Shell si appoggia ulteriormente alla stampa 3D con un’industria innovativa

La multinazionale del petrolio e del gas Shell ha svelato i risultati della sua ultima incursione nella stampa 3D: un morsetto per la riparazione delle perdite unico e utilizzabile dall’utente finale.

Progettato per ripristinare l'integrità delle condutture colpite da difetti o corrosione, il componente stesso è fondamentale per garantire la fornitura continua di petrolio e gas, nonché la sicurezza dell'impianto. Attraverso la stampa 3D del componente tramite Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM), Shell afferma che presto potrebbe essere possibile produrlo in modo più efficiente, in un modo che potrebbe rendere più semplice ed economico la personalizzazione e l’implementazione a ritmo serrato.

Una prova di concetto utilizzabile alla fine?

A causa del numero limitato di aziende specializzate nella fabbricazione di involucri a pressione, Shell afferma che la produzione di una semplice fascetta per la riparazione delle perdite può richiedere fino a cinque giorni, mentre la produzione di componenti più complessi può richiedere più di quattro settimane. Questo è un problema, data la complessità di alcuni sistemi di tubazioni e le implicazioni ambientali e di fornitura delle perdite causate da danni alle tubazioni.

Per soddisfare questa esigenza di una soluzione di riparazione personalizzata e rapidamente implementabile, con l’integrità meccanica necessaria a garantire il funzionamento continuo e sicuro di una risorsa mineraria, Shell si è rivolta alla stampa 3D. Rispetto alla fusione o alla forgiatura, l'azienda afferma che la tecnologia "ha un vantaggio", in quanto consente la produzione di parti di forma quasi netta con sprechi minimi e annulla la necessità di stampi o matrici su misura.

Per mettere alla prova questa idea, Shell ha deciso di collaborare con TEAM Inc. e Vallourec per progettare e testare un morsetto di riparazione proof of concept, realizzato interamente utilizzando la stampa 3D WAAM. Una volta stampato, il team ha stabilito una specifica tecnica e un piano di test di ispezione per il prototipo iniziale, che è stato costruito per soddisfare la garanzia di qualità necessaria per l'utilizzo nei sistemi di vapore a media pressione.

Durante i test, il dispositivo ha superato con successo un test di scoppio condotto a 142,4 bar (oltre cinque volte quella della pressione di progetto prevista), che secondo Shell lo qualifica per "applicazioni sul campo". Inoltre, sebbene il tempo di consegna del componente fosse più lungo di quello di un morsetto convenzionale, l'azienda afferma che ciò era dovuto all'attenzione posta sull'evitare guasti al componente, quindi si trattava di una "scelta progettuale" che potrebbe essere modificata in futuro.

Utilizzando le conoscenze acquisite dall'iniziativa, Shell sta ora lavorando per creare un database con tutti i risultati dei test di ispezione e qualificazione che potrebbero aiutare a ridurre la classificazione di criticità della parte (e i suoi requisiti NDT). Andando avanti, l'azienda mira anche a creare una libreria di configurazioni qualificate, come mezzo per ridurre i requisiti di qualificazione per la produzione di prodotti simili futuri.

In una dichiarazione rilasciata insieme ai risultati del progetto, Shell ha chiesto collaborazione, affermando: “Le attività per creare estesi set di dati sui pezzi di ricambio per la stampa 3D richiedono molte risorse. Raggiungiamo una maggiore conoscenza più rapidamente collaborando con utenti finali interessati che hanno esigenze simili. Standardizzazione dei processi della tecnologia WAAM, in particolare nel controllo qualità, è fondamentale per migliorare i tempi di consegna e ridurre i costi. Shell ritiene che un grande passo avanti per l'adozione della stampa 3D nel settore energetico possa derivare da una tale standardizzazione in tutto il settore."

L’AM del petrolio e del gas guadagna slancio

In quanto multinazionale leader nel settore del petrolio e del gas, il continuo interesse di Shell per la stampa 3D fa ben sperare per il futuro della tecnologia nel settore. L’azienda ha già collaborato con GE Additive per sviluppare un micromixer di ossigeno e idrogeno stampato in 3D, Poly Products per il reverse engineering e la stampa 3D di pezzi di ricambio per impianti offshore e Metalforge 3D per tubi scambiatori di calore stampati in 3D.

Nel luglio 2021, AML3D ha anche rivelato di aver stampato in 3D un dimostratore di recipiente a pressione da otto tonnellate per ExxonMobil. Sebbene l'ordine iniziale valesse solo 190.000 dollari, si pensava che il progetto offrisse l'opportunità di mostrare il potenziale del petrolio e del gas della tecnologia.

Altrove, Hunting PLC ha adottato un approccio leggermente diverso per entrare nel settore, acquisendo il 27% di Cumberland Additive. Quando l’accordo è stato annunciato alla fine dello scorso anno, si diceva che segnasse l’ingresso di Hunting nel mondo della stampa 3D e le offrisse l’opportunità di affrontare i mercati aerospaziale, della difesa e del petrolio e del gas.