Shell aposta ainda mais na impressão 3D com indústria inovadora

A multinacional de petróleo e gás Shell revelou os resultados de sua mais recente incursão na impressão 3D: uma pinça de reparo de vazamento exclusiva e utilizável finalmente.

Projetada para restaurar a integridade de tubulações afetadas por defeitos ou corrosão, a peça em si é fundamental para garantir o fornecimento contínuo de petróleo e gás, bem como a segurança das instalações. Ao imprimir o componente em 3D Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM), a Shell diz que em breve será possível produzi-lo com mais eficiência, de uma forma que poderia tornar mais fácil e barato personalizar e implantar no ritmo certo.

Uma prova de conceito utilizável final?

Devido ao número limitado de empresas especializadas na fabricação de invólucros de pressão, a Shell afirma que a fabricação de uma braçadeira simples para reparo de vazamentos pode levar até cinco dias, enquanto a produção de componentes mais complexos pode levar mais de quatro semanas. Isto é um problema, dada a complexidade de alguns sistemas de tubulações e as implicações ambientais e de fornecimento de vazamentos causados ​​por danos nas tubulações.

Para atender a essa necessidade de uma solução de reparo personalizada e de rápida implantação, com a integridade mecânica necessária para garantir a operação segura e contínua de um ativo de mineração, a Shell recorreu à impressão 3D. Em comparação com a fundição ou forjamento, a empresa afirma que a tecnologia “tem uma vantagem”, na medida em que permite a produção de peças com formato quase final com desperdício mínimo e elimina a necessidade de moldes ou matrizes sob medida.

Para testar essa ideia, a Shell optou por trabalhar com a TEAM Inc. e a Vallourec para projetar e testar uma pinça de reparo de prova de conceito, feita inteiramente com impressão 3D WAAM. Depois de impresso, a equipe estabeleceu uma especificação técnica e um plano de teste de inspeção para seu protótipo inicial, que foi construído para atender à garantia de qualidade necessária para utilização em sistemas de vapor de média pressão.

Durante os testes, o dispositivo passou com sucesso em um teste de ruptura realizado a 142,4 bar (mais de cinco vezes a pressão de projeto pretendida), o que, de acordo com a Shell, o qualifica para “aplicações de campo”. Além disso, embora o prazo de entrega da peça fosse maior do que o de uma pinça convencional, a empresa afirma que isso se deveu ao foco em evitar falhas nas peças, portanto, esta foi uma “escolha de design” que poderia ser alterada no futuro.

Utilizando os conhecimentos obtidos com a iniciativa, a Shell está agora a trabalhar para criar uma base de dados com todos os resultados dos seus testes de inspeção e qualificação que poderão ajudar a reduzir a classificação de criticidade da peça (e os seus requisitos de END). Seguindo em frente, a empresa também pretende montar uma biblioteca de configurações qualificadas, como forma de reduzir os requisitos de qualificação para a produção de futuros produtos similares.

Num comunicado divulgado juntamente com os resultados do projeto, a Shell apelou à colaboração, dizendo: “As atividades para criar extensos conjuntos de dados sobre peças sobressalentes para impressão 3D consomem muitos recursos. Alcançamos maior conhecimento com mais rapidez, colaborando com usuários finais interessados ​​que tenham necessidades semelhantes. A padronização dos processos da tecnologia WAAM, especificamente no controle de qualidade, é fundamental para melhorar o lead time e reduzir custos. A Shell acredita que um grande salto para a adoção da impressão 3D no setor energético pode advir dessa padronização em toda a indústria.”

AM de petróleo e gás ganha impulso

Como multinacional líder em petróleo e gás, o interesse contínuo da Shell na impressão 3D é um bom presságio para o futuro da tecnologia no setor. A empresa já trabalhou com a GE Additive para desenvolver um micromisturador de oxigênio e hidrogênio impresso em 3D, Poly Products para fazer engenharia reversa e imprimir peças sobressalentes de plataformas offshore em 3D, e 3D Metalforge para imprimir tubos de trocador de calor em 3D.

Em julho de 2021, a AML3D também revelou que havia impresso em 3D um demonstrador de vaso de pressão de oito toneladas para a ExxonMobil. Embora o pedido inicial valesse apenas US$ 190 mil, o projeto foi pensado para oferecer uma oportunidade de mostrar o potencial de petróleo e gás da tecnologia.

Em outros lugares, a Hunting PLC adotou uma abordagem ligeiramente diferente para entrar no setor, ao adquirir 27% da Cumberland Additive. Quando o acordo foi anunciado no final do ano passado, dizia-se que marcaria a entrada da Hunting na impressão 3D e proporcionaria oportunidades para abordar os mercados aeroespacial, de defesa e de petróleo e gás.