ما هي تطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد في قطاع النفط والغاز؟

يعد قطاع النفط والغاز أحد أكبر الصناعات في العالم حيث أنه جزء مهم من قطاع الطاقة حيث تم إنتاج حوالي 4.2 مليار طن متري من النفط عالميًا في عام 2021. على الرغم من أنه بسبب تغير المناخ بالإضافة إلى المشكلات مع الدول الموردة، مثل ما يحدث حاليًا مع الحرب في أوكرانيا، يبحث الكثيرون عن حلول بديلة، ولا يزال مصدر الطاقة الأول خاصة فيما يتعلق بالتدفئة. على هذا النحو، لا ينبغي أن يكون مفاجئًا أن الشركات تبحث عن طرق لجعل خطوط الأنابيب والمكونات الأخرى أكثر كفاءة لتقليل الاستهلاك المهدر والحوادث الناجمة عن التسرب. أحد هذه الأسباب هو أن المزيد والمزيد من شركات النفط والغاز تتجه إلى الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء أجزاء معقدة هندسيًا وفعالة من حيث التكلفة، لا سيما عندما يتعلق الأمر بالبدائل وقطع الغيار. لقد ألقينا نظرة فاحصة على بعض أفضل الأمثلة من السوق.

تتعاون شركة 3D Metal forge و Shell لإنشاء أجزاء مبادل حراري

من شبه المؤكد أنك سمعت عن شركة شل، إحدى أكبر شركات الطاقة في العالم. لكن هل تعلم أنه قد تحول أيضًا إلى التصنيع الإضافي؟ في نهاية عام 2021، أعلنت شركة 3D Metal forge أنها تعاونت مع Shell Jurong Island ، وهو موقع مخصص لتصنيع المواد الكيميائية مقره في سنغافورة ومملوكة لشركة Shell ، لتوفير أجزاء مبادل حراري مطبوعة ثلاثية الأبعاد. الاتفاق الذي يُبرم لمرة واحدة كان مدفوعًا بضرورة قيام مهندسي شل جسورون آيلاند بتقليل المهلة الزمنية اللازمة لتصنيع مكونات أنبوب المبادل الحراري، وهو إنجاز تم إنجازه بفضل الطباعة ثلاثية الأبعاد في إطار زمني قياسي يبلغ أسبوعين فقط. مكونات أنبوب المبادل الحراري عبارة عن أنابيب رقيقة الجدران يتم إدخالها في نهاية مدخل المكثفات والمبادلات الحرارية لنقل الحرارة ومنع أعطال الأنبوب، على هذا النحو فهي مكونات مهمة في صناعة النفط والغاز.

اعتمادات الصورة: 3D Metal forge

وعاء ضغط مطبوع ثلاثي الأبعاد من AML3D

AML3D هي شركة تصنيع أسترالية للطابعات المعدنية ثلاثية الأبعاد، خاصة الآلات التي تعتمد على عملية ترسيب الطاقة الموجهة (DED). أعلنت هذا الصيف عن مشروع جديد مع شركة النفط الأمريكية ExxonMobil. يتضمن المشروع تصميم وعاء ضغط معدني بطول 8 أمتار وقطر 1.5 متر بوزن إجمالي 2000 رطل باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد. يُعتقد أنها أكبر سفينة مطبوعة ثلاثية الأبعاد متوفرة تجاريًا في السوق. بفضل تقنية AML3D، المتوافقة حاليًا مع سبائك الألومنيوم والتيتانيوم والفولاذ والنيكل، تعتقد AML3D أنه من الممكن تصنيع هذا الجزء في 12 أسبوعًا فقط.

AML3D يصنع أكبر مكون لأنابيب النفط والغاز في العالم

في مثال آخر من AML3D، تصنع الشركة لنفسها اسمًا لإنتاجها لأجزاء معدنية كبيرة من خلال عملية تصنيع إضافات الأسلاك (WAM®)، المشتقة من DED وتجمع بين قوس كهربائي وسلك لحام معتمد. في نوفمبر 2021، قاموا بإنشاء ما اعتبروه أكبر مكون لأنابيب الضغط العالي للنفط والغاز المعدني وتم التحقق منه باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد في نهج هجين. تم اختيار التصنيع الإضافي لأنهم كانوا يأملون في أن يكونوا قادرين على تقليل المخاطر البيئية والبشرية والسلامة، وكانت هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها طباعة هذا النوع من مكونات بكرة الأنابيب المعدنية ثلاثية الأبعاد واختبار الضغط بشكل مستقل في العالم.

