LaserPIPE – Laser-based welding of pipelines for offshore industry

En forbedring av produksjonsmetoder vil gi lavere kostnader til å møte fremtidens krav om ren energi. Tradisjonell elektrisk buesveising har til i dag vært den viktigste metoden for sammenføyning av stål og aluminium. Laser, eventuelt i kombinasjon med konvensjonelle prosesser er et alternativ til disse. Med en slik hybrid løsning kan en tenke seg at Laser også benyttes i produksjon av rørledninger til olje/gasstransport også for tykkveggete rør. Man reduserer produksjonskostnadene siden det behøves minimalt med tilsettmaterial, og produksjonen krever mindre energi enn ved tradisjonelle sammenføyningsprosesser. Dette vil igjen gi lavere CO2-utslipp både i selve utførelsen av sveisingen, men også fordi man får betydelig redusert produksjonstid. Problemet i dag er at Laser hybridsveising (LAHW) ikke er særlig utbredt i tung industri fordi utviklingen av prosessen er relativ ung. Olje/gassindustrien opererer under strenge kvalitetskrav til sveiseskjøtene som utsettes for høye trykk, klorider og andre korrosive stoffer som følger oljeproduksjonen. Derfor må prosessen vise at LAHW på rør for transport av olje/gass, Hydrogen og CO2 også vil gi like god kvalitet i sveisskjøtene som tradisjonell sveising. Sammenføyningene vil bli testet etter samme standarder og metoder som benyttes i tradisjonelle produksjonsprosesser. Dette vil være en utfordring, siden man har en ekstremt smal sveis der det er vanskelig å få tatt ut prøver fra selve sveismetallet. Prosjektet vil derfor også vurdere om dagens spesifikasjoner kan justeres slik at også Lasersveising blir akseptert som en alternativ produksjonsprosess. Får man positive resultater på dette, kan man utfordre tradisjonell sveising både på pris, kvalitet og effektivitet. I dette prosjektet vil man altså prøve å dekke behovet for forskning og utvikling innenfor utvikling av prosessparametere, studere materialegenskaper etter sveising og til slutt utvikle en robust produksjonsprosess med lav reparasjonsrate.

To increase competitiveness in the petroleum sector and to subsequently meet the shift towards clean energy, more advanced manufacturing methods must be developed and used. Welding is one of the most important manufacturing processes in industry. Laser-arc hybrid welding (LAHW) is an alternative to conventional arc welding for manufacturing of pipelines and is promising for thick-walled structures. It may increase productivity by several times, reduce costs, CO2 footprint, and increase performance of welded joints. This will increase the competitiveness of the industrial partner immensely. However, LAHW requires extensive research to deal with many challenges met in deep and narrow welds. The project aims to introduce an innovative laser-arc hybrid welding for pipeline manufacturing. In the project, advanced research methods will be employed to optimize complex innovative laser-based welding to solve scientific and technical challenges. Positive results of the project may have a significant effect on standardization which is mainly focused on conventional arc welding to this date. This can be a game-changer in pipeline manufacturing industry and may strongly affect other welding intensive industries. Upon project completion, LAHW is planned to be realized in real manufacturing condition seeking a broader industrialization potential due to many benefits. In this project a few critical challenges will be solved to cover R&D needs: 1) development of process parameters to achieve high quality welds; 2) study of material reaction on thermal cycle and resulting mechanical properties; 3) development of robust manufacturing with minimization of fault welds. The planed and successful realization of the innovative laser-based welding will contribute to increased productivity, more resilient and safe manufacturing, improved mechanical performance of welded joints, and shift towards more sustainable and environmentally friendly production.