Vallourec 依照美國石油學會標準3D打印WAAM油井部件

2024年9月24日，南極熊獲悉，Vallourec的增材制造主管 Olivier Tartar 在 LinkedIn 上透露，該公司已經(jīng)通過電弧增材制造 (WAAM) 生產(chǎn)出井下部件。這家法國管道制造商的營收為 34 億美元，擁有 17,000 名員工，在汽車、能源和其他行業(yè)的無縫鋼管市場中處于領先地位。值得注意的是，安賽樂米塔爾持有 Vallourec 28.4% 的股份。安賽樂米塔爾最近與 Materialise合作并開始銷售粉末，其工作似乎專注于粉末床應用，而 Vallourec 則在與 WAAM 合作。

WAAM 最初受到人們的喜愛，但后來卻變得無人問津。然而，一些公司仍在繼續(xù)使用該技術生產(chǎn)具有商業(yè)價值的部件，尤其是用于能源行業(yè)。例如，林肯電氣公司正在制造用于勘探和配送的大型壓力容器和部件，其中一些部件重達 4,000 公斤。WAAM 以快速和經(jīng)濟高效而聞名，但由于后處理繁瑣和缺乏控制，許多人放棄了它。然而，Vallourec 仍然致力于這項技術。

Vallourec 改進了 WAAM 技術，并創(chuàng)建了類似單元的生產(chǎn)區(qū)域，將機器人手臂與 WAAM 和超聲波檢查相結(jié)合。這些單元可以生產(chǎn)最大 2 立方米的零件，部件高度可達 2 米，直徑可達 1 米。雖然該公司主要使用碳鋼，但也在開發(fā)使用耐腐蝕材料的零件。WAAM在石油和天然氣領域尤其令人印象深刻的是從概念到實施的快速過渡。例如，Vallourec 自 2020 年以來才開始使用 WAAM，但已經(jīng)為大型石油公司生產(chǎn)了大量零件。

舉個例子，Vallourec 生產(chǎn)了一個提升塞，這是石油平臺上使用的安全關鍵部件，需要承受 100 噸的負載。鍛造的替代品成本太高，交貨時間也長，但 Vallourec 制造WAAM 部件的時間只有原來的三分之一，而且成本更低。該塞目前在帝汶海的澳大利亞海岸使用。從經(jīng)濟角度來看，3D 打印在石油和天然氣行業(yè)的效果出奇地好。由于承包商面臨按時交貨的壓力，各種部件的經(jīng)濟效益都很好。石油和天然氣行業(yè)的停機成本極高，這有助于抵消與 3D 打印相關的典型成本問題。

Vallourec公司目前已根據(jù)API 5C5:2017 CAL-IV 標準對 WAAM 井下組件進行了測試。這是美國石油學會用于測試石油和天然氣行業(yè)套管和油管連接的標準。這是一項嚴格而苛刻的標準，因為它評估了管道連接在負載下的性能，特別是在高壓或高溫井中。鑒于管道故障在石油和天然氣勘探和加工中會產(chǎn)生嚴重后果，這些測試至關重要。它們評估連接是否適合用途，不僅僅是簡單的拉伸測試，還包括對扭轉(zhuǎn)、內(nèi)部和外部壓力、壓縮、溫度梯度、應變、循環(huán)載荷等的評估。

Vallourec公司測試了“95/8” 53.5 ppf VAM 21 x 7” 32 ppf 125 ksi VAM 21 WAAM 打印交叉管”。雖然具體細節(jié)聽起來很復雜，但它本質(zhì)上是指一種管子。該公司以 95% 的實際屈服強度測試了這根 3D 打印管子，這種管子的實際屈服強度范圍為 80 至 140 ksi。該管子承受了拉伸和壓縮（約 500 噸）的綜合壓力，內(nèi)部壓力（約 1000 巴或 15,000 psi）和外部壓力（約 600 巴或 8,500 psi）。這些嚴格的測試是在環(huán)境溫度和高溫下進行的。通過證明 3D 打印組件能夠承受真實條件，Vallourec可以幫助客戶有效降低風險。進一步的質(zhì)量保證工作、資格和認證將使他們更加具有競爭力。

最終，Tartar 表示：“Vallourec的 WAAM 交叉材料成功通過了這些關鍵測試。這表明 WAAM可與鑄造、軋制、鍛造等傳統(tǒng)材料相媲美，并將逐漸成為世界各地工程師的替代方案！”