殼牌：3D打印可用于修復(fù)泄漏的夾具，石油和天然氣增材制造勢頭強(qiáng)勁

2023年1月4日，南極熊獲悉，石油和天然氣跨國公司殼牌公布了其最新的研發(fā)產(chǎn)品，利用3D打印技術(shù)制成的可用于修復(fù)泄漏的夾具。


△殼牌的 WAAM 3D 打印泄漏修復(fù)夾。照片來自殼牌。

此部件旨在修復(fù)受缺陷或受腐蝕影響的管道，確保連續(xù)的石油和天然氣供應(yīng)以及設(shè)施的安全性能。殼牌表示，通過線弧增材制造 (WAAM) 3D打印技術(shù)，可以快速高效地生產(chǎn)它，從而使夾具的定制更容易、成本更低。

3D打印夾具通過高壓測試
由于專門制造壓力外殼的公司數(shù)量有限，殼牌表示制造一個簡單的泄漏修復(fù)夾可能需要五天時間，而生產(chǎn)更復(fù)雜的部件需要四個多星期，時間成本很高。考慮到某些管道系統(tǒng)的復(fù)雜性，以及管道損壞造成的泄漏對環(huán)境和供應(yīng)的影響，這是一個需要重視的問題。

為了滿足這種對可快速部署的定制維修解決方案的需求，以及確保持續(xù)安全運(yùn)行的機(jī)械完整性，殼牌瞄準(zhǔn)了3D打印技術(shù)。與鑄造或鍛造相比，該公司表示該技術(shù)“具有優(yōu)勢”，因?yàn)樗�可以生產(chǎn)近凈形零件，并且浪費(fèi)最少，不需要定制模具。

為了將這個想法付諸實(shí)踐，殼牌選擇與TEAM Inc.和Vallourec合作設(shè)計(jì)和測試概念驗(yàn)證修復(fù)夾具，該修復(fù)夾具完全使用 WAAM 3D 打印制作。該團(tuán)隊(duì)還為最初的原型零件制定了技術(shù)規(guī)范和檢驗(yàn)測試計(jì)劃，能夠滿足在中壓蒸汽系統(tǒng)的使用質(zhì)量。


△復(fù)雜管道夾具設(shè)置的示例。照片來自殼牌。

在測試期間，該設(shè)備成功通過了在 142.4 bar（預(yù)期設(shè)計(jì)壓力的五倍以上）下進(jìn)行的爆破測試，符合“現(xiàn)場應(yīng)用”的條件。殼牌現(xiàn)在正在努力創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫，包含其所有檢查和資格測試結(jié)果，有助于零件的關(guān)鍵性分類（及其 NDT 要求）。展望未來，該公司還旨在建立合格配置庫，以降低生產(chǎn)類似未來產(chǎn)品的資格要求。

在與項(xiàng)目結(jié)果一起發(fā)布的聲明中，殼牌稱：“創(chuàng)建有關(guān) 3D 打印備件的廣泛數(shù)據(jù)集的活動是資源密集型的。通過與有相似需求的感興趣的最終用戶合作，我們可以更快地獲得更多知識。WAAM 技術(shù)的流程具有標(biāo)準(zhǔn)化，特別是在質(zhì)量控制方面，對于縮短交貨時間和降低成本至關(guān)重要。殼牌相信，能源領(lǐng)域采用3D打印的巨大飛躍可能來自于整個行業(yè)的這種標(biāo)準(zhǔn)化�！�


△安裝在殼牌現(xiàn)場的原型泄漏修復(fù)夾具。 照片來自殼牌。

石油和天然氣增材制造勢頭強(qiáng)勁
作為領(lǐng)先的石油和天然氣跨國公司，殼牌對3D打印的持續(xù)興趣預(yù)示著該技術(shù)在能源領(lǐng)域的未來。該公司已經(jīng)與GE Additive合作開發(fā)3D 打印氧氫微混合器，Poly Products用于逆向工程和 3D 打印海上鉆井平臺備件，以及3D Metalforge用于3D 打印熱交換器管。

2021年7月，AML3D還透露已經(jīng)為�？松�美孚3D打印了一個8噸重的壓力容器演示器。最初的訂單價值僅為 190,000 美元，但該項(xiàng)目是一個石油和天然氣領(lǐng)域展示3D打印技術(shù)潛力的機(jī)會。

在其他地方，Hunting PLC通過收購 Cumberland Additive 27% 的股份，進(jìn)入該行業(yè)。去年年底宣布該交易時，標(biāo)志著 Hunting 進(jìn)入 3D 打印領(lǐng)域，并為其提供了進(jìn)軍航空航天、國防以及石油和天然氣市場的機(jī)會。