3D-Druck in der Öl- und Gasindustrie
Zuverlässigkeit und Widerstandsfähigkeit der Lieferkette unter den härtesten Bedingungen weltweit
Die Öl- und Gasindustrie ist unter einigen der anspruchsvollsten Bedingungen weltweit tätig. Extreme Temperaturen, hoher Druck, korrosive Umgebungen und abgelegene Standorte setzen Komponenten und Systeme außergewöhnlichen Belastungen aus. Gleichzeitig sehen sich die Betreiber mit steigenden Kosten, einer alternden Infrastruktur und zunehmend anfälligen Lieferketten konfrontiert, während sie gleichzeitig unter dem Druck stehen, die Sicherheit zu verbessern und Emissionen zu reduzieren.
Die additive Fertigung (AM) bietet eine neue Möglichkeit, kritische Bauteile für vor-, mittel- und nachgelagerte Prozesse zu entwerfen, herzustellen und zu warten. Durch die Ermöglichung einer bedarfsgerechten Produktion, fortschrittlicher Konstruktionsmöglichkeiten und Materialeffizienz hilft die additive Fertigung den Betreibern, die Zuverlässigkeit zu verbessern, Ausfallzeiten zu reduzieren und schneller auf betriebliche Herausforderungen zu reagieren.
Herausforderungen in der Öl- und Gasindustrie
Die Öl- und Gasindustrie steht unter dem Einfluss komplexer technischer und wirtschaftlicher Herausforderungen:
Warum additive Fertigung für die Öl- und Gasindustrie?
Die additive Fertigung ermöglicht einen grundlegend neuen Ansatz bei der Konstruktion und Herstellung von Komponenten für die Öl- und Gasindustrie:
- Ersatzteile auf Abruf: Die additive Fertigung verkürzt die Lieferzeiten von Monaten auf Tage, unterstützt digitale Bestandsstrategien und trägt zur Senkung der Lagerkosten bei, während gleichzeitig die Verfügbarkeit kritischer Komponenten auch dann gewährleistet ist, wenn der Support durch den Originalhersteller nicht mehr verfügbar ist.
- Verbesserte Leistung unter rauen Umgebungsbedingungen: Korrosionsbeständige Legierungen und optimierte Geometrien erhöhen die Lebensdauer und Betriebssicherheit.
- Geringere Ausfallzeiten und Wartungskosten: Eine schnellere Produktion und ein schnellerer Austausch tragen dazu bei, die Zuverlässigkeit des Systems zu gewährleisten und ungeplante Ausfälle zu reduzieren.
- Gestaltungsfreiheit bei komplexen Bauteilen: Interne Kanäle, Gitterstrukturen und topologieoptimierte Geometrien verbessern die Strömung, den Wärmeaustausch und die strukturelle Integrität.
- Größere operative Flexibilität: Die additive Fertigung ermöglicht die schnelle Iteration von Komponenten, die auf spezifische Einsatzbedingungen oder Leistungsziele zugeschnitten sind.
Von Offshore-Plattformen über Raffinerien bis hin zu LNG-Anlagen entwickelt sich die additive Fertigung zu einem strategischen Instrument zur Verbesserung der Zuverlässigkeit und der Widerstandsfähigkeit der Lieferkette.
Anwendungen des 3D-Drucks in der Öl- und Gasindustrie
Die additive Fertigung (AM) wird bereits erfolgreich in einer Vielzahl von Öl- und Gaskomponenten eingesetzt. Diese Anwendungsbeispiele zeigen, wie sich die additive Fertigung von experimentellen Anwendungsfällen zu qualifizierten, serienreifen Lösungen in realen Betriebsumgebungen entwickelt:
- Ventile und Ventilkomponenten: Verbesserte Korrosionsbeständigkeit, geringeres Gewicht, optimierte Strömungswege.
- Durchflussregelungs- und Messgeräte: Verbesserte Durchflussstabilität und thermisches Verhalten für eine höhere Messgenauigkeit.
