Shell setzt mit innovativer Industrie weiter auf den 3D-Druck

Der Öl- und Gasmulti Shell hat die Ergebnisse seines neuesten Vorstoßes in den 3D-Druck vorgestellt: eine einzigartige, endnutzbare Leckreparaturklemme.

Das Teil wurde entwickelt, um die Integrität von Pipelines wiederherzustellen, die von Defekten oder Korrosion betroffen sind. Es ist entscheidend für die Gewährleistung einer kontinuierlichen Öl- und Gasversorgung sowie der Anlagensicherheit. Durch den Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) 3D-Druck der Komponente könnte es laut Shell bald möglich sein, sie effizienter herzustellen, und zwar so, dass sie einfacher und kostengünstiger angepasst und schneller bereitgestellt werden kann.

Ein endverwertbarer Proof of Concept?

Aufgrund der begrenzten Anzahl von Firmen, die sich auf die Herstellung von Druckgehäusen spezialisiert haben, kann die Herstellung einer einfachen Leckreparaturschelle laut Shell bis zu fünf Tage dauern, während die Herstellung komplexerer Komponenten mehr als vier Wochen dauern kann. Angesichts der Komplexität einiger Rohrleitungssysteme und der Umwelt- und Versorgungsauswirkungen von Lecks aufgrund von Rohrleitungsschäden stellt dies ein Problem dar.

Um diesem Bedarf an einer schnell einsetzbaren, maßgeschneiderten Reparaturlösung mit der mechanischen Integrität gerecht zu werden, die den kontinuierlichen sicheren Betrieb einer Bergbauanlage gewährleistet, hat sich Shell dem 3D-Druck zugewandt. Im Vergleich zum Gießen oder Schmieden hat die Technologie nach Angaben des Unternehmens „einen Vorteil“, da sie die Herstellung endkonturnaher Teile mit minimalem Ausschuss ermöglicht und den Bedarf an maßgeschneiderten Formen oder Gesenken überflüssig macht.

Um diese Idee auf die Probe zu stellen, hat sich Shell für die Zusammenarbeit mit TEAM Inc. und Vallourec entschieden, um eine Proof-of-Concept-Reparaturklemme zu entwerfen und zu testen, die vollständig im WAAM-3D-Druck hergestellt wird. Nach dem Drucken erstellte das Team eine technische Spezifikation und einen Inspektionstestplan für seinen ersten Prototyp, der so gebaut wurde, dass er die Qualitätssicherung erfüllt, die für den Einsatz in Mitteldruck-Dampfsystemen erforderlich ist.

Während des Tests bestand das Gerät erfolgreich einen Bersttest bei 142,4 bar (mehr als das Fünffache des vorgesehenen Auslegungsdrucks), was es laut Shell für „Feldanwendungen“ qualifiziert. Darüber hinaus war die Vorlaufzeit des Teils zwar länger als die einer herkömmlichen Klemme, das Unternehmen gab jedoch an, dass dies auf die Vermeidung von Teileausfällen zurückzuführen sei und es sich daher um eine „Entwurfsentscheidung“ handele, die in Zukunft geändert werden könne.

Mithilfe der im Rahmen der Initiative gewonnenen Erkenntnisse arbeitet Shell nun daran, eine Datenbank mit allen Inspektions- und Qualifizierungstestergebnissen zu erstellen, die dazu beitragen könnte, die Kritikalitätsklassifizierung des Teils (und seine NDT-Anforderungen) zu reduzieren. Zukünftig strebt das Unternehmen auch die Einrichtung einer Bibliothek qualifizierter Konfigurationen an, um die Qualifikationsanforderungen für die Herstellung ähnlicher zukünftiger Produkte zu reduzieren.

In einer Erklärung, die zusammen mit den Projektergebnissen veröffentlicht wurde, rief Shell zur Zusammenarbeit auf und sagte: „Aktivitäten zur Erstellung umfangreicher Datensätze über 3D-Druck-Ersatzteile sind ressourcenintensiv. Wir erlangen schneller mehr Wissen, indem wir mit interessierten Endbenutzern zusammenarbeiten, die ähnliche Bedürfnisse haben. Prozessstandardisierung.“ Die Nutzung der WAAM-Technologie, insbesondere in der Qualitätskontrolle, ist von entscheidender Bedeutung, um die Durchlaufzeit zu verbessern und die Kosten zu senken. Shell ist davon überzeugt, dass eine solche Standardisierung in der gesamten Branche einen großen Sprung für die Einführung des 3D-Drucks im Energiesektor bedeuten kann.“

Öl- und Gas-AM gewinnt an Dynamik

Als führender multinationaler Öl- und Gaskonzern ist Shells anhaltendes Interesse am 3D-Druck ein gutes Zeichen für die Zukunft der Technologie in diesem Sektor. Das Unternehmen hat bereits mit GE Additive zusammengearbeitet, um einen 3D-gedruckten Sauerstoff-Wasserstoff-Mikromischer zu entwickeln, mit Poly Products, um Ersatzteile für Offshore-Bohrinseln zurückzuentwickeln und in 3D zu drucken, und mit 3D Metalforge, um Wärmetauscherrohre in 3D zu drucken.

Im Juli 2021 gab AML3D außerdem bekannt, dass es für ExxonMobil einen acht Tonnen schweren Druckbehälter-Demonstrator in 3D gedruckt hat. Obwohl der ursprüngliche Auftrag nur 190.000 US-Dollar wert war, sollte das Projekt eine Chance bieten, das Öl- und Gaspotenzial der Technologie zu demonstrieren.

Andernorts hat Hunting PLC einen etwas anderen Ansatz für den Einstieg in die Branche gewählt und 27 % von Cumberland Additive übernommen. Als der Deal Ende letzten Jahres bekannt gegeben wurde, hieß es, dass er Huntings Einstieg in den 3D-Druck markieren und ihm Möglichkeiten bieten würde, die Märkte Luft- und Raumfahrt, Verteidigung sowie Öl und Gas anzusprechen.

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Das Bild zeigt den Prototyp einer 3D-gedruckten Leckreparaturschelle, installiert an einem Shell-Standort. Foto über Shell.

Paul hat einen Abschluss in Geschichte und Journalismus und hat eine Leidenschaft dafür, die neuesten Nachrichten aus dem Technologiebereich zu finden.