Subsea Additive Manufacturing for Lifetime Extension

Prosjektet «Undervanns additiv produksjon for forlenget levetid (SAMLE)» har som målsetting å etablere additiv produksjon som metode for reparasjon av undervannsutstyr. Forskningsprosjektet baserer seg på at den unike habitat- og robot-teknologien til Kongsberg Ferrotech (KF), som i kombinasjon med hyperbarisk-sveisekompetanse fra industripartnerne muliggjør AM under vann (SAM). En hovedutfordring er å etablere prosess-, egenskap- og ytelses-sammenhenger, slik at kvaliteten blir forutsigbar og kan styres ved prosesskontroll. SAM metoden skal, i de fleste tilfelle, kunne benyttes uten å påvirke olje- og gassproduksjonen. Utviklingsprosessen baserer seg på omfattende simuleringer fulgt opp av verifisering i laboratorium. De verifiserte simuleringsmodellene vil bli del av en «digital tvilling» som blir en kjernekomponent for planlegging, gjennomføring og kvalitetssikring av reparasjoner. Den digitale tvillingen vil bli oppdatert etter hver utført reparasjon og vil dermed utgjøre en «as built» dokumentasjon som gir sporbarhet og etterprøvbarhet av den aktuelle reparasjonen. SAMLE prosjektet er et 3-årig samarbeid mellom KF og SINTEF, med Equinor og Gassco som partnere. En hovedoppgavene det første året har vært å definere den mest aktuelle anvendelsen basert på markeds-behov. Denne anvendelsen vil være grunnlag for utviklingen av SAM metoden med krav til kontrollsystem, robot og habitat. Temaer for forskning er valg av WAAM materialer, reparasjonsmønster, reparasjons integritet og påvirkning av materialet/komponenten. Testingen vil starte mot slutten av 2021 og skal avklare design kravene for en produksjonsenhet. Disse vil være; energibehov, krav til atmosfære med tilhørende krav til gjennomstrømning, kontrollsystemets nøyaktighet og fart, materialer etc. Simuleringsmodellene danner grunnlaget for den digitale tvillingen. Etter vellykket testing av den første anvendelsen vil en løsning for 1-2 andre anvendelser bli utviklet.

-

The idea of the SAMLE (Subsea Additive Manufacturing for Lifetime Extension) project is to introduce the Additive Manufacturing method for permanent repair of subsea components to extend its lifetime. The core of the SAM technology is the unique habitat and control technology of Kongsberg Ferrotech (KF) combined with an innovative hyperbaric wire arc additive manufacturing (WAAM) process, which will enable permanent repair of subsea components. The main R&D challenge is to establish the process-property-performance relationship of the SAM process to achieve predictive and controlled repair. The SAM process shall, for most cases, be applicable for hot repair i.e. repair of pipelines with active flow etc. The development method is based upon extensive simulations and verification of selected methods. The verified simulation models will be part of a digital twin. The digital twin becomes a key element in repair planning, quality control and documentation. The project is planned to be executed in a cooperation between KF and SINTEF with Equinor and Gassco as participating partners. The project is estimated to a cost of MNOK 21 over 3 years and is expected to grow the business of KF significantly after a buildup period of 5 years following a successful SAMLE development. For the operators of subsea infrastructure, one successful repair, avoiding unplanned shutdown and time consuming repair, will have a huge financial benefit for each saved day of normal production.