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)濟的理念變得日益重要。各國正在推動計劃，以實現(xiàn)更加循環(huán)化的經(jīng)濟，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所進行的試點項目所證明的那樣，3D打印在將廢棄材料轉(zhuǎn)化為新物體的努力中發(fā)揮著越來越重要的作用。

△3D打印的管系懸架保護器

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)險投資公司擁有，并得到了Aker的支持。

Aker是一家價值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器。對于外行來說，海底井在石油和天然氣生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用，而油管懸掛保護器是用于保護油管安裝過程中的敏感液壓和電氣控制裝置的設(shè)備。

△將3D打印管系懸架保護器安裝在石油管道上

不僅降低成本還減少對進口材料依賴

傳統(tǒng)上，這些管掛保護器由不銹鋼制成，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)和運輸造成）。通過3D打印相同的組件，每個保護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，該團隊使用來自挪威特蘭比車間的回收廢料混合粉末進行3D打印。

Aker Solutions高級服務(wù)專家Ådne Østebrøt表示，3D打印過程僅需要13公斤鋼粉，而傳統(tǒng)制造和運輸則需要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程。

△金屬3D打印過程示意

值得注意的是，超過80%的使用材料來自特蘭比工廠的廢金屬。這不僅降低了運輸成本，還減少了對進口碳密集材料的依賴。重要的是，整個過程遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括通過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，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，它可能成為使用回收原料生產(chǎn)零件的最有效方式。它不僅可以通過僅在需要的地方應(yīng)用材料來減少總體資源使用，而且還可以在最接近使用點的地方實現(xiàn)這一目標(biāo)。最重要的是，它能夠?qū)崿F(xiàn)性能設(shè)計的優(yōu)化。

海上3D打印項目的開發(fā)

所有這些對于該項目所針對的行業(yè)尤其重要。雖然化石燃料的原材料可能會變得稀缺，但它在維持全球社會經(jīng)濟的穩(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渡的過程中擠出最后剩余的能源。反過來，3D打印制造為石油和天然氣帶來的相同性能優(yōu)勢也可以應(yīng)用于其它形式的能源。

△Series 1 Pro 3D打印機正在為Wilhelmsen的備件計劃打印零件

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打印對于海上石油鉆井平臺也具有很大價值，因為它能夠在接近使用點的地方生產(chǎn)零件。否則，采購零件并將其安裝到鉆機上可能需要很長的交貨時間。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，甚至嘗試使用無人機將3D打印零件運送到Berge散貨船。

這樣的例子并不夸張。3D打印技術(shù)有望在應(yīng)對未來可能發(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)防措施事實上，Acker不僅投資替代能源，還通過Additech投資增材制造服務(wù)，它表明該公司認(rèn)識到化石燃料的使用將逐漸減少，并且正在采取措施來適應(yīng)和應(yīng)對這種變化。