Shell使用WAAM技术制造修复管夹，为解决管道泄漏问题提供新思路

导读：在石油和天然气领域，关闭管网以堵住潜在泄漏是一件很复杂的工程问题。大多数情况下，在处理这样的问题时往往需要在它上面贴上一个类似“创可贴”的密封装置，然后等待更永久的解决方案。不过，如今出现了一种3D打印制造的新式管夹，为解决石油和天然气管道泄露问题提出了新的思路。

预先设计的泄漏修复

南极熊了解到，石化巨头壳牌（Shell）公司已经在他们的一个站点上成功地安装了一个3D打印维修管夹，这个管夹概念验证是使用线弧增材制造 (WAAM) 技术制造的。

这一应用案例由壳牌与 TEAM公司和Vallourec 合作打印和安装。该项目的目标是设计一个合适的技术规范，根据它制造零件，然后根据新设计的检验计划进行测试。

管道容易出现裂纹形式的缺陷，也可能通过内壁变薄出现缺陷，这可能在加压流体侵蚀或腐蚀管道内部时发生。这些夹具专为快速安装而设计，旨在减少对相关系统的干扰。

△老式夹具零件多，交货期长。（图片来源：壳牌）

通常，此类夹具由铸造或锻造部件制成（如上所示），并由装配中的多个零件组成。制造传统的夹具可能需要数周的时间来制造和交付。

3D 打印版本由更少的部件组成，可在3-5 天内制造。从下图中的 WAAM 打印夹具可以看出，尺寸和复杂性的降低是显而易见的。

△WAAM管夹。（图片来源：壳牌）

如前所述，夹具解决方案更像是“创可贴”。一种减少系统停机时间并保持利润流动的快速解决方案。系统中的突然泄漏也会对环境造成危害，因此快速修复通常正是工程师所要求的，至少在有更合适的时机关闭所有设备并提供适当的修复之前。

壳牌对打印出来的夹具进行了爆裂测试，结果显示超过设计压力的五倍 (142.4 bar)。这一水平的安全系数证明了它适合现场安装。

虽然夹具可以在短短几天内生产出来，但由于测试关键应用的原型零件的要求，这些夹具花费的时间比平时更长。在这种情况下，更多的时间用于保证零件的成功，而不是专注于设计优化。

△未完成的WAAM 打印件。（图片来源：壳牌）

下一步

既然概念验证已被证明是可行的，下一步就是提高零件的整体质量和一致性。此外，减少生产级零件的交货时间是当务之急。

许多未来以质量为中心的创新将涉及数据创建和管理。例如，将创建一个包含检查和鉴定数据的数据库，以反映增材制造零件的差异，这将有助于对关键项目进行无损评估。质量鉴定要求将更受关注，WAAM技术的适用环境也将从简单零件转向更复杂的零件。