3D-Druck für die Öl- und Gasindustrie sowie die Schifffahrtsindustrie zertifiziert

Vertreter der teilnehmenden Organisationen. Foto: 3dprintingmedia.network Zweijährige

gemeinsame Forschungsprojekte zur Qualifizierung additiver Technologien in den Bereichen Gas, Öl und Meer wurden abgeschlossen.

Warum es wichtig ist: Mit der Einführung der Zertifizierung von 3D-gedruckten Teilen für den Einsatz in der Öl- und Gasindustrie sowie der Offshore-Industrie unter Berücksichtigung ihrer Bedeutung und finanziellen Leistungsfähigkeit erhält der 3D-Druck einen beispiellosen Impuls für Entwicklung und Anwendung, der sich auf die additive Fertigung insgesamt auswirken wird.

Zwei alle zwei Jahre stattfindende gemeinsame Forschungsprojekte zur Qualifizierung additiver Technologien in der Gas-, Öl- und Offshore-Industrie sind abgeschlossen. Diese Projekte, an denen 20 Partner aus den börsennotierten Branchen teilnahmen, gipfelten in einer feierlichen Veranstaltung in Norwegen, die von DNV GL und Berenschot organisiert wurde.



DNV GL ist eine internationale Organisation, die sich mit der Zertifizierung von Unternehmensführungs- und Qualitätskontrollsystemen, Forschung in diesen Bereichen, Risikobewertung und Beratung befasst. Berenschot Groep BV ist ein niederländisches Beratungsunternehmen.

Ziel beider Projekte war es, Richtlinien für die Zertifizierung von Teilen zu entwickeln, die durch Laserschmelzen von Pulvermaterialien (LPBF) und Drahtbogenadditivherstellung (WAAM) hergestellt wurden, sowie ein Wirtschaftsmodell für den Gas-, Öl- und Schiffssektor zu erstellen. Um diese Aufgaben zu erfüllen, wurden Partner aus allen Teilen der Lieferkette, einschließlich Betreibern, Auftragnehmern und Herstellern, einbezogen.


An dem Projekt beteiligte Betreiber, Auftragnehmer und Hersteller. Bild: 3dprintingmedia.network

In der ersten Kategorie waren BP, Equinor, Shell und Total an den Projekten beteiligt. Die Auftragnehmer waren SLM Solutions , Siemens, Technip FMC, IMI Critical Engineering und Kongsberg. Unter den Herstellern wurden die Projekte von Ivaldi, Aidro Hydraulics, voestalpine, Additive Industries , Sandvik, den Immensa Technology Labs, Quintus Technologies, Vallourec, HIPtec, Arcelor Mittal und der University of Strathclyde in Glasgow unterstützt.

Durch die Zusammenarbeit und die Kombination ihres Wissens in verschiedenen Bereichen haben die Projektteilnehmer erhebliche Fortschritte bei der Entwicklung von Leitlinien und Wirtschaftsmodellen erzielt. Diese Erfolge wurden bei der Abschlussfeier vermerkt. Außerdem wurde ein neuer Aktionsplan für die Zukunft erstellt: DNV GL startete zwei weitere gemeinsame Projekte mit dem Ziel, die Forschung fortzusetzen und ein Programm zur Schaffung elektronischer Speicher zu entwickeln.

Zertifizierungsrichtlinien

Ziel des ersten Projekts war es, Richtlinien für die Zertifizierung von Teilen zu erstellen, die im 3D-Druck für die Öl-, Gas- und Schiffsindustrie hergestellt wurden.
Leitender Berater, Berenschot Groep BV Onno Ponfoort:

„Zusammen mit DNV-GL erstellen wir ein Handbuch, um die Produktion hochwertiger Teile für Öl und Gas sicherzustellen, wobei der Schwerpunkt auf Ersatzteilen liegt. In der Vergangenheit war es für Öl- und Gasunternehmen, insbesondere unter Wasser tätige Unternehmen, schwierig, eine vollständige Qualitätsgarantie zu erhalten und Teile zu zertifizieren, die mit additiven Technologien hergestellt wurden. Ohne zuverlässige Zertifizierung werden Unternehmen keine Teile für den Unterwasserbetrieb verwenden - die Risiken sind zu hoch. Alle verwendeten Komponenten müssen zertifiziert sein. “

Die neueste Version der Richtlinien, für die DNV GL die Verantwortung übernehmen wird, bietet einen Rahmen, mit dem Hersteller überprüfen können, ob mit 3D-Drucktechnologie hergestellte Metallprodukte und -teile den Spezifikationen entsprechen.

