Робот для телеинспекции трубопроводов своими руками

Обновлено: 05.07.2024

Умные машины могут спускаться под землю и под воду, проверять состояние коммуникаций. Это позволяет сохранять время и здоровье людей.

Роботизация жилищно-коммунального хозяйства столицы — тренд, набирающий популярность в последние годы. На городской службе появляется все больше автоматизированных систем и технологий, которые позволяют снимать нагрузку с людей. Роботы берут на себя физически трудные и вредные для здоровья человека задачи, повышая безопасность и эффективность работы сотрудников коммунальных служб.

Водопроводные роботы

Целый парк роботов находится на службе у Мосводоканала. Они могут ездить и плавать, проникая в труднодоступные участки труб. Такие устройства помогают ремонтировать водопроводные сети и следить за состоянием систем водоснабжения столицы.

Обследование подземных коммуникаций проходит в несколько этапов. Сначала специалисты Мосводоканала определяют участок, который необходимо проверить, и конкретные места для запуска робота. После этого машину опускают в трубу, а инженер занимает место в центре управления и смотрит на мониторе трансляцию изображения с камеры. Специалист управляет им в режиме реального времени с помощью джойстика. Затем записанное видео анализируют и выявляют наиболее проблемные места в системе коммуникаций. Такая диагностика позволяет оценить внутреннее состояние трубопроводов: обнаружить трещины и отслоение покрытий, неровности, сколы, оценить качество монтажа стыков и наличие посторонних предметов. Дефекты и повреждения оперативно устраняют. По итогам проводят контрольное обследование участка.

Для мониторинга канализационных трубопроводов, частично заполненных сточными водами, Мосводоканал использует робота на специальном плоту. Он оснащен вращающейся камерой, системой дополнительного освещения, а также устройством наведения.

Роботы также способны ремонтировать трубопровод: с помощью специальных насадок они очищают трубы и накладывают на проблемные участки металлические заплатки. Кроме того, эти машины способны оценивать герметичность соединений.

Марсоходы ливневой канализации

Мосводосток использует современные технологии для контроля за состоянием дождевой канализации. Робототехнический комплекс P-200 обследует водосточные коллекторы, помогая подготовить город к обильным осадкам. Машина исследует водосточные трубы малого диаметра и другие труднодоступные для человека участки. Роботом управляют сотрудники отдела телеинспекции трубопроводов, которые регулярно проводят мониторинг подземных коллекторов и выявляют наиболее уязвимые места на ранних этапах, когда нужно минимальное вмешательство.

Комплекс P-200 — это небольшое устройство на колесах, оснащенное подсветкой и видеокамерами, которые могут поворачиваться на 360 градусов. Впервые эту модель применили в 2004 году. Их называют марсоходами столичной ливневой канализации. Машины управляются дистанционно (с поверхности). Для этого в специальном автомобиле оборудована рабочая станция CD-3 с графическим интерфейсом и системой управления самоходным роботом. Диаметр труб, которые робот способен обследовать, варьируется от 200 до 1800 миллиметров.

Благодаря установленным датчикам уклона робот способен также определять профиль залегания трубопровода. В случае нарушения герметичности корпуса о неполадках сообщит датчик избыточного давления азота.

Интеллектуальная система слежения

В 2019 году Мосгаз открыл современный инженерный центр. В нем разместилась центральная диспетчерская, оснащенная современными аппаратно-программными комплексами реагирования, которые значительно расширили возможности диспетчеров по управлению системой газоснабжения и решению нештатных ситуаций. Специалисты могут получать оперативную информацию о состоянии газовой инфраструктуры, координировать и оценивать работу выездных бригад по заявкам москвичей.

Интеллектуальная система реагирования позволяет не только за несколько секунд точно определить место инцидента, но и дистанционно закрыть запорные устройства, в автоматическом режиме сформировать список отключаемых объектов.

В диспетчерской в режиме онлайн отображаются текущие параметры работы газорегуляторных пунктов, такие как входное и выходное давление, температура помещения. В базе данных хранятся технологические схемы газорегулирующего оборудования и ТЭЦ. Таким образом, диспетчеры получают полную информацию обо всех плановых и аварийных работах на газовых сетях и о состоянии газорегулирующего оборудования.

У видеостены есть разные режимы демонстрации информации — для штатных и экстренных ситуаций. Работу информационной системы диспетчерской обеспечивает современная серверная. Программное обеспечение диспетчерской является собственной оригинальной разработкой Мосгаза.

