Il y a deux ans, un consortium pétrolier et gazier a lancé deux projets d’innovation conjoints (JIP) qui visaient à définir une ligne directrice et un modèle commercial pour l’utilisation de la fabrication additive dans les industries pétrolière, gazière et maritime.
Pour rappel, les partenaires représentent l’ensemble de la chaîne de valeur et comprennent
- Les opérateurs : BP, Equinor, Shell & Total.
- Entrepreneurs : SLM Solutions, TechnipFMC, IMI CCI, Kongsberg & Siemens.
- Fabricants : Additive Industries, AFRC de l’Université de Strathclyde, Aidro Hydraulics & 3D Printing, Immensa Lab, Ivaldi Group, OCAS / Guaranteed (spin-off d’Arcelor Mittal), Quintus Technologies, Sandvik, Vallourec & Voestalpine.
Gérés par DNV GL et Berenschot, les projets ont mis l’accent sur le développement de lignes directrices pour la qualification des pièces produites par la fusion laser en lit de poudre (LPBF) et la fabrication additive d’arcs métalliques (WAAM).
Berenschot était responsable d’une boîte à outils pour la sélection des pièces, la mise en place de la chaîne d’approvisionnement et la viabilité économique.
D’autre part, DNV GL a géré l’élaboration de lignes directrices pour les pièces certifiées produites à l’aide de ces technologies. Avec les partenaires, ils ont établi un cadre à suivre pour s’assurer que les pièces détachées et les composants métalliques répondent aux spécifications et aux exigences de qualité des industries pétrolière, gazière et maritime. Ces nouvelles lignes directrices signifient également que les pièces doivent être produites de manière répétable et sûre.
Exemples de pièces produites dans le cadre des JIP
La production de pièces premières a nécessité le contrôle de toutes les activités qui pouvaient être menées dans ce domaine et qui auraient nécessité une directive complète.
En outre, elle contribue également à garantir l’élaboration de lignes directrices de haute qualité qui reflètent la réalité de la fabrication. Dans cet ordre d’idée, un disque à manivelle est un exemple d’application qui a été réalisé dans le cadre de ce projet. Il a été produit avec le LPBF par Aidro pour Kongsberg.
Aidro est une entreprise italienne spécialisée dans la production de produits imprimés en métal en 3D dans le secteur de l’hydraulique. KONGSBERG, de l’autre côté, est un groupe basé sur la connaissance qui fournit des systèmes et des solutions de haute technologie à des clients engagés dans l’industrie du pétrole et du gaz.
Il faut généralement 8 à 10 semaines pour produire cette pièce avec des procédés de fabrication conventionnels. En utilisant la technologie de FA, Aidro a eu besoin de moins d’une semaine. La pièce a été produite en Inconel 718, à l’aide de l’imprimante EOS M290. Un exemple qui montre les avantages de la FA en termes de temps et de production.
« Utiliser des pièces du monde réel est essentiel dans un projet comme celui-ci. La ligne directrice et le modèle d’impact commercial doivent être testés dans des conditions qui ressemblent à des situations réelles. En utilisant des pièces du monde réel, il est possible d’évaluer les variations entre les processus de fabrication traditionnels et le processus de fabrication additive. Ces variations se retrouvent tout au long de la chaîne de valeur, et pas seulement dans la phase de production discrète », a expliqué Aidro.
Catégories de pièces et assurance à différents stades
Dorénavant, les pièces qui seront produites dans ce secteur pourraient se classer dans trois catégories qui dépendent des conséquences de l’échec : La classe AM 1 (AMC 1) pour les composants non critiques, la classe AM 2 (AMC 2) pour les composants moins critiques et la classe AM 3 (AMC 3) pour les composants critiques.
En outre, sur la base de la technologie de FA utilisée, les essais de qualification du processus de construction, les essais de production et les essais de qualification des pièces suivront des étapes de fabrication spécifiques.
Comme expliqué sur le site web d’Aidro :
« – Toutes les pièces doivent être fabriquées en utilisant un processus de construction qualifié. Un processus de construction est qualifié par une procédure définie de test de qualification du processus de construction (BPQT).
L’objectif du BPQT est de prouver et de fournir une base de référence qui, en utilisant un certain ensemble de paramètres essentiels, permet d’atteindre une certaine qualité.
– Les essais de production sont destinés à contrôler que le processus de fabrication produit des pièces selon le processus de construction qualifié non seulement une fois, mais aussi, par exemple, sur la deuxième, dixième ou vingtième construction. L’étendue des essais de production et le type d’essais effectués sont différents pour les différentes technologies de FA.
– En fonction de la criticité de la pièce à fabriquer, il peut être nécessaire de tester la pièce elle-même ou une géométrie représentative. Ceci est dû à la possibilité unique qu’offre la FA de produire le matériau et la géométrie simultanément. La méthodologie et l’étendue des essais de qualification des pièces dépendent à la fois de la classe AM et de la technologie de FA. »
Quelle est la prochaine étape ?
Suite au succès de ces projets, DNVL a lancé deux nouveaux projets conjoints pour étudier plus en détail l’utilisation des technologies de FA. Cette fois, l’objectif global serait de développer un programme d’entrepôt numérique.
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