Comment décririez-vous vos premières expériences de la fabrication additive ? Pour certains utilisateurs, le sentiment est semblable à celui que l’on éprouve en déballant un cadeau de Noël. Pour d’autres, c’est l’incertitude de se lancer dans « l’inconnu » ou encore la certitude d’avoir un outil magique mais la frustration de ne pas savoir l’utiliser correctement.
Pour ConocoPhillips, le plus grand producteur de pétrole brut de l’Alaska et le plus grand propriétaire de concessions d’exploration, c’est probablement un mélange du sentiment de Noël et de la certitude d’avoir un outil magique en interne.
Pour remédier à un problème de chaîne d’approvisionnement, les équipes de l’unité commerciale de l’Alaska – en collaboration avec les experts en production mondiale de ConocoPhillips – ont testé des bouchons de brûleur imprimés en 3D dans ses turbines à gaz Ruston à Kuparuk.
Pour ceux qui ne le savent pas, les bouchons de brûleur sont des pièces consommables que l’on trouve dans les turbines à gaz originales de ConocoPhillips à Kuparuk (un champ vieux de 40 ans) et qui ne sont plus fabriquées.
L’équipe a imprimé en 3D les bouchons en utilisant de l’Inconel 718, un superalliage à haute résistance avec un matériau de base nickel-chrome résistant à la haute pression et aux températures extrêmes. Dans le cas de ces bouchons de brûleur obsolètes, qui ne sont plus couverts par les lois sur la propriété intellectuelle, il est possible de passer d’un ensemble de dessins à un objet imprimé en une semaine environ, puis de le faire expédier sur le terrain, expliquent-ils dans un rapport de presse.
« Ainsi, vous faites passer quelque chose qui prendrait traditionnellement 30 semaines à deux ou trois semaines« , a déclaré Curt Andersen, superviseur de l’ingénierie des instruments, du contrôle et de l’électricité pour l’unité commerciale de l’Alaska. « Et jusqu’à présent, les bouchons imprimés fonctionnent de manière fantastique. Ils fonctionnent aussi bien, sinon mieux, que nos bouchons fabriqués de manière conventionnelle.
Viennent ensuite les questions entourant l’utilisation de la FA :
« C’était l’occasion pour nous de tester quelque chose qui présentait de nombreux avantages potentiels, et d’utiliser ces données pour le reste de l’entreprise. Pour nous, il s’agit d’une nouvelle méthode de fabrication qui s’accompagne de nombreuses questions, telles que : à quoi ressemble la pièce lorsque nous la mettons en service ? Comment se comporte-t-elle ? Se comporte-t-elle comme une autre pièce de métal qui a été laminée, forgée ou coulée ? ».
Et parfois, lorsque vous n’avez pas les bonnes réponses au moment où vous posez ces questions, vous commencez à travailler avec un partenaire qui apporte beaucoup plus d’expérience.
C’est en tout cas ce qu’ont fait les équipes de ConocoPhillips qui se sont également associées à un fabricant d’équipements d’origine (OEM) de fabrication additive pour la production de valves de cage d’étranglement imprimées en 3D, des dispositifs de contrôle du débit utilisés dans les puits d’injection d’eau.
Dans le cadre de ce projet, l’équipe d’Alaska a identifié de nombreuses vannes obsolètes chez l’OEM. Selon eux, la solution consiste à rééquiper les corps de vannes existants avec des cages de vannes imprimées en 3D et fabriquées en Inconel 718.
« Nous serons en mesure de prolonger la durée de vie des vannes d’étranglement en utilisant une conception optimisée« , a déclaré Andersen, « en remplaçant les pièces uniquement lorsque nous en avons besoin. Avec la fabrication additive, il n’est pas nécessaire de sortir et d’acheter une nouvelle vanne, un nouveau bouchon ou une nouvelle pièce. »
Ces essais d’impression 3D, dit-il, illustrent la recherche permanente par l’unité commerciale de l’Alaska de moyens innovants et rentables pour maintenir et optimiser ses opérations.
« Pour une opération comme le North Slope de l’Alaska, parce que nous sommes si éloignés et que les choses peuvent mettre tellement de temps à arriver, nous maintenons un entrepôt assez important de pièces, surtout celles que nous considérons comme critiques. Cela entraîne de nombreux coûts supplémentaires. Il y a le coût pour simplement les stocker et avoir l’espace nécessaire, mais il y a aussi la taxe ad valorem que nous devons payer pour les avoir en rayon. »
« Donc, dans un futur utopique, si vous avez ces pièces au format numérique, si vous avez les dessins et les critères de conception pour elles, vous pourriez simplement les expédier à une imprimerie partenaire, les produire et les avoir de manière beaucoup plus rapide que de s’inquiéter de savoir si je dois commander cette chose 30 semaines à l’avance afin de l’avoir sur l’étagère à temps pour faire cette activité de maintenance. Vous pourriez donc créer beaucoup plus de certitude au sein de la chaîne d’approvisionnement elle-même et aussi potentiellement réduire considérablement les coûts en termes d’entreposage et d’inventaire« , conclut l’équipe.
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