Роботы и жилищно-коммунальное хозяйство

НПО "ТАРИС" (Москва) было основано в 1992 г. на базе коллектива сотрудников лаборатории специальной робототехники МВТУ им. Н.Э. Баумана. На счету данного коллектива разработка и создание целого ряда робототехнических комплексов для экстремальных сред, в том числе трех роботов для ликвидации последствий аварии на ЧАЭС.

Начиная с 1993 г. НПО "ТАРИС" наряду с выполнением работ по созданию специальных роботов для оборонной промышленности и атомной энергетики приступает к разработке первых российских фрезерно-заделочных роботов для телеинспекции и ремонта коммунальных трубопроводов по заказу МГП "Мосводоканал".
В конце 1995 г. два первых образца ремонтных телероботов серии "Рокот-1М" были введены в эксплуатацию в действующих сетях МГП "Мосводоканал".
В 1997 г. на НПО "ТАРИС" были разработаны и созданы более простые роботы для телеинспекции трубопроводов Р-100 и Р-200, а с 1998 г. начато серийное производство всех видов трубопроводных телероботов — Р-100, Р-200 и С-200 (новая модификация фрезерно-заделочного робота "Рокот-1М").
В настоящее время НПО "ТАРИС" является одной из ведущих фирм России, специализирующихся на производстве и поставках робототехнических комплексов для телеинспекции и ремонта трубопроводов. С 1998 по 2003 гг. было изготовлено и поставлено более 90 комплексов, которые успешно работают в 30 городах страны.
Кроме того, НПО "ТАРИС" является единственной российской фирмой, изготавливающей фрезерно-заделочные телероботы для трубопроводов, и одной из немногих фирм, занимающихся созданием мобильных манипуляционных роботов для работы в экстремальных средах.
Нужно сказать, что робот для обследования и ремонта трубопроводов оказался, пожалуй, самой сложной из всех разработок объединения. Уж очень жесткие предъявлялись к этому прибору требования — и по разнообразию функций, и особенно по габаритам. Ведь перемещаться он должен внутри труб минимальным диаметром 90 мм.

Специалисты НПО “ТАРИС” снабдили свой робот сменными колесами, диаметр которых зависит от диаметра трубопровода. Опускают прибор в трубу через колодец, а дальше он постепенно катится по ней, выполняя на ходу все необходимые операции.
Что касается трех вышеназванных модификаций робота (Р-100, Р-200 и С-200), то первая из них, переносная и снабженная цветной телекамерой, пригодна для телеинспекции трубопроводов диаметром от 90 до 250 мм. Вторая обеспечивает контроль больших по диаметру труб (от 150 до 1200 мм) и имеет в своем составе цветную телекамеру с устройством наведения (качания и ротации) для осмотра стенок. Третья же способна не только осматривать, но и ремонтировать трубы диаметром от 200 до 600 мм.
Режим работы такого робота определяется встроенным в него микропроцессором, дистанционное управление которым осуществляется с помощью кабеля из оснащенного аппаратурой микроавтобуса.
Ремонт трубы с использованием С-200 начинается с диагностики. Цветная телекамера робота обладает высокой разрешающей способностью и, к тому же, может поворачиваться в любую сторону. Чистоту стекла этой телекамеры обеспечивают специальные стеклоочистители. А сама труба освещается изнутри установленными на роботе мощными малогабаритными светильниками.
Перемещаясь по трубе и поворачивая по мере необходимости свою телекамеру, робот передает наверх информацию о попавших в трубу посторонних предметах и о дефектах внутри нее — выступах, впадинах и свищах, в том числе и лишь намечающихся.
Все эти дефекты выводятся на экран бортового телемонитора, и на этом основании специалисты определяют, с каких видов работ следует начинать ремонт. В зависимости от этого на С-200 устанавливают ту или иную ремонтную головку: фрезерную, заделочную либо бандажную. Любая из них обладает тремя степенями подвижности, что дает возможность ремонтировать трубу в любом месте.
Для устранения, например, внутри нее выступов грубых сварных швов, проволоки, штырей, остатков арматуры робот оснащают фрезой. Подъехав к торчащему из стенки трубы штырю, он закрепляется при помощи упоров на нужном месте и подводит к основанию выступа фрезу, которой затем аккуратно срезает выступ.

