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.

Diseñada 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 personalizarlo e implementarlo a un ritmo.

¿Una prueba de concepto utilizable final?

Debido al número limitado de empresas que se especializan en la fabricación de recintos de presión, Shell dice que fabricar una simple abrazadera de reparación de fugas puede llevar hasta cinco días, mientras que producir componentes más complejos puede tardar más de cuatro semanas. Esto 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 y de rápida implementación, con la integridad mecánica necesaria para garantizar la operación segura y continua de un activo minero, Shell ha recurrido 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 una forma casi neta con un desperdicio mínimo y elimina la necesidad de moldes o troqueles hechos a medida.

Para poner a prueba esta idea, Shell ha optado por trabajar con TEAM Inc. y Vallourec para diseñar y probar una abrazadera de reparación de prueba de concepto, fabricada íntegramente con impresión 3D 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 pasó con éxito una prueba de explosión 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, si bien el tiempo de entrega de la pieza fue mayor que el de una abrazadera convencional, la empresa dice que esto se debió a un enfoque en evitar fallas de la pieza, por lo que fue una "elección de diseño" que podría cambiarse en el futuro.

Utilizando los conocimientos adquiridos con la iniciativa, Shell ahora está trabajando para crear una base de datos con todos los resultados de sus pruebas de inspección y calificación que podrían ayudar a reducir la clasificación de criticidad de la pieza (y sus requisitos de END). En el futuro, la empresa también pretende crear una biblioteca de configuraciones cualificadas, como medio para reducir los requisitos de cualificación para producir productos similares en el futuro.

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

La fabricación aditiva de petróleo y gas 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 hidrógeno y oxígeno impreso en 3D, Poly Products para realizar ingeniería inversa e imprimir en 3D repuestos para plataformas marinas, y 3D Metalforge para imprimir tubos de intercambiadores de calor en 3D.

En julio de 2021, AML3D también reveló que había impreso en 3D un demostrador de recipiente a presión de ocho toneladas para ExxonMobil. Aunque el pedido inicial valía sólo 190.000 dólares, 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 finales del año pasado, se dijo que marcaba la entrada de Hunting en la impresión 3D y le brindaba 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 es un licenciado en historia y periodismo y le apasiona encontrar las últimas novedades en noticias tecnológicas.