اعتمادات الصورة: AML3D

شيفرون

لحل مشاكل سلسلة التوريد، تحولت شيفرون، سادس أكبر شركة نفط في العالم، أيضًا إلى الطباعة ثلاثية الأبعاد. للقيام بذلك، استعانت الشركة الأمريكية بخدمات Lincoln Electric ، وهي شركة متخصصة في تصنيع أدوات الإنتاج بما في ذلك اللحام وحلول القطع بالبلازما والطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن. تمكنت الشركتان معًا من تلبية احتياجات شركة Chevron للإنتاج حسب الطلب، وإنتاج 8 أجزاء مصنوعة من سبيكة نيكل، مما يمنع حدوث تأخير في سلسلة التوريد.

مصدر الصورة: Lincoln Electric

جنرال إلكتريك

تحولت شركة جنرال إلكتريك أيضًا إلى الطباعة ثلاثية الأبعاد لصناعة النفط والغاز في عام 2018. أنتجت الشركة الأمريكية أكبر توربينات غازية وأكثرها كفاءة، ويُدعى هاربية. ونتيجة لذلك، سجلت كفاءة متزايدة بنسبة 64٪. باستخدام AM، تمكنت شركة جنرال إلكتريك من إنتاج أشكال هندسية معقدة مثل مسارات التبريد داخل شفرات التوربينات الغازية، كما تم تحسين تصميم نظام احتراق المحرك باستخدام أجزاء ثلاثية الأبعاد مطبوعة من المعدن. كان السبب في تحقيق أقصى قدر من الكفاءة يرجع بشكل خاص إلى إنتاج الأشكال الهندسية المعقدة، والتي مكنت المهندسين من تحسين الخلط المسبق للهواء والوقود داخل التوربين نفسه.

مصدر الصورة: GE

بلوك هيدروليكي GKN

أفاد مدير تطوير الأعمال Ümit Aydin ، مدير تطوير الأعمال في GKN، أن استخدام التصنيع الإضافي في ممارسات التصميم في GKN قد حقق توفيرًا بنسبة 80٪ في الوزن في التجميعات الفرعية للكتل الهيدروليكية (كتل المحولات) من خلال التصنيع الإضافي. يعد تطبيق الطباعة ثلاثية الأبعاد في التطبيقات الهيدروليكية بديلاً رائعًا لطرق التصنيع التقليدية لأنها أخف وزناً وقابلة للتخصيص. أتاحت عملية التصنيع المضافة هذه جنبًا إلى جنب مع تقنية GKN الحرية عندما يتعلق الأمر بالتصميم الهندسي دون التعرض لخطر تداخل التجاويف. تم اختيار التصنيع الإضافي لأنه يمكن من خلاله إجراء تعديلات على التصميم في أي وقت، بينما مع الأساليب التقليدية، يلزم استخدام أدوات جديدة إذا كان موضع الفتحات بحاجة إلى التغيير لتحسين تدفق الزيت.

اعتمادات الصورة: GKN

Mark forged يصنع وسادات الشريط

مثال آخر على التطبيقات المختلفة للطباعة ثلاثية الأبعاد في قطاع النفط والغاز هو حالة شركة النفط والغاز الكندية المتكاملة التي تحولت إلى Mark forged لإنشاء آلة مناولة آلية يمكنها التعامل مع وسادات شريط تقوية الزجاج. كانت الشركة تكافح حيث يتراوح وزن الفوط ما بين 115 رطلاً إلى 230 رطلاً، مما يجعلها ثقيلة جدًا بحيث لا يمكن لأي شخص التعامل معها. ومع ذلك، فإن إنتاج آلة مناولة الوسادة سيكون مكلفًا للغاية، على الرغم من أنه كان من المتوقع زيادة إنتاجية المصنع بنسبة 15٪. بدلاً من ذلك، لجأوا إلى Mark forged Mark Two والطباعة المستمرة ثلاثية الأبعاد للألياف لصنع أجزاء مخصصة للجهاز بتكلفة أرخص بكثير. في النهاية، تمكنت الشركة من توفير 27000 دولار كندي لعرض تطبيقات النفط والغاز خارج خطوط الأنابيب.

MX3D’s 3D Printed Pipeline Clamp

طورت شركة AM MX3D مشبك خطوط أنابيب مطبوع ثلاثي الأبعاد لصناعة النفط والغاز في أواخر عام 2021. تم تصنيع الجزء واختباره بالتعاون بين MX3D و Team Industries و TiaT. تم استخدام نهج هجين، يتضمن عملية التصنيع الآلي لقوس الأسلاك المضافة (WAAM) الخاصة بـ MX3D. تم بالفعل اختبار مشبك خط الأنابيب المطبوع ثلاثي الأبعاد واعتماده ليكون بمستوى عالٍ من الأمان، مما يوضح كيف يمكن استخدام WAAM في قطاع النفط والغاز.

