پرینت سه بعدی کاربردهای مختلفی در حوزه صنعت نفت و گاز می تواند داشته باشد. در این مقاله یکی از جدید ترین تکنولوژی های پرینت سه بعدی و کاربرد آن در تولید خطوط لوله نفت و گاز را می خواهیم شرح دهیم.
پرینت سه بعدی EBM و خطوط تولید لوله نفت و گاز برای نخستین بار
براساس قراردادی، موسسه تحقیقاتTubular Products CNPC به شرکت تولید مواد پرینت سه بعدی Nanfang جهت توسعه مواد پرینت سه بعدی ویژه و فرایندهای تولیدی برای ساخت افزایشی به روش EBM برای اتصال لوله های سه طرفه، تولید افزایشی EBM با دو ضخامت دیواره، اتصالات لوله های سه طرفه دارای قطر بزرگ و توسعه مواد پرینت سه بعدی ویژه برای تعمیر لوله و اتصالات، مأموریت داده است. در اعلامیه رسمی شرکت ملی نفت چین در اواخر ماه مارس، موسسه تحقیقات CNPC Tubular Goods نخستین اعلامیه خود مبنی بر استفاده از تکنولوژی پرینت سه بعدی EBM در تولید کالاهای درجه یک و اتصالات لوله های سه طرفه با دیواره ضخیم را منتشر کرد. عملکرد محصول برای این اتصالات پرینت سه بعدی شده باید مطابق با الزامات استاندارد برای اتصالات لوله سه طرفه OD1422و X80 باشد که در شرایط دما پایین در ایستگاه راه آهن شرق مورد استفاده قرار می گیرند. این اولین استفاده از تکنولوژی چاپ سه بعدی فلزی توسط شرکت Nanfang برای خطوط لوله نفت و گاز خواهد بود. پیش از این، کاربرد اصلی این فناوری در زمینه انرژی هسته ای بوده است. طبق گزارش ها، Nanfang قبلا طی پروژه ای یک نمونه اولیه مخزن سیلندر تحت فشار را با موسسه پژوهشی هسته ای چین تکمیل کرده است. به نظر می رسد که این قطعه با ترکیب پرینت سه بعدی فلزی و فرزکاری CNC ساخته شده و حدود ۴۰۰ کیلوگرم وزن داشته است. دستگاهی که برای ساخت این قطعه هسته ای استفاده شده بود توانایی پرینت با ابعاد ۵.۶ متر قطر و ۹ متر ارتفاع را دارا می باشد.
پرینت سه بعدی و پروژه های تولید خطوط لوله نفت و گاز
در اوایل ماه فوریه ۲۰۱۸ پیشرفت بزرگی توسط پروژه تحقیقاتی شرکت انرژی هسته ای چین (CGN) به دست آمد. این پروژه به دنبال استفاده از تکنولوژی پرینت سه بعدی برای ایجاد قطعات یدکی به عنوان بخشی از روند تعمیر نیروگاه هسته ای بود. تیم تحقیقاتی با موفقیت از تکنولوژی پرینت سه بعدی EBM برای ساخت درپوش پایینی دستگاه خنک کننده استفاده کرده و این بخش در سیستم تولید هوای فشرده نیروگاه هسته ای خلیج دایا (Daya Bay Nuclear Power) نصب شد. این یکی از اولین پروژه های تحقیق و توسعه بین CGN و Nanfang Additive Manufacturing ، پس از امضای موافقت نامه همکاری دو شرکت در دسامبر ۲۰۱۷ بود. طبق گفته موسسه تحقیقات کالاهای لوله ای CNPC ، ساخت لوله های سه طرفه با قطر زیاد، مقاومت بالا و دیواره ضخیم همیشه یک مانع بزرگ برای ساخت خط لوله های طولانی فشار بالا در چین بوده است. روش تولید سنتی اکستروژن قادر به برآورده کردن استاندارد ضخامت دیواره نیست.
در فرآیند طراحی حرارتی لوله منشعب، اصلاح حرارتی چند دمایی حرارت بالا می تواند تفاوت های مهمی در ریزساختار و خواص قسمت های سطحی و مرکزی ایجاد کند. مقاومت تسلیم و تست ضربه جذب انرژی در بخش مرکزی به طور قابل توجهی کاهش می یابد. در جوشکاری بدنه لوله سه طرفه از روش جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود دستی استفاده می کنند که دارای راندمان جوشکاری پایین بوده و ضربه خط جوش، ضعیفترین بخش کل اتصالات لوله می باشد.
فناوری پرینت سه بعدی EBM یک گام بزرگ برای ایجاد این نوع اتصالات لوله می باشد. مزیت استفاده از تکنولوژی EBM در این است که این روش بر خلاف روشهای تولید افزایشی که بر پایه لیزر هستند، تنش وپسماند در قطعه پرینت شده ایجاد نمی کند. هم چنین نیاز به ساپورت گذاری را کاهش می دهد. این باعث استفاده از مدل های دیجیتال و سیستم های تولید هوشمند بدون پردازش قالب می شود. این تکنیک از لحاظ ضخامت قطعات تولید شده هیچ گونه محدودیتی ندارد، بنابراین می تواند ضمن مطابقت با نیازهای ضخامت دیواره، کیفیت محصول بالایی داشته باشد. قطعات سه بعدی چاپ شده به روش EBM عملکرد و خواص مکانیکی بسیار خوبی دارند. طبق گفته Nanfang Additive Manufacturing، این همکاری جدید، دو طرف را در تلاش برای غلبه بر موانع تولید اتصالات لوله های با قطر بزرگ، مقاومت بالا و ضخامت دیواره بالا برای خطوط لوله با فشار بالا می بیند. در حال حاضر لوله های تولید شده در چین سازگاری مناسبی با شرایط دمایی پایین و آب و هوای بد که خطوط لوله نفتی روسیه باید تحمل کند، ندارند. از سوی دیگر، قیمت لوله های وارداتی که می تواند این شرایط را برآورده کند، بسیار زیاد است. پتانسیل تکنولوژی پرینت سه بعدی برای غلبه بر این مسئله می تواند بسیار ارزشمند باشد.
منبع: https://www.3ders.org
در صورت تمایل میتوانید فایل PDF این مقاله را در قسمت زیر دانلود و با ذکر منبع مورد استفاده قرار دهید.
پرینت سه بعدی خطوط تولید نفت و گاز
تهیه و تنظیم از: پرینتر سه بعدی آیدیزاین
ثبت ديدگاه