Мобильная робототехническая система диагностики NG-RX

Прогресс никогда не стоит на месте. Со времен римской империи, когда водопровод стал неотъемлемой частью городов и поселений, человечество стремилось к максимально быстрому и дешевому способу транспортировки продуктов, необходимых для жизнедеятельности.

Начав своё победное шествие с упомянутой выше римской империи, трубопроводы стали применяться повсеместно не только для доставки воды, но и для отведения отходов, перекачки нефти, газа, топлива. Позднее в канализационные трубы стали укладывать и кабель, а также прочие коммуникационные устройства.

Такое использование трубопроводов не только экономически оправдано, но и является, пожалуй, единственным способом доставки в современных условиях на таких высоких скоростях.

Дополнительным, но отнюдь не менее важным преимуществом использования трубопроводов служит возможность “упаковать” все коммуникации под землей, а значит они не занимают полезного пространства, и одновременно с этим ограничивают доступ к коммуникациям и снижают риск возникновения ЧП, связанных с человеческим фактором (что особенно важно в отношении трубопроводов с кабелем).

Однако, преимущества такой прокладки коммуникаций оборачиваются и очевидными минусами - при монтаже труб под землей к ним практически невозможно получить доступ без дополнительных работ, демонтажа дорожных покрытий и т.п.

Затраты, связанные с профилактическим обслуживанием а также плановым ремонтом коммуникаций - это основная головная боль всех компаний, занимающихся прокладкой и сопровождением коммуникаций.

В последнее время все большую популярность набирают роботы для проверки состояния трубопроводов. Они представляют собой самоходный механизм, оснащенный простейшими устройствами для проверки материалов, а также оборудованный камерой с возможностью записи и передачи изображения, для того, чтобы монтажники могли увидеть состояние трубы изнутри, не проводя длительных работ по извлечению трубы.

Робот позволяет сэкономить не только время. Многих работ можно просто избежать! Рассмотрим простой пример: срок службы участка трубопровода между плановыми проверками составляет 2 года. А это значит, что каждые два года, все трубы раскапываются, демонтируется дорожное покрытие, перекрывается движение, и все трубы полностью, одна за одной, проверяются на повреждения, коррозию, трещины и прочие видимые последствия износа. При использовании робота подобные проверки можно осуществлять в текущем режиме, с любой частотой, и начинать работы только в том случае, когда требуется непосредственная замена или ремонт участка.

Отдельно хотелось бы отметить вклад подобных роботов в предотвращение ЧП на линиях передач и коммуникаций. Ведь упреждение подобных ситуаций возможно только при постоянном мониторинге, который невозможен без использования такой техники, в виду труднодоступности, затратности и сложности работ, о которой уже говорилось выше.

Разновидности роботов, а также их функционал крайне широк, и полностью зависит от конкретных нужд заказчика.

Перечислим основные функции, которые используются в подавляющем большинстве таких механизмов:

- подсветка с возможностью направления и фокусировки с помощью джойстика используется практически во всех роботах. Назначение, думаю, в отдельных объяснениях не нуждается. Дополнительная функция фокусировки светового луча (при наличии) дает оператору возможность направить свет на какие-то заинтересовавшие его детали, чтобы рассмотреть их лучше.

- одна или несколько камер, ведущих как запись, так и трансляцию на монитор оператора в режиме реального времени; также используется практические во всех моделях роботов для ремонта трубопроводов. В некоторых модификациях имеется возможность управления камерой с помощью джойстика, а также фокусировки и увеличения различной кратности, для более подробного осмотра деталей.

- анализатор состояния материалов; Это специальный прибор, основанный на использовании ультра- и инфразвука, позволяющий оценить параметры стен трубы - такие, как: толщина стенки, наличие сколов, дефектов, признаки коррозии, трещины и микротрещины, которые не могут быть исследованы при визуальном осмотре;

- тестер кабеля и кабельной проводки; Такими приборами оснащают роботов, предназначенных для исследования кабельных трубопроводов. Тестер может оценить целостность кабеля, выявить короткие замыкания, обрывы изоляции, перегибы и изломы. Крайне полезен в тех ситуациях, когда внешних повреждений у трубопровода не выявлено, а работоспособность кабельной магистрали нарушена.

- химический анализатор; Как правило, применяется в трубопроводах, используемых для канализации, газопроводах, нефтепроводах, водопроводах. Анализирует состав веществ, находящихся внутри трубопровода. Позволяет определить наличие газов, примесей, возможно вредных или взрывоопасных скоплений газа. Сильно упрощает предотвращение пропрывов и утечек.

- радиационный счетчик; Более “экзотический” вид оснащения, по сравнению с предыдущими, однако используемый довольно часто. Замеряет радиационный фон внутри коммуникаций, позволяя снизить риск возникновения заражения окружающей среды радиоактивными элементами.

Разумеется, что весь диапазон используемых приспособлений даже вкратце описать довольно сложно. Всё зависит от конкретных условий и нужд заказчика. Тут могут быть и барометры, и спектрометры, и вообще - любые виды измерительных приборов, которые только могут быть закреплены на мобильной раме робота.

Способы передвижения роботов также разнятся в зависимости от условий эксплуатации конкретного экземпляра. Роботы, используемы в так называемых “сухих” трубопроводах (кабельные, газовые, и другие трубопроводы, не заполненные жидкостью) используют как правило колесную тягу, с применением электродвигателей (использование двигателя внутреннего сгорания также возможно, однако учитывая выхлопные газы, а также необходимость кислорода для его функционирования - крайне нерентабельно). Также используются гусеничные приводы, как правило, используемые для трубопроводов с переменным дном и внутренним рельефом.

