Υποβρύχια Κάμερα

Μοναδικές τεχνολογίες και εξοπλισμός για υποβρύχια συγκόλληση που επιτρέπουν την εκτέλεση εργασιών οποιαδήποτε στιγμή του έτους , συμπεριλαμβανομένου κάτω από πάγο , υπό υψηλή πίεση και άλλους επίπλοκους παράγοντες.
Ταυτόχρονα, εγγυόμαστε υψηλή ποιότητα και αξιοπιστία συγκολλημένων ραφών και αρμών χάλυβα χαμηλού άνθρακα και χαμηλού κράματος.
Έχουν αναπτυχθεί τεχνολογίες και μέσα μηχανοποίησης υποβρύχιων διαδικασιών συγκόλλησης, κάτι που είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τις επιχειρήσεις διάσωσης έκτακτης ανάγκης και την εργασία σε επικίνδυνες συνθήκες.
Μπορούν να αυξήσουν σημαντικά την παραγωγικότητα της συγκόλλησης, να μειώσουν την κατανάλωση αναλώσιμων συγκόλλησης και την κατανάλωση ενέργειας λόγω της βελτιστοποίησης ολόκληρης της διαδικασίας παραγωγής.
Έχουμε αναπτύξει και δοκιμάσει τεχνολογίες συγκόλλησης, οι οποίες παρέχουν νέες ευκαιρίες για την υλοποίηση ιδιαίτερα σημαντικών έργων στην υποβρύχια συγκόλληση:

  • επισκευή κύτους πλοίων απευθείας επίπλευσης
  • εκτέλεση διαδικασιών διάσωσης κατά την ανύψωση βυθισμένων πλοίων
  • αποκατάσταση σταθερών και πλωτών κουκέτων και πλατφορμών
  • επισκευή μεταλλικών κατασκευών και άλλων μεταλλικών κατασκευών χωρίς αποσυναρμολόγηση, απευθείας στο νερό

Περιγραφή έργου

Τον περασμένο αιώνα, χιλιάδες υποβρύχιες υποδομές έχουν κατασκευαστεί και τεχνικοί χώροι είναι πολύ σημαντικοί για την κοινωνία (ξεκινώντας με το πρώτο καλώδιο μεταξύ Ευρώπης και Αμερικής και συνεχίζοντας με τους υποβρύχιους αγωγούς πετρελαίου και φυσικού αερίου). 

Η τρέχουσα υποβρύχια υποδομή είναι από σημαντική έως και κρίσιμη για πολλούς τομείς της ανθρώπινης ζωής, ειδικά για μικρά νησιά, όπως στην περίπτωση της Ελλάδας.

Μια άλλη σημαντική υποδομή συνδέεται με λιμενικές υποδομές και τις υπεράκτιες πλατφόρμες φυσικού αερίου και πετρελαίου. Οι περισσότερες από αυτές τις κατασκευές ήταν προ-χτισμένες στην στεριά και αργότερα τοποθετήθηκαν στο νερό, γεγονός που απαιτούσε την επίλυση σύνθετων R&D προκλήσεων. Δυστυχώς, το πρόβλημα της επισκευής και της συντήρησης αυτών των κατασκευών είναι αρκετά δύσκολο. Σε πολλές περιπτώσεις πρέπει να χρησιμοποιηθούν δύτες, υποβρύχια κ.λπ. 

Ακόμη και στην συντήρηση των πλοίων, η συντήρησή τους και η επισκευή τους εκτελούνται σε μια αποβάθρα – μια άλλη ακριβή υπηρεσία. 

Λαμβάνοντας υπόψη αυτά τα γεγονότα και, ταυτόχρονα, την τεράστια ανάπτυξη της ρομποτικής, αποφασίσαμε να ξεκινήσουμε το σχεδιασμό, την κατασκευή και την ενσωμάτωση σε κάμερα ενός αισθητήρα που μπορεί να απλοποιήσει και να μειώσει το κόστος πολλών από τις ως άνω εργασιών. 

Ο αισθητήρας έχει σχεδιαστεί με σκοπό την επιθεώρηση επιφανειών από απόσταση 200 mm έως 1000 mm κάτω από την επιφάνεια του νερού. 

