水下3D打印將于2022年推出？Kongsberg Ferrotech開(kāi)發(fā)Nautilus海底機(jī)器人

導(dǎo)讀：海底蘊(yùn)含著十分豐富的能源，為了能夠方便開(kāi)采，工程師架設(shè)了許多海底管道進(jìn)行運(yùn)輸。然而，當(dāng)這些管道發(fā)生故障、泄露時(shí)，修復(fù)工作往往是個(gè)重大的難題。對(duì)此，挪威機(jī)器人公司Kongsberg Ferrotech 已與 Equinor、SINTEF和 Gassco 聯(lián)手開(kāi)發(fā)用于海底設(shè)備維修和維護(hù)的 3D 打印技術(shù)。

南極熊獲悉，挪威海底機(jī)器人專家Kongsberg Ferrotech透露，公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種海底機(jī)器人系統(tǒng) Nautilus，利用水下3D打印技術(shù)對(duì)海底管道進(jìn)行遠(yuǎn)程操作的復(fù)合維修。Kongsberg Ferrotech希望獲得挪威研究委員會(huì)PETROAKS 2計(jì)劃的支持，為系統(tǒng)添加增材打印功能，使用金屬介質(zhì)修復(fù)缺陷。公司將使用 3D 打印逐層重建損壞的金屬結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)永久性修復(fù)并根據(jù)需要實(shí)施新功能。Kongsberg Ferrotech計(jì)劃在2022年開(kāi)發(fā)并實(shí)施這項(xiàng)技術(shù)。

△Kongsberg Ferrotech 的“鸚鵡螺”水下維修系統(tǒng)。圖片來(lái)自 Kongsberg Ferrotech。

Kongsberg Ferrotech 首席執(zhí)行官Christopher Carlsen 表示，海底機(jī)器人以環(huán)保方式為客戶節(jié)省大量成本和時(shí)間，而且不會(huì)向大海排放。公司的解決方案在過(guò)去五年一直在開(kāi)發(fā)中，將于2021年第三季度開(kāi)始向東南亞市場(chǎng)提供水下復(fù)合材料維修服務(wù)。

△數(shù)字化解決方案

Kongsberg Ferrotech的AM野心

Kongsberg Ferrotech的金屬3D打印項(xiàng)目與Equinor、SINTEF、Gassco和挪威研究委員會(huì)聯(lián)手開(kāi)發(fā)水下維護(hù)、修理和大修（MRO）技術(shù)，旨在對(duì)現(xiàn)有海底管線控制和維修(SFCR) 機(jī)器人進(jìn)行升級(jí)，使他們能夠?qū)�航海管線進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維修。

△用于垂直管道的Oktapus

目前，公司的“Nauticus”機(jī)器人能夠下潛到海中，建立真空并修復(fù)任何破損管道，然后返回海面，不會(huì)留下任何碎片。Kongsberg Ferrotech宣稱，憑借新的“海底 AM使用壽命延長(zhǎng)”技術(shù)，升級(jí)后的 Nautilus可以“顯著延長(zhǎng)多個(gè)航海設(shè)施的使用壽命”。事實(shí)上，雖然公司最初的目標(biāo)是通過(guò) 3D 打印工藝修復(fù)受損的流線，但它也為設(shè)備開(kāi)發(fā)其他功能敞開(kāi)了大門(mén)，這為新領(lǐng)域創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。

△在特隆赫姆峽灣底部測(cè)試機(jī)器人鸚鵡螺3D 打印機(jī)，由 Kongsberg Ferrotech 提供

據(jù)報(bào)道，這項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)通過(guò)了挪威特隆赫姆峽灣的深水復(fù)合材料修復(fù)測(cè)試，Kongsberg Ferrotech表示，預(yù)計(jì)“最早在2022年”將投入商業(yè)應(yīng)用。公司還指出，全球水下維修市場(chǎng)很大，僅挪威大陸架就有超過(guò)10,000 公里的海底管道。當(dāng)前用于水下管道維修和延長(zhǎng)使用壽命的解決方案通常既耗時(shí)又昂貴，并且在許多情況下需要停產(chǎn)。

△Kongsberg Ferrotech 技術(shù)總監(jiān) Torgeir Bræin（左）和總經(jīng)理Christopher Carlsen

Equinor 3D打印負(fù)責(zé)人Brede Lærum稱，3D打印技術(shù)的快速發(fā)展正在創(chuàng)造新的機(jī)遇和市場(chǎng)。這項(xiàng)技術(shù)與Kongsberg Ferrotech機(jī)器人結(jié)合，為海底維修和改造開(kāi)辟了許多令人興奮的新可能性。

△海底3D 打印插圖

水下3D打印技術(shù)

Kongsberg Ferrotech 的技術(shù)基于多功能水下機(jī)器人，這些機(jī)器人提供了一個(gè)完整的工具箱，用于在海底環(huán)境中檢查和維修設(shè)備及組件。通過(guò)遠(yuǎn)程控制技術(shù)，工程師可以利用在機(jī)器人內(nèi)部的監(jiān)控?cái)z像頭觀察并控制修復(fù)工作。

△遠(yuǎn)程控制

Nautilus因?yàn)闄C(jī)器人形狀長(zhǎng)得像鸚鵡螺而得名，可以像貝殼一樣張開(kāi)、合攏。整個(gè)維修過(guò)程包括以下步驟：

• Nautilus包裹住海底管線。
• 將機(jī)器與管道壁之間的海水排出設(shè)備外，并對(duì)管壁表面進(jìn)行處理（去除3LPP圖層）。在去除涂層期間，沖洗系統(tǒng)被啟動(dòng)以回收所有碎屑。
• 在施加涂層之前，機(jī)器將管壁表面粗糙度打磨至SA2.5至3，確保涂層附著力。
• 對(duì)管道壁施加涂層，同時(shí)進(jìn)行質(zhì)量檢查。
• 在缺陷位置啟動(dòng)泄漏修復(fù)解決方案：使用碳纖維復(fù)合材料包裹在預(yù)定區(qū)域，徹底修復(fù)管道泄漏。
• 完成修復(fù)后，Nautilus被回收到水面。
  

△修復(fù)過(guò)程

參考閱讀：

1. Kongsberg Ferrotech skal 3D-printe under vann
2. Subsea 3D Printing Tech Targeted for 2022
3. Kongsberg Ferrotech is introducing 3D printing underwater
4. NAUTILUS (SFCR)
5. DIGITAL SOLUTION
6. UNDERWATER 3D PRINTING TO BE ROLLED-OUT IN 2022?