挪威石油領(lǐng)導(dǎo)者采用3D打印技術(shù)制造關(guān)鍵海底部件

導(dǎo)讀：在資源稀缺和減少溫室氣體排放的緊迫需求下，循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念變得日益重要。各國(guó)正在推動(dòng)計(jì)劃，以實(shí)現(xiàn)更加循環(huán)化的經(jīng)濟(jì)，這一轉(zhuǎn)變涉及重新考慮我們的生產(chǎn)、再利用、維修和回收方式。正如Aker Solutions、Aker BP、F3nice和Additech所進(jìn)行的試點(diǎn)項(xiàng)目所證明的那樣，3D打印在將廢棄材料轉(zhuǎn)化為新物體的努力中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

△3D打印的管系懸架保護(hù)器

2023年9月24日，南極熊獲悉，為了探索將再生材料用于高性能應(yīng)用，Aker Solutions聘請(qǐng)了F3nice和Additech。F3nice致力于生產(chǎn)由回收材料制成的金屬增材制造粉末，而Additech是一家挪威的3D打印公司，由一家名為Clara Ventures的風(fēng)險(xiǎn)投資公司擁有，并得到了Aker的支持。

Aker是一家價(jià)值130億美元的挪威石油勘探和開發(fā)公司，專注于挪威大陸架的石油資源。工業(yè)投資公司Aker ASA持有該公司約30%的股份，英國(guó)石油公司（BP）持有22%的股份，其余股份主要分配給銀行和其它機(jī)構(gòu)投資者，如摩根大通（JP Morgan）和道富銀行（State Street）等。Aker Solutions是該公司的能源基礎(chǔ)設(shè)施部門。

它們正在使用3D打印技術(shù)制造海底井的油管懸掛器保護(hù)器。對(duì)于外行來(lái)說(shuō)，海底井在石油和天然氣生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用，而油管懸掛保護(hù)器是用于保護(hù)油管安裝過(guò)程中的敏感液壓和電氣控制裝置的設(shè)備。

△將3D打印管系懸架保護(hù)器安裝在石油管道上

不僅降低成本還減少對(duì)進(jìn)口材料依賴

傳統(tǒng)上，這些管掛保護(hù)器由不銹鋼制成，生產(chǎn)這些組件所產(chǎn)生的二氧化碳排放量為237公斤（主要由制生產(chǎn)和運(yùn)輸造成）。通過(guò)3D打印相同的組件，每個(gè)保護(hù)器的二氧化碳排放量大幅降低至僅34公斤。為了生產(chǎn)這些零件，該團(tuán)隊(duì)使用來(lái)自挪威特蘭比車間的回收廢料混合粉末進(jìn)行3D打印。

Aker Solutions高級(jí)服務(wù)專家Ådne Østebrøt表示，3D打印過(guò)程僅需要13公斤鋼粉，而傳統(tǒng)制造和運(yùn)輸則需要227公斤鋼粉。F3nice負(fù)責(zé)將廢金屬轉(zhuǎn)化為3D打印粉末，而Additech負(fù)責(zé)監(jiān)督DMG Mori Lasertec系統(tǒng)上的激光粉末床熔化過(guò)程。

△金屬3D打印過(guò)程示意

值得注意的是，超過(guò)80%的使用材料來(lái)自特蘭比工廠的廢金屬。這不僅降低了運(yùn)輸成本，還減少了對(duì)進(jìn)口碳密集材料的依賴。重要的是，整個(gè)過(guò)程遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括通過(guò)DNV-SE-0568增材制造服務(wù)提供商和制造商資格認(rèn)證的API 1級(jí)，以及DNV-ST-B203零件、金屬增材制造。

由于3D打印能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)，它可能成為使用回收原料生產(chǎn)零件的最有效方式。它不僅可以通過(guò)僅在需要的地方應(yīng)用材料來(lái)減少總體資源使用，而且還可以在最接近使用點(diǎn)的地方實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。最重要的是，它能夠?qū)崿F(xiàn)性能設(shè)計(jì)的優(yōu)化。

海上3D打印項(xiàng)目的開發(fā)

所有這些對(duì)于該項(xiàng)目所針對(duì)的行業(yè)尤其重要。雖然化石燃料的原材料可能會(huì)變得稀缺，但它在維持全球社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定方面至關(guān)重要。因此，石油和天然氣行業(yè)需要盡快提高效率，以便在向其他形式的能源過(guò)渡的過(guò)程中擠出最后剩余的能源。反過(guò)來(lái)，3D打印制造為石油和天然氣帶來(lái)的相同性能優(yōu)勢(shì)也可以應(yīng)用于其它形式的能源。

△Series 1 Pro 3D打印機(jī)正在為Wilhelmsen的備件計(jì)劃打印零件

除了這些宏觀原因證明增材制造在能源領(lǐng)域的廣泛采用是合理的之外，3D打印對(duì)于海上石油鉆井平臺(tái)也具有很大價(jià)值，因?yàn)樗軌蛟诮咏褂命c(diǎn)的地方生產(chǎn)零件。否則，采購(gòu)零件并將其安裝到鉆機(jī)上可能需要很長(zhǎng)的交貨時(shí)間。盡管幾乎所有石油和天然氣公司現(xiàn)在都在探索增材制造的使用，但造船商Wilhelmsen是海上石油鉆井平臺(tái)和其它海洋應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者之一，甚至嘗試使用無(wú)人機(jī)將3D打印零件運(yùn)送到Berge散貨船。

這樣的例子并不夸張。3D打印技術(shù)有望在應(yīng)對(duì)未來(lái)可能發(fā)生的深海漏油事件中發(fā)揮關(guān)鍵作用，甚至可以在這種事件發(fā)生之前采取預(yù)防措施事實(shí)上，Acker不僅投資替代能源，還通過(guò)Additech投資增材制造服務(wù)，它表明該公司認(rèn)識(shí)到化石燃料的使用將逐漸減少，并且正在采取措施來(lái)適應(yīng)和應(yīng)對(duì)這種變化。