Eng
RusАвтор Давид Шер
Во время ежегодного собрания компании - AM2020, которое проходило в большом конференц-зале на станции Леопольда во Флоренции, энергетический гигант Baker Hughes подробно обсудил и продемонстрировал новые технологические решения, которые позволят компании достичь целей по декарбонизации к 2030 году. Для нефтегазового гиганта кажется почти парадоксальным обещать чистую и устойчивую энергию, однако, все с точностью до наоборот. Baker Hughes со своими партнерами и руководителями высшего звена полностью сосредоточены на поиске реальных решений для чистой энергии – не на обещании избавиться от ископаемого топлива сразу, а на четкой стратегии по созданию устойчивой комбинации, которая включает все возобновляемые источники энергии. Но чистая энергия - это не только более чистые источники энергии, но и более эффективное и оптимизированное производство энергогенерирующих систем по всей цепочке производства и распределения энергии. И вы уже догадались: аддитивное производство лежит в основе этой стратегии.
Baker Hughes, который больше не является BHGE с октября 2019 года, это лидер не только энергетического сегмента, но и всей отрасли с точки зрения внедрения аддитивного производства. Сегодня компания демонстрирует некоторые из самых передовых рабочих процессов AM в любой вертикали - от производства и оптимизации деталей до их тестирования и сертификации - все это интегрировано в полный сквозной рабочий процесс на основе искусственного интеллекта.
Для 3dpbm было большой честью быть единственным ведущим производителем аддитивной индустрии, приглашенным для участия в этом мероприятии. У нас была возможность напрямую пообщаться с некоторыми из топ-менеджмента, занимающимися продвижением производства AM в Baker Hughes и посетить огромный завод Nuovo Pignone во Флоренции, где BH проводит многие свои научно-исследовательские работы для AM (которые используются совместно с производственными мощностями AM в Северной Италии, Техасе и Германии).
Мы отметили энтузиазм и четкое видение того, что AM может принести энергетической отрасли. Этот энтузиазм не является редкостью среди крупных фирм, которые начали осознавать перспективы AM. В этом сегменте Baker Hughes разработала несколько впечатляющих приложений: в настоящее время компания произвела более 25 000 деталей с помощью 3D-печати и сертифицировала более 450. Этот уровень сопоставим и даже превосходит внедрения многих ведущих пользователей из космической отрасли.
Больше, чем сверла и турбины
Наиболее известные современные применения для аддитивного производства в нефтегазовом сегменте предназначены для бурения скважин, такие как буровое долото, и для применений в наземной энергетике, такие как компоненты газовой турбины (сопла, инжекторы). BH продемонстрировала детали обоих типов, которые уже находятся в производстве: специальное сверло, изготовленное путем добавления металла с помощью DED-процесса к литому сердечнику, и набор сопел и вкладышей для авиационных производных турбин, изготовленных с использованием металлических PBF-технологий. Baker Hughes использует DED систему DMG Mori Lasertec 65 и набор различных технологий PBF для металлов, которые включают EOS и недавно приобретенные системы Renishaw (RenAM 500).
Детали турбины уникальны тем, что они должны выдерживать невероятно высокие температуры, которые превышают требования любых имеющихся в продаже металлических порошков PBF. Компания BH разработала собственный жаропрочный никелевый суперсплав для их производства, а затем адаптировала процесс к этому несвариваемому сплаву.
Компания провела несколько очень интересных исследований по будущим и существующим деталям. К ним относятся медные теплообменники с печатным покрытием из PBF и, в особенности, узлы. Один конкретный компонент - встроенная топливная горелка для турбины NovaTL16 (см. на рисунке выше) - показал, как пять литых деталей можно превратить в одну, гораздо более эффективную и долговечную.
Другой интересный случай применения показал, что кольцо, используемое в скважинном устройстве на рисунке ниже, должно быть напечатано в 3D для того, чтобы можно было разместить расширяющееся резиновое кольцо под высоким давлением. Уникальная геометрия кольца может быть изготовлена только AM , что обеспечивает более высокую производительность.