اعتمادات الصورة: MX3D

أدوات زيت PGV وسطح المكتب المعدني

شركة PGV Oil Tools التي تتخذ من مدينة كارزن مقراً لها، هي شركة تصنيع متخصصة في تصميم وبناء أدوات زيت قاع البئر لأكثر من 3 عقود. تقوم شركة تكساس، التي تأسست في عام 1983، بتصنيع المعدات لعدد من القطاعات المختلفة، بما في ذلك صناعات النفط والغاز والطيران والروبوتات والأتمتة. بينما لا تزال الشركة تعتمد على طرق التصنيع التقليدية مثل التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، قررت الشركة أيضًا تطبيق الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد والاستفادة المثلى من تقنيات التصنيع المضافة المبتكرة. لإنتاج أدوات زيت قاع البئر، اختارت PGV نظام Desktop Metal Shop ، الذي يسمح للشركة بإنتاج أدواتها بسعر أرخص وفي وقت أقل مقارنة بالطرق التقليدية. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد يقلل من كمية النفايات في الإنتاج.

Space Parts 3D و Ocyan

عقدت هاتان الشركتان، Spare 3D و Ocyan ، شراكة لتسريع التصنيع الإضافي في صناعة النفط والغاز. شركة برازيلية تقدم حلولاً لصناعة النفط والغاز البحرية، أوسيان، تحولت إلى Spare 3D، وهي شركة فرنسية مقرها في باريس متخصصة في المخزون الرقمي لقطع الغيار لتصنيع المواد المضافة. لقد كانوا يستخدمون برنامج Digi PART الشامل، وهو برنامج يسمح بتطبيق التصنيع الإضافي على قطع الغيار عن طريق تقليل التقادم أو المهل الزمنية أو الحد الأدنى لكمية الطلب أو مستويات المخزون. لقد تمكنوا من دمج هذا البرنامج في سلسلة توريد قطع الغيار الخاصة بهم. لقد كان هذا هو الجزء الأول الذي بنته الشركة، كما أنشأت أيضًا إطارًا مشتركًا لتطوير مسار اعتماد للتصنيع الإضافي لقطع الغيار. تضمن عمل هاتين الشركتين تحليل 17، 000 قطعة من مخزون Ocyan لتقييم إمكاناتها للإنتاج مع التصنيع الإضافي. وقد نتج عن ذلك أجزاء قابلة للتطبيق تصل إلى 11٪ من إجمالي الأجزاء التي تم تحليلها.

اعتمادات الصورة: Spare Parts 3D

مكون خارجي مطبوع ثلاثي الأبعاد من فالورك وتوتال

في مايو 2021، أعلن الشريكان الفرنسيان فالورك وتوتال لأول مرة عن التثبيت الناجح لغطاء مائي مطبوع ثلاثي الأبعاد في بحر الشمال. وللتذكير، فإن البطانة المائية هي أحد المكونات المستخدمة في صناعة التنقيب عن النفط والغاز لمنع اندفاعات الهيدروكربونات من الآبار أثناء بنائها. لذلك فهو عنصر أساسي لضمان سلامة القوى العاملة في الموقع. لذلك اعتمدت المجموعتان الفرنسيتان على التصنيع الإضافي، ولا سيما عملية WAAM، لتصميم جزء يبلغ ارتفاعه 1.2 مترًا، ويزن 220 كيلوجرامًا، وهو ما يمثل تخفيضًا في الوزن بنسبة 50٪.

شجيرات مائية مصممة بشكل تقليدي (اعتمادات الصورة: فالورك)

شريك Velo3D و Duncan Machine Products في صناعة النفط والغاز

في عام 2020، أعلنت الشركة المصنعة لمعدات التصنيع المضافة Velo3D عن شراكة مع لاعب رئيسي في صناعة النفط والغاز، Duncan Machine Products (DMP). مكرسة لتقديم خدمات تصنيع عالية الدقة، DMP هو المورد الرئيسي لصناعة النفط والغاز، وكذلك صناعة الطيران. خلال الربع الثاني من عام 2020، تسلمت DMP نظام Velo3D الكامل، والذي يتضمن برنامج Flow ™ prepress وطابعة Sapphire® 3D وبرنامج إدارة الجودة Assure ™. يقول بيني بولر ، الرئيس التنفيذي ومؤسس شركة Velo3D، “يعتبر تصنيع المواد المضافة للمعادن عملية متوافقة مع صناعة النفط والغاز، نظرًا للمتطلبات الهندسية المعقدة. “بفضل حل الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن، يهدف DMP إلى الاستجابة لطلب السوق المتزايد، بالإضافة إلى زيادة إنتاجية الأجزاء النهائية وتقليل المهل الزمنية.

المصدر: 3dnatives

قد يهمك:

طباعة تيشرتات عادية
طباعة ورق خطابات
كروت شخصية
خدمات طباعة ورق A4
طباعة على ميدليات
طباعة لوحات محلات
خدمة طباعة بطاقات شكر
كوبونات
طباعة كروت للموظفين
بطاقات