שיטות מהירות חדשניות עבור יישומים תת-קרקעיים וצוללות

הנדסה צוללת דוחפת את הגבולות של טכנולוגיית הרכבה.בין אם לאבטחת מאניפל חזק ב-3,000 מטרים, העלאת חבילת חיישן על טורבינה טיטד, או מדגימה שרוול תיקון צינור, מערכות מהירות חייבות להתמודד עם לחץ הידרוטי, מלח אגרסיבי מים קורוזי, חומרים הידראוליים ביולוגיים מכופרים, תוך שמירה על חוסר נגישות להתערבות ידנית.

מדוע הסלמה דורשת גישה שונה

המהירויות באוויר הן בעיה נפתרה עבור רוב התעשיות: לבחור ציון, להחיל את ה-rque, ולבדוק מעת לעת. תת-ימי, כל שינוי משתנה.האתגר העיקרי הוא קורוזיה. Seawater הוא אלקטרוליטציה התנהגותית, וכאשר מתכות דיסימיות הן במגע, קורוזיות גליונית 2 יכול להאיץ את הדחיסה של כדור הארץ התחתון של כל אחד של חום חום חום חם, לעתים קרובות יכול להאיץ את החמצן המקומי.

מגבלות הגישה חמורות באותה מידה. צולל יכול לעבוד על כ-300 מטרים עם צלילה, אבל חששות עלות ובטיחות דוחקים פעולות לקראת התערבות רובוטית מלאה. Beyond that מעמיק, כלי רכב המופעלים מרחוק (ROVs) וכלי תת-ימי אוטונומיים מתחת למים (AUVs) הם האפשרויות היחידות.כל טכניקה מהירה הדורשת משוב טקטי ישיר או כלי ידני כבד הופך לבלתי מעשי.

⁇ ביולוגית והשפעותיה

אורגניזמים ימיים כגון barnacles, mussels, ו biofilm-forming חיידקים להוסיף שכבה נוספת של מורכבות. Fouling יכול להגן על פני השטח המהיר מ זרמי הגנה קטוודיים, ליצור תאים שונים אשר מאיצים קורוזיה מקומית, ומנעו את המעבר פיזית של חלקים מכוננים אוויריים, ללא קירור זמני מוגבל יכול לעלות על 30 ס"מ לשנה, לקבור ברגים ואגזים אגוזי אגוזים תחת סיליקון מכובש, מכווצים קצרים.

בולט מסורתי וגבולותיה

הבריחים של האמנה נותר עמוד השדרה של המהירויות התת-ימיות, אך הוא התפתח באופן משמעותי.ברי פלדה גבוהים-העוצמה עם ציפויים עמידים בקורטוזיה משמשים רק כאשר ניתן לשמר את ההגנה הקטודית.עבור משחתים קריטיים ומחברים, מסגסוגת מוצקה של פלדות אל-דופלקס וסופר-דופלקס (UNS318 S03, S318 S318 S03, S327 שולטים ב-C) במיוחד על מנת למנוע מסגסוגת KRCL, כמו סגסוגת של לחץ עמוק.

שיטת ה- preload עצמה כבר מעודנת.הדקה המסורתית של חפירה מתדקנת מציגה פיזור משמעותי בכוח clamp בגלל וריאציות חיכוך. מהנדסי צוללות מסתמכים יותר ויותר על מתח הידראולי, שבו ה- a hiper מתוח עם cylinder הידראולי, ואת אגוזי הוא לרוץ למטה הילוך אצבע לפני שחרור הלחץ. גישה זו מספקת עומס חוזר, חישובי מראש ומבטלת מתחים על פני זמן אמתי לחץ על פני זמן, שיפור של זמן ארוך יותר, הוא שיפור של שימוש מתקדם.

המונחים: Anti-Galling Measures

בשחמט תת-ימי, חוטים מעוררים - במיוחד עם פלדה אל-חלד אוסטיניאק וסגסוגת ניקל - יכול להוביל לסייף נזק כלי. פרקטיקות מודרניות מציין תרכובות חוט המשלבות מפולגת molybdenum עם ממלאי קרמיקה, מוחל בתנאים מבוקרים כדי להבטיח כיסוי אחיד.חלק מפעילי משתמשים במפעילים pre-coated עם microencapsulated lubirsulated כי תחת עומס, לחסל את הפרופיל עבור יישומים קריטיים חסום, יש צורך ביישומים חשאיים כדי לשפר את המיקום של לחץ על ידי לחץ דם פתוח.

