智能机器人“下海”水下检修不再难

   2023-05-01 10:56:32 网络730
核心提示:7月的黄海之滨,水面波涛万顷,一排排百米高的白色风机迎风摇曳。水下暗流涌动,硕大的风机桩直插海底,一个黄色的方形机器人正吸附在风机桩上,完成它的又一次水下巡检作业。 月薪20万的工作无人问津茫茫无际的大海上,每天都有许多的船只穿梭航行。水

智能机器人“下海”水下检修不再难

7月的黄海之滨,水面波涛万顷,一排排百米高的白色风机迎风摇曳。水下暗流涌动,硕大的风机桩直插海底,一个黄色的方形机器人正吸附在风机桩上,完成它的又一次水下巡检作业。

月薪20万的工作无人问津

茫茫无际的大海上,每天都有许多的船只穿梭航行。水面以上,这些船只乘风破浪,威风凛凛;而水面以下,各种隐患暗处潜伏:船体焊接裂缝、海水侵蚀受损……这些细小问题往往意味着后患无穷。

出现了这些问题怎么办?最直接的方式,就是把船拉进船坞进行维修。但对于船只在航行过程中遇到的急需修复的问题,这种方法显然是不适合的。因此,人们想到在水下修复船只。1802年,一位名叫汉弗莱的学者发现电弧能在水下连续燃烧,这为水下焊接创造了可能。

经过多年发展,水下焊接形成干法、湿法和局部干法三种主要方式。其中,湿法焊接是三者中应用最多的技术,但其缺陷在于水具有导电性,安全性较差。

目前,水下焊接的实现在现阶段还是依靠人力。焊接工作本身就是一个辛苦的职业,更何况是在水下进行焊接,其难度不言而喻。工人们往往需要经过专业的潜水培训,下水前,焊条焊机、潜水头盔、潜水服、铅块腰带、空压机、氧气瓶、对讲机等全部都要配备齐全。在水下,他们不仅要面临高水压和温度的挑战,如果水质污浊,还会成为“睁眼瞎”。

2019年12月,作为南通大学的一名学生,言淳恺跟随指导老师在南通开沙岛船舶海工企业考察时,了解到水下人工焊接的种种不便。“行业内能够下水检修的专业人员非常少。中国船级社今年公布的数据,国内持有无损探伤水下焊接证书的人不超过150个,这导致船舶检修行业存在巨大的人力资源缺口。即使开出20万的月薪,能做、愿意做的人也很少。”言淳恺感慨道。

面对行业严峻的现实以及企业的需求,言淳恺在老师的指导下组建学生科研团队,提出解决设想,设计研发出一款能代替人类下水检修的机器人。

多项创新助力水下自主检修

带着这样的想法,团队成员首先对市面上的水下检修机器人做了调查。他们发现,在国内能够将检测和焊接技术融于一体的水下检修设备是业内的一个重要研究方向,存在一定技术难度的同时,市场前景广阔。

从2020年2月开始,团队一头扎进了水下自主检修机器人的研究开发中。

机器人进行水下作业的首要步骤是进行目标识别。系统会根据图片原理,基于先验机制,依次划分海底线和目标结构件,实现粗定位。

“我们曾经去江苏海上龙源风力发电有限公司(以下简称龙源)进行实地考察,发现海底的水比较浑浊,直接影响到水下能见度。”言淳恺说。为了解决这个问题,团队在原有的视觉识别基础上,运用声呐增强声信号,并且在机器上添加辅助光源和偏振片,在后期图像上也做了增强处理。

由于长时间的浸泡,风电桩基础和船只底板的表面会有海洋生物附着,因此目标识别结束后需要用高压水射流清理表面后再进行无损探伤。一开始,团队尝试用单一的超声波技术进行探伤,但效果不佳。后来,他们将超声波和视觉探视相结合,有效提高了探伤精度。

检修完毕后,就需要进行焊接。实际作业时,水下能见度很低,因此水下焊接往往十分依赖经验。工人一手拿着焊条一手拿着焊机,自主把控焊接的角度和力度,如果稍不留神,手套就会被烫坏。