Телеинспекция трубопроводов – это результат внедрения современных технологий в практику осмотра и контроля состояния труб. Обеспечение своевременного выявления проблемы и её скорое устранение является одним из основных мероприятий для нормального функционирования системы трубопроводов.

Телеинспекция трубопроводов

Засоры, аварии, отключение подачи воды как домам, так и целым районам – актуальная проблема на сегодняшний день. Отложения ила способствуют снижению пропускной способности водопроводных труб, из-за чего возрастает расход воды и затраты на её нагрев. Система телеинспекции позволяет существенно упростить, а главное – ускорить диагностику и проверку необходимости ремонта.

Принцип работы системы телеинспекции

Система телеинспекции дает возможность с использованием видеокамеры наблюдать и диагностировать процессы, происходящие внутри труб, скважин, колодцев. Основное оборудование представлено видеокамерой высокого разрешения, которая передает изображение на монитор специалиста. При этом, такая система позволяет провести полный осмотр водопровода не разбирая его на составные части.

Телеинспекция трубопроводов может быть выполнена в трубах разных конфигураций и диаметров, изменяется лишь оборудование – оно может быть портативным или плавающим. Диагностику рационально проводить перед планированием ремонтных работ или же очистных, для точной оценки их необходимых объемов, а также подбора нужного оборудования. Кроме этого, специалисты рекомендуют проводить телеинспекцию регулярно, в профилактических целях.

Процесс диагностики выглядит таким образом: видеокамеру перемещают по трубе и посредством кабельной связи передают данные из неё на монитор. Также можно записать данные на цифровой либо аналоговый носитель.

Камера помещается в герметичный корпус, исключающий попадание влаги на оборудование. Возможно изготовление корпуса во взрывозащищенном исполнении. Камера должна обладать хорошей фокусировкой и системой наведения.

Чтобы обеспечить надлежащее качество работы всех элементов системы, необходимо вместе с камерой перемещать мощный источник света, расположенный на специальном транспортном модуле. Так оператор сможет хорошо рассмотреть все участки трубопровода, точно определить вид повреждения и способ его устранения.

Схема работы проталкивающей колесной системы

Система телеинспекции обладает серьёзными преимуществами, аргументирующими её использование:

при совершении диагностики не требуется выкапывать и демонтировать участок или даже всю систему трубопровода;
точное определение места неполадок или дефекта/брака в трубе;
исследование трубы не занимает много времени и потому может быть проведено прямо после установки трубопровода в присутствии заказчика;
доступ к изучению водяных скважин.

Видеодиагностика (телеинспекция) труб канализации на объекте (видео)

Когда необходима процедура?

Область применения телеинспекции включает в себя целый ряд возможных ситуаций, с которыми можно столкнуться в процессе установки и эксплуатации трубопровода. Например, при сдаче заказчику проложенных труб. Сознательный работодатель прежде всего будет заинтересован в предварительной проверке труб на смещение оси по вертикали и горизонтали, герметичность стыков и целостность материала трубы.

При подключении водопровода к сети, водоканал может затребовать отчёт по выполнении технических условий на врезку. Образец видеоотчёта с результатами инспекции существенно облегчит бумажную волокиту.

Несанкционированные врезки также проверяются методом телеинспекции при проверке на просвет. Исследование может быть проведено для самых различных коммуникаций: дренажа, хозяйственной канализации, внутренней канализации зданий (стояки, водостоки), водопроводных труб и теплотрассы, газопроводов, вентиляций.

Диагностика дренажных систем

При возникновении частых засоров в канализации и подозрении на посторонний предмет (кирпич, арматура, пиломатериалы и т.д.), возможности пролома или смещения труб – система телеинспекции выступает незаменимым помощником.

Система телеинспекции применяет следующее оборудование для обеспечения её нормальной работы:

основная камера для передачи изображения на монитор;
проталкивающий шнур либо колесный робот, обеспечивающие перемещение камеры;
провода и коммуникации камеры с устройством вывода;
непосредственно монитор, отображающий состояние трубопровода;
светодиоды для освещения зоны осмотра;
датчик расстояния, с помощью него фиксируется протяженность необходимых ремонтных работ;
встроенный или переносной носитель информации для записи показаний с камеры.

Оборудование для вывода информации представлено жидкокристаллическими современными цветными мониторами с возможностью передачи чёрно-белого изображения. Камера оснащена центрирующими сферами, которые обеспечивают её движение строго по центру трубы. Всё оборудование приспособлено к работе в условиях повышенной влажности и загрязненности.

