壳牌：3D打印可用于修复泄漏的夹具，石油和天然气增材制造势头强劲

2023年1月4日，南极熊获悉，石油和天然气跨国公司壳牌公布了其最新的研发产品，利用3D打印技术制成的可用于修复泄漏的夹具。


△壳牌的 WAAM 3D 打印泄漏修复夹。照片来自壳牌。

此部件旨在修复受缺陷或受腐蚀影响的管道，确保连续的石油和天然气供应以及设施的安全性能。壳牌表示，通过线弧增材制造 (WAAM) 3D打印技术，可以快速高效地生产它，从而使夹具的定制更容易、成本更低。

3D打印夹具通过高压测试
由于专门制造压力外壳的公司数量有限，壳牌表示制造一个简单的泄漏修复夹可能需要五天时间，而生产更复杂的部件需要四个多星期，时间成本很高。考虑到某些管道系统的复杂性，以及管道损坏造成的泄漏对环境和供应的影响，这是一个需要重视的问题。

为了满足这种对可快速部署的定制维修解决方案的需求，以及确保持续安全运行的机械完整性，壳牌瞄准了3D打印技术。与铸造或锻造相比，该公司表示该技术“具有优势”，因为它可以生产近净形零件，并且浪费最少，不需要定制模具。

为了将这个想法付诸实践，壳牌选择与TEAM Inc.和Vallourec合作设计和测试概念验证修复夹具，该修复夹具完全使用 WAAM 3D 打印制作。该团队还为最初的原型零件制定了技术规范和检验测试计划，能够满足在中压蒸汽系统的使用质量。


△复杂管道夹具设置的示例。照片来自壳牌。

在测试期间，该设备成功通过了在 142.4 bar（预期设计压力的五倍以上）下进行的爆破测试，符合“现场应用”的条件。壳牌现在正在努力创建一个数据库，包含其所有检查和资格测试结果，有助于零件的关键性分类（及其 NDT 要求）。展望未来，该公司还旨在建立合格配置库，以降低生产类似未来产品的资格要求。

在与项目结果一起发布的声明中，壳牌称：“创建有关 3D 打印备件的广泛数据集的活动是资源密集型的。通过与有相似需求的感兴趣的最终用户合作，我们可以更快地获得更多知识。WAAM 技术的流程具有标准化，特别是在质量控制方面，对于缩短交货时间和降低成本至关重要。壳牌相信，能源领域采用3D打印的巨大飞跃可能来自于整个行业的这种标准化。”


△安装在壳牌现场的原型泄漏修复夹具。 照片来自壳牌。

石油和天然气增材制造势头强劲
作为领先的石油和天然气跨国公司，壳牌对3D打印的持续兴趣预示着该技术在能源领域的未来。该公司已经与GE Additive合作开发3D 打印氧氢微混合器，Poly Products用于逆向工程和 3D 打印海上钻井平台备件，以及3D Metalforge用于3D 打印热交换器管。

2021年7月，AML3D还透露已经为埃克森美孚3D打印了一个8吨重的压力容器演示器。最初的订单价值仅为 190,000 美元，但该项目是一个石油和天然气领域展示3D打印技术潜力的机会。

在其他地方，Hunting PLC通过收购 Cumberland Additive 27% 的股份，进入该行业。去年年底宣布该交易时，标志着 Hunting 进入 3D 打印领域，并为其提供了进军航空航天、国防以及石油和天然气市场的机会。