéquate pour les assemblages scellés au coulis et une répartition uniforme de la précharge pour les assemblages boulonnés. Chaque bride est vérifiée conformément aux exigences de la classe d'exécution EN 1090-2 EXC3, avec des gabarits de perçage CNC permettant d'obtenir une tolérance de position de ±0,5 mm pour les trous de boulons.
L'intégration des plates-formes internes est réalisée lors de la fabrication, et non lors d'une opération secondaire, ce qui élimine les problèmes liés à l'accumulation des tolérances. Des systèmes d'accès internes complets sont installés, comprenant des échelles conformes à la norme EN ISO 14122-4, des plates-formes intermédiaires pouvant supporter une charge utile de 5 kN/m², ainsi que des supports de chemins de câbles conçus pour accueillir jusqu'à 48 câbles sous-marins par tube en J. Les assemblages de tubes en J sont préfabriqués à partir de tubes sans soudure API 5L X65 avec des rayons de courbure de 5D à 8D, revêtus à l'intérieur d'époxy lié par fusion (FBE) pour la protection contre la corrosion. Le système de tirage de câbles comprend des guides d'entrée en forme de cloche d'un rayon minimal de 300 mm, des limiteurs de courbure espacés de 2 mètres et des câbles de tirage préinstallés dans chaque tube en J, ce qui réduit le temps d'installation en mer de près de 40 % par rapport aux systèmes installés sur site.
Le système de revêtement est conçu pour une durée de vie nominale de 25 ans dans des environnements corrosifs de classe C5-M, conformément à la norme ISO 12944-9. La préparation de la surface est réalisée par grenaillage selon la norme Sa 2.5 (métal quasi blanc) conformément à la norme ISO 8501-1, avec un profil de surface de 75 à 125 μm mesuré selon la norme ISO 8503-2. Le système de revêtement comprend un apprêt époxy riche en zinc d'une épaisseur de film sec (EFS) de 60 μm, une couche intermédiaire époxy à haut pouvoir couvrant d'une EFS de 200 μm et une couche de finition polyuréthane d'une EFS de 80 μm, pour une épaisseur totale minimale de film sec de 340 μm. Pour les zones exposées aux projections, des revêtements à base d'ester vinylique renforcés de paillettes de verre sont appliqués à une épaisseur de film sec de 600 μm, testés pour la résistance aux chocs selon la norme ISO 6272 et pour le décollement cathodique selon la norme ASTM G8. Toutes les surfaces revêtues sont soumises à une détection des défauts à 20 kV selon la norme NACE SP0188 et à des essais d'adhérence selon la norme ISO 4624 avec une résistance minimale à l'arrachement de 5 MPa.
L'éolien offshore reste le principal domaine d'application des pièces de transition, qui relient les fondations monopiles aux tours des éoliennes à des profondeurs comprises entre 15 et 60 mètres. Pour une éolienne type de 8 MW avec une hauteur de moyeu de 130 mètres, la pièce de transition doit résister à des charges ultimes dépassant 15 000 kN-m de moment de flexion au niveau de la ligne de boue et à 8 000 kN de force de cisaillement due aux vagues et aux courants. Les conceptions intègrent des catégories de détails de fatigue conformes à la norme DNV-GL-RP-C203, avec des courbes S-N basées sur 10 millions de cycles pour les joints soudés dans la zone d'éclaboussures. Des pièces de transition ont été fournies pour des projets présentant des exigences de durée de vie en fatigue de 20 ans et des coefficients de sécurité de 1,15 pour l'état limite ultime (ULS) et de 1,0 pour l'état limite de fatigue (FLS), conformément à la norme CEI 61400-3.
