Статьи
18 июля 2018
Роботы в трубопроводах

 

Использование промышленной робототехники является ключевым фактором для стабильного развития предприятий в условиях жесткой конкуренции — ее внедрение позволяет значительно повысить надежность, гибкость и эффективность всего производства. При этом до недавнего времени роботы были известны способностью выполнять только узконаправленную и механическую работу.

С развитием робототехнической индустрии на рынке стали появляться сложные диагностические устройства, способные четко выявлять недостатки эксплуатируемого оборудования, в том числе трубопроводных систем с любым уровнем доступности. Это позволило открыть новые перспективы как для промышленных предприятий, так и для новых подрядчиков. О таких роботах, и возможностях, которые открывают их появление, пойдет речь в этой статье.

Зачем это нужно

Протяженность магистральных трубопроводов в США, которые обеспечивают энергетические потребности страны, составляет более 2,25 млн км. Администрация безопасности трубопроводов и опасных материалов США также сообщает, что с 2010 года в среднем происходит около 200 разливов нефти в год с суммарным объемом более 200 тыс. баррелей нефти. По данным «Гринпис» на нефтепроводах России происходит около 10 000 аварий с ежегодным разливом до 30 млн баррелей нефти, что делает российскую нефтяную промышленность самой грязной в мире. Помимо вреда окружающей среде, необратимый износ трубопроводов несет за собой и другие риски — например, в сентябре 2010 года в городе Сан-Бруно (Северная Калифорния) произошел врыв одного из газопроводов, повлекший за собой трагические последствия.

Для предупреждения подобных инцидентов добывающие и перерабатывающие компании вынуждены регулярно проверять состояние своих трубопроводов. Обычно эта процедура осуществляется при помощи такого метода, как гидротестирование, когда в трубу под давлением подается вода, либо просто путем проведения выборочных проверок. При этом компании не могут полностью удостовериться, в каком реальном стоянии находятся трубы, и насколько велика вероятность их прорыва.

Ситуация сильно изменилась с приходом на рынок робототехнических компаний. Они предлагают использовать для диагностики специально созданных роботов, которые проникают в трубопроводы природного газа и жидкого топлива для проверки на износ, разрыв и коррозию.

Как все начиналось

Первые робототехнические комплексы для выполнения трубопроводной диагностики стали производиться в России в 2005 году, а их способность перемещаться как по ровным трубам, так и кривообразным вызвала бурную реакцию на рынке. Новые открывшиеся возможности позволили «идущим в ногу со временем» предприятиям выявлять в своих трубопроводах различные дефекты сварных швов и запорной арматуры до того, как это могло стать стать серьезной проблемой.

Следующим этапом в развитии манипуляторов стало появление на рынке сварочного робота, профессиональные возможности которого, например, помогли успешно провести работы на водно-графитовом реакторе канального типа Билибинской АЭС. Далее был создан уже полнофункциональный комплекс, умеющий проводить восстановительный ремонт телескопических соединений трактов технологических каналов реакторов большой мощности — ему удалось провести успешную модернизацию энергоблоков на Ленинградской АЭС.

Гусеничный робот с электромагнитным-акустическим методом работы успел успешно проявить себя и в США — его функциональные возможности позволили провести подземное исследование трубопроводов высокого давления с локтевыми сгибами на АЭС Cooper в штате Небраска, диагностику газо- и нефтепроводов в Калифорнии и Аляске, а также проверку безопасности систем газоснабжения в Нью-Йорке в районе Манхэттена.

1

Принцип работы

Принцип работы такого робота следующий: «дистанционно управляемая диагностическая инспекционная система», как ее называют создатели, при помощи комплекта тяговых колёс прокладывает себе путь через любые внутренние препятствия или изгибы трубы. Одновременно с этим 2 манипулятора тщательно проверяют окружность трубопровода, измеряя его толщину и исследуя структурную целостность. Для этого используются лазеры, видеоустройства и
ультразвуковые датчики, которые действуют как сонар, испуская высокочастотные сигналы.

Длинный и прочный кабель соединяет робота со специально обученным оператором, который располагается в фургоне на безопасном расстоянии от трубопровода. В его задачи входит мониторинг и обработка полученных данных для выявления недостатков трубопровода.

2

Сколько это стоит

В среднем за один день такому роботу удается проверить 400 метров трубопровода.

Один из представителей данной индустрии выразил следующее мнение: «Возможно, этот процесс не очень быстрый, но главная цель исследования заключается не в скорости, а в получении максимально точной и полной информации».

3

Стоимость подобных проектов обычно оценивается в несколько десятков миллионов рублей. По мнению специалистов компании, заказчики платят не за работу и оборудование, а за определённый результат: «Трубопроводы, пока через них проходит продукт, — это активы, которые приносят деньги. Поэтому при любом простое из-за планового ремонта или, еще хуже, прорывов труб компания может потерять сотни миллионов рублей. Проводя такие исследования,
компания имеет возможность получить самую актуальную информацию о состоянии своих трубопроводов и, соответственно, сэкономить свои денежные средства в будущем».

Что дальше

На данный момент одной из последних разработок робототехнической индустрии стало устройство, позволяющее проводить исследования в танках-емкостях нефтехранилищ и других технологических емкостях.

Дно таких хранилищ отличается особой труднодоступностью, поэтому предприятиям обычно приходится их высушивать, приостанавливая на срок от 6 до 8 недель. Очистить такое количество легковоспламеняющегося осадка из резервуара — довольно трудоемкий процесс, который может вылиться в несколько десятков миллионов рублей, не говоря уже об опасности проведения таких работ для сотрудников предприятия. Поэтому появление специально созданного для таких функций робота является выгодным решением для обеих сторон.

4

Работает данный робот по такому же принципу, как и его трубопроводные «собратья», при этом для успешного выполнения поставленной задачи даже не требуется сливать топливо. Диагностическое устройство погружается на дно резервуара и перемещается по нему, проводя исследовательские работы. Затем полученные данные отправляются оператору, который на основе обработанной информации делает точные выводы о прочности топливного хранилища.

Уже сейчас можно с уверенностью сказать, что данный робот позволит открыть совершенно новые возможности для решения технологических задач промышленности.

 

Денис Маршинский
Специалист по маркетингу компании «Первый инженер»

Вернуться