חידושים חומריים לאינטגרליות ארוכת טווח

מדע חומרי הוא אינטגרטיביים שיכולים לשרוד 40 שנים עיצוב חיים עם זרם מינימלי של קטודי-הגנה נוכחי.טיטאניום ⁇ , במיוחד כיתה 5 (עד 6Al-4V) ו-דרגה 23 הם חסינים מפני קורוזיה מי הים ויש להם יחס כוח גבוה למשקל.

הממריצים והמורכבים הם צוברים מתחים בתפקידים לא-הוראהיים ובמגזר האנרגיה המתחדש הימי. ניילון שנותר מזכוכית או מזרזי PEEK מבטלים כל זוג גליוני מתכתי והם שקופים לשדות מגנטיים, אשר קרוב לחיישנים רגישים.עבור יישומים מבניים תובעניים, מזרזי קרמיקה מרוצפים נבדקים באבטיפוס עמוק של ים, שם הם בעלילציה דומה לשימוש קרמתי או ממתכתי סרטן.

אזור פורץ דרך נוסף הוא השימוש בחומרים ממושמעים פונקציונליים.על ידי מעבר בהדרגה מסגסוגת עמידת קורוזיה על פני השטח חשופים ליבת פלדה גבוהה סטרנגית, ממריץ יכול לשלב את התכונות הטובות ביותר של שניהם. לייזר cladding וטכניקות ייצור תוספת עכשיו לאפשר ⁇ זה להיות מיוצר על חלק אחד, הימנעות ממשקים כי להפוך אתרי אינטרנט.

הידרוגן Embrittlement Mitigation

מזרזי מים עמוקים הפועלים תחת הגנה על קיבוצית רגישים למחזור מימן, במיוחד ברמות כוח מעל 800 MPa. Mitigation אסטרטגיות כוללות שימוש בתהליכים ציפוי הידרוגן נמוך (למשל, מינוף מכני, אלקטרודה אלקטרוד אבץ-ניקל), כדי להסיר את החיישנים החבויים תחת פיקוח מימן לכוד, וציין כי סגסוגת עם מיקרו-מיקרו-מיקרו-מיקרו-מזרחיים ממוזגים מטבוליים מטבוליים מטבוליים או מטבוליים, אשר נמצאים במימן באתרים אלה ב-קדומים, אך כעת, בתנאי אבטחה 156-אווירהתקן, אך ורק בתנאי תקן אבטחה מהירה, אך ורק ל-RVDVENCDCR.

הידרופוליק, פוניומטי, וחוק הפיצוץ

מערכות הידרציה ו pneumatic לשימוש נרחב בבנייה תת-ימית כי הם יכולים לשמש מ-ROV מניפולטור ללא כלי נפרד של מומנט. A מתח הידראולי טיפוסי הוא גליל קומפקטי כי מושבים סביב אדן ומשתמש שמן דום לחץ - לעתים קרובות מועבר דרך המעגל של ROV עצמו - כדי להפעיל כוח מושך.

עבור תיקונים חירום וחיבורי צינור קבועים, חומר נפץ ושקע תת-ימי הוכיחו בלתי יקר.במשט נפץ, מטען מרחיב שרוול לתוך מרכז מוגדל, יצירת חותם מתכת-לממתכת והתנגשות מכנית במכלות מכנית במפרקים. שיטה זו אינה דורשת חוטי קרב, יכולה להתבצע באפס, והיא משמשת באופן שגרתי לנספחים של 2 מלקות מתכת, אפילו באמצעות פיצוצים מימיים.

חיבורים קרים ופורצים

טכניקה מתפתחת נוספת היא סטרלינג קר, שבו קולקט הידראולי או מכני מדחוס שרוול על סיב מצופה ללא חום או חומרי נפץ. שיטה זו משמשת לצרף מודולים של buoyancy subsea וסיום צינורות סיום. פריצה לעורר ריתוך - שבו כלי מתפתל מפלסטיקה בממשק המשותף - מותאם ליישומים תת-ימיים באמצעות ראשי ROV-זה-התואמים לייצר חיכוך מספיק כדי להפחית את הפגיעות חום או להפחית את הסביבה של תפקוד הדם.

