Vallourec按照美國石油協(xié)會標準 3D 打印 WAAM 油井關鍵零件

2024年9月24日，南極熊獲悉，法國管材制造商瓦盧瑞克（Vallourec）的增材制造負責人Olivier Tartar在LinkedIn上公布，公司利用線弧增材制造（WAAM）技術生產了一種井下組件。Vallourec作為無縫鋼管市場的領軍者，年收入達34億美元，員工數(shù)量達17,000人，業(yè)務涵蓋汽車、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達成合作，專注于粉末床應用，而Vallourec則致力于WAAM技術。



盡管WAAM技術一度受到冷落，一些企業(yè)仍堅持使用此技術生產具有商業(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4000公斤。WAAM技術因其快速且經濟高效而聞名，但許多公司因復雜的后處理過程和控制能力不足而放棄了此技術。Vallourec則堅定不移地投入研發(fā)，不斷優(yōu)化WAAM技術，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區(qū)域。這些單元能夠生產體積達2立方米的部件，組件最高可達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。在石油和天然氣領域，WAAM技術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，已經為多家大型石油公司生產了眾多部件。



舉例來說，Vallourec生產了一種提升塞，這是石油平臺上關鍵的安全組件，需承受100噸的負荷。鍛造的替代品過于昂貴且交付周期長，Vallourec通過WAAM技術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。就財務層面而言，3D打印在油氣領域的應用表現(xiàn)出色。由于承包商在按時交付上的壓力，3D打印技術生產的一系列組件的經濟效益顯著。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打印相關的成本問題。



Vallourec已經按照API 5C5:2017 CAL-IV標準測試了一種WAAM井下組件。API標準是美國石油學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準。這是一個嚴格且要求苛刻的標準，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重后果，這些測試至關重要。測試不僅限于簡單的抗拉測試，還包括扭轉、內外壓、壓縮、溫度梯度、應變、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。雖然這些術語聽起來復雜，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），伴隨內壓（約1000巴或15,000 psi）和外壓（約600巴或8,500 psi）。這些嚴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鍵測試。這表明，WAAM技術可以與鑄造、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！”