在智能水下检修机器人的研发过程中,团队利用结构光来增强焊缝特征,以便摄像头快速找到缺陷处,离线焊缝跟踪后进行焊接作业。

“因为操作相对繁琐,我们在湿法焊接方面耗费了将近一年的时间。”言淳恺说道。通过不断试错推演,团队终于克服了水下焊接修复的难点,实现了水深小于5米的稳定焊接作业。

有望运用于更多场景中

在今年5月份的“挑战杯”全国大学生系列 科技 学术竞赛江苏省赛中,“智能水下检修机器人”从706个项目中脱颖而出,荣获江苏省特等奖并且入围国赛。由于一代设备作业时稳定性欠佳,团队成员听从专家建议,对一代设备进行了改进升级,主要针对面向海上风电桩基础的检修设计吸附固定装置。

“机器人水下作业时,水流影响较大,最初,我们设计了2个臂,通过磁吸附的方式将机器人固定于风电桩。通过实验,发现稳定性还有待提高。于是在机器人下方位置增加了1个臂,并将3个臂设计为可前后伸缩,三角形的构造让机器人更稳定。”指导老师、南通大学教师杨慧说。

改进后的第二代机器人,相较于一代有了不少改进,那么走出实验室,在实际检修工作中,它能不能为海工企业带来惊喜?

在龙源考察时,杨慧了解到,该公司的维修人员并不具备水下维修资质,因此无法对水下部分进行定期检修,只能被动地等风电桩出现问题后,把风电机组关停再进行维修。与龙源携手后,团队的智能水下检修机器人帮助龙源进行海上风电桩基础的水下巡检,发现了多处轻度腐蚀。

今年上半年,团队又与大连中远海运海事工程技术有限公司南通分公司合作,对万吨级船舶进行检修,大大提高了检修作业效率,在船侧板的检修中发挥了重要作用。

“海洋工程产业已涉及油气、风电等多个领域,对人类 社会 经济生活的影响日益广泛和深入,将人工智能成功运用于船舶行业能够有力推动海工装备产业的高质量发展。目前设备服务对象主要针对船体和海上风电桩,未来有望延伸至核电站塔架等多种场景中。”杨慧说。

编辑/范辉

汽车被水淹了怎么维修

水泵经常出现的问题有:无法启动,水泵发热,流量不足,吸不上水。

1、无法启动

水泵维修常见故障,这个时候你应该先检查一下电源供电情况:这个时候就可以看一下接头连接是否牢靠同时也要看一下它的开关接触是否紧密看看保险丝是否熔断三相供电的是否缺相等。比如说有发现你的电源如有断路、接触不良、保险丝熔断、缺相,这个时候就要对它进行修复,如果不是这些问题那么就有可能是水泵自身的机械故障。

常见的原因有:填料太紧或叶轮与泵体之间被杂物卡住而堵塞泵轴、轴承、减漏环锈住泵轴严重弯曲等。解决方法就是放松填料,疏通引水槽这样就可以拆开泵体清除杂物、除锈拆下泵轴校正或更换新的泵轴。

2、水泵发热

原因:有可能是轴承损坏也可以可能就是滚动轴承或托架盖间隙过小这样就会出现泵轴弯曲或两轴不同心如果是胶带太紧缺油或油质不好叶轮上的平衡孔堵塞,叶轮失去平衡,增大了向一边的推力。解决方法:更换轴承拆除后盖,在托架与轴承座之间加装垫片。

3、流量不足

一般来说像动力转速不配套或皮带打滑,使转速偏低轴流泵叶片安装角太小扬程不足,管路太长或管路有直角弯吸程偏高底阀、管路及叶轮局部堵塞或叶轮缺损出水管漏水严重。

解决方法:那么就可以考虑对它进行恢复额定转速,同时还要记得清除皮带油垢,调整好皮带紧度调好叶片角,这样做才能降低水泵安装位置,缩短管路或改变管路的弯曲度密封水泵漏气处,压紧填料清除堵塞物,更换叶轮更换减漏环,堵塞漏水处。