Η επιθεώρηση πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας δέσμη λέιζερ με πράσινο ή μπλε φως, έτσι ώστε η υποβρύχια διείσδυση να είναι η μέγιστη δυνατή. 

Η πρώτη έκδοση του αισθητήρα – DeepBlue 1 κάμερα – έχει προγραμματιστεί να λειτουργεί σε βάθος 100 m, τοποθετημένο σε drone ή υποβρύχιο ρομπότ. 

Ο αισθητήρας μπορεί να σαρώσει οποιαδήποτε επιφάνεια που αντανακλά το φως μιας δέσμης λέιζερ παρέχοντας ένα ακριβές προφίλ (από 0,5 mm έως 0,05 mm ανάλογα με το εύρος της ορατότητας του αισθητήρα). 

Αυτός ο τύπος λεπτής σάρωσης παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρων διότι εντοπίζει πρόωρες ρωγμές και ζημιές, οπότε επιτρέπει την λήψη έγκαιρων διορθωτικών και προληπτικών μέτρων αποφυγής  ζημιών.

Το σαρωμένο προφίλ αναλύεται για ελαττώματα και, εάν είναι απαραίτητο, ενεργοποιούνται συναγερμοί έτσι ώστε ο χειριστής που βρίσκεται στο σκάφος εξυπηρέτησης να αποφασίσει για τις όποιες περαιτέρω ενέργειες. 

Τα διάφορα προφίλ της επιφάνειας καταγράφονται και μπορούν να αναλυθούν από εξειδικευμένο προσωπικό. 

Σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, ενδέχεται να ληφθούν μέτρα εκκένωσης ή τερματισμού της λειτουργίας ή άλλα ειδικά μέτρα για την πρόληψη σοβαρών ζημιών.

Η κάμερα DeepBlue 1 μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό του μεγέθους ελαττωμάτων που δεν είναι αισθητά με την παραδοσιακή τεχνολογία υποβρύχιου υπερήχου.

Επειδή η DeepBlue 1 προέρχεται εννοιολογικά από τους γνωστούς θαλάμους αέρα σάρωσης λέιζερ, κληρονομεί την ικανότητα ελέγχου και εντοπισμού μιας «ραφής» μεταξύ δύο τμημάτων (όπως στην συγκόλληση). 

Με ένα ρομπότ ικανό να εκτελεί υποβρύχια συγκόλληση, η DeepBlue 1 μπορεί να παρέχει δεδομένα διόρθωσης «τροχιάς» (path correction), τα οποία είναι πολύ σημαντικά για την υποβρύχια συγκόλληση, μιας και οι δυνατότητες τοποθέτησης και στερέωσης στο νερό είναι περιορισμένες. 

Βέβαια, μετά την συγκόλληση είναι δυνατόν να ελεγχθεί η ποιότητα των συγκολλήσεων.

Αρχή λειτουργίας και ανοιχτά θέματα

Η DeepBlue 1 βασίζεται στην αρχή του τριγωνισμού της αντανάκλασης μιας δέσμης λέιζερ από την εξεταζόμενη επιφάνεια. 

Εδώ η γνωστή αρχή Scheimpflug, που χρησιμοποιείτε σε πολλά συστήματα σάρωσης λέιζερ εκτός νερού, εφαρμόζετε για τη διατήρηση της σωστής οπτικής συμπεριφοράς της κάμερας. 

Στην περίπτωση όμως υποβρύχιας λειτουργίας, υπάρχουν πολλές μηχανικές επιπλοκές λόγω διαφορετικής οπτικής συμπεριφοράς νερού και αέρα. 

Αυτές απαιτούν ειδικό σχεδιασμό της υποβρύχιας συσκευής, έτσι ώστε να μειωθούν οι στρεβλώσεις και να διατηρηθούν τα σωστά αποτελέσματα.

Υποβρύχια, η δέσμη λέιζερ εκπέμπεται αρχικά πίσω από ένα προστατευτικό γυαλί, οπότε έχουμε τα βήματα: αέρας, γυαλί, νερό (αντανάκλαση), γυαλί και πάλι αέρα. 

Συνεπώς, επιβάλλεται ειδικός σχεδιασμός του οπτικού συστήματος και, εν συνεχεία, κατάλληλη διόρθωση των παραμορφώσεων.

Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στην αντίσταση στην υψηλή πίεση (10 atm.), στην υγρασία και στην διάβρωση.

Το μήκος κύματος της πηγής λέιζερ πρέπει να επιλεγεί σύμφωνα με τη μέγιστη διείσδυση στο υδάτινο περιβάλλον (περιοχή του μπλε ή του πράσινου φωτός)

Πλεονεκτήματα και εφαρμογές

Συμπερασματικά, η κάμερα DeepBlue:

– ανιχνεύει και επιδιορθώνει με υψηλή ακρίβεια πιθανά ελαττώματα σε υποβρύχια αντικείμενα, όπως είναι η έλικας ή ο πυθμένας ενός πλοίου. 

Για παράδειγμα, επειδή το κόστος μιας έλικας είναι υψηλό και η συντήρησή της είναι περίπου το 5% της αρχικής τιμής (π.χ. 500.000 $) η συντήρηση και ή αντικατάστασή της πρέπει να γίνεται μόνο όταν αυτό επιβάλλετε.

Εάν σε ένα υποβρύχιου drone εγκατασταθεί ένα εργαλείο λείανσης, ένα στίλβωσης και το σύστημα DeepBlue, μπορεί να επιτευχθεί ελεγχόμενο στίλβωση της έλικας ακόμη και σε υποβρύχιες συνθήκες, κάτι που θα επέφερε εξαιρετική μείωση του κόστους.

– επιθεωρεί ελαττωματικές υποβρύχιες κατασκευές: υπεράκτιες πλατφόρμες, λιμένες υποβρύχιες εγκαταστάσεις, άλλος εξοπλισμός που λειτουργεί κάτω από τη στάθμη του νερού. Αυτή η σάρωση μπορεί να είναι κρίσιμη για έγκαιρη ανίχνευση ελαττωμάτων και αποφυγή ατυχημάτων.

– Παρακολούθηση και ποιοτική επισκευή αγωγών. Οι αγωγοί παράγονται σε τμήματα τα οποία συγκολλούνται (σφραγίζονται) πριν τοποθετηθούν στο νερό. Μόλις εγκατασταθούν οι επισκευές και η συντήρηση της υποδομής μπορούν να γίνουν μόνο υποβρύχια με τη βοήθεια δυτών ή ακριβών υποβρυχίων. Με την DeepBlue κάμερα, τοποθετημένη σε drone με κατάλληλο εξοπλισμό, ελέγχετε η ποιότητα, αξιολογούνται τα ελαττώματα και η πιθανή επισκευή του εξοπλισμού.

– Έλεγχος και διόρθωση «τροχιάς» κοντά σε σάρωση και υποβρύχιες επιφάνειες επιθεώρησης, παρακολούθηση ραφών, εύρεση αρχικής θέσης για σάρωση, διαχείριση παραμέτρων συγκόλλησης – ποσότητα υλικού, ρεύμα, φούσκωμα κ.λπ. (προσαρμοστική συγκόλληση), επιθεώρηση υποβρύχιων συγκολλήσεων.

– Σάρωση αρχαιολογικών χώρων κι αντικειμένων υψηλής ανάλυσης σε απαλές συνθήκες για να διατηρείται ανέπαφο το ξεπερασμένο υλικό (π.χ. ξύλο) πριν από τη φυσική εξαγωγή των τμημάτων για εξερεύνηση και πιστοποίηση.

Το ζητούμενο σήμερα είναι η χρηματοδότηση του έργου, που υπολογίζεται σε  0,7 έως 1 εκατ. ευρώ, και περιλαμβάνει την κατασκευή μερικών προτύπων της κάμερας, όπως και την προώθηση της κάμερας στην αγορά. 

Το πρώτο σημείο περιλαμβάνει τις αμοιβές του ανθρώπινου δυναμικού, το αναγκαίο εξοπλισμό και άλλες, μικρότερες δαπάνες.

Εδώ αξίζει να σημειωθεί ότι στο έργο συμμετέχουν και επιστήμονες από το πανεπιστήμιο της Σόφιας (Βουλγαρία) με πολυετή εμπειρία στο αντικείμενο.

Το δεύτερο περιλαμβάνει μια εκτεταμένη έρευνα αγοράς και συμμετοχές σε αντίστοιχες εκδηλώσεις – εκθέσεις, forums κ.λπ.