Vallourec按照美國石油協(xié)會標(biāo)準(zhǔn) 3D 打印 WAAM 油井關(guān)鍵零件

2024年9月24日,，南極熊獲悉，法國管材制造商瓦盧瑞克（Vallourec）的增材制造負(fù)責(zé)人Olivier Tartar在LinkedIn上公布,，公司利用線弧增材制造（WAAM）技術(shù)生產(chǎn)了一種井下組件。Vallourec作為無縫鋼管市場的領(lǐng)軍者，年收入達(dá)34億美元,，員工數(shù)量達(dá)17,000人，業(yè)務(wù)涵蓋汽車,、能源等多個行業(yè),。值得注意的是，阿塞洛米塔爾（ArcelorMittal）持有瓦盧瑞克28.4%的股份,。同時,，ArcelorMittal與Materialise達(dá)成合作，專注于粉末床應(yīng)用,，而Vallourec則致力于WAAM技術(shù),。



盡管WAAM技術(shù)一度受到冷落，一些企業(yè)仍堅持使用此技術(shù)生產(chǎn)具有商業(yè)價值的零部件,，特別是在能源行業(yè),。例如，林肯電氣（Lincoln Electric）正在制造大型壓力容器及探測和分銷組件,，部分部件重量可達(dá)4000公斤,。WAAM技術(shù)因其快速且經(jīng)濟高效而聞名,，但許多公司因復(fù)雜的后處理過程和控制能力不足而放棄了此技術(shù)。Vallourec則堅定不移地投入研發(fā),，不斷優(yōu)化WAAM技術(shù),，成功打造了整合機器人手臂與WAAM和超聲波檢測的單元式生產(chǎn)區(qū)域。這些單元能夠生產(chǎn)體積達(dá)2立方米的部件,，組件最高可達(dá)2米,，直徑為1米。公司主要使用碳鋼,，但也在研發(fā)耐腐蝕材料的部件,。在石油和天然氣領(lǐng)域，WAAM技術(shù)從概念到實施的快速過渡也令人印象深刻,，Vallourec自2020年起使用WAAM技術(shù),，已經(jīng)為多家大型石油公司生產(chǎn)了眾多部件。



舉例來說,，Vallourec生產(chǎn)了一種提升塞,，這是石油平臺上關(guān)鍵的安全組件，需承受100噸的負(fù)荷,。鍛造的替代品過于昂貴且交付周期長,，Vallourec通過WAAM技術(shù)以三分之一的時間和更低的成本制造了該組件。目前,，該提升塞正在澳大利亞海岸外的帝汶海投入使用,。就財務(wù)層面而言，3D打印在油氣領(lǐng)域的應(yīng)用表現(xiàn)出色,。由于承包商在按時交付上的壓力,，3D打印技術(shù)生產(chǎn)的一系列組件的經(jīng)濟效益顯著。停機時間在石油和天然氣行業(yè)代價高昂,，這也抵消了通常與3D打印相關(guān)的成本問題,。



Vallourec已經(jīng)按照API 5C5:2017 CAL-IV標(biāo)準(zhǔn)測試了一種WAAM井下組件。API標(biāo)準(zhǔn)是美國石油學(xué)會為測試石油和天然氣行業(yè)中套管和管道連接制定的標(biāo)準(zhǔn),。這是一個嚴(yán)格且要求苛刻的標(biāo)準(zhǔn),，評估管道連接在高壓或高溫井下的性能。由于油氣勘探和處理活動中管道失效的嚴(yán)重后果,，這些測試至關(guān)重要,。測試不僅限于簡單的抗拉測試，還包括扭轉(zhuǎn),、內(nèi)外壓、壓縮,、溫度梯度,、應(yīng)變,、循環(huán)載荷等多方面的評估。



具體而言,，公司測試了一個9 5/8 53.5 ppf VAM 21 x 7 32 ppf 125 ksi VAM 21 WAAM打印的過渡件,。雖然這些術(shù)語聽起來復(fù)雜，但實際上指的是一種管道,。公司在實際屈服強度的95%下測試了這根3D打印管道,，其強度范圍通常為80至140 ksi。測試包括綜合拉伸和壓縮（約500噸）,，伴隨內(nèi)壓（約1000巴或15,000 psi）和外壓（約600巴或8,500 psi）,。這些嚴(yán)苛測試在常溫和高溫環(huán)境下進行。



Olivier Tartar表示：“Vallourec的WAAM過渡件成功通過了這些關(guān)鍵測試,。這表明,，WAAM技術(shù)可以與鑄造、軋制,、鍛造的傳統(tǒng)材料相媲美,，將逐漸成為全球工程師的替代選擇！”