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全国首款球罐爬壁打磨机器人问世“机器换人”

摘要 舟山鱼山岛上,一座现代化绿色石化基地正在崛起。作为浙江自贸试验区焦点构成部门,这一世界上投资最大的单体财产项目,将于本年建成投产。而挑战和考验也随之而来——浙江各类大型球罐将新增2...

舟山鱼山岛上,一座现代化绿色石化基地正在崛起。作为浙江自贸试验区焦点构成部门,这一世界上投资最大的单体财产项目,将于本年建成投产。而挑战和考验也随之而来——浙江各类大型球罐将新增200余台,总数达到600余台。若何才能保障如斯复杂数量的球罐平安?

近日,记者从浙江省市场监管局领会到,省特种设备科学研究院(以下简称省特科院)攻坚六年后首战告捷:成功研制出国内首款球罐爬壁打磨机械人。并且,经由“实战”,机械人的表示让人惊艳,已经被不少票据“请”了曩昔。

一场更人道化、更高效率、更具科技感的“机械换人”厘革,正在深刻地影响整个行业。

“机械换人”呼声日涨

新增200余台大型球罐带来的数量上的“压力”,只是急迫需要球罐爬壁打磨机械人的一个方面。

其实早在6年前,省特科院就起头为将来“结构”。

省特科院科研所所长凌张伟博士介绍说,球罐焊缝部位轻易发生裂纹和缺陷,每三年摆布就需进行质量检测。为包管数据精准,检测过程对焊缝外面光洁度具有较高要求,打磨除锈是必弗成少的前提工序。但人工打磨,难关重重,此中最难的就是功课情况极端恶劣。来看一组数据:球罐直径一样跨越10米,像直径21.2米的球罐能达5000立方米。而每完成一个5000立方的球罐,需要一名打磨工在80分贝的情况声中劳作一周以上。

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在密闭空间中,即便佩戴专业口罩、眼罩、身穿防护服,也无法反对铁屑从呼吸道侵入人体。并且,当球罐内残留的气相介质浓度达到极限时还可能激发爆炸,所以打磨工必需有富厚的经验和过硬的心理承压能力。而今朝打磨工作者的平均年纪高于55岁,劳动力紧缺是不争的事实。

经济成本和时间成本也是大问题。凌张伟介绍,今朝人工功课需要在球罐表里部搭建脚手架,成本约20万元,时间长、费用高。赶上打磨质量不外关的,还需返工,耽搁工期。

在如许的布景下,企业和检讨机构寻找机械替代品的需求日益强烈。

霸占难题拿下专利

2014年,在省市场监管局科技项目以及质量手艺根蒂(NQI)项目等支撑下,省特科院在全国率先启动球罐打磨机械人的研究和应用,并投入数万万扶植特种设备机械人智能检测手艺研发中心。

“一是不及掉,二是打得好。”这是机械人研发团队面临的两大手艺难题。团队最先想到的爬壁机械人最通用的吸附手艺——永磁体吸附。但放在球罐打磨应用情况下,问题很快来了:不克盲目加大磁铁,不然会增加机械人的体积和负载重量。经由频频试验,团队索求出特别的磁桥和磁场安插体式,在吸附力与负载之间达到均衡,第一代原型机由此降生。

然而在应用试验过程中,新问题又显现了:焊缝两侧需打磨的路径宽度约300mm,固定打磨或摆臂式打磨效率太低,球罐是曲面的,平面打磨头若何紧贴壁面的同时又不打磨过度?团队一一测验了高压水除锈、激光除锈等方式,但都存在打磨质量不高、易锈、成本高档缺陷。

团队没有摒弃,又“回头”选择了机械打磨,并索求出自力吊挂、分段打磨的体式。最终,三个打磨毛刷以“品”字形分列,达到立体浮动的结果。而毛刷的材质、分列也几经点窜,最终选用交叉分列的镀铜铁丝刷,以确保达到最合适的密度和柔性。

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第二代试验机降生了,机械人在特别情况下已根基可以完成球罐焊缝打磨义务。

来看看国内首款爬壁打磨机械人的“功夫”:能在零下20℃到65℃情况下功课,速度高于0.5米/分,质量合适超声、磁粉等无损检测功课要求,在国内处于领先水平。截至2019年年末,这款机械人共授权专利12项,个中发现专利5项、实用新型专利7项。

家产化应用初具成效

完美显示还需要经由“实战”来验证。团队将目光投向了浙江鸿基石化股份有限公司。

作为对前辈科技功效转化为生产力高度存眷的企业,公司负责人一度半信半疑:“我们一向等候有如许一款机械人,但又感觉需要霸占的难点太多了,的确是不成完成的义务。”

但凭借多年的信任,公司决议出人出力出设备,自动合营球罐爬壁打磨机械人的工程测试。“要知道,万一机械人在操作过程中坠落,不仅机械人会损坏,更会砸伤球罐导致企业万万损失。但我们都对这款凝聚6年心血的机械人布满决定!” 凌张伟说。

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第一次工程测试起头。和以往操作人员终日在罐中分歧,现在手艺人员收支球罐只需两次:一次放入机械人,一次拿出。时代,被设置好速度和力度的机械人,方针明确,马力全开。因为机械人自带摄像头,球罐中的情形、机械人自身每个当作以及每一道工序质量,都逃不外批示人员的眼睛。测试证实:打磨效验显著优于人工功课,且平安靠得住。

“太棒了,这恰是我们求之不得的!”就地,公司负责人就与凌张伟定下商定:一旦机械人具备应用前提,他们第一时间合作。

今朝,这款机械人已经在浙江物产化工、浙江鸿基、浙江众立等嘉兴、杭州等地域的化工、储运等公司获得应用,先后开展球罐打磨功课10余台,打磨效率是人工的2-3倍。

最新的第三代球罐打磨机械人也已具备工业化前提。特科院同时又起头研究包孕超声检测机械人和磁粉检测机械人在内的系列化机械人,索求“一条龙”的机械人解决方案,为迎接大型承压设备磨练检测“机械换人”时代打下根蒂。

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