- Korrosionsbeständige Komponenten: Super-Duplex-Stahl , Nickellegierungen und Titanbauteile, die auf eine lange Lebensdauer ausgelegt sind.
- Komplexe Verteilersysteme und interne Kanäle: Hocheffiziente , platzsparende Geometrien, die mit herkömmlichen Verfahren nicht herstellbar sind.
- Ersatzteile für ältere Geräte: Schneller Austausch veralteter Komponenten ohne Originalwerkzeuge.
Korrosionsbeständige Ventilkomponenten
In aggressiven Salzwasserumgebungen sind Ventilkomponenten häufig starker Korrosion ausgesetzt und müssen häufig ausgetauscht werden. Mithilfe der additiven Fertigung wurden die Komponenten neu konstruiert, um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern, die Lebensdauer zu verlängern und den Materialverbrauch zu senken, was erhebliche Kosten- und Leistungsvorteile mit sich brachte.
- 1 Woche Lieferzeit
- 30 % Kostensenkung insgesamt
- 15 % Gewichtsreduzierung
Verbesserte Messstabilität des LNG-Verdampfers
Bei der LNG-Aufbereitung können selbst geringfügige Abweichungen beim Durchfluss oder bei der Temperatur die Messgenauigkeit und den wirtschaftlichen Wert beeinträchtigen. Mithilfe von AM wurde die Konstruktion des Verdampfers optimiert, um das Durchflussverhalten und die thermische Gleichmäßigkeit zu verbessern, was zu einer deutlich stabileren Messleistung und einer höheren Prozesssicherheit führte.
- >50 % geringere Messschwankungen bei GHV
- 279 mm Aluminium-Bauteil
- Auf 150 bar(g) geprüft, ATEX-konform
Skalierung der additiven Fertigung in der Öl- und Gasindustrie: Vom Prototypenbau bis zur digitalen Lieferkette
ExxonMobil stellt von experimentellem 3D-Druck auf eine standortgesteuerte digitale Lieferkette um. Dank des API-20S-Standards können Raffinerien nun mithilfe von LPBF qualifizierte Metallkomponenten wie Laufräder nach Bedarf herstellen.
Durch den Ersatz umfangreicher physischer Lagerbestände durch digitale Teiledateien und gemeinsame Branchendatenbanken senkt das Unternehmen die Lagerkosten, beschleunigt die Ersatzzyklen und stärkt die Widerstandsfähigkeit der Lieferkette. Personalprogramme und Initiativen zur Förderung der digitalen Reife beschleunigen die Einführung an den weltweiten Standorten zusätzlich.
Warum EOS für Öl- und Gasanwendungen?
EOS vereint fundiertes Fachwissen im Bereich der additiven Metallfertigung mit langjähriger Erfahrung in der Unterstützung stark regulierter und systemrelevanter Branchen. Für Unternehmen der Öl- und Gasbranche bedeutet dies:
- Zuverlässige und reproduzierbare industrielle Fertigung
- Hochleistungswerkstoffe, die für korrosive Umgebungen mit hohem Druck geeignet sind
- Unterstützung bei Qualifizierungs- und Zertifizierungsprozessen (z. B. DNV, API)
- Bewährte Anwendungen und validierte Anwendungsfälle in den Bereichen Upstream, Midstream und Downstream
- Ein globales Netzwerk von Partnern, das Design, Tests und Produktion unterstützt
- Systeme, die auf Langlebigkeit, Rückverfolgbarkeit und langfristige Betriebsstabilität ausgelegt sind
EOS unterstützt Öl- und Gasunternehmen dabei, das volle Potenzial der additiven Fertigung auszuschöpfen – vom Rapid Prototyping bis hin zur voll qualifizierten Serienproduktion –, und ermöglicht so einen widerstandsfähigeren, flexibleren und effizienteren Betrieb.
