Shell se inclina más hacia la impresión 3D con una industria innovadora

La multinacional de petróleo y gas Shell ha presentado los resultados de su última incursión en la impresión 3D: una abrazadera de reparación de fugas única y de uso final.

Diseñado para restaurar la integridad de las tuberías afectadas por defectos o corrosión, la pieza en sí es fundamental para garantizar el suministro continuo de petróleo y gas, así como la seguridad de las instalaciones. Al imprimir el componente en 3D con Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM), Shell dice que pronto será posible producirlo de manera más eficiente, de una manera que podría hacer que sea más fácil y económico personalizar e implementar al ritmo.

¿Una prueba de concepto de uso final?

Debido al número limitado de empresas que se especializan en la fabricación de recintos a presión, Shell dice que la fabricación de una abrazadera de reparación de fugas simple puede demorar hasta cinco días, mientras que la producción de componentes más complejos puede demorar más de cuatro semanas. Este es un problema, dada la complejidad de algunos sistemas de tuberías y las implicaciones ambientales y de suministro de las fugas causadas por daños en las tuberías.

Para satisfacer esta necesidad de una solución de reparación personalizada de implementación rápida, con la integridad mecánica para garantizar la operación segura continua de un activo minero, Shell recurrió a la impresión 3D. En comparación con la fundición o la forja, la empresa dice que la tecnología "tiene una ventaja", ya que permite la producción de piezas con formas casi netas con un desperdicio mínimo y elimina la necesidad de moldes o troqueles a medida.

Para poner a prueba esta idea, Shell optó por trabajar con TEAM Inc. y Vallourec para diseñar y probar una abrazadera de reparación de prueba de concepto, hecha completamente con impresión 3D de WAAM. Una vez impreso, el equipo estableció una especificación técnica y un plan de prueba de inspección para su prototipo inicial, que se construyó para cumplir con la garantía de calidad necesaria para su uso en sistemas de vapor de media presión.

Durante las pruebas, el dispositivo superó con éxito una prueba de estallido realizada a 142,4 bar (más de cinco veces la presión de diseño prevista), lo que, según Shell, lo califica para "aplicaciones de campo". Además, aunque el tiempo de entrega de la pieza fue más largo que el de una abrazadera convencional, la firma dice que esto se debió a un enfoque en evitar fallas en la pieza, por lo que esta fue una "elección de diseño" que podría cambiarse en el futuro.

Usando los conocimientos obtenidos de la iniciativa, Shell ahora está trabajando para crear una base de datos con todos los resultados de las pruebas de inspección y calificación que podría ayudar a reducir la clasificación de criticidad de la pieza (y sus requisitos de END). En el futuro, la compañía también tiene como objetivo establecer una biblioteca de configuraciones calificadas, como un medio para reducir los requisitos de calificación para producir productos futuros similares.

En un comunicado emitido junto con los resultados del proyecto, Shell pidió colaboración y dijo: "Las actividades para crear conjuntos de datos extensos sobre piezas de repuesto de impresión 3D requieren muchos recursos. Logramos un mayor conocimiento más rápido al colaborar con usuarios finales interesados ​​que tienen necesidades similares". Estandarización de procesos de la tecnología WAAM, específicamente en el control de calidad, es primordial para mejorar el tiempo de entrega y reducir los costos. Shell cree que un gran salto para la adopción de la impresión 3D en el sector energético puede provenir de tal estandarización en toda la industria".

Petróleo y gas AM gana impulso

Como multinacional líder en petróleo y gas, el continuo interés de Shell en la impresión 3D es un buen augurio para el futuro de la tecnología en el sector. La empresa ya ha trabajado con GE Additive para desarrollar un micromezclador de oxígeno e hidrógeno impreso en 3D, Poly Products para realizar ingeniería inversa e imprimir en 3D repuestos para plataformas marinas, y 3D Metalforge para imprimir en 3D tubos de intercambiadores de calor.

En julio de 2021, AML3D también reveló que había impreso en 3D un prototipo de recipiente a presión de ocho toneladas para ExxonMobil. Aunque el pedido inicial tenía un valor de solo $ 190,000, se pensó que el proyecto brindaría la oportunidad de mostrar el potencial de petróleo y gas de la tecnología.

Por otra parte, Hunting PLC ha adoptado un enfoque ligeramente diferente para ingresar a la industria, al adquirir el 27% de Cumberland Additive. Cuando se anunció el acuerdo a fines del año pasado, se dijo que marcaría la entrada de Hunting en la impresión 3D y le brindaría oportunidades para abordar los mercados aeroespacial, de defensa y de petróleo y gas.

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La imagen destacada muestra el prototipo de abrazadera de reparación de fugas impresa en 3D instalada en un sitio de Shell. Foto vía Shell.

Paul se graduó en historia y periodismo y le apasiona encontrar las últimas noticias sobre tecnología.