کاربردهای چاپگرهای سه بعدی در صنعت نفت و گاز

چاپگرهای سه بعدی در صنعت نفت و گاز; اختصاصی بازار نفت گاز پتروشیمی:

نفت و گاز یکی از بزرگترین صنایع در جهان است. جنگ اوکراین یاعث شد بسیاری به دنبال راه حل های جایگزین به خصوص در مورد گرمایش باشند. به این ترتیب، شرکت‌ها به دنبال راه‌هایی برای کارآمدتر کردن خطوط لوله و سایر اجزاء برای کاهش مصرف بیهوده و حوادث ناشی از نشت هستند.

چاپگر سه بعدی یکی از این مواردی است که شرکت های نفت و گاز به آن روی می آورند تا قطعات هندسی پیچیده و مقرون ‌به ‌صرفه تولید کنند.

3D Metalforge و Shell برای ساخت قطعات مبدل حرارتی همکاری می کنند

شل، یکی از بزرگترین شرکت های انرژی جهان است .در پایان سال 2021، شرکت 3D Metalforge اعلام کرد که با Shell Jurong Island، یک سایت اختصاصی تولید مواد برای ارائه قطعات مبدل حرارتی چاپ سه بعدی همکاری کرده است. این توافق به منظور کاهش زمان تولید قطعات لوله مبدل حرارتی انجام شد. اجزای لوله مبدل حرارتی لوله‌های جدار نازکی هستند که برای انتقال گرما و جلوگیری از خرابی لوله در انتهای ورودی کندانسورها و مبدل‌های حرارتی قرار می‌گیرند، زیرا از اجزای حیاتی در صنعت نفت و گاز هستند. با روی آوردن به AM توانستند سریع قطعات جایگزین مقرون به صرفه دریافت کنند و طول عمر تجهیزات موجود را افزایش دهند.

قطعات مبدل حرارتی

مخزن فشار چاپ سه بعدی از AML3DAML3D

یک تولید کننده استرالیایی چاپگرهای سه بعدی فلزی است، به ویژه ماشین هایی که بر فرآیند رسوب انرژی هدایت شده (DED) متکی هستند. پروژه AML3D با اکسون موبیل شامل طراحی یک مخزن فشار فلزی به طول 8 متر و قطر 1.5 متر با وزن کلی 2000 پوند با استفاده از چاپگر سه بعدی است. به لطف فناوری AML3D که در حال حاضر با آلیاژهای آلومینیوم، تیتانیوم، فولاد و نیکل سازگار است، AML3D معتقد است که ساخت این قطعه تنها در 12 هفته امکان پذیر است.

AML3D بزرگترین قطعه لوله‌کشی نفت و گاز جهان را تولید می‌کند

نمونه دیگری از فعالیت های شرکت AML3D این است که، این شرکت برای تولید قطعات بزرگ و فلزی خود با فرآیند ساخت افزودنی سیم (WAM®) که از DED مشتق شده و یک قوس الکتریکی را با سیم جوش تایید شده ترکیب می‌کند. در نوامبر 2021 لوله‌کشی فشار بالا فلزی نفت و گاز را، با استفاده از چاپگر سه بعدی در یک رویکرد ترکیبی ایجاد کردند. تولید افزودنی به این دلیل انتخاب شد که آنها امیدوار بودند که بتوانند خطرات زیست محیطی، انسانی و ایمنی را کاهش دهند و اولین بار بود که این نوع اجزای قرقره لوله‌کشی با چاپگر سه بعدی فلزی و به طور مستقل تحت فشار در جهان آزمایش شد.

بزرگترین قطعه لوله‌کشی نفت و گاز

شورون

برای حل مشکلات زنجیره تامین، شورون، به چاپگر سه بعدی روی آورد. برای انجام این کار، شرکت آمریکایی از خدمات لینکلن الکتریک، یک شرکت متخصص در ساخت ابزارهای تولیدی از جمله جوشکاری، محلول های برش پلاسما و چاپگر سه بعدی فلز استفاده کرد. این دو شرکت با هم توانستند نیاز شورون برای تولید بر اساس تقاضا را برآورده کنند و 8 قطعه ساخته شده از آلیاژ نیکل را تولید کردند و از تاخیر در زنجیره تامین جلوگیری کردند.

لینکلن الکتریک

شرکت جنرال الکتریک

این شرکت آمریکایی بزرگترین و مسلما کارآمدترین توربین گازی به نام هریت را تولید کرد. در نتیجه افزایش بازدهی 64 درصدی را ثبت کرد. جنرال الکتریک با استفاده از AM توانست هندسه های پیچیده ای مانند مسیرهای خنک کننده درون پره های توربین گاز تولید کند و طراحی سیستم احتراق موتور نیز با استفاده از قطعات چاپگر سه بعدی از فلز، بهینه شده است. دلیل دستیابی به حداکثر راندمان به دلیل تولید هندسه های پیچیده بود که مهندسان را قادر می ساخت تا اختلاط هوا و سوخت را در خود توربین بهبود بخشند.

