Vallourec 依照美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)3D打印WAAM油井部件

2024年9月24日，南極熊獲悉,，Vallourec的增材制造主管 Olivier Tartar 在 LinkedIn 上透露,，該公司已經(jīng)通過(guò)電弧增材制造 (WAAM) 生產(chǎn)出井下部件,。這家法國(guó)管道制造商的營(yíng)收為 34 億美元,，擁有 17,000 名員工，在汽車(chē),、能源和其他行業(yè)的無(wú)縫鋼管市場(chǎng)中處于領(lǐng)先地位,。值得注意的是,，安賽樂(lè)米塔爾持有 Vallourec 28.4% 的股份。安賽樂(lè)米塔爾最近與 Materialise合作并開(kāi)始銷(xiāo)售粉末,，其工作似乎專(zhuān)注于粉末床應(yīng)用，而 Vallourec 則在與 WAAM 合作,。

WAAM 最初受到人們的喜愛(ài)，但后來(lái)卻變得無(wú)人問(wèn)津,。然而,，一些公司仍在繼續(xù)使用該技術(shù)生產(chǎn)具有商業(yè)價(jià)值的部件，尤其是用于能源行業(yè),。例如，林肯電氣公司正在制造用于勘探和配送的大型壓力容器和部件,，其中一些部件重達(dá) 4,000 公斤,。WAAM 以快速和經(jīng)濟(jì)高效而聞名,，但由于后處理繁瑣和缺乏控制,，許多人放棄了它,。然而,，Vallourec 仍然致力于這項(xiàng)技術(shù)。

Vallourec 改進(jìn)了 WAAM 技術(shù),，并創(chuàng)建了類(lèi)似單元的生產(chǎn)區(qū)域，將機(jī)器人手臂與 WAAM 和超聲波檢查相結(jié)合,。這些單元可以生產(chǎn)最大 2 立方米的零件,，部件高度可達(dá) 2 米,，直徑可達(dá) 1 米,。雖然該公司主要使用碳鋼,，但也在開(kāi)發(fā)使用耐腐蝕材料的零件。WAAM在石油和天然氣領(lǐng)域尤其令人印象深刻的是從概念到實(shí)施的快速過(guò)渡,。例如,，Vallourec 自 2020 年以來(lái)才開(kāi)始使用 WAAM，但已經(jīng)為大型石油公司生產(chǎn)了大量零件,。

舉個(gè)例子,，Vallourec 生產(chǎn)了一個(gè)提升塞，這是石油平臺(tái)上使用的安全關(guān)鍵部件,，需要承受 100 噸的負(fù)載,。鍛造的替代品成本太高，交貨時(shí)間也長(zhǎng),，但 Vallourec 制造WAAM 部件的時(shí)間只有原來(lái)的三分之一,，而且成本更低。該塞目前在帝汶海的澳大利亞海岸使用,。從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看,，3D 打印在石油和天然氣行業(yè)的效果出奇地好。由于承包商面臨按時(shí)交貨的壓力,，各種部件的經(jīng)濟(jì)效益都很好,。石油和天然氣行業(yè)的停機(jī)成本極高，這有助于抵消與 3D 打印相關(guān)的典型成本問(wèn)題,。

Vallourec公司目前已根據(jù)API 5C5:2017 CAL-IV 標(biāo)準(zhǔn)對(duì) WAAM 井下組件進(jìn)行了測(cè)試,。這是美國(guó)石油學(xué)會(huì)用于測(cè)試石油和天然氣行業(yè)套管和油管連接的標(biāo)準(zhǔn)。這是一項(xiàng)嚴(yán)格而苛刻的標(biāo)準(zhǔn),，因?yàn)樗�評(píng)估了管道連接在負(fù)載下的性能,，特別是在高壓或高溫井中。鑒于管道故障在石油和天然氣勘探和加工中會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果,，這些測(cè)試至關(guān)重要,。它們?cè)u(píng)估連接是否適合用途，不僅僅是簡(jiǎn)單的拉伸測(cè)試,，還包括對(duì)扭轉(zhuǎn),、內(nèi)部和外部壓力、壓縮,、溫度梯度,、應(yīng)變、循環(huán)載荷等的評(píng)估,。

Vallourec公司測(cè)試了“95/8” 53.5 ppf VAM 21 x 7” 32 ppf 125 ksi VAM 21 WAAM 打印交叉管”,。雖然具體細(xì)節(jié)聽(tīng)起來(lái)很復(fù)雜，但它本質(zhì)上是指一種管子。該公司以 95% 的實(shí)際屈服強(qiáng)度測(cè)試了這根 3D 打印管子,，這種管子的實(shí)際屈服強(qiáng)度范圍為 80 至 140 ksi,。該管子承受了拉伸和壓縮（約 500 噸）的綜合壓力，內(nèi)部壓力（約 1000 巴或 15,000 psi）和外部壓力（約 600 巴或 8,500 psi）,。這些嚴(yán)格的測(cè)試是在環(huán)境溫度和高溫下進(jìn)行的,。通過(guò)證明 3D 打印組件能夠承受真實(shí)條件，Vallourec可以幫助客戶(hù)有效降低風(fēng)險(xiǎn),。進(jìn)一步的質(zhì)量保證工作,、資格和認(rèn)證將使他們更加具有競(jìng)爭(zhēng)力。

最終,，Tartar 表示：“Vallourec的 WAAM 交叉材料成功通過(guò)了這些關(guān)鍵測(cè)試,。這表明 WAAM可與鑄造、軋制,、鍛造等傳統(tǒng)材料相媲美,，并將逐漸成為世界各地工程師的替代方案！”