Pierwszy w Chinach drukowany trójwymiarowo kolanko z niklu i stali pod ciśnieniem przeszedł certyfikację ASME B16.9

Pierwszy w Chinach drukowany trójwymiarowo kolanko z niklu i stali pod ciśnieniem przeszedł certyfikację ASME B16.9

Przełom w produkcji addytywnej dla kluczowych komponentów energetycznych

Chiny osiągnęło ważny kamień milowy w zaawansowanej produkcji dzięki pomyślnemu rozwojowi i certyfikacji pierwszego w kraju 3D-wydrukowanego kolanka rurociągu wysokociśnieniowego ze stopu niklu ścisłych ASME B16.9 standardów. To osiągnięcie oznacza skok technologiczny w możliwościach Chin dotyczących produkcji kluczowych komponentów dla przemysłu energetycznego, chemicznego i wysokich technologii z wykorzystaniem metod produkcji addytywnej.

Specyfikacje techniczne i szczegóły certyfikacji

Cechy komponentu

• Materiał : Wysokowydajny stop niklu (zwykle Inconel 625, 718 lub podobny gatunek)

• Proces produkcji : Laserowe topienie warstwy proszku (L-PBF) lub topienie wiązką elektronową (EBM)

• Standard projektowy : ASME B16.9 - Gotowe zgrzewane rurociągi z wyrobów przerabianych plastycznie

• Wymagania dotyczące ciśnienia : Przeznaczone do zastosowań przy wysokim ciśnieniu (zwykle klasa 600, 900 lub wyższa)

• Zakres rozmiarów : Element demonstracyjny o średnicy w zakresie 2-12 cali

• Grubość ściany : Zoptymalizowany zgodnie z zasadami projektowania addytywnego

Uzyskanie certyfikatu

Certyfikat potwierdza, że drukowana 3D pokrywa rury spełnia wszystkie wymagania normy ASME B16.9, w tym:

• Zgodność wymiarowa z normami i specyfikacjami

• Właściwości materiału równoważny produktom kowanskim

• Charakterystyka wydajności pod ciśnieniem i temperaturą

• Gwarancja jakości poprzez kompleksowe protokoły testowe

Aspekty techniczne i wytwarzania

Zalety wytwarzania addytywnego

Pomyślna certyfikacja wykazała kilka kluczowych zalet wytwarzania addytywnego dla elementów krytycznych:

Tabela: Porównanie tradycyjnego i addytywnego wytwarzania pokryw rur

Właściwości materiału

Stopy niklu wytwarzane metodą przyrostową wykazały:

• Wysokie właściwości mechaniczne dzięki drobnoziarnistej mikrostrukturze

• Zwiększone Odporność na Korozję z jednorodnego składu

• Poprawiona odporność w wysokiej temperaturze dzięki zoptymalizowanej strukturze ziarnistej

• Zmniejszona anizotropia poprzez optymalizację parametrów procesu

Zapewnienie jakości i protokół testowania

Wymagania dotyczące badań certyfikacyjnych

Element został poddany kompleksowym testom w celu weryfikacji zgodności ze standardami ASME:

• Analiza chemiczna w celu weryfikacji składu stopu

• Testy mechaniczne w tym testy wytrzymałości, udarności i twardości

• Badania nieniszczące (RT, UT, PT, MT) zgodnie z wymaganiami ASME

• Badanie metalograficzne do oceny mikrostruktury

• Testowanie ciśnienia do weryfikacji integralności projektu

• Weryfikacja wymiarowa zgodnie ze specyfikacjami ASME B16.9

Zarządzanie Jakością

• Kontrola jakości proszku ze ścisłymi specyfikacjami dotyczącymi ponownego użycia i obsługi

• Optymalizacja parametrów procesu dla spójnych właściwości mechanicznych

• Monitorowanie w Trakcie Procesu z wykrywaniem wad w czasie rzeczywistym

• Weryfikacja po obróbce w tym obróbka cieplna i wykończenie powierzchniowe

Zastosowania i wpływ na rynek

Docelowe branże

• Ropa i gaz : Systemy rurociągów wysokociśnieniowych, komponenty podwodne

• Przetwarzanie chemiczne : Wyposażenie odporne na korozję, zastosowania w wysokiej temperaturze

• Generowanie Energii : Energia jądrowa, paliwa kopalne i zaawansowane systemy energetyczne

• Lotnictwo i obrona : Lekkie, wysokowydajne komponenty

Wnioski konkurencyjne

Ten przełom umożliwia producentom chińskim rywalizację na kilku strategicznych obszarach:

• Szybkie prototypowanie oraz produkcja komponentów specjalistycznych

• Mała seria, wysoka wartość komponenty do zastosowań krytycznych

• Indywidualne rozwiązania dla specyficznych wymagań operacyjnych

• Wytrzymałość łańcucha dostaw poprzez rozproszone możliwości produkcyjne

Przeszkody techniczne pokonane

Aspekty produkcji

Certyfikacja wymagała rozwiązania kilku istotnych problemów technicznych:

• Uzyskanie pełnej gęstości bez wad lub porowatości

• Kontrola naprężeń resztkowych w trakcie procesu wytwarzania

• Zachowanie składu chemicznego na całym etapie produkcji

• Zapewnienie spójnych właściwości mechanicznych we wszystkich orientacjach

• Spełnienie wymagań dotyczących wykończenia powierzchni do pracy pod wysokim ciśnieniem

Standaryzacja i kwalifikacja

• Opracowanie parametrów procesu dla przyrostowej produkcji stopów niklu

• Ustalenie procedur kwalifikacyjnych dla komponentów AM

• Tworzenie metod certyfikacji akceptowalne dla organów regulacyjnych

• Szkolenie personelu w technikach zapewniania jakości specyficznych dla AM

Strategiczne znaczenie dla rozwoju przemysłu w Chinach

Technologiczne przywództwo

To osiągnięcie pokazuje, że Chiny są w stanie rozwijać swoje możliwości w zakresie:

• Wytwarzania przyrostowego rozwój technologii

• Nauka o materiałach dla aplikacji wysokowydajnych

• Systemy o wysokiej jakości do certyfikacji kluczowych komponentów

• Międzynarodowa Standardizacja zgodność

Zgodność z polityką przemysłową

Ten przełom wspiera kilka krajowych strategicznych inicjatyw:

• "Made in China 2025" zaawansowane cele przemysłowe

• Bezpieczeństwo energetyczne poprzez krajową produkcję kluczowych komponentów

• Samowystarczalność technologiczna w produkcji o wysokiej wartości dodanej

• Konkurencyjność eksportu w zaawansowanych produktach przemysłowych

Przyszłe kierunki rozwoju i zastosowania

Mapa technologiczna

Sukces ten prawdopodobnie otwiera drogę do:

• Rozszerzenia na inne typy komponentów (kolanka, trójniki, redukcje)

• Większych rozmiarów komponentów poprzez skalowanie urządzeń

• Zastosowania wielomateriałowe z gradientowymi właściwościami

• Zintegrowane monitorowanie z wbudowanymi czujnikami

Ewolucja standaryzacji

• Rozwój standardów specyficznych dla AM dla elementów pod ciśnieniem

• Ujednolicenie standardów międzynarodowych dla wytwarzania addytywnego

• Rozszerzenie ram zatwierdzania do dodatkowych zastosowań

• Metodyka zapewniania jakości rozwój

Porównawczy globalny kontekst

Międzynarodowy krajobraz

To osiągnięcie umieszcza Chiny wśród wyróżnionej grupy krajów zdolnych do:

• Produkcji certyfikowanych komponentów AM do zastosowań pod wysokim ciśnieniem

• Kwalifikacji materiałów ze stopów niklu dla wytwarzania addytywnego

• Spełniające międzynarodowe standardy do komponentów krytycznych

• Rozszerzanie produkcji addytywnej dla zastosowań przemysłowych

Pozycjonowanie konkurencyjne

• Rozwój równoległy w amerykańskim i europejskim sektorze lotniczym

• Wzrost możliwości w krajach azjatyckich produkcyjnych

• Zwiększające się przyjęcie w sektorach energetycznych i przemysłowych

• Przenoszenie technologii z badan do zastosowań komercyjnych

Podsumowanie i implikacje

Pomyślne certyfikowanie pierwszego w Chinach trójwymiarowo drukowanego kolanka z wysokim ciśnieniem ze stopu niklu według normy ASME B16.9 oznacza ważny kamień milowy w zaawansowanych możliwościach produkcyjnych kraju. To osiągnięcie dowodzi:

1. Dojrzałości technicznej produkcji addytywnej dla komponentów krytycznych

2. Zdolności systemu jakości do spełniania międzynarodowych standardów

3. Wiedza o materiałach z użyciem wysokowydajnych stopów niklu

4. Gotowości aplikacyjnej w przemyśle dla komponentów sektora energetycznego

Ten przełom ma znaczenie dla:

• Wytrzymałość łańcucha dostaw poprzez produkcję rozproszoną

• Innowacyjność projektowa dzięki swobodzie geometrycznej

• Zrównoważony rozwój dzięki zmniejszeniu ilości odpadów materiałowych

• Konkurencyjność w produkcji o wysokiej wartości dodanej

W miarę rozwoju technologii wytwarzania addytywnego oraz powstawania odpowiednich standardów, certyfikowane komponenty wytwarzane metodą druku 3D prawdopodobnie staną się coraz powszechniejsze w zastosowaniach krytycznych w przemyśle energetycznym, chemicznym i innych wysokich technologiach.