Widerstandsfähigkeit neu definieren: Additive Ventilinnovation in der Öl- und Gasindustrie

Bei den fraglichen Komponenten handelte es sich um Rückschlagventile, die in einer Produktionswasserleitung eingesetzt werden, einer Umgebung, in der die Teile häufig hochkorrosivem Salzwasser und anderen Chemikalien ausgesetzt sind. Für diese Anwendung mussten traditionell hergestellte Teile aus teuren und speziellen Materialien wie Superduplexstahl alle sechs Monate ausgetauscht werden.

Dieser Rhythmus verursachte einen erheblichen Wartungsaufwand. Die große Menge dieser Teile, die im Einsatz waren, bedeutete, dass die Teams jederzeit einen großen Bestand vorhalten mussten, um Betriebsausfälle zu vermeiden. Erschwerend kam hinzu, dass die Vorlaufzeit für herkömmliche Metallteile unglaublich lang war und oft mehr als 52 Wochen betrug.

Die Kombination aus hoher Austauschhäufigkeit, massivem Lagerbedarf und einer unsicheren Lieferkette führte zu exorbitanten Kosten.

Darüber hinaus versagte die erste Iteration eines AM-produzierten Polymerteils, das das ursprüngliche Metalldesign nachahmte, bei einem Hochdruck-Gastest katastrophal und explodierte bei Erreichen von 325 psi. Dieses Versagen verdeutlichte die Notwendigkeit eines grundlegend anderen, anspruchsvolleren Designansatzes, der nur durch fortschrittliche Simulation und Design für additive Fertigung erreicht werden konnte.

Die Zusammenarbeit wirkte sich in der gesamten Wertschöpfungskette positiv aus. Das unmittelbarste und bedeutendste Ergebnis war die drastische Verkürzung der Vorlaufzeit - von über 52 Wochen für das ursprüngliche Super-Duplex-Teil auf nur eine Woche für die AM-gefertigte Polymerkomponente. Diese monumentale Veränderung straffte die Lieferkette und ermöglichte gleichzeitig ein echtes digitales Ersatzteilprogramm, das den Bedarf an umfangreichen, kostspieligen physischen Beständen eliminierte.

Die neu gestalteten Komponenten zeigten eine außergewöhnliche Leistung unter Druck. Sie bestanden alle hydrostatischen Schalen- und Sitztests bis zu 450 psi bzw. 325 psi mit einwandfreien Ergebnissen. Am beeindruckendsten war, dass die neuen Teile bei Langzeittests mit Luft und Hochdruck-Stickstoffgas blasendicht waren - eine Leistung, die die ursprüngliche Konstruktion nicht erbringen konnte. Die Integrität der Teile wurde außerdem in einem 60-minütigen hydrostatischen Dauertest bei maximaler Belastung bestätigt, der keine Anzeichen von Kriechen oder plastischer Verformung zeigte.

Der leitende Ingenieur des weltweit tätigen Anbieters von Ventildienstleistungen zeigte sich erfreut und erklärte, dass die Teile "alle Druckprüfungen einwandfrei bestanden haben. Die Ergebnisse sind besser als erwartet." Er fuhr fort und hob die Haltbarkeit und die Dichtungsfähigkeiten des AM-Teils hervor: "Insbesondere die Ergebnisse der letzten beiden Tests, einer mit Luft und der andere mit Stickstoff unter hohem Druck, zeigten hervorragende Ergebnisse in Bezug auf die Blasendichtigkeit."

Zusätzlich zu den Leistungssteigerungen führte das Projekt zu einer um 15 % leichteren Komponente und zu einer Reduzierung der Gesamtbetriebskosten um mindestens 30 %. Die Komponenten erfüllten auch strenge Industrienormen, einschließlich API 598 und API 6D. Diese Erfolge zeigen, dass AM eine überlegene, widerstandsfähigere und wirtschaftlichere Lösung für kritische Infrastrukturen im Öl- und Gassektor und für Hersteller im Allgemeinen bieten kann.