Роботы, используемые в водопроводах и канализациях, а также в нефте и маслопроводах применяют для передвижения так называемые “ласты” - специальные механизмы, работающие на электротяге и обеспечивающие поступательное движение робота. Как вариант используется и реактивный двигатель, однако, в условиях трубопровода и учитывая специфику применения такой техники, использование реактивных приводов не имеет смысла - скорость передвижения не имеет особого значения.

Роботы бывают как с прикреплением с помощью кабеля к станции оператора, так и полностью автономные. Вторые используются как правило в трубопроводах на постоянной основе (например в системах водоснабжения), наиболее распространенными являются роботы, соединенные с оператором кабелем - предназначенные для исследования определенных участков.

Давайте рассмотрим некоторые образцы таких роботов, имеющихся на рынке. И сравним с аналогом, который представляет наша компания - “Мобильной робототехнической системой диагностики NG-RX.

Системы фирмы Rausch.

Используют 4-х колесную тракторную систему передвижения. С возможностью управления каждым колесом в отдельности, и всеми одновременно.

Камеры, используемые в этих системах, позволяют вести осмотр труб до 120 см диаметром. Увеличение до 120 раз. Авто фокус и автоконтрастность.

Поворотная и наклонная боковая камера. Встроенный зонд на 512 Гц или 33 кГц.

Система контроля труб “3 в 1”: точное измерение отклонения, изменение смещений и ширины трещин, выявление коррозии и протечек.

ECO-STAR 400 van type version

Кабель соединения и передачи данных длиной 300м. 10-ти дюймовый жидкокристаллический дисплей. Двух строчных жидкокристаллический дисплей статуса.

Панорамная и наклонная камера, управляемая джойстиком.

Гусеничная система передвижения, управляемая джойстиком.

Управляемая и автоматическая регулировка подсветки.

Используется кабельный барабан с сенсором на растяжение кабеля.

А также особое программное обеспечение “Pipe Commander”.

Системы Crawler Vehicles

Большое количество систем. Возьмем для примера топовую модель линейки - 450 TTC.

Гусеничный привод, основанный на 4-х несущих колесах.

Рабочее расстояние 152 метра.

Две цветные камеры - автоматическая на 360 градусов обзора и управляемая.

Подсветка и вспомогательная подсветка для дополнительного освещения.

Четырехфункциональный джойстик управления, позволяющий выполнить практически любой маневр.

Расширенная технология MiniTracs для передвижения.

Настраиваемые крепления для специальных датчиков.

Данная модель специально предназначена для работы в тяжелых условиях, она надежно защищена как от механических, так и от химических воздействий.

Имеет механизмы автоматического и ручного управления и измерений.

И следующая модель, которую хотелось бы привести в качестве примера - это мини-робот небольшого размера, специально предназначенный для использования с кабельными сетями, позволяет не только оценить повреждения, но и обнаружить разрывы и замыкания внутри цепи.

Также позволяет работать с оптическими кабелями (опционально).

ROVVER X

4-х колесный привод.

Минималистичный дизайн.

Используется для проверки кабельных систем.

Управление с джойстика.

Управляемая камера с автоматической фокусировкой и подсветкой.

Возможность ручного управления и программирования действий с помощью макросов.

Как можно видеть - все представленные здесь модели имеют хорошие характеристики и функционал. Использование их не просто упрощает работу монтажников, но и экономит средства, уходящие на профилактику и обслуживание коммуникаций.

А теперь взглянем на их собрата и “конкурента” - Мобильную робототехническую систему диагностики NG-RX.

Система диагностики представляет собой комплекс аппаратного и программного обеспечения, предназначенного для тестирования и выявления дефектов в трубопроводах диаметром до 300мм.

Управление системой осуществляется с помощью информационного кабеля, которым она соединяется с пультом управления.

NG-RX специально разрабатывалась для использования с мобильными лабораториями и диагностическими группами. Поэтому полностью питается от 12-ти вольтовой системы питания автомобиля.

Основные хар-ки:

• - водонепроницаемый корпус;
• - поворотная водонепроницаемая видеоголовка;
• - поворот камеры на угол 84-90 градусов;
• - встроенное освещение;
• - управляемая камера;
• - механизм подъема видеокамеры;
• - фокус от 10мм до бесконечности;
• - измерение наклона трубы;
• - автовыравнивание;

Представленные здесь модели отличаются друг от друга функционалом, назначением и ценой.

К минусам зарубежных аналогов можно отнести несколько важных моментов:

• - цена от 3 млн. рублей (при цене на NG-RX в районе 1.5 млн. рублей);
• - отсутствие авторизованного обслуживания;
• - необходимость докупать дополнительные модули и программное обеспечение за границей;
• - отсутствие полноценной технической поддержки и консультаций.

В заключении хотелось бы отметить, что система NG-RX окупает затраты, связанные с её приобретением и внедрением за 1-2 сезона. Просто посчитайте стоимость работ по извлечению и диагностике трубопроводов и сложите их с затратами на замену дорожных, тротуарных покрытий и с временными затратами на каждую диагностику и/или ремонт.

Дополнительно следует учесть и снижение до минимума риска ЧП на линии (при постоянном мониторинге).

Вобщем, если Вы по роду деятельности сталкиваетесь с ремонтом и обслуживанием коммуникаций - подобный робот станет незаменимым инструментом, который значительно упрощает вашу работу и снижает на порядок затраты на текущее обслуживание.