Для заделки свищей (как уже существующих, так и тех, что только намечаются) С-200 вооружают шлифовальным и зачистным кругами, блоком подачи полимера, шпателем и нагревателем. Зачистив поверхность с помощью круга, робот выдавливает на место дефекта полимер в мягком виде, разравнивает его шпателем, а затем в течение получаса прогревает до затвердевания. Употребляемый в этом случае полимер, также разработанный специалистами НПО “ТАРИС”, экологически совершенно безвреден и разрешен к использованию в питьевых водопроводах.
При необходимости робот С-200 может поставить и круговую заплату, для чего используют так называемое бандажное устройство, состоящее из баллона со сжатым воздухом, кольцевой воздушной оболочки и пропитанной полимером бандажной ленты с нагревателем. Раздуваясь до нужного диаметра, оболочка прижимает ленту к внутренней стороне трубы. После этого включается нагрев — на то время, пока полимер не затвердеет.
Существует похожая технология производства полного ремонта трубы с введением в нее мягкого полимерного "чулка". Готовит трубу к такому ремонту также С-200. После завершения подготовки "чулок" с помощью горячего пара прижимается к внутренней поверхности трубы и в этом положении постепенно затвердевает. При этом в трубе образуется новая труба, к сожалению, перекрывающая все входы в боковые ответвления (отводы других труб). Для ликвидации этого осложнения на роботе С-200 устанавливают малогабаритную акустическую установку, при помощи которой формируется изображение перекрытых отверстий на экране бортового монитора. После этого робот вооружают сверлом и шлифовальным кругом, при помощи которых он восстанавливает в трубе все необходимые для функционирования отводов отверстия. А для того, чтобы проверить сами отводы, в конструкции робота предусмотрен шарнир излома. Благодаря ему робот способен беспрепятственно переходить из горизонтальной трубы в вертикальную и обратно.

Функциональное назначение проверяемого и ремонтируемого трубопровода может быть практически любым. Это может быть водопровод, канализация, газо- и нефтепровод. Водопровод, кстати, может быть даже частично заполнен водой, поскольку корпус робота абсолютно герметичен. При необходимости С-200 обеспечит и откачку воды, доставив в нужное место трубопровода шланг.
Пригоден он и для временного устранения течи перед нанесением на трубу изнутри цементно-песчаной облицовки. Трудность нанесения такой облицовки состоит в том, что покрытие при наличии течи не затвердевает.
В этих случаях С-200 накладывает на свищ внутри трубопровода временный бандаж — тонкую ленту из нержавеющей стали с замковым устройством и прокладкой из пористой резины.
С мая 2003 г. НПО “ТАРИС” оснащает комплексы Р-200, С-200 и W-400 оптической системой VideoRuler. Это система измерения величины объектов внутри трубопроводов. Система построена на основе телекамер TV6-70 и рабочей станции CD3 с программным обеспечением Telescan-Robot.

Оператор, отмечая мышкой две точки на видеоизображении объекта, немедленно получает информацию о реальных размерах этого объекта. При этом для повышения точности измерения можно воспользоваться функцией Zoom телекамеры.
Кроме того, необходимые измерения можно производить и в условиях офиса, воспользовавшись пакетом Telescan-Robot или Telescan-Lab. В этом случае оператор загружает в память компьютера протокол телеинспекции, составленный с помощью Telescan-Robot, и выполняет необходимые измерения на “фотографии” объекта.
Система VideoRuler необходима при приемке трубопроводов в эксплуатацию (определение зазора между упорной поверхностью раструба и торцом соединяемой трубы в чугунных и железобетонных трубах в соответствии со СНиП 3.05.04-85), при подготовке трубопровода к санации (определение величины грата и высоты валика в сварных стыках стальных трубопроводов), а также при локальном ремонте (определение размера свища).

Подготовил Владимир ДАНИЛОВ