Shell使用WAAM技術制造修復管夾，為解決管道泄漏問題提供新思路

導讀：在石油和天然氣領域,，關閉管網(wǎng)以堵住潛在泄漏是一件很復雜的工程問題,。大多數(shù)情況下，在處理這樣的問題時往往需要在它上面貼上一個類似“創(chuàng)可貼”的密封裝置,，然后等待更永久的解決方案,。不過，如今出現(xiàn)了一種3D打印制造的新式管夾，為解決石油和天然氣管道泄露問題提出了新的思路,。

預先設計的泄漏修復

南極熊了解到,，石化巨頭殼牌（Shell）公司已經(jīng)在他們的一個站點上成功地安裝了一個3D打印維修管夾，這個管夾概念驗證是使用線弧增材制造 (WAAM) 技術制造的,。

這一應用案例由殼牌與 TEAM公司和Vallourec 合作打印和安裝,。該項目的目標是設計一個合適的技術規(guī)范，根據(jù)它制造零件,，然后根據(jù)新設計的檢驗計劃進行測試,。

管道容易出現(xiàn)裂紋形式的缺陷，也可能通過內(nèi)壁變薄出現(xiàn)缺陷,，這可能在加壓流體侵蝕或腐蝕管道內(nèi)部時發(fā)生,。這些夾具專為快速安裝而設計，旨在減少對相關系統(tǒng)的干擾,。

△老式夾具零件多,，交貨期長。（圖片來源：殼牌）

通常,，此類夾具由鑄造或鍛造部件制成（如上所示）,，并由裝配中的多個零件組成。制造傳統(tǒng)的夾具可能需要數(shù)周的時間來制造和交付,。

3D 打印版本由更少的部件組成,，可在3-5 天內(nèi)制造。從下圖中的 WAAM 打印夾具可以看出,，尺寸和復雜性的降低是顯而易見的,。

△WAAM管夾。（圖片來源：殼牌）

如前所述,，夾具解決方案更像是“創(chuàng)可貼”,。一種減少系統(tǒng)停機時間并保持利潤流動的快速解決方案。系統(tǒng)中的突然泄漏也會對環(huán)境造成危害,，因此快速修復通常正是工程師所要求的,，至少在有更合適的時機關閉所有設備并提供適當?shù)男迯椭�前�?/div>

殼牌對打印出來的夾具進行了爆裂測試，結果顯示超過設計壓力的五倍 (142.4 bar),。這一水平的安全系數(shù)證明了它適合現(xiàn)場安裝,。

雖然夾具可以在短短幾天內(nèi)生產(chǎn)出來，但由于測試關鍵應用的原型零件的要求,，這些夾具花費的時間比平時更長,。在這種情況下，更多的時間用于保證零件的成功,，而不是專注于設計優(yōu)化,。

△未完成的WAAM 打印件。（圖片來源：殼牌）

下一步

既然概念驗證已被證明是可行的，下一步就是提高零件的整體質(zhì)量和一致性,。此外，減少生產(chǎn)級零件的交貨時間是當務之急,。

許多未來以質(zhì)量為中心的創(chuàng)新將涉及數(shù)據(jù)創(chuàng)建和管理,。例如，將創(chuàng)建一個包含檢查和鑒定數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫,，以反映增材制造零件的差異,，這將有助于對關鍵項目進行無損評估。質(zhì)量鑒定要求將更受關注,，WAAM技術的適用環(huán)境也將從簡單零件轉(zhuǎn)向更復雜的零件,。