Dans le secteur pétrolier et gazier, les pièces de transition sont conçues pour les fondations de structures sous-marines et de collecteurs, où elles doivent résister à l'exposition aux hydrocarbures et à d'éventuels scénarios d'incendie. Pour ces applications, la fabrication fait appel à de l'acier ASTM A516 Grade 70 ou EN 10028-3 P355NH, soumis à un essai de résilience Charpy à entaille en V à -20 °C conformément à la norme ASTM A370. La conception intègre des systèmes de tirage à tube en J pour les conduites flexibles et les ombilicaux, avec des limiteurs de courbure conçus pour une durée de vie de 50 ans. Les pièces de transition pour les plates-formes offshore comprennent des supports d'anodes intégrés pour des anodes sacrificielles en aluminium conformes à la norme DNV-RP-B401, la masse d'anode étant calculée pour une protection de 25 ans à une densité de courant de 1,5 A/m² en eau de mer. Les structures d'accostage des bateaux sont fabriquées en acier S355J2+N conformément à la norme EN 10025-2, et conçues pour des charges d'accostage de 500 kN et des charges d'amarrage de 200 kN conformément à la norme ISO 21650.
Dans le secteur minier et de la transformation des minerais, les pièces de transition sont utilisées comme adaptateurs structurels entre les fondations des usines de traitement et les équipements lourds tels que les concasseurs giratoires, les broyeurs à boulets et les cribles vibrants. Ces éléments doivent résister aux charges dynamiques générées par les machines rotatives fonctionnant à des fréquences comprises entre 5 et 30 Hz, ce qui nécessite une analyse des fréquences propres afin d'éviter toute résonance. Les pièces de transition sont conçues avec des supports d'isolation antivibratoire intégrés et des plates-formes d'accès pour l'entretien courant. Pour un projet récent de mine de cuivre au Chili, des pièces de transition pesant chacune 450 tonnes ont été fournies. Elles ont été fabriquées en acier S420NL avec une épaisseur de paroi de 80 mm, conçues pour résister à des événements sismiques survenant une fois tous les 100 ans selon la norme ASCE 7-16, avec un coefficient de réponse sismique de 0,3 g.
Les installations de production d'électricité, notamment les centrales thermiques, nucléaires et solaires à concentration (CSP), utilisent des pièces de transition pour les socles des générateurs à turbine à vapeur et les supports des tours de refroidissement. Ces applications exigent un contrôle rigoureux des tassements différentiels, la déformation angulaire maximale étant limitée à 1/500 conformément à la norme ASCE 7-16. Les pièces de transition pour la production d'électricité comprennent des chemins de câbles intégrés pour les câbles haute tension d'une tension nominale allant jusqu'à 33 kV, avec un espacement des échelles à câbles de 600 mm entre les axes, conformément à la norme CEI 61537. Pour les centrales CSP avec stockage de sel fondu, les pièces de transition sont fabriquées en acier au carbone revêtu d'acier inoxydable selon la norme ASTM A264, avec une couche de revêtement en acier inoxydable 316L d'une épaisseur minimale de 3 mm afin de résister à la corrosion par les sels de nitrate à une température de fonctionnement de 565 °C.
La construction navale et les applications maritimes offshore nécessitent des pièces de transition pour les fondations des systèmes de propulsion, les supports de propulseurs et les supports d'équipements de pont. Ces éléments doivent respecter les règles des sociétés de classification telles que Lloyd's Register, DNV-GL, ABS et Bureau Veritas. La fabrication utilise de l'acier de qualité navale, tel que le DH36 et l'EH36 selon la norme ASTM A131, avec un essai Charpy à entaille en V à -20 °C pour une utilisation sans restriction. Les pièces de transition comprennent des passages de tuyaux intégrés pour les systèmes de refroidissement à l'eau de mer, avec des manchons de tuyaux soudés à l'enveloppe et testés à 1,5 fois la pression de conception selon la norme ASME B31.3. Dans le cadre d'un récent projet de navire de soutien offshore, des pièces de transition d'un diamètre de 8 mètres, d'une hauteur de 20 mètres et d'un poids de 350 tonnes ont été fournies. Elles ont été conçues pour les fondations de systèmes de positionnement dynamique avec une tolérance de déviation de 2 mm sous une poussée de propulseur de 1 000 kN.
