Специалисты Пермского Политеха, являющиеся молодыми учеными, ведут разработку робототехнической системы, предназначенной для мониторинга и технического обслуживания объектов непосредственно на месте эксплуатации. Интегрированная система диагностики гарантирует высокую степень точности и надежности получаемых данных, что существенно упрощает деятельность персонала промышленных предприятий и позволяет увеличить эффективность мероприятий по предотвращению аварийных ситуаций вдвое.
Данное исследование было осуществлено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030» и согласно условиям соглашения с Фондом содействия инновациям, реализующим программу поддержки студенческих стартапов.
На производственных площадках проводится проверка металлоконструкций и ключевых металлических емкостей на соответствие ряду параметров, включая геометрические размеры, конфигурацию, состояние поверхности, а также наличие трещин, пустот и иных дефектов в структуре металла. Обеспечение качества таких объектов требует контроля на всех этапах жизненного цикла: от проектирования до эксплуатации.
Для выявления поверхностных дефектов применяется визуальный осмотр, который позволяет обнаружить крупные повреждения, трещины и сколы. Однако данный метод является трудоемким и не отличается высокой эффективностью. Методы неразрушающего контроля, такие как ультразвуковое исследование, позволяют идентифицировать внутренние дефекты, включая пустоты, посторонние включения и другие аномалии в металлических конструкциях. Ультразвуковые волны, проходя через тестируемую структуру, отражаются от внутренних дефектов, что позволяет определить их местоположение для последующего анализа и устранения.
Студенты Пермского Политеха ведут разработку робототехнического комплекса, предназначенного для контроля состояния изделий с использованием ультразвуковых и вибрационных методов. Помимо этого, устройство сможет выполнять обработку поверхностей металлоконструкций, удаляя коррозию и незначительные механические дефекты. Внедрение автоматизированной системы позволит существенно облегчить процесс обследования сооружений, сократить временные и финансовые затраты, а также повысить эффективность предотвращения аварий как минимум в два раза.
«Магнитные колеса, интегрированные в конструкцию робота, обеспечивают его способность двигаться как по вертикальным, так и по горизонтальным поверхностям металлических сооружений. Для связи с оператором и автономного управления используются камера и антенна, а аккумуляторная батарея емкостью 200 Вт/ч гарантирует до пяти часов непрерывной работы», – пояснил студент аэрокосмического факультета ПНИПУ Максим Шестаков.
В зависимости от конкретных задач, устройство комплектуется датчиками ультразвукового (электромагнитно-акустического) или вибрационного типа для выявления внутренних дефектов емкостей и металлоконструкций. Также предусмотрена возможность установки пульверизатора с антикоррозийной жидкостью или электрического инструмента для механической обработки поверхностей.
Оценка и предсказание состояния объекта становятся возможными благодаря специализированному датчику, а именно электромагнитного акустического преобразователя (ЭМАП), который принимает и преобразует ультразвуковые колебания. Как утверждают разработчики из политехнического института, подобный новаторский метод контроля качества инфраструктурных объектов гарантирует высокую степень точности и надежности получаемых диагностических данных.
«Предлагаемое нами решение будет востребовано на предприятиях нефтегазоперерабатывающей отрасли, где эксплуатируется большое количество металлических емкостей, трубопроводов и платформ, нуждающихся в регулярном контроле и обслуживании. Интерес к роботу может проявить и промышленность, занимающаяся производством и обработкой металлов, для проверки инфраструктурных объектов и оборудования. Строительные организации и подрядчики смогут использовать его для обследования металлических конструкций мостов, зданий и других сооружений», – комментирует студент аэрокосмического факультета ПНИПУ Белобородов Филипп.
Студенты ПНИПУ создали робота, который совмещает в себе функции неразрушающего контроля и обслуживания различных промышленных металлических конструкций. Это делает его более универсальным инструментом по сравнению с устройствами, выполняющими только одну задачу. Разработка позволит оперативно и точно определять дефекты критически важных объектов на производстве, что положительно скажется на их долговечности и снизит риск возникновения аварийных ситуаций.
