西門子能源利用3D打印改變渦輪機維護流程，維修時間縮短90%，可處理0.8米組件

2025年9月5日，南極熊獲悉，瑞典西門子能源公司正在利用德國EOS公司的EOSINT M280金屬3D打印機來加速燃氣輪機的維修，同時對舊部件進行現(xiàn)代化改造，使其符合最新的設計標準。增材制造 (AM) 已成為該公司維護戰(zhàn)略的核心，能夠提高工業(yè)燃氣輪機的精度和效率，并減少停機時間。

西門子能源服務公司技術與創(chuàng)新主管弗拉基米爾·納夫羅茨基博士表示：“增材制造技術為我們在集成設計和生產(chǎn)應用方面開辟了新的維度。這項技術使我們能夠以比以往更快的速度制造和維修工業(yè)燃氣輪機的部件。同時，部件的功能和性能也得到了提升。”

△使用 EOS 3D 打印進行按需定制組件生產(chǎn)的維修流程。圖片來自 EOS

利用增材制造優(yōu)化維修

西門子能源生產(chǎn)的工業(yè)燃氣輪機輸出功率范圍為15至60兆瓦，服務于發(fā)電和石油天然氣行業(yè)。每臺燃氣輪機由進氣口、壓縮機、燃燒室、渦輪機和熱氣出口組成?？諝馐紫缺粔嚎s，然后與燃料混合，并在燃燒室中點燃，從而增加氣流的動能。該能量在渦輪機中轉化為機械能，驅動燃氣輪機壓縮機和發(fā)電機發(fā)電，或驅動其他設備（例如用于通過管道輸送天然氣或石油的壓縮機）。

渦輪熱氣路徑中的部件，包括葉片和靜葉，在極端溫度下運行，有時甚至超過1000°C，隨著時間的推移會導致嚴重磨損。燃燒器尖端是燃料-空氣混合物點燃的地方，尤其容易磨損。傳統(tǒng)維修需要預制更換部件，包括拆除磨損的尖端并焊接新部件——這個過程既費力又費時，需要進行多次檢查和子工序。

為了應對這些挑戰(zhàn)，西門子與 EOS 合作，改裝了一臺專門用于渦輪機維修的 EOSINT M280 金屬 3D 打印機。系統(tǒng)經(jīng)過升級，可處理800毫米燃燒器組件，并配備了先進的攝像頭和光學測量系統(tǒng)，以及定制的軟件調(diào)整。EOS 在一年內(nèi)成功重新設計了 EOSINT 系統(tǒng)。這種方法使西門子能夠只移除受損材料，而無需更換整個部件，同時還能使舊式燃燒器達到最新的設計標準。

△EOSM 280 Custom 上的西門子燃燒器維修。照片來自 EOS。

成果與戰(zhàn)略優(yōu)勢

增材制造技術的實施已產(chǎn)生顯著效益。維修時間縮短了高達 90%，使渦輪機能夠更快地恢復運行，并降低了總體維護成本。該流程還允許將設計改進直接融入維修中，確保老舊設備能夠充分利用最新的技術進步。

EOS 項目管理辦公室負責人Stefan Oswald 說道：“我們已成功將我們的技術推廣到維修領域。我們已證明我們能夠快速修改系統(tǒng)以滿足客戶的特定需求。在本例中，硬件和軟件的修改都意義重大。所有參與人員都能滿意地回顧，不僅對最終結果滿意，也對實現(xiàn)目標的途徑滿意?！?/div>