水下3D打印修復管道！Kongsberg Ferrotech推出用于海底管道修復的水下3D打印機

導讀：近日，南極熊了解到挪威公司Kongsberg Ferrotech正在利用最新的3D 打印技術，通過新型Nautilus來進行海底管道維修。

眾所周知，修復海底管道是一項困難、昂貴且耗時的工作。根據損壞的嚴重程度，受損的海底管道可能需要完全關閉。為了減少這些維修帶來的不便，挪威公司Kongsberg Ferrotech正在利用最新的3D打印技術，通過新型的Nautilus打印機來進行海底管道維修。

△用于海底管道維修的機器人3D打印解決方案

傳統(tǒng)的海底管道修復方法

據了解，即使在輕微損壞的情況下，也需要用遠程控制的水下航行器（ROV）來評估受損的管道。潛水員必須疏浚損壞處周圍的海床，且必須將管道的表面清洗干凈（可能包括銑掉焊接的表面），然后把夾子降低并固定好，這通常由潛水員手動完成。

若假設受損管道處于最佳情況，但如果受損管道的長度較長，這一過程將變得更加艱巨和緊張。如果管道的損壞已經超過了輕微的程度，可能需要將受損的管道長度全部拆除和更換。

雖然損壞的海底結構問題很困難，但這種傳統(tǒng)的解決方案有很多缺點。該過程使用不同的部件進行評估和修復，增加了該過程的時間，降低了其成本效益。此外，傳統(tǒng)方法在很大程度上依賴于潛水員的人工輔助，這在深海條件下是有問題的，因為潛水員在修復后需要花幾個小時來避免減壓病。在海床上進行疏浚和挖掘也會被認為是對環(huán)境的破壞。

Kongsberg Ferrotech的水下3D打印解決方案

基于此，專門從事海底機器人技術的挪威公司Kongsberg Ferrotech已經設計了一種產品，將于2022年發(fā)布，以簡化和改進這種維修方法。

這家公司的產品將能夠使用一個機器人來評估管道的完整性，進行維護，并修復損壞。這一創(chuàng)新是行業(yè)內的首創(chuàng)，是通過水下3D打印機實現(xiàn)的。

據Kongsberg Ferrotech介紹，Nautilus機器人是一種工具，可以容納、排泄、檢查和修復有缺陷的管道部分。該設備與部署它的船舶上的控制中心相連。這種將數(shù)據從機器人傳輸?shù)剿�面上團隊的方法，將最大限度地減少整個檢查和維修過程中需要的潛水員數(shù)量。

機器人通過起重機被降到管道的受損部分。該機器使用清管器檢查，以盡量減少海床的挖掘。這減少了所需的人工、準備時間和對海床的環(huán)境破壞。

清管是一種最初用于在不關閉管道的情況下清潔管道的方法，包括將稱為“清管器”的設備插入管道。當清管器在管道中移動時，它們 "在移動過程中刮擦管道的兩側，清除污物和碎片（Inspectioneering）。如果清管器具有數(shù)據收集能力，那么，清管器就可以穿過管道，檢測管道中的缺陷，準確地指出損壞的區(qū)域。

利用這種檢查方法，Nautilus需要應用的區(qū)域被縮小到非常具體的位置。這種檢查方法是所需疏浚量最小的原因。這也意味著，機器人內部的尺寸并不限制它可以修復的小缺陷。

一旦Nautilus被放到觀察到的缺陷上，機器人就會自動夾住管道并排出其內部的水。這給機器和從船上進行維修的檢查人員提供了一個干燥的工作空間，使3D打印維修得以進行。

一旦內部環(huán)境中的水被排干，Nautilus就會去除管道部分的涂層。在這個過程中，真空機制仍然是開啟的，因此，在移除過程中造成的碎片被送到船舶的甲板上，由團隊收集。

在這一移除過程之后，表面準備粘上新的涂層。這個涂層是由一臺圓形的3D打印機施加的，將管道包裹起來。3D打印機沿著管道的長度“行駛”，將其完全覆蓋。機器人內部的攝像頭使控制室的工作人員能夠觀察和控制這一過程。

一旦涂上新的涂層，3D打印機上的掃描器就會利用管道檢測的數(shù)據，準確地指出損壞的確切區(qū)域。然后使用3D打印機在這個區(qū)域涂上溶液，以防止進一步的泄漏。然后，一個碳纖維復合材料被包裹在泄漏處，完成修復。Nautilus釋放密封圈并返回到表面。

3D打印技術在海底修復工作中的創(chuàng)新

使用增材制造技術來維修海底管道是一個新的想法，Kongsberg Ferrotech的Nautilus是第一個這樣的產品。該技術只有利用真空才能實現(xiàn)，為打印機提供一個干燥的工作場所來進行維修。

這項創(chuàng)新優(yōu)化了短期內用于海底管道維修的時間、金錢和資源，也提高了長期檢查和維修的成本效益。使用該設備可以延長海底管道的使用壽命，這意味著更換舊管道所產生的成本將大大降低。

這一進步技術為Kongsberg Ferrotech贏得了石油展ADIPEC頒發(fā)的年度突破性技術項目獎。據合作方Equinor的增材制造負責人Brede Lærum表示：“Kongsberg Ferrotech計劃最早在2022年提供基于3D打印的服務和維護。”