Shell se penche davantage sur l'impression 3D avec une industrie innovante

La multinationale pétrolière et gazière Shell a dévoilé les résultats de sa dernière incursion dans l'impression 3D : une pince de réparation de fuite unique et utilisable en bout de ligne.

Conçue pour restaurer l'intégrité des pipelines touchés par des défauts ou de la corrosion, la pièce elle-même est essentielle pour assurer un approvisionnement continu en pétrole et en gaz, ainsi que la sécurité des installations. En imprimant le composant en 3D par Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM), Shell affirme qu'il sera bientôt possible de le produire plus efficacement, d'une manière qui pourrait rendre plus facile et moins cher la personnalisation et le déploiement au rythme.

Une preuve de concept utilisable en fin de compte ?

En raison du nombre limité d'entreprises spécialisées dans la fabrication d'enceintes sous pression, Shell affirme que la fabrication d'une simple pince de réparation de fuite peut prendre jusqu'à cinq jours, tandis que la production de composants plus complexes peut prendre plus de quatre semaines. Il s'agit d'un problème, compte tenu de la complexité de certains systèmes de tuyauterie et des implications environnementales et d'approvisionnement des fuites causées par des dommages aux pipelines.

Pour répondre à ce besoin d'une solution de réparation personnalisée rapidement déployable, avec l'intégrité mécanique nécessaire pour assurer l'exploitation sûre et continue d'un actif minier, Shell s'est tournée vers l'impression 3D. Par rapport au moulage ou au forgeage, l'entreprise affirme que la technologie "a un avantage", en ce sens qu'elle permet la production de pièces de forme quasi nette avec un minimum de gaspillage, et élimine le besoin de moules ou de matrices sur mesure.

Afin de mettre cette idée à l'épreuve, Shell a choisi de travailler avec TEAM Inc. et Vallourec pour concevoir et tester une pince de réparation de preuve de concept, entièrement réalisée à l'aide de l'impression 3D WAAM. Une fois imprimé, l'équipe a établi une spécification technique et un plan de test d'inspection pour leur prototype initial, qui a été construit pour répondre à l'assurance qualité nécessaire à l'utilisation dans les systèmes de vapeur à moyenne pression.

Au cours des tests, l'appareil a passé avec succès un test d'éclatement effectué à 142,4 bars (plus de cinq fois la pression de conception prévue), ce qui, selon Shell, le qualifie pour les "applications sur le terrain". De plus, alors que le délai de livraison de la pièce était plus long que celui d'une pince conventionnelle, la société affirme que cela était dû à l'accent mis sur la prévention de la défaillance de la pièce, il s'agissait donc d'un "choix de conception" qui pourrait être modifié à l'avenir.

En utilisant les connaissances acquises grâce à l'initiative, Shell travaille maintenant à créer une base de données avec tous ses résultats d'essais d'inspection et de qualification qui pourraient aider à réduire la classification de criticité de la pièce (et ses exigences CND). À l'avenir, l'entreprise vise également à mettre en place une bibliothèque de configurations qualifiées, afin de réduire les exigences de qualification pour la production de futurs produits similaires.

Dans une déclaration publiée parallèlement aux résultats du projet, Shell a appelé à la collaboration, déclarant : « Les activités visant à créer de vastes ensembles de données sur les pièces de rechange d'impression 3D nécessitent beaucoup de ressources. Nous acquérons plus rapidement de meilleures connaissances en collaborant avec les utilisateurs finaux intéressés qui ont des besoins similaires. Normalisation des processus de la technologie WAAM, en particulier dans le contrôle de la qualité, est primordiale pour améliorer les délais et réduire les coûts. Shell estime qu'un grand pas en avant pour l'adoption de l'impression 3D dans le secteur de l'énergie peut provenir d'une telle standardisation dans l'ensemble de l'industrie.

La FA pétrolière et gazière gagne du terrain

En tant que multinationale pétrolière et gazière de premier plan, l'intérêt continu de Shell pour l'impression 3D est de bon augure pour l'avenir de la technologie dans le secteur. Déjà, l'entreprise a travaillé avec GE Additive pour développer un micromélangeur d'hydrogène et d'oxygène imprimé en 3D, Poly Products pour effectuer de l'ingénierie inverse et imprimer en 3D des pièces de rechange de plate-forme offshore, et 3D Metalforge pour imprimer en 3D des tubes d'échangeur de chaleur.

En juillet 2021, AML3D a également révélé avoir imprimé en 3D un démonstrateur de réservoir sous pression de huit tonnes pour ExxonMobil. Bien que la commande initiale ne valait que 190 000 $, le projet était censé offrir une chance de mettre en valeur le potentiel pétrolier et gazier de la technologie.

Ailleurs, Hunting PLC a adopté une approche légèrement différente pour entrer dans l'industrie, en acquérant 27 % de Cumberland Additive. Lorsque l'accord a été annoncé à la fin de l'année dernière, il a été dit qu'il marquait l'entrée de Hunting dans l'impression 3D et lui offrait des opportunités d'aborder les marchés de l'aérospatiale, de la défense, du pétrole et du gaz.

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L'image présentée montre le prototype de pince de réparation de fuite imprimée en 3D installée sur un site Shell. Photo via Shell.

Paul est diplômé en histoire et en journalisme et se passionne pour la découverte des dernières nouveautés technologiques.