全球石油和天然氣行業的3D打印應用案例
魔猴君 行業資訊 920天前
在眾多能源提效的解決方案中，增材制造技術是最具代表性的選項之一，這是因為越來越多的石油和天然氣公司正在轉向3D打印，以創建幾何形狀復雜、具有成本效益的部件，特別是在涉及到替換和備件時。本文就列舉了目前市場上有代表性的12家頂級廠商在能源行業應用3D打印的典型案例，具體內容如下：
3D Metalforge和殼牌合作制造熱交換器部件
殼牌（Shell）是世界上最大的能源公司之一，該公司近年來也轉向了增材制造。2021年底，3D Metalforge宣布與殼牌旗下位于新加坡的專門化學制造基地殼牌裕廊島合作，提供 3D 打印的熱交換器零件。這項一次性協議是由殼牌裕廊島公司的工程師為了減少制造熱交換器管部件的交貨時間而推動的，由于3D打印技術的應用，這一壯舉在短短兩周的時間內就完成了。熱交換器管部件是插入冷凝器和熱交換器進口端的薄壁管，用于傳遞熱量和防止管子故障，因此它們是石油和天然氣行業的關鍵部件。通過應用增材制造技術，殼牌裕廊島公司能夠延長現有設備的使用壽命，這要歸功于快速收到具有成本效益的替換零件。
△照片來源：3D Metalforge
來自AML3D的3D打印壓力容器
AML3D是一家澳大利亞的金屬3D打印機制造商，特別是依靠定向能沉積（DED）工藝的機器。今年夏天，它宣布了一個與美國石油公司ExxonMobil合作的新項目。該項目涉及使用3D打印技術設計一個金屬壓力容器，長8米，直徑1.5米，總重量為907kg。它被認為是市場上最大的商業化3D打印容器。由于AML3D的技術目前與鋁、鈦、鋼和鎳合金兼容，AML3D認為只需12周就可以制造出這個零件。
△AML的3DArcemy系統
AML3D創造了世界上最大的石油和天然氣管道部件
在AML3D的另一個典型案例中，該公司一直因其線上快速制造（WAM?）工藝生產大型金屬零件而聞名，該工藝源自DED，并將電弧與認證焊絲結合起來。早在2021年11月，他們利用3D打印混合制造方法創造了他們認為是最大的、經過驗證的金屬石油和天然氣高壓管道部件。之所以選擇增材制造，是因為他們希望能夠減少環境、人力和安全風險，這也是世界上第一次對這種類型的管道閥芯部件進行金屬3D打印和獨立壓力測試。
△照片來源：AML3D
雪佛龍公司
為了解決供應鏈問題，世界第六大石油公司雪佛龍也轉向了3D打印。為此，這家美國公司邀請了林肯電氣公司提供服務，該公司專門從事生產工具的制造，包括焊接、等離子切割解決方案和金屬3D打印。兩家公司一起滿足了雪佛龍公司按需生產的需要，生產了8個由鎳合金制成的零件，防止了供應鏈的延誤。
△照片來源：林肯電氣
通用電氣
通用電氣在2018年也轉向了石油和天然氣行業的3D打印。這家美國公司生產了最大的、可以說是最高效的燃氣輪機，名為哈里特。結果，它記錄的效率提高了64%。通過使用增材制造技術，通用電氣能夠生產復雜的幾何形狀，如燃氣輪機葉片內的冷卻路徑，發動機燃燒系統的設計也通過使用金屬3D打印的部件進行了優化。實現最大效率的原因特別是由于復雜幾何形狀的生產，這使工程師能夠改善空氣和燃料在渦輪機本身的預混合。
△照片來源：通用電氣
吉凱恩液壓塊
吉凱恩（GKN）公司業務發展經理ümitAydin主任報告說，吉凱恩公司在設計實踐中使用增材制造，通過增材制造使液壓塊子組件（適配器塊）的重量減輕了80%。3D打印在液壓應用中的應用是對傳統制造方法的一個很好的替代，因為它們更輕，可定制。這種增材制造工藝與吉凱恩的技術一起，在幾何設計方面實現了自由，沒有孔洞重疊的風險。選擇增材制造是因為它可以在任何時候對設計進行調整，而在傳統方法中，如果需要改變孔的位置以優化油流，則需要新的工具。
△照片來源：吉凱恩
Markforged創造的膠帶墊