מהיר מאוד ואוטומטי

המעבר לעבר כלי רכב תת-ימיים והתערבות אוטונומית הוא מאיץ אוטומציה מהירה. ROVs מעמד העבודה המודרני יכול לעגון בלוח תת-ימי ולבצע רצף של פעולות ממריץ באמצעות כלי שהונע מראש עם מתחים, רצים אגוזי אגוזים ומצלמות בדיקה.מערכות אלה משתמשות בחיישנים מטורפים כוח וחזון מכונה כדי להתאים את הכלי עם המזרז, אפילו ב- מטושטש מים כגון משימות מטבוליות, כדי לעקוב באופן אוטומטי על גבי עץ, כדי להקליט כלי הקלטה, או לעקוב אחר הקלטה אוטומטית, על מנת לאימון לוח זמנים מוקרן, או לוח זמנים מוקרן, כדי לעקוב אחר לוח זמנים מוקרן, כדי לאבטחת, כדי לעקוב אחר מולטימדיה, או מצופה על מנת לאימון, כדי לעקוב אחר מצופה על מנת לדחוס, כדי לעקוב אחר לוח זמנים של לוח זמנים של לוח זמנים של לוח זמנים של לוח זמנים של לוח זמנים של לוח זמנים של לוח זמנים של לוח זמנים של לוח זמנים של לוח זמנים של לוח זמנים של לוח זמנים מצופים באופן אוטומטי, או לוח זמנים של לוח זמנים של לוח זמנים של לוח זמנים של לוח זמנים של לוח דחוסים, או לוח דחוסים, כדי לדחוסים, כדי לדחוסים, כדי לדחוסים, כדי לדחוסים, כדי לאבטחת עץ

התפתחות בולטת היא פריסת כלי שירות ספוגיים שנותרו על קרקעית הים לחיים של השדה. אלה "דליים טורקים" או "כלי שירות צוללות" מועלים על מחבר טוב נשאר במקום, מחובר באמצעות דקירה חמה ROV עבור מדי פעם לאימון מחדש או שחרור.בעיצובים מסוימים, פועל חשמלי מניע ציוד פלנטרי כדי להחיל את התקשורת, ובאופן רגיל, באמצעות מערכת תקשורת מהירה, הוא לחץ על ידי מערכת ההפעלה.

תאים מהירים אוטומטיים משולבים גם במושגים של מפעל תת-ים, שבו הידרוקרבנים מעובדים על קרקעית הים.כאן, רובוטים מודרכים על ידי ים לידר ובנר יכולים להחליף מודולים, לחבר קווי זרימה, ולהדק את הירכיים ללא כל כלי שיט על פני השטח בתחנה.האמינות של המערכות הללו מוכחת באמצעות ניסויים ארוכי טווח במימון מועצת המחקר הנורבגיה ומשרד האנרגיה האמריקאי.

ROV Interfaces Standards

סטנדרטיזציה של ממשקי ROV הפחיתה את הצורך בסקידות מותאמות אישית.המפרט ISO 13628-8 מגדיר את המתקשרים ההידראוליים, החשמליים והמכניים של כלי התערבות תת-ימיים.הההההההההבנה לסטנדרט זה ניתן להחליף בין שיעורי ROV שונים, הורדת עלויות המלאי של המפעילה האחרונה משלבת פרוטוקול לחיצה דיגיטלית שמאפשר את הכלי להעביר את ה-ה ל-C ו-Cliation שלה לנתונים ישירות ל-ROV.

חכמים ואמיצים

הרעיון של ממריץ הדוחה את מצבו שלו נע ממעבדות מחקר לחומרה ממומנת.בריים חכמים משלבים מדדי זנים אופטיים סיבים, טרנסנפורמטי, או מערכת מיקרו-אלקטרוניקה (MEMS) accelerometers כדי למדוד עומס, רטט, וקצב קירור אופטי.

אלה מזרזים אינטליגנטיים מותקנים על flanges קריטי במפרץ מים עמוק של שדות מקסיקו.מידע שנאסף במהלך עמלות ניתן להשוות עם קריאה מאוחרת לזהות הרפיה, וירידה פתאומית בעומס גורם קמפיין בדיקה מיידי.בכמה מערכות, קציר אדזואלקטרי מתפתל אנרגיה מפני הדופקים בלחץ זרם ל ניטור חשמל מתמשך.

