水下3D打印將于2022年推出？Kongsberg Ferrotech開發(fā)Nautilus海底機器人

導讀：海底蘊含著十分豐富的能源，為了能夠方便開采，工程師架設了許多海底管道進行運輸。然而，當這些管道發(fā)生故障、泄露時，修復工作往往是個重大的難題。對此，挪威機器人公司Kongsberg Ferrotech 已與 Equinor、SINTEF和 Gassco 聯手開發(fā)用于海底設備維修和維護的 3D 打印技術。

南極熊獲悉，挪威海底機器人專家Kongsberg Ferrotech透露，公司已經開發(fā)出一種海底機器人系統(tǒng) Nautilus，利用水下3D打印技術對海底管道進行遠程操作的復合維修。Kongsberg Ferrotech希望獲得挪威研究委員會PETROAKS 2計劃的支持，為系統(tǒng)添加增材打印功能，使用金屬介質修復缺陷。公司將使用 3D 打印逐層重建損壞的金屬結構，實現永久性修復并根據需要實施新功能。Kongsberg Ferrotech計劃在2022年開發(fā)并實施這項技術。

△Kongsberg Ferrotech 的“鸚鵡螺”水下維修系統(tǒng)。圖片來自 Kongsberg Ferrotech。

Kongsberg Ferrotech 首席執(zhí)行官Christopher Carlsen 表示，海底機器人以環(huán)保方式為客戶節(jié)省大量成本和時間，而且不會向大海排放。公司的解決方案在過去五年一直在開發(fā)中，將于2021年第三季度開始向東南亞市場提供水下復合材料維修服務。

△數字化解決方案

Kongsberg Ferrotech的AM野心

Kongsberg Ferrotech的金屬3D打印項目與Equinor、SINTEF、Gassco和挪威研究委員會聯手開發(fā)水下維護、修理和大修（MRO）技術，旨在對現有海底管線控制和維修(SFCR) 機器人進行升級，使他們能夠對航海管線進行現場維修。

△用于垂直管道的Oktapus

目前，公司的“Nauticus”機器人能夠下潛到海中，建立真空并修復任何破損管道，然后返回海面，不會留下任何碎片。Kongsberg Ferrotech宣稱，憑借新的“海底 AM使用壽命延長”技術，升級后的 Nautilus可以“顯著延長多個航海設施的使用壽命”。事實上，雖然公司最初的目標是通過 3D 打印工藝修復受損的流線，但它也為設備開發(fā)其他功能敞開了大門，這為新領域創(chuàng)造了機會。

△在特隆赫姆峽灣底部測試機器人鸚鵡螺3D 打印機，由 Kongsberg Ferrotech 提供

據報道，這項技術現在已經通過了挪威特隆赫姆峽灣的深水復合材料修復測試，Kongsberg Ferrotech表示，預計“最早在2022年”將投入商業(yè)應用。公司還指出，全球水下維修市場很大，僅挪威大陸架就有超過10,000 公里的海底管道。當前用于水下管道維修和延長使用壽命的解決方案通常既耗時又昂貴，并且在許多情況下需要停產。

△Kongsberg Ferrotech 技術總監(jiān) Torgeir Bræin（左）和總經理Christopher Carlsen

Equinor 3D打印負責人Brede Lærum稱，3D打印技術的快速發(fā)展正在創(chuàng)造新的機遇和市場。這項技術與Kongsberg Ferrotech機器人結合，為海底維修和改造開辟了許多令人興奮的新可能性。

△海底3D 打印插圖

水下3D打印技術

Kongsberg Ferrotech 的技術基于多功能水下機器人，這些機器人提供了一個完整的工具箱，用于在海底環(huán)境中檢查和維修設備及組件。通過遠程控制技術，工程師可以利用在機器人內部的監(jiān)控攝像頭觀察并控制修復工作。

△遠程控制

Nautilus因為機器人形狀長得像鸚鵡螺而得名，可以像貝殼一樣張開、合攏。整個維修過程包括以下步驟：

• Nautilus包裹住海底管線。
• 將機器與管道壁之間的海水排出設備外，并對管壁表面進行處理（去除3LPP圖層）。在去除涂層期間，沖洗系統(tǒng)被啟動以回收所有碎屑。
• 在施加涂層之前，機器將管壁表面粗糙度打磨至SA2.5至3，確保涂層附著力。
• 對管道壁施加涂層，同時進行質量檢查。
• 在缺陷位置啟動泄漏修復解決方案：使用碳纖維復合材料包裹在預定區(qū)域，徹底修復管道泄漏。
• 完成修復后，Nautilus被回收到水面。
  

△修復過程

參考閱讀：

1. Kongsberg Ferrotech skal 3D-printe under vann
2. Subsea 3D Printing Tech Targeted for 2022
3. Kongsberg Ferrotech is introducing 3D printing underwater
4. NAUTILUS (SFCR)
5. DIGITAL SOLUTION
6. UNDERWATER 3D PRINTING TO BE ROLLED-OUT IN 2022?