3D打印在石油和天然氣領域的各種應用的另一個例子是，加拿大一家綜合石油和天然氣公司向Markforged求助，要求創建一個能夠處理玻璃鋼帶墊的自動處理機器。該公司正在努力，因為這些墊子的重量在52kg到104kg之間，使得它們對一個人來說太重了，無法處理。然而，生產這種墊子處理機的成本太高，盡管擁有這種機器有望使工廠的產量增加15%。相反，他們轉向Markforged Mark Two和連續纖維3D打印，以更低的成本為機器制造定制部件。最后，該公司能夠節省27,000美元的CAD，并顯示了在管道之外的石油和天然氣的應用。
MX3D的3D打印管道夾子
增材制造公司MX3D在2021年底為石油和天然氣行業開發了一個3D打印的管道鉗。該零件是由MX3D、TeamIndustries和TiaT合作制造和測試的。采用了一種混合方法，結合了MX3D的機器人線弧增材制造（WAAM）工藝。3D打印的管道鉗已經過測試和認證，具有很高的安全性，展示了WAAM如何在石油和天然氣領域使用。
△照片來源：MX3D
PGV石油工具公司和桌面金屬公司
位于卡內斯市的PGV Oil Tools是一家制造公司，30多年來一直專門設計和制造井下石油工具。這家德克薩斯州的公司早在1983年就成立了，一直在為許多不同的行業制造設備，包括石油和天然氣、航空航天和機器人及自動化行業。在仍然依靠數控加工等傳統制造方法的同時，該公司還決定應用金屬3D打印，并充分利用創新的增材制造技術。為了生產其井下石油工具，PGV公司選擇了桌面金屬車間系統，與傳統方法相比，該系統使公司生產工具的成本和時間更低。除此之外，使用3D打印技術還可以減少生產中的浪費。
△由PGV3D打印的金屬石油和天然氣組件。照片來自桌面金屬
Space Parts 3D和Ocyan
這兩家公司，Spare 3D和Ocyan，已經合作加速石油和天然氣行業的增材制造。為海上石油和天然氣行業提供解決方案的巴西公司Ocyan求助于Spare 3D，這是一家位于巴黎的法國公司，專門從事增材制造的零部件數字庫存。他們一直在使用全面的DigiPART軟件，這個軟件可以通過減少延時、交貨時間、最低訂貨量或庫存水平，來推動增材制造在備件制造上應用。他們已經能夠將這個軟件整合到他們的備件供應鏈中。這已經是該公司建立的第一個部分，也為制定備件增材制造的采用路徑創建了一個共同的框架。這兩家公司的工作涉及對Ocyan公司庫存的17000個零件進行分析，以評估其利用增材制造進行生產的潛力。這導致可行的零件占分析的全部零件的11%。
△照片來源：Spare Parts 3D
瓦盧瑞克公司和道達爾公司的3D打印海上部件
2021年5月，法國合作伙伴瓦盧瑞克公司和道達爾公司首次宣布在北海成功安裝了一個3D打印水套。作為提醒，waterbushing是石油和天然氣鉆探行業中使用的一種部件，用于在施工過程中阻擋油氣涌出的油井。因此，它是確保現場工作人員安全的一個關鍵因素。因此，這兩個法國集團依靠增材制造，特別是WAAM工藝，設計了一個1.2米高的部件，重量為220公斤，這意味著重量減少了50%。
△傳統設計的水刀（圖片來源：瓦盧瑞克公司）
VELO3D和DuncanMachine Products為石油和天然氣行業合作
2020年，增材制造設備制造商Velo3D宣布與石油和天然氣行業的一個主要參與者Duncan Machine Products（DMP）建立伙伴關系。致力于提供高精度的加工服務，DMP是石油和天然氣行業以及航空航天業的重要供應商。在2020年第二季度，DMP接收了完整的Velo3D系統，其中包括Flow?印前軟件、Sapphire? 3D打印機和Assure?質量管理軟件。Velo3D的首席執行官兼創始人Benny Buller說："鑒于復雜的工程要求，金屬增材制造是石油和天然氣行業的兼容工藝"。得益于這種金屬3D打印解決方案，DMP旨在應對不斷增長的市場需求，以及提高最終零件的產量和縮短交貨時間。
來源：https://www.3ddayin.net/3Ddayinfangan/43409.html
本文提到的3D打印材料簡介
大型雕塑，大型設備原型
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