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國家電網(wǎng)公司與三家公司合作完成了這一項(xiàng)目：Premtech公司繪制了地圖，為機(jī)器人進(jìn)行地下跟蹤創(chuàng)建了GPS導(dǎo)航，并設(shè)計(jì)了投放和回收裝置以及測(cè)試裝置；管道工程師通過一系列復(fù)雜的計(jì)算將測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)化為相關(guān)數(shù)據(jù)，Synthotech公司，為這個(gè)世界首創(chuàng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和制造了特殊機(jī)器人。

英國國家電網(wǎng)公司利用管道機(jī)器人檢測(cè)裝置，詳細(xì)了解了管道工程的狀況，獲得了可靠的數(shù)據(jù)。有了檢測(cè)機(jī)器人，管道的運(yùn)行管理、維護(hù)和更換更具成本效益，并減少了對(duì)社區(qū)的破壞。檢測(cè)機(jī)器人現(xiàn)已投入運(yùn)營，預(yù)計(jì)在20年內(nèi)可節(jié)省成本超過6000萬英鎊。不僅節(jié)約財(cái)政資源，每年還可降低約2000噸的碳排放，相當(dāng)于英國近500戶家庭的碳排放量。

設(shè)計(jì)這個(gè)創(chuàng)新的機(jī)器人用了兩年時(shí)間。最終的設(shè)計(jì)必須能承受高壓輸氣管道內(nèi)的條件。天然氣在高壓力下呈液態(tài)，因此流體動(dòng)力學(xué)很重要。當(dāng)天然氣流量達(dá)到峰值時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)200公斤的力在推動(dòng)機(jī)器人，因此機(jī)器人必須有很高的強(qiáng)度，同時(shí)還具有彈性。

項(xiàng)目工程師最初從大自然——海豚身上獲得靈感，為機(jī)器人創(chuàng)造出最具活力的外形，以及在高流速條件下使用的特殊皮膚。而隨著項(xiàng)目的進(jìn)展，研究小組意識(shí)到機(jī)器人較大的底盤影響了其靈活性。重新設(shè)計(jì)后，采用了雙底盤模塊的方法，兩個(gè)定制的底盤將所有的電子裝置保護(hù)起來。這樣設(shè)備可以在狹小的幾何空間穿行。機(jī)器人利用磁道（正在申請(qǐng)專利）附著在管壁上，它能沿著管道的側(cè)面向上行進(jìn)，避開障礙物，而不僅僅是沿著管道底部移動(dòng)。

如果沒有超強(qiáng)的金屬底盤來支撐所有的控制系統(tǒng)、電子設(shè)備和攝像裝置，則這個(gè)機(jī)器人檢測(cè)裝置就不可能實(shí)現(xiàn)。機(jī)器人必須能經(jīng)受它遇到的任何情況，這一點(diǎn)至關(guān)重要，尤其是當(dāng)它拖著一條經(jīng)過特別設(shè)計(jì)、長(zhǎng)100米的臍帶纜時(shí)。臍帶纜包含所有必要的電纜，能夠操作和反饋實(shí)時(shí)圖像。Synthotech公司高級(jí)首席工程師兼研發(fā)負(fù)責(zé)人約翰·懷特解釋了開發(fā)機(jī)器人系統(tǒng)遇到的挑戰(zhàn)，回答了為什么底盤選用了含3.6%鉬的超級(jí)雙相不銹鋼。

“世界上還沒有人設(shè)計(jì)出可在高達(dá)100 barg壓力的環(huán)境中使用的機(jī)器人，管道內(nèi)還有活性氣體，這對(duì)我們來說是個(gè)很大的挑戰(zhàn)。支撐機(jī)器人的底盤的強(qiáng)度也許是它成功的關(guān)鍵”。

“當(dāng)時(shí)有很多材料可供選擇，但我們選擇了一種超級(jí)雙相不銹鋼牌號(hào)--2507，原因有很多。這個(gè)超級(jí)雙相不銹鋼含鉬，提供了我們所需要的強(qiáng)度。這個(gè)不銹鋼牌號(hào)價(jià)格較昂貴，但所獲得的好處證明這個(gè)選材是物有所值的”。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)也考慮過碳鋼等其它材料。但就滿足苛刻的標(biāo)準(zhǔn)而言，所選的含鉬雙相不銹鋼展現(xiàn)出自己的價(jià)值，并在整個(gè)測(cè)試中達(dá)到預(yù)期的效果。

2017年，在對(duì)定制的投放和回收容器進(jìn)行成功試驗(yàn)之后，對(duì)機(jī)器人的測(cè)試工作加速。測(cè)試按照很嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，包括在100 barg的壓力下工作，行進(jìn)100米的距離并同時(shí)收集目視檢查和壁厚測(cè)量數(shù)據(jù)，這對(duì)于機(jī)器人來說肯定不是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的任務(wù)。GRAID機(jī)器人檢測(cè)裝置擁有復(fù)雜的電子和控制系統(tǒng)，包括四個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、一個(gè)臍帶管管理系統(tǒng)、七個(gè)傳輸實(shí)時(shí)圖像的攝像裝置和一個(gè)帶有電磁傳感器的移動(dòng)臂。正是移動(dòng)臂上的這些傳感器測(cè)量出管壁厚度并識(shí)別出任何的腐蝕。

此外，2017年GRAID項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還達(dá)到了另一個(gè)重要里程碑。GRAID管道檢測(cè)機(jī)器人成功地穿行了一個(gè)特制的試驗(yàn)臺(tái)，有90度彎頭、等徑三通和變徑段以及45度傾斜部分。每一次測(cè)試之后，機(jī)器人都被帶回投放容器進(jìn)行目視檢查。機(jī)器人必須能返回投放容器（有時(shí)還要頂著管道中流體），以避免開挖重要管段完成回收任務(wù)這一代價(jià)高昂的做法。2018年末，國家電網(wǎng)天然氣公司對(duì)多個(gè)輸氣站點(diǎn)進(jìn)行了廣泛測(cè)試，確認(rèn)該系統(tǒng)尤其是機(jī)器人，達(dá)到了預(yù)期目的，并準(zhǔn)備投入使用。

GRAID項(xiàng)目最初只是一個(gè)有關(guān)管道的夢(mèng)想，但通過專業(yè)公司的合作和含鉬雙相不銹鋼的使用，這個(gè)優(yōu)雅的機(jī)器人系統(tǒng)變成了現(xiàn)實(shí)。最重要的是，它幫助國家電網(wǎng)公司運(yùn)行著一個(gè)更安全、更可靠、更高效的油氣輸送系統(tǒng)。到目前為止，僅英國實(shí)施采用了這項(xiàng)技術(shù)。然而，這種機(jī)器人檢測(cè)裝置可以用于世界各地帶有無法清管管段的管道系統(tǒng)。這對(duì)天然氣和水資源保護(hù)可能具有重大意義。無論這些精巧的管道機(jī)器人最終結(jié)果如何，鉬都將發(fā)揮重要作用，以確保管道機(jī)器人裝置在充滿挑戰(zhàn)性的環(huán)境條件下具備優(yōu)良的性能。