Петербургские инженеры создали робота для диагностики «слабых мест» теплотрасс

Длина тепловых сетей в городе на Неве превышает 9200 километров – это чуть меньше расстояния, которое проезжают автомобилисты из Петербурга во Владивосток. На таком длинном пути не избежать проблем – протечек и прорывов, однако в отличие от автомагистрали, где первые ямы заметны сразу, «слабые места» подземных труб с кипятком найти весьма непросто. Инженеры Санкт-Петербургского государственного университета создали робота для быстрой и эффективной диагностики различных трубопроводов – машина способна за час проверить на дефекты 70 метров трубы, передвигаясь внутри даже неостывшей теплотрассы.

Робот из подземелья

Блестящий шестипалый технозверь, чем-то напоминающий космический спутник в миниатюре, растопырил конечности в разные стороны. Его железные лапы упираются в стенки небольшой трубы, а вместо глаз и ушей у зверя – магнитные и акустические датчики. Это удивительное существо создано человеком для работы там, где обычному Homo sapiens трудиться весьма неудобно, – внутри узких труб диаметром от 500 до 1000 миллиметров.

– Сегодня нет ни одного другого робота-дефектоскопа, в котором использовались бы сразу две технологии для диагностики – акустическая и электромагнитная, – объясняет генеральный директор «СПбГУ Дайнэмикс» Дмитрий Грохольский. – Каждая нога машины оснащена отдельным приводом – это позволяет стабилизировать положение конструкции, даже если на пути робота встретятся посторонние предметы, сужения или повороты. Работать он может в 80-градусную жару, ведь во время диагностики обычно нет времени остужать трубу. К слову, аналоги не выдерживают температуру больше 45 градусов.

Как же робот попадает в трубу? На место, которое нуждается в диагностике, выезжает специальная передвижная лаборатория, умещающаяся внутри небольшого автомобиля. Предварительно из трубы сливают теплоноситель и, сделав технологическую врезку, запускают технозверя внутрь магистрали. Оператор управляет передвижениями робота с помощью пульта, а также может наблюдать за тем, что происходит под землей, с помощью камеры.

Решение ржавой проблемы

– Главная проблема труб с холодной или горячей водой – это коррозия, которая буквально «проедает» стенки и нарастает толстым слоем внутри магистрали иногда до нескольких сантиметров, – рассказывает Дмитрий Грохольский. – Сквозь толщу ржавчины роботу нужно увидеть, в каком же состоянии находится стенка трубы. Что от нее осталось после 10 – 20 лет эксплуатации?

Сегодня у коммунальщиков есть целый арсенал различных способов диагностики: визуальный метод контроля, гидравлические испытания, исследования с помощью тепловизора, контроль по параметрам теплоносителя, шурфование – то есть раскапывание и проверка магистрали в контрольных точках, а также многие другие. Все же, отмечают инженеры из ­«СПбГУ Дайнэмикс», ни один из них не позволяет составить полную карту внутренней поверхности трубы, с помощью которой можно было бы быстро и достоверно определять, какие участки нуждаются в срочном ремонте.

Робот из СПбГУ использует сразу два метода диагностики. Сначала через поверхность трубы пропускают ток, индуцирующий электромагнитное поле. Затем машина проезжает по магистрали и анализирует, насколько поле равномерно: искажения могут говорить о трещинах или коррозионных повреждениях. Если какой-то участок показался подозрительным, оператор возвращает туда робота и проводит зачистку – щеткой машина снимает слой ржавчины. Дальше работает более чувствительный акустический датчик, который с помощью ультразвука определяет характер и размер дефекта с точностью до 0,25 миллиметра.

Сквозь воду и нефть

Когда же чудо-машина появится в городском подземелье, пока неизвестно. Дмитрий Грохольский отмечает, что интерес у ресурсоснабжающих организаций Петербурга и даже у зарубежных коллег, безусловно, есть. Разработчики планируют принимать участие в конкурсах на проведение диагностики труб, а также на создание аналогичных устройств по договорам НИОКР (научно-исследовательских, опытно-конструкторских работ) и ТР. К тому же сфера применения таких роботов гораздо шире трубопроводов: это могут быть технозвери для нефтегазовой отрасли, атомной энергетики или для диагностики разных видов резервуаров.

Кроме самого робота инженеры работают над созданием программного обеспечения, которое позволит определять приоритетность диагностики тех или иных участков. Программа будет учитывать множество факторов: результаты тепловизионной съемки, срок службы трубопровода, важность данного участка для потребителей и многое другое. Правильная диагностика, отмечает гендиректор ­«СПбГУ Дайнэмикс», позволяет понять, сколько на самом деле средств нужно выделить на ремонт, а также каким участкам еще можно продлить срок службы.

– Робототехника активно внедряется в нашу жизнь, – говорит Дмитрий Грохольский. – Именно ради участия в таких проектах я поступал на матмех СПбГУ. Я рад, что нам удалось не только реализовать свои компетенции в области теплоэнергетики и робототехники, но и создать что-то по-настоящему полезное для общества.


Петр ГРОМОВ, фото Алексея ЛОЩИЛОВА

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Войти с помощью: 
Please enter your comment!
Please enter your name here