Leading Top Union est certifiée ISO 3834-2 pour la gestion intégrale de la qualité en matière de soudage, EN 1090-2 EXC3 pour les structures métalliques de classe d'exécution 3, et AWS D1.1 pour le soudage de structures. Ces certifications font l'objet d'audits annuels menés par TÜV SÜD et Lloyd's Register, garantissant ainsi que les processus de fabrication répondent aux normes internationales les plus strictes. Le système de gestion de la qualité est également certifié ISO 9001:2015 et ISO 14001:2015, avec des contrôles environnementaux pour les opérations de grenaillage et de revêtement. Pour chaque pièce de transition, un dossier de documentation complet est fourni, comprenant les certificats d'essai des matériaux selon la norme EN 10204 Type 3.1, les spécifications de procédure de soudage (WPS) selon la norme ISO 15609-1, les qualifications des soudeurs selon la norme ISO 9606-1, ainsi que les rapports d'essais non destructifs avec cartographie de localisation des défauts.
L'équipe d'ingénieurs réalise une analyse par éléments finis (FEA) en 3D détaillée à l'aide d'ANSYS Workbench pour chaque conception de pièce de transition, en évaluant la répartition des contraintes sous des charges combinées axiales, de flexion et de torsion. Les contraintes locales au niveau des jonctions entre les brides et la coque, des fixations des tubes en J et des supports de plate-forme sont analysées à l'aide de techniques de sous-modélisation avec des tailles d'éléments pouvant descendre jusqu'à 5 mm. L'analyse de fatigue suit l'approche des contraintes nominales selon la norme DNV-GL-RP-C203, avec des courbes S-N pour les joints soudés en eau de mer avec protection cathodique. Pour les assemblages boulonnés, les exigences de précontrainte des boulons sont calculées conformément à la norme EN 1993-1-8, en tenant compte des forces de levage et de la résistance au glissement pour les boulons précontraints dans des trous surdimensionnés. Tous les résultats de l'analyse par éléments finis (FEA) sont validés par rapport aux mesures des jauges de contrainte lors des essais de réception en usine, avec une corrélation inférieure à 5 % pour les emplacements critiques.
L'usine de Suzhou s'étend sur 120 000 mètres carrés et dispose de lignes de production dédiées à la fabrication de pièces de transition, comprenant notamment une cabine de grenaillage de 50 mètres de long, une cabine de peinture de 12 mètres de large équipée d'un système de régulation de la température et de l'humidité, ainsi qu'un portique d'une capacité de levage de 500 tonnes. Un stock de tôles S355NL et S420NL est maintenu dans des épaisseurs allant de 20 mm à 150 mm, provenant d'aciéries européennes et certifiées EN 10204 Type 3.2. Pour les projets urgents, la livraison du premier article peut être effectuée dans un délai de 16 semaines à compter de la passation de la commande, avec une production en série à raison d'une pièce de transition complète tous les 10 jours ouvrables. L'équipe logistique coordonne le fret maritime depuis le port de Shanghai vers n'importe quelle destination dans le monde, avec affrètement de navires pour les cargaisons hors gabarit dépassant 500 tonnes par pièce.
Les services optionnels comprennent une inspection par un organisme tiers (DNV-GL, Bureau Veritas ou SGS), avec des points de contrôle pour la réception des matériaux, la soudure, les essais non destructifs, le contrôle dimensionnel et le revêtement. Les essais de réception en usine (FAT) comprennent un contrôle dimensionnel complet par balayage laser avec comparaison à un modèle 3D, la vérification de la planéité des brides à l'aide de cales d'épaisseur et de règles, ainsi que la vérification du gabarit des trous de boulons à l'aide de jauges de contrôle. Pour les conceptions de raccordements scellés au coulis, des essais de simulation de l'anneau de coulis sont effectués afin de vérifier l'écoulement et la ventilation du coulis. Pour les conceptions de raccordements boulonnés, la vérification de la précontrainte des boulons est réalisée à l'aide de tendeurs hydrauliques équipés de capteurs de force. Tous les résultats des essais sont consignés dans un rapport FAT qui sert de base à la réception de l'installation en mer.
| 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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