Разновидности телеинспекционных систем

Для диагностики трубопроводов еще не подключенных к системе водоснабжения и незаполненных применяют колесное проталкивающее оборудование. В случае возможности наличия в сети воды необходимо использовать плавающее оборудование. Большинство систем снабжены лебедкой с электросчетчиком для определения глубины погружения и местоположения видеокамеры.

Можно выделить 4 типа систем диагностики труб:

переносная проталкивающая система. Имеет жесткий кабель, для проталкивания оператором видеокамеры по трубе. Одновременно кабель является и средством электропитания для видеокамеры, а также передачи информации на экран;
камера с дистанционным управлением. Такая система подразумевает наличие видеокамеры с высоким качеством записи изображения, мощной подсветкой и большим углом обзора. Перемещение происходит посредством самоходного транспортера, который управляется оператором;

сателлитные камеры. Помимо основной видеокамеры, такая система имеет несколько вспомогательных. Они предназначены для телеинспекции разветвлений в трубах;
специальное оборудование. Таким является беспроводное оборудование, а также устройства для наблюдения в глубинных скважинах.

Особенности процедуры и результаты диагностики

Проведение телеинспекции допускается в трубах диаметром от 150 до 1000 миллиметров. Камера может быть закреплена на кабеле длиной до 250 метров, это позволяет исследовать объекты на глубине и протяженные участки труб. Уже сейчас разрабатываются технологии, которые обеспечат проведение телеинспекции на расстоянии свыше 500 метров.

Для проталкивающих колесных систем предусмотрен набор колес с разным диаметром для изменения конфигурации оборудования и угла обора камеры. Для освещения рекомендуется применять светодиоды мощностью не менее 2х500 люмен.

По окончании процесса телеинспекции можно получить следующие результаты:

Эффективный мониторинг состояния канализации и других трубопроводных систем позволяют осуществлять высокотехнологичные роботы для телеинспекции трубопроводов (другое название — краулеры). Автоматизированные устройства используются для дефектоскопии труб сравнительно большего диаметра, чем трубы, обслуживаемые с помощью проталкиваемого оборудования (условный проход — от 100 до 1200 мм). Кроме того, водозащищенный, наполненный азотом корпус устройств позволяет применять их в частично заполненных системах трубопроводов без рисков повреждения данного оборудования.

Особенности комплектации

Основные элементы роботизированной системы:

Краулер для телеинспекции — роботизированное устройство, состоящее из самоходной тележки и головки видеокамеры. В зависимости от модели камера может быть зафиксирована на пантографе, что расширяет возможности видеосъемки.
Кабельный барабан (с ручным или электрическим приводом): обеспечивает погружение камеры в трубу, помимо этого, кабель объединяет камеру и пульт управления, позволяя задавать и регулировать функции краулера с ПК.
Кейс с пультом управления — обеспечивает управление видеокамерой, запись, передачу данных, их цифровую обработку и т. д.

Принцип работы

Роботы для телеинспекции трубопроводов погружаются в трубопровод и извлекаются из него при помощи армированного кабеля. Включенная самоходная техника обеспечивает видеосъемку в непрерывном режиме (также возможна фотосъемка) с мгновенной передачей данных на пульт управления. Благодаря программному обеспечению данные подвергаются цифровой обработке с возможностью графического отображения данных индикаторов, указанием шкал, параметров, результатов измерений, текстовыми комментариями и т. д.

Возможности и преимущества

Широкие конструктивные возможности краулеров для телеинспекции (возможность установки пантографов, системы измерения овальности, смены шасси в зависимости от диаметра трубы, установки дополнительной головки камеры и т. д.).
Надежность и маневренность оборудования (защита корпуса, устойчивость, самонивелировка, поворачивание и т. д.).
Точность и максимальный объем получаемых данных — благодаря возможностям самой камеры и подключаемым системам обработки данных.
Более широкая зона досягаемости, чем у проталкиваемых систем (длина кабеля до 200 м).
Широкий объем функций (дополнительная подсветка, ручной и полностью автоматизированный автофокус, автонастройки поворота головки камеры и т. д.).
Большой выбор программного обеспечения для работы с данными и их обработки.
Широкие возможности комплектации дополнительными установками (фотопринтер, DigiPress-система и т. д.).
Вариативность (в зависимости от серии) — системы мобильные и встроенные в пространство транспортного средства (как правило — микроавтобуса).