4、吸不上水

水泵维修常见故障比如说像泵体内有空气或进水管积气,或是底阀关闭不严灌引水不满、真空泵填料严重漏气,闸阀或拍门关闭不严。那么它的解决方法:首先要把水压上来,再将泵体注满水,然后再开机才行。

同时还要记得检查逆止阀是否严密,管路、接头有无漏气现象,比如说你有发现有漏气,拆卸后在接头处涂上润滑油或调合漆,一定还要记得对它拧紧螺丝。

检查水泵轴的油封环,如磨损严重应更换新件。管路漏水或漏气。那么就有可能是你在安装时螺帽拧得不紧。若渗漏不严重,可在漏气或漏水的地方涂抹水泥,或涂用沥青油拌和的水泥浆。

扩展资料:

水泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体,使液体能量增加,主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等。

也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。水泵性能的技术参数有流量、吸程、扬程、轴功率、水功率、效率等;根据不同的工作原理可分为容积水泵、叶片泵等类型。容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量;叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量,有离心泵、轴流泵和混流泵等类型。

离心泵的一般特点

(1)水沿离心泵的流经方向是沿叶轮的轴向吸入,垂直于轴向流出,即进出水流方向互成90°。

(2)由于离心泵靠叶轮进口形成真空吸水,因此在起动前必须向泵内和吸水管内灌注引水,或用真空泵抽气,以排出空气形成真空,而且泵壳和吸水管路必须严格密封,不得漏气,否则形不成真空,也就吸不上水来。

(3)由于叶轮进口不可能形成绝对真空,因此离心泵吸水高度不能超过10米,加上水流经吸水管路带来的沿程损失,实际允许安装高度(水泵轴线距吸入水面的高度)远小于10米。如安装过高,则不吸水;此外,由于山区比平原大气压力低,因此同一台水泵在山区,特别是在高山区安装时,其安装高度应降低,否则也不能吸上水来。

轴流泵的工作原理

轴流泵与离心泵的工作原理不同,它主要是利用叶轮的高速旋转所产生的推力提水。轴流泵叶片旋转时对水所产生的升力,可把水从下方推到上方。

轴流泵的叶片一般浸没在被吸水源的水池中。由于叶轮高速旋转,在叶片产生的升力作用下,连续不断的将水向上推压,使水沿出水管流出。叶轮不断的旋转,水也就被连续压送到高处。

离心泵型号、品种规格及其变型产品在农用泵中是最多的。根据水流入叶轮的方式、叶轮多少、泵身能否自吸以及配套动力大小和动力品种等,离心泵有单级单吸离心泵、单级双吸离心泵、多级离心泵、自吸离心泵、电动机泵和柴油机泵等。

1、单级单吸离心泵

老的泵型号有BA、B型单级单吸离心泵,80年代,我国根据国际标准和排灌机械实际情况,对离心泵产品进行更新换代研制工作,并生产IB型、IQ型单级离心泵系列产品,已列为国家专业标准和行业标准。

单级单吸离心泵,水由轴向单面进入叶轮,叶轮只有一个,因此称为单级单吸离心泵。其特点是,与混流泵、轴流泵相比,扬程较高,流量较小,结构简单,使用方便。

IQ型单级单吸离心泵(又称轻小型离心泵)是针对国国情并满足用户提出结构简单、重量轻、价格低、性能好和配套方便的要求而设计的,共有84种产品,分3个派生系列,413个规格型号。

(1)性能范围 泵口径50~200毫米,流量12.5~400立方米/时,扬程8~125米,配套动力有柴油机直联、皮带传动,电动机直联,功率1.1~110千瓦,转速1450~2900转/分。

(2)结构型式 轻小型离心泵为轴向吸入单级单吸悬架式离心泵,泵体后开门,出口位于中心向上,后盖为压嵌式,轴承体与泵体直接联结,泵脚位于泵体下方,轴承用黄油润滑,轴封分为软填料、机械密封、橡胶油封三种。

叶轮均为闭式,传动分为联轴器传动和皮带传动两种。泵叶轮转向:从泵进口方向看,叶轮转向为顺时针,当泵与柴油机直联传动时,为逆时针。泵出口可装置手动泵,可去掉底阀,减少水力损失,并能使泵自吸。

