Inspekcje spoin na statkach prowadzone przez roboty
UE posiada największą na świecie flotę żeglugową. Na początku 2014 roku flota UE liczyła 23 000 statków o łącznej pojemności 450 milionów ton brutto. Inaczej mówiąc, UE kontroluje około 40 % światowego tonażu i może pochwalić się posiadaniem najmłodszej i najbardziej innowacyjnej floty na świecie. Badania nieniszczące (ang. non-destructive testing, NDT) to skuteczne, nieinwazyjne techniki stosowane do określenia integralności elementu lub konstrukcji. Długość spoin o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa na dużych statkach przekracza 120 km. Inspekcje są zazwyczaj przeprowadzane w suchych dokach dwukrotnie w ciągu pierwszej dekady użytkowania statku. Koszty pojedynczej inspekcji w suchym doku to dla właścicieli statków wydatek nawet 150 000 euro.
Kontrola spoin w jednym przebiegu
Obecnie kontrola spoin przeprowadza się zazwyczaj za pomocą radiografii, ultradźwięków, badań magnetyczno-proszkowych lub penetracyjnych z zastosowaniem cieczy. W trakcie prowadzenia tych badań niezbędna jest obecność człowieka. Finansowany ze środków UE projekt ShipTest miał na celu przedefiniowanie kontroli NDT poprzez komercjalizację Spectre-X – zrobotyzowanej platformy do wykrywania wad spawalniczych i korozji na statkach przez cały czas ich użytkowania. „Platforma Spectre-X powstała na bazie prac projektu FP7 X-Scan i połączono w niej technologie badań ultradźwiękowych z szykiem fazowanym (ang. Phased Array Ultrasonic Testing, PAUT) i pomiaru pola magnetycznego prądu przemiennego (ang. alternating current field measurement, ACFM), aby kontrole stały się bardziej wydajne i opłacalne. System może wykrywać wady spawalnicze na cienkich blachach bez konieczności usuwania powłoki”, zauważa dr Kyriakos Berketis, koordynator projektu ShipTest. Spectre-X zwiększa skuteczność badań poprzez połączenie wielu metod inspekcji objętościowej i powierzchniowej spoin w jednym przebiegu. Jest to zatem oszczędność pracy, zwiększenie ogólnego bezpieczeństwa kontroli przy jednoczesnym zmniejszeniu wydatków i obniżeniu wymagań dotyczących wiedzy wyspecjalizowanych operatorów. Zebrane dane są przesyłane na bezpieczną platformę opartą na prywatnej chmurze obliczeniowej i poddawane zdalnej analizie. „Ta platforma mogłaby działać jako baza, do której wczytywane byłyby wszystkie informacje zebrane w trakcie badań; to jak prowadzenie dokumentacji medycznej statku”, dodaje Berketis.
Przewaga konkurencyjna Spectre-X
„Połączenie trzech technik NDT w jednym urządzeniu, które waży około 25 kg, było niemałym osiągnięciem”, mówi Berketis. Skrzynka wykorzystuje pewne technologie badań nieniszczących, które pozwalają na przeprowadzenie dokładniejszej kontroli w łatwy sposób. Na przykład sonda ACFM wprowadza prąd elektryczny punktowo na powierzchni metalu i dokonuje pomiaru pola elektromagnetycznego przy spoinie generowanego przez ten prąd. Obecność pęknięcia w strukturze spoiny zaburza to pole, a związane z tym informacje są przedstawiane operatorowi w formie graficznej. „ACFM jest lepszą alternatywą dla technik ręcznych, które wymagają użycia magnesów. Chociaż i one pozwalają wykryć zakłócenia pola magnetycznego wynikające z wady powierzchniowej, nie dają możliwości stwierdzenia, jak głęboka jest ta wada”, wyjaśnia Berketis. Kolejną zaletą Spectre-X jest to, że wykorzystuje techniki, które umożliwiają kontrolę PAUT w przypadku wad płyt metalowych cieńszych niż 10 mm. Wprawdzie technologia PAUT umożliwia wykrywanie wad w płytach o mniejszych grubościach, ale większość systemów komercyjnych nie oferuje takiej opcji. W związku z tym operatorzy byli zmuszeni stosować radiografię, która pomimo swoich zalet budzi obawy dotyczące zdrowia i bezpieczeństwa. Kolejną innowacją wprowadzoną dzięki platformie Spectre-X jest możliwość wykrywania korozji na pełnym morzu, podczas rejsu statku. O ile statek nie przeszedł znaczącej zmiany kształtu lub nie przeprowadzono jego rozbudowy w okresie jego eksploatacji, kontrolę wad spoin zazwyczaj przeprowadza się na nowo budowanych statkach. „Rozmowy z profesjonalistami z branży morskiej, armatorami i operatorami systemów skłoniły nas do pomyślenia o rozszerzeniu zakresu usług oferowanych przez Spectre-X”, podsumowuje Berketis.
Słowa kluczowe
ShipTest, badanie, statek, Spectre-X, defekty spoin, badania nieniszczące, badanie ultradźwiękowe z szykiem fazowanym, pomiar pola magnetycznego prądu przemiennego, korozja
