Impressão 3D certificada para as indústrias de petróleo e gás e marítimas

Representantes das organizações participantes. Foto: 3dprintingmedia.network Foram concluídos dois

projetos de pesquisa conjuntos de dois anos sobre a qualificação de tecnologias aditivas nos setores de gás, petróleo e marinhos.

Por que é importante: com a introdução da certificação de peças impressas em 3D para uso nas indústrias de petróleo e gás e offshore, levando em consideração sua importância e capacidade financeira, a impressão 3D receberá um ímpeto sem precedentes para desenvolvimento e aplicação, o que afetará a fabricação aditiva como um todo.

Dois projetos conjuntos bienais de pesquisa voltados para a qualificação de tecnologias aditivas nas indústrias de gás, petróleo e offshore chegaram ao fim. Esses projetos, que atraíram 20 parceiros das indústrias listadas, culminaram em um evento solene na Noruega, organizado pela DNV GL e Berenschot.



A DNV GL é uma organização internacional envolvida na certificação de sistemas de gestão de negócios e controle de qualidade, pesquisa nessas áreas, avaliação de riscos e consultoria. Berenschot Groep BV é uma empresa de consultoria holandesa.

O objetivo de ambos os projetos foi desenvolver diretrizes para a certificação de peças fabricadas por fusão a laser de materiais em pó (LPBF) e manufatura aditiva de arco de arame (WAAM), bem como a criação de um modelo econômico para os setores de gás, petróleo e marítimo. Para realizar essas tarefas, foram envolvidos parceiros de todas as partes da cadeia de suprimentos, incluindo operadores, contratados e fabricantes.


Operadores, contratados e fabricantes envolvidos no projeto. Imagem: 3dprintingmedia.network

Entre a primeira categoria, BP, Equinor, Shell e Total estiveram envolvidos nos projetos. Os contratados foram SLM Solutions , Siemens, Technip FMC, IMI Critical Engineering e Kongsberg. Entre os fabricantes, os projetos foram apoiados por Ivaldi, Aidro Hydraulics, voestalpine, Additive Industries , Sandvik, Immensa Technology Labs, Quintus Technologies, Vallourec, HIPtec, Arcelor Mittal e University of Strathclyde em Glasgow.

Trabalhando juntos e combinando seu conhecimento em vários campos, os participantes do projeto fizeram progressos significativos no desenvolvimento de diretrizes e modelos econômicos. Essas conquistas foram observadas na cerimônia de encerramento. Além disso, foi criado um novo plano de ação para o futuro: a DNV GL lançou mais dois projetos conjuntos com o objetivo de continuar a pesquisa e desenvolver um programa para a criação de armazenamento eletrônico.

Diretrizes para certificação

O objetivo do primeiro projeto foi elaborar diretrizes para a certificação de peças criadas com impressão 3D para as indústrias de petróleo, gás e marinha.
Consultor Gerente Sênior, Berenschot Groep BV Onno Ponfoort:

“Juntamente com a DNV-GL, estamos criando um manual para garantir a produção de peças de alta qualidade para petróleo e gás, com foco em peças de reposição. No passado, era difícil para as empresas de petróleo e gás, especialmente as que operavam sob a água, obter uma garantia de qualidade total e certificar peças criadas usando tecnologias aditivas. Sem uma certificação confiável, as empresas não usarão peças para operações subaquáticas - os riscos são altos demais. Todos os componentes utilizados devem ser certificados. ”

A versão mais recente das diretrizes, pela qual a DNV GL se responsabilizará, fornece uma estrutura para ajudar os fabricantes a verificar se os produtos e peças de metal fabricados com a tecnologia de impressão 3D atendem às especificações.

Uma série de testes foi realizada para criar diretrizes, incluindo a fabricação de um disco de manivela para Kongsberg usando a tecnologia de fusão a laser em liga de pó. O parceiro de produção no estudo de caso foi a empresa italiana Aidro, que mostrou a capacidade de usar tecnologias aditivas para criar um componente cuja produção usando métodos tradicionais levaria de 8 a 10 semanas em menos de uma semana. A peça foi fabricada em liga Inconel 718 usando o sistema EOS M290.

Outros estudos de caso de fusão a laser de materiais em pó incluem a produção de impulsores Equinor fabricados a partir de Inconel 625 (fabricado pela SLM Solutions) e liga de titânio Ti-6Al-4V (fabricada pelas indústrias Additive) e hélices Kongsberg fabricadas em titânio pela SLM Solutions. Os estudos de caso da tecnologia de arame com arco aditivo incluíram a produção de uma cabeça de descarga Vallourec feita de aço de baixa liga X90, um sub Inconel para BP, um pino de manivela Kongsberg de aço de baixa liga S700 e um sub de liga de aço F22 desenvolvido pela Technip FMC e Total .


Cambota Kongsberg fabricada pela Aidro. Foto: 3dprintingmedia.network

Esses estudos de caso ajudaram os parceiros a avaliar a diferença entre tecnologias tradicionais e aditivas, desde o início da cadeia de valor até o fim.
Com base nesses exemplos, os parceiros elaboraram diretrizes que permitem dividir os detalhes em três categorias, dependendo das consequências de seu mau funcionamento:

• Tecnologia Aditiva de Primeira Classe (AMC 1) para componentes não críticos;
• Tecnologia aditiva de segunda classe (AMC 2) para componentes de tamanho médio
• Tecnologia aditiva de classe 3 (AMC 3) para componentes críticos.

Dependendo da classe e da tecnologia de fabricação aditiva usada, vários métodos de garantia de qualidade são prescritos para diferentes estágios do processo de produção, incluindo testes de qualificação do processo de montagem, testes de produção e testes de qualificação de peças.

De acordo com as diretrizes, todas as classes de peças devem ser produzidas através de um processo que passou nos testes de qualificação estabelecidos do processo de montagem (BPQT). Essa qualificação garante que o uso de uma máquina com um conjunto específico de parâmetros ajude a atingir um certo nível de qualidade.

Os testes de produção, por sua vez, visam a reprodutibilidade. Essa qualificação assegura que um determinado processo e vários parâmetros levem à mesma qualidade de compilação todas as vezes, e não apenas durante a primeira compilação.

Por fim, são realizados testes de qualificação de peças nos casos em que o valor crítico do componente exige. A metodologia desses testes é diferente, dependendo da classe e do tipo específico de tecnologia aditiva utilizada.

Modelo de negócio

Vários estudos de caso de parceiros também os ajudaram a entender o impacto da certificação de tecnologia aditiva nos negócios. Graças a projetos interconectados, os parceiros desenvolveram um conjunto de medidas para selecionar peças, estabelecer uma cadeia de suprimentos e garantir a eficiência econômica. Esse conjunto de medidas é gerenciado pela consultoria holandesa Berenschot.

No geral, durante os dois anos de projetos de pesquisa em conjunto, houve um progresso significativo na qualificação de métodos da indústria de aditivos para uso nos exigentes setores de gás, petróleo e marinhos.

Aidro, um dos parceiros, fez o seguinte comentário:

"O estreito relacionamento entre os dois projetos garantiu a troca máxima de conhecimento e experiência entre os membros do projeto, institutos de pesquisa, designers, fabricantes, organismos de certificação e clientes finais".

Os projetos concluídos e futuros se tornarão parte integrante da implementação de tecnologias aditivas nas indústrias de gás, petróleo e offshore.

Para notícias mais atualizadas sobre manufatura aditiva, confira o blog Top 3D Shop.