จุดสำคัญในการตรวจสอบหุ่นยนต์ท้าทายทะเลเหนืออันโหดร้าย

เนื่องจากหุ่นยนต์ทำงานใต้น้ำตลอดเวลา ส่วนประกอบต่างๆ จึงต้องทนทานต่อน้ำทะเล นอกจากนี้ ตลับลูกปืนยังต้องรับน้ำหนักได้มากถึง 500 กิโลกรัม เพื่อให้สามารถหยุดทำงานได้นานที่สุด จึงจำเป็นต้องใช้ตลับลูกปืนที่ทนทานต่อการสึกหรอ

ด้วยตลับลูกปืนโพลิเมอร์ iglidur ® J บริษัท SubC ได้ค้นพบโซลูชันที่ทนทานต่อการสึกหรอสูงซึ่งทำงานได้ดีมากและเชื่อถือได้ภายใต้สภาวะที่รุนแรง เนื่องจากตลับลูกปืน iglidur ® ไม่ต้องใช้น้ำมันหล่อลื่น จึงสามารถใช้ใต้น้ำได้โดยไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม แม้ว่าจะมีภาระ 30 MPa ร่วมกับน้ำเกลือ แต่ก็ไม่สามารถตรวจพบการสึกหรอของตลับลูกปืนอย่างมีนัยสำคัญหลังจากใช้งานไปแล้ว 200,000 รอบ

แท่นขุดเจาะติดตั้งอยู่บนปลอกหุ้ม ซึ่งเป็นโครงสร้างสี่เหลี่ยมที่ทำจากท่อเหล็กที่ยึดกับพื้นทะเล ในขั้นตอนการปรับปรุง จำเป็นต้องทำการตรวจสอบสภาพของท่อเหล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริเวณใกล้ผิวน้ำในบริเวณที่เรียกว่าโซนกระเซ็นน้ำ ซึ่งโครงสร้างอาจเกิดการกัดกร่อนได้ ในอดีต นักดำน้ำจะต้องกระโดดลงไปในน้ำเพื่อค้นหาคำตอบ ซึ่งเป็นงานที่อันตราย

นักดำน้ำคนหนึ่งเปรียบเทียบภารกิจนี้กับ 'การเดินทางในเครื่องซักผ้า' นอกจากนี้ ลูกเรือ อุปกรณ์ และเรือสนับสนุนก็มีราคาแพง ดังนั้น Total จึงออกเดินทางเพื่อค้นหาทางเลือกอื่น บริษัทพบสิ่งที่ต้องการในเอสบีเจิร์ก เมืองเดนมาร์กทางตะวันตกเฉียงใต้ของจัตแลนด์เป็นสำนักงานใหญ่ของ SubC Partner ซึ่งเป็นบริษัทที่เชี่ยวชาญด้านการพัฒนาเทคโนโลยีนอกชายฝั่ง SubC พัฒนา ผลิต และควบคุมการทำงานของหุ่นยนต์คลานสำหรับตรวจสอบท่อ หุ่นยนต์ได้รับเกียรติพิเศษด้วยรางวัลนวัตกรรมจาก Total

หุ่นยนต์มีกรงเล็บโลหะขับเคลื่อนด้วยระบบไฮดรอลิก 2 อันพร้อมลูกกลิ้งทั้งหมด 12 ลูกที่ยึดรอบโครงสร้างเหล็กด้วยแรงกดสัมผัส 500 กก. ต่ออัน หุ่นยนต์เคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ท่อด้วยลูกกลิ้ง 12 ลูก การเคลื่อนที่ไปข้างหน้าจะคล้ายกับหุ่นยนต์เคลื่อนที่: หากต้องการเคลื่อนที่ไปข้างหน้า กรงเล็บด้านหลังจะยึดท่อให้เข้าที่ กรงเล็บด้านหน้าจะดันไปข้างหน้าไม่กี่เซนติเมตรโดยใช้กระบอกไฮดรอลิก กรงเล็บด้านหน้าจะดึงกรงเล็บด้านหลังกลับ ทำให้หุ่นยนต์เข้าถึงจุดใดก็ได้บนท่อ

แล้วระบบควบคุมล่ะ? หุ่นยนต์สามารถเคลื่อนที่ได้โดยใช้จอยสติ๊ก โดยจะส่งภาพสดไปยังศูนย์บัญชาการผ่านกล้อง 6 ตัว จากนั้น ผู้ควบคุมยังควบคุมเครื่องมือต่างๆ ที่สามารถติดตั้งกับหุ่นยนต์ได้ ซึ่งส่วนใหญ่คือเครื่องตัดลวดเพชร ซึ่งหุ่นยนต์ใช้ในการเลื่อยและนำชิ้นส่วนหรือโครงสร้างต่างๆ ขึ้นมาเพื่อดัดแปลงบนแพลตฟอร์ม