Оборудование для телеинспекции "Профоборудование запись закреплена

Роботы для телеинспекции трубопроводов

Эффективный мониторинг состояния канализации и других трубопроводных систем позволяют осуществлять высокотехнологичные роботы для телеинспекции трубопроводов (другое название — краулеры). Автоматизированные устройства используются для дефектоскопии труб сравнительно большего диаметра, чем трубы, обслуживаемые с помощью проталкиваемого оборудования (условный проход — от 100 до 1200 мм).
Показать полностью. Кроме того, водозащищенный, наполненный азотом корпус устройств позволяет применять их в частично заполненных системах трубопроводов без рисков повреждения данного оборудования.

Основные элементы роботизированной системы:

Краулер для телеинспекции — роботизированное устройство, состоящее из самоходной тележки и головки видеокамеры. В зависимости от модели камера может быть зафиксирована на пантографе, что расширяет возможности видеосъемки.
Кабельный барабан (с ручным или электрическим приводом): обеспечивает погружение камеры в трубу, помимо этого, кабель объединяет камеру и пульт управления, позволяя задавать и регулировать функции краулера с ПК.
Кейс с пультом управления — обеспечивает управление видеокамерой, запись, передачу данных, их цифровую обработку и т. д.

Оборудование для телеинспекции "Профоборудование запись закреплена

Основные характеристики систем телеинспекции

К основным характеристикам, определяющим функциональные возможности систем телеинспекции трубопроводов, можно отнести:
-наличие у ТВ-робота приводного самоходного движителя,
-диапазон диаметров обслуживаемых трубопроводов,
Показать полностью.
-протяженность обследуемого участка,
-наличие системы поворота телекамеры,
-качество цветного видеоизображения и
-система документирования результатов телеинспекции.

Наличие приводного самоходного движителя обеспечивает перемещение ТВ-робота в трубопроводе. В зависимости от мощности и типа движителя (гусеничный или колесный), а также конструкции и материала колес роботы имеют ту или иную проходимость. При больших отложениях в канализационных или водосточных трубопроводах может забуксовать даже самый неприхотливый самоходный ТВ-робот, поэтому сильно засоренные канализационные и водосточные трубопроводы перед телеинспекцией рекомендуется промывать.

Оборудование для телеинспекции "Профоборудование запись закреплена

Самоходные роботы для телеинспекции

Широкое применение ТВ роботов для телеинспекции трубопроводов определяется, прежде всего, реальной необходимостью и ощутимым экономическим эффектом от их внедрения в коммунальной службе городов. По имеющимся оценкам, годовой экономический эффект от применения инспекционных и ремонтных ТВ-роботов приблизительно в 2 раза превосходит их стоимость.

В СССР инспекционные ТВ роботы для водопроводных и канализационных сетей до 1991 г. не производились. Это объясняется отсутствием в прошлом должного внимания к проблемам коммунального хозяйства. Однако высокий научно-технический потенциал специализированных российских предприятий позволил им в начале 90-х гг. быстро наверстать упущенное.

Оборудование для телеинспекции "Профоборудование запись закреплена

Зачем проводить телеинспекцию труб

Ветхость и аварийность значительной доли трубопроводов коммунального водного хозяйства требуют соответствующих решений со стороны ремонтно-эксплуатационных служб Водоканалов и администраций населенных пунктов, областей и регионов. Приведение трубопроводов в нормативное состояние в наше время крайне трудно, поскольку для этого нужны соответствующее финансирование, время и подготовка кадров. Комплекс необходимых для этого мероприятий включает много уровней и направлений, начиная от улучшения механизации эксплуатационных бригад и кончая созданием соответствующих САУ и АСУ ТП как систем подачи и распределения воды (ПРВ), так и систем сбора и отведения сточных вод (СОВ). Но без объективной (а во многом и оперативной) информационной базы данных, которую могут дать только инспекционные ТВ роботы, не может эффективно работать ни ремонтно-реновационная бригада, ни АСУ ТП систем ПРВ или СОВ. Без ТВ роботов невозможна ни полноценная паспортизация эксплуатируемых трубопроводных сетей, ни адресная оценка внутреннего состояния эксплуатируемых трубопроводов, ни самоконтроль ремонтников или строителей, ни тем более адекватная приемка эксплуатационными организациями санированных или вновь построенных трубопроводов.

Читайте также: