Hybride draadboog-AM voor de olie- en gasindustrie
MX3D heeft met succes het printen van een industriële pijpleidingklem voltooid. Klemmen zoals deze worden gebruikt in de chemische en olie- en gasindustrie om incidenten te voorkomen en de bedrijfstijd van een installatie te verlengen voordat onderhoud nodig is.
De WAAM-klem is gemaakt en getest in samenwerking met Team Industries en TiaT, twee bedrijven met uitgebreide ervaring in het onderhoud, testen en (nood)reparaties van complexe industriële leidingsystemen. Het BWI (Belgium Welding Institute) heeft de materiaaltests uitgevoerd en Lloyd's Register heeft MX3D ondersteund bij het certificeringsproces.
Korte doorlooptijden zijn essentieel in de olie- en gasindustrie, aangezien zowel het verminderen van productiestilstand als het verminderen van risico's voor het milieu, mensen en veiligheid van cruciaal belang zijn. De huidige doorlooptijd voor het repareren van pijpleidingen kan wel 2 tot 3 weken bedragen, met een potentieel waardeverlies van enkele honderdduizenden tot 1 miljoen euro per dag. De huidige reparatieprocessen met klemmen zijn doorgaans afhankelijk van CNC-frezen, gespecialiseerde handarbeid of een combinatie van beide. Elk van deze processen heeft zijn nadelen, aangezien CNC-frezen veel materiaalverspilling met zich meebrengt (gemiddeld >80% van het oorspronkelijke materiaal) en gespecialiseerde arbeiders steeds schaarser worden.
“Klemmen en/of behuizingen die worden gebruikt voor het online afdichten van lekken in (petro)chemische installaties worden voor meer dan 90% op maat ontworpen en vervaardigd en vereisen in de meeste gevallen een zeer korte levertijd,” aldus Simon van der Harst, Team Industrial Services, Senior Specialist Engineering en Manufacturing.
"De WAAM-technologie kan, indien verder ontwikkeld, in de nabije toekomst een voordeel zijn in die zin dat er geen grote investeringen meer nodig zijn om een grote variatie aan voorraadmaterialen (platen) aan te houden; er is weinig tot geen afvalmateriaal als er vanaf nul wordt opgebouwd; de uiteindelijke bewerkingstijd wordt geminimaliseerd; er is meer variatie mogelijk in het ontwerp en er is minder afhankelijkheid van beschikbare gereedschappen en basiscomponenten."
“Hybride additive manufacturing combineert de voordelen van conventionele productie, zoals precisie en een hoge productiesnelheid bij ‘eenvoudige’ onderdelen, met de voordelen van additive manufacturing, zoals geometrische vrijheid, productiesnelheid en minimale materiaalverspilling. De kwaliteit en complexiteit van de WAAM Clamp laten het potentieel zien van de door MX3D ontwikkelde technologie,” aldus Thomas Van Glabeke, projectleider / R&D-manager bij MX3D.
In het kader van het WAAM Clamp-project is een typisch reparatieonderdeel voor pijpleidingen onderzocht en vervaardigd met hybride WAAM. Deze techniek biedt een slimme productieoplossing door de voordelen van traditionele productie (zoals precisiebewerking) te combineren met de voordelen van draadboogadditieve productie (zoals vormvrijheid, hoge afzettingssnelheden en minimale materiaalverspilling).
Hybride WAAM biedt verschillende voordelen ten opzichte van conventionele technologieën zoals smeden, CNC-frezen en handmatig lassen (waarvoor gespecialiseerde lassers nodig zijn) voor de olie- en gasindustrie. In vergelijking met smeden heeft WAAM een kortere productietijd, aangezien er lokaal, op aanvraag en op afgelegen locaties kan worden geproduceerd. In vergelijking met CNC-frezen leidt WAAM tot veel minder materiaalverspilling, omdat er gebruik wordt gemaakt van een additief productieproces in plaats van een subtractief proces. Ten slotte is de fabrikant, in vergelijking met handmatig lassen, minder afhankelijk van de beschikbaarheid van gespecialiseerde lassers, aangezien robots 24/7 kunnen produceren. Door vooraf vervaardigde standaardcomponenten in het WAAM-proces op te nemen (d.w.z. hybride WAAM), worden alle hierboven beschreven voordelen vergroot door de doorlooptijd en productietijd te verkorten in vergelijking met reguliere WAAM.
Door hoogwaardige geprinte onderdelen te combineren met intuïtieve technologie, zorgt MX3D voor een revolutie in grootschalig 3D-printen met metaal. Onze eigen MetalXL WAAM-software zorgt ervoor dat iedereen die met Wire Arc Additive Manufacturing aan de slag gaat, dit met maximale efficiëntie en gebruiksgemak kan doen.
Het consortium slaagde erin een hoog niveau van zekerheid te bereiken voor de WAAM-klem. BWI testte de materialen en bevestigde dat het geprinte materiaal voldeed aan de belangrijkste vereisten van TEAM Industries voor dit materiaal. Het MX3D M1 Metal AM-systeem, de faciliteit en de procedures werden gekwalificeerd door Lloyd's Register.
Het gebruikte basis- en printmateriaal was ASME IIA SA-516-70, een staalsoort die vaak wordt gebruikt in de chemische en olie- en gasindustrie. De vereisten voor de mechanische eigenschappen van dit materiaal werden bepaald door het meest voorkomende gebruik ervan: drukvaten die bij gemiddelde tot lage temperaturen werken.
De destructieve tests werden uitgevoerd volgens ASTM A370. De resultaten van de destructieve tests toonden aan dat het geprinte materiaal, zelfs in de minst gunstige richting, mechanische eigenschappen heeft die vergelijkbaar zijn met of beter zijn dan die van het basismateriaal, en dus voldoen aan de ASME-vereisten.
Het project kreeg steun van het EU Horizon 2020-programma, via de eerste oproep voor het TRINITY-demonstratieprogramma. Volledige naam van het project: Digitale technologieën, geavanceerde robotica en verbeterde cyberbeveiliging voor flexibele productie in toekomstige Europese productie-ecosystemen, afkorting: TRINITY, EU Horizon-subsidieovereenkomstnummer: 825196.
Specificaties
- Onderdeel:Klem
- Materiaal:ASME IIA SA-516-70 (basismateriaal) / E70C-6M H4 (draad)
- Afmetingen:600 mm × 300 mm × 600 mm
- Gewicht:87 kg totaal / 30 kg geprint onderdeel
- Afdruktijd:45 uur
- Opdrachtgever:TEAM Industries
Haal het maximale uit uw volgende project door onze speciale pagina over de energiesector te bekijken. We hebben een uitgebreide collectie geprinte onderdelen en gespecialiseerde casestudy’s samengesteld die de ware kracht van robotgestuurd 3D-printen met metaal in uw sector laten zien.
Ontdek zelf hoe onze geavanceerde productietechnologie de productie stroomlijnt en nieuwe ontwerpvrijheden biedt, en verdiep u in branchespecifieke toepassingen en technische inzichten.
