I punti di appoggio nei robot di ispezione sfidano le acque agitate del Mare del Nord

Poiché i robot lavorano costantemente sott'acqua, i componenti devono essere resistenti all'acqua di mare. Inoltre, i cuscinetti sono sottoposti a un carico fino a 500 kg. Per ottenere il tempo di inattività più lungo possibile, è necessario un cuscinetto resistente all'usura.

Con i cuscinetti in polimero iglidur® J, SubC ha trovato una soluzione molto resistente all'usura che funziona molto bene e in modo affidabile in condizioni difficili. Poiché sono privi di lubrificazione, i cuscinetti iglidur® possono essere utilizzati sott'acqua senza pericolo per l'ambiente. Anche con i carichi di 30 MPa in combinazione con acqua salata, non è stata rilevata alcuna usura significativa dei cuscinetti dopo 200.000 cicli.

Le piattaforme di perforazione sono montate su jacket, strutture quadrate realizzate con tubi di acciaio ancorati al fondale marino. Come parte della ristrutturazione, è stato necessario effettuare un inventario. Quali sono le condizioni dei tubi di acciaio, in particolare vicino alla superficie dell'acqua nella cosiddetta splash zone, dove la struttura è soggetta a corrosione? In passato, i subacquei si sarebbero tuffati in acqua per trovare le risposte. Un compito pericoloso.

Un subacqueo paragona la missione a un "viaggio in lavatrice". Inoltre, l'equipaggio, l'attrezzatura e le navi di supporto sono costosi. Total si è quindi messa alla ricerca di un'alternativa. L'azienda ha trovato ciò che stava cercando a Esbjerg. La città danese nello Jutland sud-occidentale è la sede centrale di SubC Partner, un'azienda specializzata nello sviluppo di tecnologie offshore. SubC sviluppa, produce e gestisce il robot cingolato per l'ispezione dei tubi. Un onore speciale: il robot è stato insignito di un premio per l'innovazione da Total.

Il cingolato ha due artigli metallici azionati idraulicamente con un totale di 12 rulli che si bloccano attorno alla struttura in acciaio con una pressione di contatto di 500 kg ciascuno. Il cingolato si muove attorno al tubo su 12 rulli. Il movimento in avanti è simile a quello di un cingolato: se vuole muoversi in avanti, l'artiglio posteriore tiene fermo il tubo. L'artiglio anteriore spinge in avanti di alcuni centimetri utilizzando cilindri idraulici. L'artiglio anteriore quindi tira indietro l'artiglio posteriore. Ciò consente al robot di raggiungere qualsiasi punto sul tubo.

E il sistema di controllo? Il cingolato può essere spostato utilizzando un joystick. Fornisce un'immagine in tempo reale al centro di comando tramite sei telecamere. Da lì, l'operatore controlla anche gli utensili di cui può essere dotato il robot, principalmente un tagliafili diamantato, che il robot utilizza per segare e portare su parti o costruzioni da modificare sulla piattaforma.

A differenza di un subacqueo, il robot cingolato non corre il rischio di farsi male durante il suo lavoro. Ma l'acqua salata del mare era comunque una sfida per gli ingegneri. Se gli esperti avessero utilizzato boccole metalliche nelle articolazioni del robot, ci sarebbe stato un rischio costante di corrosione e tempi di fermo non pianificati.

Gli ingegneri hanno quindi optato per un'alternativa: boccole in plastica ad alte prestazioni iglidur®, prodotte dallo specialista in motion plastic igus® di Colonia. "Grazie alle boccole in plastica, non dobbiamo più preoccuparci della corrosione", spiega Bjarne Lindquist, responsabile della progettazione presso SubC Partner. E quindi non sorprende che gli ingegneri utilizzino un altro prodotto igus®. La fresa a filo diamantato si muove su assi lineari drylin®. "Grazie a loro, possiamo posizionare la fresa con precisione millimetrica".
 
E i componenti in plastica non hanno nulla da nascondere nemmeno in termini di robustezza. Ai composti di plastica vengono aggiunti materiali di rinforzo, che rendono le boccole così robuste e resistenti da poter sopportare pressioni elevate e carichi di bordo. "igus® ha sviluppato i prodotti in plastica a tal punto che sono un'alternativa alle alternative in metallo nelle applicazioni industriali professionali", afferma Anders Riis Olesen, Technical Sales Consultant presso igus®. "È fantastico". Le

boccole sono anche esenti da manutenzione. Poiché i lubrificanti solidi sono integrati nel materiale, è possibile il funzionamento a secco con bassi coefficienti di attrito, senza lubrificanti aggiuntivi come oli e grassi. Ultimo ma non meno importante, SubC Partner è stato in grado di ridurre i costi per il crawler robotico. Questo perché le boccole iglidur® sono fino al 40 percento più economiche delle boccole in metallo.

Per dimostrare la durevolezza dei suoi materiali, igus gestisce un laboratorio di prova di 3.800 metri quadrati presso®, dove ogni anno vengono eseguiti oltre 15.000 test tribologici su 300 sistemi di prova. Anche il materiale iglidur® Z utilizzato da SubC Partner ha dovuto dimostrare la sua robustezza. Gli ingegneri hanno ruotato una boccola in plastica su un albero nitrurato a gas di tipo ST52, a una velocità di 0,01 metri al secondo e un carico di 30 MPa. Anche dopo 200.000 cicli, non è stata rilevata alcuna usura significativa sulle boccole o sull'albero.

Il risultato è stato diverso per le boccole in metallo. Gli ingegneri hanno annullato il test dopo soli 35.000 cicli. L'usura delle boccole era troppo elevata e il danno all'albero troppo grave. iglidur® Z è stato sviluppato appositamente per la massima durata utile in condizioni estreme. Oltre alla sua resistenza all'usura in acqua salata, è adatto anche per carichi termici elevati e forze elevate.

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