2、单级双吸离心泵

它是从叶轮两面进水的单级双吸离心泵,因泵盖和泵体是采用水平接缝进行装配的,又称为水平中开式离心泵。与单级单吸离心泵相比,效率高、流量大、扬程较高。但体积大,比较笨重,一般用于固定作业。适用于丘陵、高原中等面积的灌区,也适用于工厂、矿山、城市给排水等方面。

单级双吸离心泵有S型、Sh型、SA型、SLA型几种型号,S型与Sh型的区别是,从驱动端看,S型泵为顺时针方向旋转,Sh型为逆时针方向旋转。SLA型为立式单级双吸离心泵。

S型泵性能范围流量160~18000立方米/时,扬程12~125米,进水口直径150~1400毫米,转速2950、1450、970、730、585、485、360转/分。

(1)D型泵性能范围 流量6.3~720立方米/时,扬程16~600米,进水口径:50、75、100、125、150、200毫米,其中50~125毫米泵型为高转速2950转/分,150~200毫米泵型转速为1480转/分。

(2)结构型式 D型多级离心泵为卧式多级(2~12级),叶轮为单吸,泵体为分段式。当首级叶轮为双吸时,用DS表示,当同时规定有两种转速时,低速用DA表示,用于锅炉给水的多级离心泵,用DG表示。

3、自吸离心泵

自吸泵是靠泵自身的特殊结构而产生自吸作用的单级单吸离心泵,称为自吸离心泵。和普通离心泵相比,在泵体结构上有显著差别:一是泵进口位置提高,有时还装上吸入阀;二是在出水侧设置了一个气水分离室。

泵外自吸泵,是在泵外加有自吸装置,如带有旋涡泵、水环真空泵、射流泵以及手动泵等。

自吸泵与普通离心泵相比,具有结构紧凑、使用操作简单,不但省去了起动前灌大量引水的麻烦,也省去了进水管低阀,减少了进水阻力,增加泵的出水量,但与同规格的普通离心泵的效率相比要低3%~5%。自吸泵较多的是应用在轻小型喷灌机组和管道灌机组上。

参考资料:

百度百科——水泵

 海底管道维修技术

立即熄火不重启

车辆长时间在水中浸泡,只要不再发动车辆问题就不大。因为水的体积不可压缩,当气缸里进水后,存水会在活塞压缩过程中将气门、缸盖顶坏。而一旦出问题很可能就要大修,修复费少则几千,多则数万;而且这种人为过失,保险不会理赔。

所以遇到大水,确定车辆无法行进时,请立即熄火,并不再启动车辆。只要车主购买了车辆损失险,车子进水后就可以给保险公司打电话。

车损险规定,因雷击、暴雨、洪水、涝灾、海啸等造成损害,机动车的全部损失或部分损失,将由保险公司负责赔偿。不过,很多驾驶人在涉水时车突然熄火之后,会强行再次打火,致使发动机损坏,这样的损失保险公司是不负责赔偿的。保险及施救接下来要做的是立刻向保险公司报险(前提是必须投保了车损险),超过48小时不报险的,保险公司是可以拒绝赔付的(因车在水中浸泡过久而造成零件受损,理赔时保险公司也会以车主施救不及时而拒赔或少赔)。

在施救车辆到来之前,如果在车库,首先是抽水,而不能盲目打开已经密封并停稳的车辆,就地等待救援。如果是行进中,可在车内将档位挂在空档,车主可以打开玻璃出来,将车辆人力推离涉水区。千万不要随意打开车门,避免造成内部进一步浸水。

如果4S店、修理厂的拖车不能及时赶来的话,不妨向保险公司要求施以拖车救援。相关知识车险里有一种专门针对发动机的险种叫涉水险。涉水险还叫发动机特别损失保险,保险车辆在积水路面涉水行驶或被水淹后致使发动机损坏可给予赔偿,赔付金额少则几百多则上万。

但现在市面上的保险公司基本都无此险种。也就是说,如果没有涉水险,保险公司是不会赔发动机的损失,但是发动机的附件会赔,比如发电机、空调泵等;再有包括内饰的晾晒和电子元件的损失,也是会赔偿的。