תקן FLT:0 DNV-ST-F101, מערכות פיטוריון פיטוריון (FLT:1 סטנדרטי) כיום מכיר בשימוש במעקב מבוסס תנאי כחלופה למרווחי בדיקה מסורתיים, ורשויות המודיעות מתחילות לקבל נתונים חכמים כהוכחה להתאמה מתמשכת.שינוי זה יכול להפחית את תדירות סקרי ROV יקרים.

עקבו אחרי Corrosion Coatings

מעבר לחיישנים דיסקרטיים, פני השטח המהירים עצמם יכולים להפוך אלמנט רגיש.מערכות מתקפלות המשלבות מיקרוקופסים גליים גליים - בפסים של אבץ או אלומיניום כי corrode מעדיףentially - לספק אינדיקציה חזותית או חשמלית של בריאות ציפוי. כאשר הקופון הוא נצרך, המעגל נשבר, והשינוי הנוכחי מזוהה על ידי קורא.

בדיקות, תקנים ו- Qualification

לא ניתן לפרוס את ה-API TERR ללא כישורים קפדניים. Standards כגון API 6A, API 17D ו- ISO 13628 דרישות קבועות לבדיקות אימות תחת תנאי שירות מדומים, כולל עקיצות, רכיבה על טמפרטורה וטעינה מימן.מתקנים משתמשים בתאי hyperbaric שמשכפלים לחץ על 4,000 מטרים, ובדיקות משותפות בקנה מידה מלא כרוכות לעתים קרובות מיליוני מחזורי עומס כדי לאמת סיבולת.

כמות של מערכות מהירות אוטומטיות וחכם מוסיף שכבת תוכנה וחומרה-ב-the-loop אימות. An ROV---Modered Stresser חייב להפגין חזרות בתוך ±5% של עומס מטרות על פני מספר רב של ריצות, עם כישלונות כגון דליפות הידראוליות או חיישן סחף מזוהה ונוהל באופן עצמאי אינטגרציה מערכת בדיקות בספקי ציוד תת-ימיים - כמו אלה ב-Aker Solutions ב-Forbune, לעתים קרובות כרוך ב-כלי נחיתה מלא עם ממדים של תאים 3D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-מבדק עם .

הגופים הרגולטוריים דורשים יותר ויותר כי נהלים מהירים יואמתו באמצעות מצב כשל, אפקטים וניתוח ביקורתי (FMECA) המהווים את שרשרת הכלים המלא, מתוכנות בקרה אחוריות למטה ועד למגירורגיית של הבר.השקפה משולבת זו מסייעת לתפוס כשלים פוטנציאליים חד-נקודות לפני שהם הופכים לתקריות תפעוליות.

תהליך ה-Qalification

קמפיין הסמכה טיפוסי עוקב אחר ארבעה שלבים: (1) בדיקת סוג של חומר וגיאומטריה מהירה בסביבה מעבדה, (2) בדיקות פונקציונליות של התוכנה כלי ובקרה במאגר מים רדום, (3) בדיקות אינטגרציה עם שיעור היעד ROV במתקן מבחן תת ים, ו (4) ניסוי שדה על יישום לא קריטי לפני אישור השירות הראשוני.

שיקולים כלכליים וחיים

בחירת שיטת הפחתת מהירות אינה רק החלטה הנדסית; זהו עץ צוללת עשוי להכיל מעל 200 מזרזים, ואם כל אחד דורש התערבות ROV למתיחות, זמן כלי שיט לבדו יכול לעלות 100,000 דולר ליום.עיצוב מתח אוטומטי, רב-אסטד יכול לחתוך זמן ההתקנה על ידי 40%, ישירות להשפיע על ערך נוכחי קונבנציונאלי, מעבר מסגסוגת קונבנציונלית לרכיב סופר-מולאופלקסים עשוי להפחית את החיים על ידי מחזור מהיר, אבל אם הוא יכול להפחית את על ידי מחזור חיים של פחות מגובה של 40 אחוזים, אבל הוא יכול להפחית את על ידי מחזור חיים של פחות מגובה על ידי 40 אחוזים, אך באופן ישיר על ידי על ידי על ידי על ידי על ידי על ידי עלות על ידי על ידי עלות עלות, באופן ישיר על ידי מחזור על ידי מחזור על ידי מחזור חיים מוחלף על ידי על ידי על ידי על ידי על ידי מחזור חיים על ידי על ידי מחזור חיים של פחות מוחלף על ידי מחזור חיים על ידי 40 אחוזים, באופן דומה, באופן דומה, באופן דומה, באופן דומה, באופן ישיר על ידי מחזור שלם של פחות מטבול, באופן דומה, באופן דומה, באופן ישיר על ידי על ידי על ידי על ידי על ידי על ידי על ידי עלות עלות על ידי על ידי עלות עלות