Во время конференции у нас также была возможность присутствовать на круглом столе с Ричардом Уордом, вице-президентом по стратегии и решениям, который продемонстрировал неподдельный энтузиазм и глубокое понимание того, как AM может реально помочь компании добиться декарбонизации. Ключевые преимущества, которые он подчеркнул, - это снижение веса за счет оптимизации геометрии детали, созданной AI.
По мнению компании, аддитивное производство значительно сокращает отходы материалов и сокращает расстояния доставки, повышая общую эффективность процесса производства и цепочки поставок.
Лучшие свойства детали достигаются благодаря дизайну, и Baker Hughes теперь сотрудничает с такими лидерами в области генерации программного обеспечения CAD и CAE, как Ansys и Autodesk, чтобы использовать свой опыт и интегрировать огромный объем данных в новые возможности. Тем не менее, лучшие детали также достигаются за счет оптимизации рабочего процесса, и именно здесь появляется новейшее предприятие Baker Hughes, Waygate Technologies.
КТ-сканирование как средство производства АМ
Компания Waygate Technologies только что представила свою новую Micro CT Inspection Phoenix Speed, которая, как ожидается, станет доступной в апреле 2020 года, особенно с учетом аддитивного производства. Эта современная, высоко автоматизированная система КТ-сканирования используется для высокоточного неразрушающего контроля сложных деталей AM. Система способна найти и распознать мельчайшие дефекты и поры. Ее программное обеспечение взаимодействует с общим MES, чтобы сообщить 3D-принтеру о необходимости изменения температуры. Количество собранных данных ошеломляет, и Baker Hughes использует мощные суперкомпьютеры для управления всем этим. И это только начало. Компания работает над высокоэнергетическими КТ-сканерами, которые могут исследовать детали высотой до 2 метров и диаметром до двух метров. Ни одна автоматизированная фабрика AM завтрашнего дня не сможет существовать без автоматического контроля и испытаний. Системы Waygate в настоящее время становятся настолько быстрыми, что одна из них может управлять работой нескольких машин для аддитивного производства.
Внутри Baker Hughes: Аддитивный Центр Совершенства
В рамках двухдневной конференциях 3dpbm и Reuters имели возможность посетить место, где Baker Hughes проводит одни из самых передовых исследований и разработок в области AM для производства деталей с 2012 года. Джулио Ардини, руководитель производства Turbomachinery & Process ознакомил нас с центром, где работает ряд систем EOS и новая лазерная система Renishaw RenAM 500Q 4 и разрабатываются технологии для массового производства деталей AM. В то время как компания явно сосредоточена на металле и разработке современных жаропрочных сплавов, некоторые исследования также ведутся в направлении 3D-печати композитов для замены металла. Сейчас над этим работает большая система Argo 500 от Roboze, и г-н Ардини рассказал, что некоторые приложения выглядят многообещающе.
Одна из авиационных газовых турбин, построенных на заводе Baker Hughes, которая объединяет несколько 3D-печатных деталей. Выше масштабное воспроизведение той же турбины: на изображении показан один из компонентов 3D-печати.
Дорога к более чистой энергии
В то время как AM было целью мероприятия для 3dpbm, для Baker Hughes это мероприятие посвящено широкому спектру технологий. Компания уделяет большое внимание искусственному интеллекту для оптимизации всех процессов и выпустила BHC3 Production Optimization TM , приложение на основе искусственного интеллекта, которое позволяет операторам скважин просматривать данные о добыче в реальном времени, улучшать проект будущего производства и оптимизировать операции для улучшения качества нефти и нефтепродуктов, темпы добычи газа. Это приложение является последним дополнением к растущему портфелю приложений BHC3 для искусственного интеллекта.
И, конечно, это мероприятие было возможностью для высшего руководства Baker Hughes и заинтересованных сторон на мировом энергетическом рынке, включая правительства и частные организации, собраться вместе и обсудить решения проблемы декарбонизации. Мир, свободный от ископаемого топлива, невозможен, а чрезмерная эксплуатация устойчивых источников энергии приведет к этой проблеме. Оптимизация производства энергии, использование меньшего количества энергии для производства и распределения энергии и достижение сбалансированного, оптимизированного энергетического баланса, который также включает природный газ и водород, вероятно, будет единственным путем продвижения вперед. И, к счастью для нас, AM может сыграть большую роль в этом.
