Kongsberg Ferrotech推出用于海底管道修复的水下 3D 打印机

摘要：近日，挪威公司Kongsberg Ferrotech正在利用最新的 3D 打印技术，通过新型Nautilus来进行海底管道维修......

aau讯（编辑 吴昕烜）众所周知，修复海底管道是一项困难、昂贵且耗时的工作。根据损坏的严重程度，受损的海底管道可能需要完全关闭。为了减少这些维修带来的不便，挪威公司Kongsberg Ferrotech正在利用最新的3D打印技术，通过新型的Nautilus来进行海底管道维修。

Kongsberg Ferrotech 开发了一种用于海底管道维修的机器人 3D 打印解决方案。

传统的海底修复方法

据了解，即使在轻微损坏的情况下，也需要用远程控制的水下航行器（ROV）来评估受损的管道。潜水员必须疏浚损坏处周围的海床，且必须将管道的表面清洗干净（可能包括铣掉焊接的表面），然后把夹子降低并固定好，这通常由潜水员手动完成。

若假设受损管道处于最佳情况，但如果受损管道的长度较长，这一过程将变得更加艰巨和紧张。如果管道的损坏已经超过了轻微的程度，可能需要将受损的管道长度全部拆除和更换。

虽然损坏的海底结构问题很困难，但这种传统的解决方案有很多缺点。该过程使用不同的部件进行评估和修复，增加了该过程的时间，降低了其成本效益。此外，传统方法在很大程度上依赖于潜水员的人工辅助，这在深海条件下是有问题的，因为潜水员在修复后需要花几个小时来避免减压病。在海床上进行疏浚和挖掘也会被认为是对环境的破坏。

Kongsberg Ferrotech的水下3D打印解决方案

基于此，专门从事海底机器人技术的挪威公司Kongsberg Ferrotech已经设计了一种产品，将于2022年发布，以简化和改进这种维修方法。

该公司的产品将能够使用一个机器人来评估管道的完整性，进行维护，并修复损坏。这一创新是行业内的首创，是通过水下3D打印机实现的。

据该公司介绍，Nautilus机器人是一种工具，可以容纳、排泄、检查和修复有缺陷的管道部分。该设备与部署它的船舶上的控制中心相连。这种将数据从机器人传输到水面上团队的方法，将最大限度地减少整个检查和维修过程中需要的潜水员数量。

机器人通过起重机被降到管道的受损部分。该机器使用清管器检查，以尽量减少海床的挖掘。这减少了所需的人工、准备时间和对海床的环境破坏。

清管是一种最初用于在不关闭管道的情况下清洁管道的方法，包括将称为“清管器”的设备插入管道。当清管器在管道中移动时，它们"在移动过程中刮擦管道的两侧，清除污物和碎片"（Inspectioneering，n.d.）。如果清管器具有数据收集能力，那么，清管器就可以穿过管道，检测管道中的缺陷，准确地指出损坏的区域。

利用这种检查方法，Nautilus需要应用的区域被缩小到非常具体的位置。这种检查方法是所需疏浚量最小的原因。这也意味着，机器人内部的尺寸并不限制它可以修复的小缺陷。

一旦Nautilus被放到观察到的缺陷上，机器人就会自动夹住管道并排出其内部的水。这给机器和从船上进行维修的检查人员提供了一个干燥的工作空间，使3D打印维修得以进行。

一旦内部环境中的水被排干，Nautilus就会去除管道部分的涂层。在这个过程中，真空机制仍然是开启的，因此，在移除过程中造成的碎片被送到船舶的甲板上，由团队收集。

在这一移除过程之后，表面准备粘上新的涂层。这个涂层是由一台圆形的3D打印机施加的，将管道包裹起来。3D打印机沿着管道的长度“行驶”，将其完全覆盖。机器人内部的摄像头使控制室的工作人员能够观察和控制这一过程。

一旦涂上新的涂层，3D打印机上的扫描器就会利用管道检测的数据，准确地指出损坏的确切区域。然后使用3D打印机在这个区域涂上溶液，以防止进一步的泄漏。然后，一个碳纤维复合材料被包裹在泄漏处，完成修复。Nautilus释放密封圈并返回到表面。

3D打印在海底修复中的创新

使用增材制造技术来维修海底管道是一个新的想法，Kongsberg Ferrotech的Nautilus是第一个这样的产品。该技术只有利用真空才能实现，为打印机提供一个干燥的工作场所来进行维修。

这项创新优化了短期内用于海底管道维修的时间、金钱和资源，也提高了长期检查和维修的成本效益。使用该设备可以延长海底管道的使用寿命，这意味着更换旧管道所产生的成本将大大降低。

这一进步技术为Kongsberg Ferrotech赢得了石油展ADIPEC颁发的年度突破性技术项目奖。据合作方Equinor的增材制造负责人Brede Lærum表示：“Kongsberg Ferrotech计划最早在2022年提供基于3D打印的服务和维护。”

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