Дело роботов — труба

Дистанционно управляемые устройства будут чинить трубопроводы изнутри Министерство энергетики США финансирует создание роботов, которые будут работать внутри обширной американской газопроводной сети. Они смогут не только следить за состоянием, в котором находятся трубы, но и при необходимости осуществлять мелкий ремонт. Пока первые роботы проходят тестовые испытания, ученые из Университета Миссури-Ролла уже предложили способ, который позволит этим устройствам передавать данные оператору: на основе газопровода будет создана беспроводная сеть Wi-Fi.

Общая длина газопроводной сети США составляет 1,9 млн. км. По статистике, большинство ее участков было построено 50 лет назад, а на северо-востоке страны некоторые трубы не меняли с 1890 года. В 2002 году конгресс США принял закон об улучшении безопасности труб, который требует каждые 5 лет проверять стареющую инфраструктуру.

«В то время как существующая газовая сеть устаревает, необходимо инспектировать трубопроводы на предмет коррозии, трещин и других повреждений, которые могут закончиться выходом из строя всей линии», - говорит профессор Кэлвин Эриксон, глава департамента электронной и компьютерной инженерии Университета Миссури-Ролла. Газовые компании США тратят на поддержание труб в должном состоянии 300 млн. долларов в год и испытывают явную потребность в технологии, которая бы сократила расходы на их ремонт и инспекцию.

Сейчас для проверки трубопровода применяют специальные платформы: устройство, вес которого может доходить до двух тонн, помещают в трубу, под давлением газа оно проходит десятки километров и записывает данные магнитного поля. По этим данным ремонтники могут выяснить, где в трубе находятся прорехи и слабые места. Устройство прозвали «умной свиньей», так как, пролетая по трубе, оно издает звук, похожий на поросячий визг. «Свинья» может перемещаться только по прямой, а участки, на которых есть повороты - они составляют 30% всей длины газопровода, – ей не по силам. К тому же этот аппарат нельзя использовать для инспекции и ремонта труб небольшого диаметра.

В минувшем году несколько компаний предложили министерству энергетики свои проекты роботов-ремонтников. В частности, одну из успешных разработок представил Хеген Шемпфт, инженер Национального консорциума робототехники в Лоуренсвилле: его полутораметровый робот Explorer («Исследователь») может передвигаться в трубах диаметром 15-20 см. Робот напоминает червяка и состоит из семи модулей. У него есть собственное энергообеспечение, и он двигается совершенно самостоятельно, упираясь колесиками в стенки трубы. Он также способен преодолевать изгибы и ответвления в 45-90 градусов. Разрабатывать этого робота, цена которого составляет до 100 тыс. долларов США, помогали NASA и Северо-восточная газовая ассоциация.

«С его помощью в течение часа можно проверить трубы в одном городском районе», - говорит Шемпфт. Робота можно снабдить приборами для электронного сканирования поверхности и трансляции видеоизображений. При этом он способен не только инспектировать газопровод, но и самостоятельно устранять замеченные проблемы. По словам профессора Эриксона, такие устройства «могут обнаружить проблему до того, как она стала проблемой».

«Эти аппараты пригодятся на северо-востоке США, где очень высокая плотность населения и многие коммуникации проходят под зданиями. Там робот сможет починить неисправности, и не потребуется раскапывать газопровод», - говорит Эриксон.

«Между роботом и базой должна быть установлена безопасная и надежная связь», - замечает профессор Эриксон. Чтобы обмениваться данными с устройством, инженеры предложили использовать протокол Wi-Fi, обычно применяемый в компьютерных сетях. Обмен данных по этому протоколу идет с помощью радиосигнала, и ученые заметили, что труба может выступать в качестве своеобразного волновода. «Если в нормальных условиях сигнал исчезает на расстояниях примерно 100-150 метров от передатчика, в трубах устойчивая связь распространяется на 1,5 километра», - поделился своим открытием Эриксон.

14.12.2005 / Андрей Ветвинский Материал опубликован в "Газете" №238 от 15.12.2005г.