หุ่นยนต์คลานไม่เสี่ยงต่อการบาดเจ็บขณะทำงาน ซึ่งแตกต่างจากนักดำน้ำ แต่น้ำทะเลเค็มยังคงเป็นความท้าทายสำหรับวิศวกร หากผู้เชี่ยวชาญใช้บูชโลหะในข้อต่อของหุ่นยนต์ ความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนและต้องหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนไว้ก็จะเกิดขึ้นตลอดเวลา

วิศวกรจึงเลือกใช้ทางเลือกอื่น: บูชที่ทำจากพลาสติกประสิทธิภาพสูง iglidur ® ซึ่งผลิตโดย igus ® ซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านพลาสติกเคลื่อนที่จากเมืองโคโลญ "ด้วยบูชพลาสติก เราไม่ต้องกังวลเรื่องการกัดกร่อนอีกต่อไป" Bjarne Lindquist วิศวกรออกแบบที่รับผิดชอบของ SubC Partner อธิบาย จึงไม่น่าแปลกใจที่วิศวกรจะใช้ผลิตภัณฑ์ igus ® อีกชิ้นหนึ่ง เครื่องตัดลวดเพชรเคลื่อนที่บนแกนเชิงเส้น drylin ® "ด้วยบูชเหล่านี้ เราจึงสามารถวางตำแหน่งเครื่องตัดได้อย่างแม่นยำในระดับมิลลิเมตร"
 
และส่วนประกอบพลาสติกก็ไม่มีอะไรต้องปิดบังเมื่อพูดถึงความแข็งแกร่งเช่นกัน วัสดุเสริมแรงถูกเพิ่มเข้าไปในสารประกอบพลาสติก ซึ่งทำให้บูชมีความแข็งแกร่งมากจนสามารถทนต่อแรงกดดันและแรงกดขอบสูงได้ Anders Riis Olesen ที่ปรึกษาฝ่ายขายด้านเทคนิคของ igus ® กล่าวว่า "igus ® ได้พัฒนาผลิตภัณฑ์พลาสติกจนถึงขั้นที่เป็นทางเลือกทดแทนโลหะในงานอุตสาหกรรมระดับมืออาชีพ นั่นยอดเยี่ยมมาก" นอกจากนี้ บูชยังไม่ต้องบำรุงรักษาอีกด้วย

เนื่องจากสารหล่อลื่นแบบแข็งถูกผสมเข้ากับวัสดุ จึงสามารถทำงานแบบแห้งโดยมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำได้ โดยไม่ต้องใช้สารหล่อลื่นเพิ่มเติม เช่น น้ำมันและจารบี สุดท้ายแต่ไม่ท้ายสุด SubC Partner สามารถลดต้นทุนของหุ่นยนต์คลานได้ เนื่องจากบูช iglidur ® มีราคาถูกกว่าบูชโลหะถึง 40 เปอร์เซ็นต์

เพื่อพิสูจน์ความทนทานของวัสดุ igus จึงดำเนินการห้องปฏิบัติการทดสอบขนาด 3,800 ตารางเมตรที่ ® ซึ่งทำการทดสอบไตรโบโลยีมากกว่า 15,000 ครั้งต่อปีในระบบทดสอบ 300 ระบบ วัสดุ iglidur ® Z ที่ SubC Partner ใช้ยังต้องพิสูจน์ความทนทานอีกด้วย วิศวกรหมุนบูชพลาสติกบนเพลาไนไตรด์แก๊สประเภท ST52 ด้วยความเร็ว 0.01 เมตรต่อวินาทีและรับน้ำหนัก 30 MPa แม้ว่าจะผ่านการใช้งานไปแล้ว 200,000 รอบ ก็ไม่สามารถวัดการสึกหรอที่สำคัญบนบูชหรือเพลาได้

ผลลัพธ์ของบูชโลหะแตกต่างกัน วิศวกรยกเลิกการทดสอบหลังจากทดสอบเพียง 35,000 รอบ บูชสึกหรอมากเกินไปและเพลาได้รับความเสียหายมากเกินไป iglidur ® Z ได้รับการพัฒนาเป็นพิเศษเพื่ออายุการใช้งานสูงสุดภายใต้สภาวะที่รุนแรง นอกจากจะทนทานต่อการสึกหรอในน้ำเกลือแล้ว ยังเหมาะสำหรับภาระความร้อนสูงและแรงสูงอีกด้วย

สู่ผลิตภัณฑ์ที่ใช้