Eine Reihe von Tests wurde durchgeführt, um Richtlinien zu erstellen, einschließlich der Herstellung einer Kurbelscheibe für Kongsberg unter Verwendung der Laserpulverlegierungs-Fusionstechnologie. Der Produktionspartner in der Fallstudie war das italienische Unternehmen Aidro, das die Fähigkeit zeigte, mithilfe additiver Technologien eine Komponente herzustellen, deren Herstellung mit traditionellen Methoden 8 bis 10 Wochen in weniger als einer Woche dauern würde. Das Teil wurde aus einer Inconel 718-Legierung unter Verwendung des EOS M290-Systems hergestellt.

Weitere Fallstudien zur Laserschmelze von Pulvermaterialien umfassen die Herstellung von Equinor-Laufrädern aus Inconel 625 (hergestellt von SLM Solutions) und Ti-6Al-4V-Titanlegierung (hergestellt von Additive Industries) sowie Kongsberg-Propellern aus Titan von SLM Solutions. Zu den Fallstudien der Additiv-Lichtbogen-Drahttechnologie gehörte die Herstellung eines Vallourec-Spülkopfs aus niedriglegiertem X90-Stahl, eines Inconel-Sub für BP, eines Kongsberg-Kurbelzapfens aus niedriglegiertem S700-Stahl und eines von Technip FMC und Total entworfenen F22-Stahl-Sub .


Kongsberg Kurbelwelle von Aidro hergestellt. Foto: 3dprintingmedia.network

Diese Benchmarks halfen den Partnern, den Unterschied zwischen traditionellen und additiven Technologien vom Beginn der Wertschöpfungskette bis zum Ende zu bewerten.
Basierend auf diesen Beispielen haben die Partner Richtlinien entworfen, die es ermöglichen, die Details in drei Kategorien zu unterteilen, abhängig von den Folgen ihrer Fehlfunktion:

• First Class Additive Technology (AMC 1) für unkritische Komponenten;
• Additive Technologie zweiter Klasse (AMC 2) für mittelgroße Komponenten
• Additive Technologie der Klasse 3 (AMC 3) für kritische Komponenten.

Abhängig von der Klasse und der verwendeten additiven Fertigungstechnologie werden verschiedene Methoden zur Qualitätssicherung für verschiedene Phasen des Produktionsprozesses vorgeschrieben, einschließlich Qualifikationstests des Montageprozesses, Produktionstests und Qualifikationstests von Teilen.

In Übereinstimmung mit den Richtlinien müssen alle Klassen von Teilen durch einen Prozess hergestellt werden, der etablierte Qualifikationstests des Montageprozesses (BPQT) bestanden hat. Diese Qualifikation stellt sicher, dass die Verwendung einer Maschine mit einem bestimmten Parametersatz dazu beiträgt, ein bestimmtes Qualitätsniveau zu erreichen.

Produktionstests wiederum zielen auf Reproduzierbarkeit ab. Diese Qualifikation stellt sicher, dass ein bestimmter Prozess und eine Reihe von Parametern jedes Mal und nicht nur beim ersten Build zu derselben Build-Qualität führen.

Schließlich werden Qualifikationstests von Teilen in Fällen durchgeführt, in denen der kritische Wert des Bauteils dies erfordert. Die Methodik dieser Tests unterscheidet sich je nach Klasse und Art der verwendeten Additivtechnologie.

Geschäftsmodell

Verschiedene Fallstudien von Partnern haben ihnen auch dabei geholfen, ein Verständnis für die Auswirkungen der Zertifizierung additiver Technologien auf das Unternehmen zu entwickeln. Dank miteinander verbundener Projekte haben die Partner eine Reihe von Maßnahmen entwickelt, um Teile auszuwählen, eine Lieferkette aufzubauen und die Wirtschaftlichkeit sicherzustellen. Diese Maßnahmen werden vom niederländischen Beratungsunternehmen Berenschot verwaltet.

Insgesamt wurden während der zweijährigen gemeinsamen Forschungsprojekte erhebliche Fortschritte bei der Qualifizierung der Methoden der additiven Industrie für den Einsatz in den anspruchsvollen Sektoren Gas, Öl und Schifffahrt erzielt.

Aidro, einer der Partner, gab folgenden Kommentar ab:

„Die enge Beziehung zwischen den beiden Projekten stellte den maximalen Wissens- und Erfahrungsaustausch zwischen Projektmitgliedern, Forschungsinstituten, Designern, Herstellern, Zertifizierungsstellen und Endkunden sicher.“

Abgeschlossene und zukünftige Projekte werden ein wesentlicher Bestandteil der Implementierung additiver Technologien in der Gas-, Öl- und Offshore-Industrie sein.

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