Vallourec は API 規格に従って WAAM 油井コンポーネントを 3D プリントします

2024年9月24日、アンタークティック・ベアは、バローレック社の積層造形部門責任者オリビエ・タルタル氏がLinkedInで、同社がワイヤアーク積層造形（WAAM）によってダウンホール部品を製造したことを明らかにしたことを知りました。売上高34億ドル、従業員1万7000人のこのフランスのパイプメーカーは、自動車、エネルギー、その他の産業向けのシームレス鋼管の市場リーダーである。注目すべきは、アルセロール・ミッタルがバローレック社の株式の28.4%を保有していることである。 ArcelorMittal は最近 Materialise と提携して粉末の販売を開始しており、その業務は粉末床アプリケーションに重点を置いているようです。一方、Vallourec は WAAM と提携しています。

WAAM は当初は好評でしたが、その後忘れ去られてしまいました。しかし、一部の企業は、特にエネルギー業界向けに、商業的に価値のある部品を生産するためにこの技術を使い続けています。たとえば、リンカーン・エレクトリックは、探査や配送用の大型圧力容器や部品を製造しており、その一部は重量が最大 4,000 キログラムにもなります。 WAAM は高速かつコスト効率に優れていることで知られていますが、面倒な後処理と制御の欠如のために諦める人も多くいます。しかし、Vallourec 社は依然としてこの技術に注力しています。
Vallourec は WAAM テクノロジーを改良し、ロボットアームと WAAM および超音波検査を組み合わせたセルのような生産エリアを作成しました。セルは、最大 2 立方メートルの大きさ、部品の高さが最大 2 メートル、直径が最大 1 メートルの部品を製造できます。同社は主に炭素鋼を使用しているが、耐腐食性材料を使用した部品も開発している。石油・ガス分野における WAAM の特に印象的な点は、構想から実装への迅速な移行です。例えば、Vallourec は 2020 年から WAAM を使い始めたばかりですが、すでに大手石油会社向けに多数の部品を生産しています。

たとえば、Vallourec 社は、100 トンの荷重に耐える必要がある石油プラットフォームで使用される安全上重要な部品であるリフティングプラグを製造しています。鍛造代替品はコストが高すぎてリードタイムも長かったが、 Vallourec はWAAM 部品を 3 分の 1 の時間で低コストで製造することができた。このプラグは現在、オーストラリア沿岸のティモール海で使用されている。経済的な観点から見ると、3D プリントは石油・ガス業界で驚くほどうまく機能します。請負業者は期限内に納品するというプレッシャーにさらされていたため、さまざまなコンポーネントの経済性は良好でした。石油・ガス業界ではダウンタイムコストが非常に高いため、3D プリントに関連する一般的なコストを相殺するのに役立ちます。

Vallourec は現在、API 5C5:2017 CAL-IV 規格に従って WAAM ダウンホールコンポーネントをテストしています。これは、石油およびガス産業におけるケーシングとチューブの接続をテストするためのアメリカ石油協会の規格です。これは、特に高圧または高温の井戸において、負荷がかかった状態でパイプ接続がどのように機能するかを評価する厳格で要求の厳しい規格です。石油やガスの探査や処理においてパイプラインが故障すると深刻な結果を招くため、これらのテストは非常に重要です。これらは、目的に対する接続の適合性を評価し、単純な引張試験を超えて、ねじれ、内部圧力と外部圧力、圧縮、温度勾配、ひずみ、周期的荷重などの評価を含めます。
Vallourec は、「95/8」53.5 ppf VAM 21 x 7」32 ppf 125 ksi VAM 21 WAAM プリントクロスチューブをテストしました。詳細は複雑に聞こえますが、基本的にはチューブの一種を指します。同社は、3Dプリントされたチューブを、80～140 ksiの範囲の実際の降伏強度の95パーセントでテストした。チューブには、張力と圧縮力（約 500 トン）、内部圧力（約 1000 バールまたは 15,000 psi）、および外部圧力（約 600 バールまたは 8,500 psi）の組み合わせがかかります。これらの厳格なテストは、常温と高温の両方で実行されます。 3D プリントされたコンポーネントが実際の条件に耐えられることを実証することで、Vallourec は顧客がリスクを効果的に軽減できるよう支援できます。さらなる品質保証作業、資格、認証により、競争力がさらに高まります。

最終的に、タルタル氏は「バローレック社のWAAMクロス素材は、これらの重要なテストに合格しました。これは、WAAMが鋳造、圧延、鍛造などの従来の素材に匹敵することを証明しており、徐々に世界中のエンジニアにとって代替品となるでしょう！」と述べました。

Vallourec は API 規格に従って WAAM 油井コンポーネントを 3D プリントします

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