综上所述,车被淹了之后,不要慌张,只要按照上面的方法冷静的面对,在被淹后积极施救,将损失降到最低,积极地配合保险公司查勘定损,还是会非常方便快捷地体会到理赔服务的。

目前,国际常用的海底管道维修技术,主要有水下干式维修法和水下湿式维修法。该项目重点研制适合渤海大油田海底管道维修作业的水下干式管道维修系统:其最大作业水深为60m;干式舱内可容纳3~5人作业;能够在水质混浊的海区对6″~24″的海底管道进行干式高压焊接维修或其他机构连接器维修。

整个水下干式管道维修系统主要包括:水下干式压力维修作业舱、甲板吊放回收系统、潜水作业支持系统和舱内管道维修设备及工具。图15-28为系统作业示意图。

一、水下干式维修舱

(一)总体设计

按照课题任务要求,参考国外相应系统结构型,水下干式舱系统总体结构参照SPAR/UWH架舱一体形式,基架和舱体为一体结构,干式舱安装于基架内,位置可在基架内进行调节,实现舱管微调对中。基架二端装有机械手,用于管提升、对中和固定。系统配置先进的水下监视、检测、定位、控制和显示等技术。整个系统包括如下子系统:①水下干式舱架结构系统;②舱体调位液压系统;③水下干式舱供电系统;④水下干式舱供配气系统;⑤水下干式舱综合监控系统;⑥水下干式舱内生命支持系统。

(二)高压干式工作舱

水下干式压力维修作业舱由以下系统组成:干式舱基架就位及管子提升系统、干式舱对中移动系统、管子提升系统、舱内生命支持系统、人员运送舱及对口系统、维修舱的吊放及水下就位系统、供气系统、维修监视系统、通讯及信息传输系统等。

图15-28 系统作业示意图

干式舱基本结构形式,见图15-29、15-30。

图15-29 干式舱维修系统立视图

图15-30 干式舱维修系统侧视图

主要研究内容包括:水下干式作业舱;潜水作业支持系统;水面作业支持系统;水下定位系统;海底管道提升系统;海底管道封堵;海底管道切割设备;海底管道对中调整系统;干式高压焊接技术和设备;无损检验技术和设备;污染物、废气的处理与回收;水下监视、通讯系统;自动控制和应急保障系统。

1.干式舱结构

干式舱结构包括干式舱壳体、人员出入舱口、卡管装置和密封结构,舱内设备及外部防护结构。主结构型式及主尺度为:主舱型长3~6m,型宽2.5~3.5m,高3~4m,舱壁为平板结构。一端顶部布置成一个与人员运送舱对接的出入口,干式舱内顶部设有若干水密舱柜。下部为敞开式,两端居中开有可卡管并密封的卡口,卡口中心高度距干式舱基线1.5m左右。

2.人员输送舱(潜水钟)

主要功能为:①将从事水下作业的人员由水面工作母船送至水下工作舱中,完成有关作业后将人员由水下工作舱送回水面工作母船;②最大工作深度为60m,一次运送人员3~5名;③本舱可兼作小型器材的运送工作。

(三)潜水及生命支持系统

见图15-31所示。

图15-31 深潜系统主要配置

二、密封技术

单层管结构的海底管道采用国外管道封堵技术(集成),同时,研究双气囊内涨式管道封堵技术。

双层管结构的海底管道将借鉴国外单层管开口封堵技术,研发双层管环行空间开孔封堵技术,实现在干式舱内的实际应用。

三、水下高压干式焊接技术

目前在国外海底管道维修实际作业中,主要采用高压轨道TIG焊接系统进行水下干式焊接,如Aberdeen Subsea Offshore Ltd的OOTO系统、Comex公司的THOR-1系统、STATOIL的IMT系统。

本课题将借鉴国外成熟的水下干式焊接技术,研发高压TIG和高压MMA焊接的焊接工艺和专用焊接设备及消耗材料等等。

以上就是关于智能机器人“下海”水下检修不再难全部的内容,如果了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!

 
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