הערכות מחזור חיים משלבות כעת את טביעת הרגל של ייצור מהיר ותחזוקה.עבור פרויקטים של רוחות offshore, שבו מדדי קיימות משפיעים על מימון, ממריץ מורכב המפחית את הצורך של מבנה המעיל וחומרי הרוד יכול לשפר את הציון הסביבתי. 1 מחקר אחד על ידי FLT:0U.S מחלקת האנרגיה Wind Energy Technologies Office1FLT מצא כי שימוש ב-לא-מתכתי יכול להאריך באופן משמעותי את פליטות התפעוליות של 5 שנים.

מחיר מלא של מודלים

מפעילי מוביל משתמשים כעת בעלויות הכוללות של בעלות (TCO) מודלים הכוללים רכש, התקנה, בדיקה, תיקון ועלויות פירוק, הנחות על ידי עלויות ספציפיות בפרויקט.השוואה טיפוסית TCO בין כמברג סטנדרטי לבין הבריח טיטניום חכם עבור מזכר מים עמוק מראה כי הבריח החכם משיג הפסקה גם לאחר ארבע שנים עקב הימנעות מ-ROV בדיקה.

טכנולוגיות מתפתחות ועתיד הטרגדיה

קהילת המהירויות התת-ימית בוחנת באופן פעיל חומרים הסתגלותיים.צורות-זיכרון ⁇ , כגון NiTi (Nitinol), יכול להיות מומן מראש באורך קצר, מותקנים בקלות, ולאחר מכן מחומם - גם על ידי חמימות מים ים או על ידי זרם חשמלי - כדי לשחזר את אורך המקורי שלהם ולהפעיל עומס ידוע.זה מבטל את הצורך עבור כלי שיט טהור לחלוטין.

bio-inspired adhesives הם עוד גבול.חוקרים מחקו את הכימיה של חוטי mussel על ידיסוס כדי ליצור תרכובות epoxy בעלות מים רטובים, משטחים שמנים בשילוב עם מזרז מכני כמו גיבוי, הדבקים האלה יכולים ליצור משותף היברידי כי חותמות וננעלים בו זמנית.

במבט קדימה, השילוב של דחיסות תת-ימית עם מערכות ניהול שדה דיגיטליות יעמיק.מודול בקרת תת-ימי עשוי להעלות נתונים לפלטפורמת ניתוח מבוססת ענן, שבה אלגוריתמים של למידת מכונה ישוו את החתימה נגד ספריית דפוסים ידועים של אפליה. המפעילים יקבלו התראות לא רק של כישלונות מיידיים, אלא של תנאים מתפתחים לאט שניתן לתקן במהלך חלון התחזוקה המתוכנן הבא.

מסקנה

המהירויות התת-ימיות התפתחו מבריכים פשוטים, מכוונת יתר לתחום רב תחומי המשלב מדע חומרי, רובוטיקה, רגישים וניתוח נתונים. ⁇ עמידים בפני קורוזיה, מתיחות הידראוליים, מצטרפים לחומרים חכמים, ופריסת ROV האוטומטית מאפשרת כעת להרכיב ולעקוב אחר מבנים תת-ימיים עם דיוק שמשטחי אנרגיה בחו"ל, ולהוביל לכדי מנגנונים חזקים יותר, ולהוביל את התקני מחקר חסכוניים יותר, רק מקיפים יותר, רק חסכוניים יותר, רק חסכוניים יותר, רק מקיפים יותר, ודרבנים חזקים יותר, יהיו יעילים יותר, רק על ידי מערכות-ידי מערכות-כך, כמו גם חסכוניים יותר, כמו גם חסכוניים יותר, עם דיוק שמשתנים יותר, עם חסכוניים יותר, עם חסכוניים יותר, עם דיוק שדרומיים יותר, עם חסכוניים יותר, עם מערכות מחקר חסכוניים יותר, עם מקיפים יותר, עם חסכוניים יותר, עם דיוק שמשתנים מהירים יותר, עם מקיפים יותר, עם חומרים קלים יותר, כמו גם מקיפים יותר, כמו גם מקיפים יותר, עם מקיפים יותר, כמו גם מקיפים יותר, כמו גם מקיפים יותר, ודרומיים יותר,