بلوک هیدرولیک GKN

مدیر توسعه کسب و کار Ümit Aydin، گزارش داد که استفاده از ساخت افزودنی در شیوه های طراحی در GKN باعث کاهش 80 درصدی وزن در زیرمجموعه های بلوک هیدرولیک (بلوک های آداپتور) از طریق ساخت افزودنی شده است. استفاده از چاپگر سه بعدی در کاربردهای هیدرولیک، جایگزین بسیار خوبی برای روش‌های تولید سنتی است زیرا بسیار سبک‌تر و قابل تنظیم هستند. این فرآیند تولید افزودنی همراه با فناوری GKN آزادی را در طراحی هندسی بدون خطر همپوشانی سوراخ‌ها فراهم کرده است. تولید افزودنی می‌تواند در هر زمان تنظیمات طراحی را انجام دهد، در حالی که با روش‌های سنتی در صورت نیاز به تغییر موقعیت روزنه‌ها برای بهینه‌سازی جریان نفت، ابزار جدیدی مورد نیاز است.

بلوک هیدرولیک GKN

Markforged پدهای نواری ایجاد می کند

نمونه دیگری از کاربردهای مختلف چاپگر سه بعدی در بخش نفت و گاز، در مورد یک شرکت نفت و گاز کانادایی است که به Markforged برای ایجاد یک ماشین جابجایی خودکار روی آورد که می تواند از نوارهای تقویت کننده شیشه استفاده کند. این شرکت در حال پیدا کردن راه حلی بود زیرا وزن پدها بین 115 پوند تا 230 پوند است که باعث می شد آن ها برای شخص بسیار سنگین باشند. با این حال، تولید دستگاه جابجایی لنت بسیار پرهزینه خواهد بود، حتی اگر انتظار می رفت که داشتن آن باعث افزایش 15 درصدی توان عملیاتی کارخانه شود. در عوض، آنها به Markforged Mark Two و چاپ سه بعدی فیبر پیوسته روی آوردند تا قطعات سفارشی دستگاه را با هزینه بسیار ارزان تر بسازند. در پایان، شرکت توانست 27000 دلار کانادا صرفه جویی کند که همچنین کاربردهای نفت و گاز خارج از خطوط لوله را نشان می دهد.

پدهای نواری

PGV Oil Tools و Desktop MetalPGV Oil Tools

شرکتی است که در طراحی و ساخت ابزارهای نفتی چاه تخصص دارد. در حالی که هنوز بر روش‌های تولید سنتی مانند ماشین‌کاری CNC تکیه دارد، این شرکت همچنین تصمیم گرفت از چاپ سه بعدی فلزی استفاده کند و از فناوری‌های نوآورانه تولید افزودنی بهترین استفاده را ببرد. PGV برای تولید ابزارهای نفتی خود، سیستم Desktop Metal Shop را انتخاب کرد که به شرکت اجازه می دهد ابزارهای خود را ارزان تر و در زمان کمتری نسبت به روش های سنتی تولید کند. علاوه بر آن، استفاده از چاپگر سه بعدی میزان ضایعات در تولید را کاهش می دهد

Space Parts 3D و Ocyan

دو شرکت Spare 3D و Ocyan برای تسریع در تولید مواد افزودنی در صنعت نفت و گاز با یکدیگر همکاری کرده اند. آن‌ها از نرم‌افزار جامع DigiPART استفاده می‌کنند، نرم‌افزاری که با کاهش فرسودگی، زمان‌های تحویل، حداقل مقدار سفارش یا سطح موجودی، امکان استفاده از تولید افزودنی را بر روی قطعات یدکی می‌دهد. آنها توانسته اند این نرم افزار را در زنجیره تامین قطعات یدکی خود ادغام کنند. کار این دو شرکت شامل تجزیه و تحلیل 17000 قطعه از موجودی Ocyan برای ارزیابی پتانسیل آنها برای تولید با ساخت افزودنی است. این باعث شده است که قطعات قابل دوام به میزان 11٪ از کل قطعات تجزیه و تحلیل شده باشد.

قطعات یدکی سه بعدی

A 3D printed offshore component from Vallourec and Total

در ماه مه سال 2021، شرکای فرانسوی Vallourec و Total برای اولین بار نصب موفقیت آمیز یک بوش آبی چاپگرسه بعدی در دریای شمال را اعلام کردند. واتربوشینگ جزئی است که در صنعت حفاری نفت و گاز برای جلوگیری از موج‌های هیدروکربنی از چاه‌ها در حین ساخت آنها استفاده می‌شود. بنابراین یک عنصر کلیدی برای اطمینان از ایمنی نیروی کار در محل است. بنابراین، دو گروه فرانسوی برای طراحی قطعه‌ای به ارتفاع 1.2 متر با وزن 220 کیلوگرم که نشان‌دهنده کاهش 50 درصدی وزن است، بر تولید افزودنی، به‌ویژه فرآیند WAAM، تکیه کرده‌اند.

واتربوشینگ

Velo3D و Duncan Machine Products شریک محصولات ماشینی

برای صنعت نفت و گازدر سال 2020، تولیدکننده تجهیزات تولید افزودنی Velo3D از همکاری با یک شخص اصلی در صنعت نفت و گاز، محصولات ماشین دانکن (DMP) خبر داد. در سه ماهه دوم سال 2020، DMP سیستم کامل Velo3D را تحویل گرفت که شامل نرم‌ افزار پیش ‌پرس Flow™، چاپگر سه بعدی Sapphire® و نرم‌ افزار مدیریت کیفیت Assure™ است. بنی بولر، مدیر عامل و موسس Velo3D، می‌گوید: «تولید افزودنی‌های فلزی با توجه به الزامات مهندسی پیچیده، فرآیندی سازگار برای صنعت نفت و گاز است.» به لطف چاپگرسه بعدی فلزی، هدف DMP، پاسخگویی به تقاضای رو به رشد بازار و همچنین افزایش بازده قطعات نهایی و کاهش زمان تحویل است.

منبع: 3D natives