Montag, Dezember 18, 2017
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Kanalroboter1Anwenderbericht

Spezialkabel für Inspektionsroboter zur Bestimmung der Wandstärke von Rohrleitungen

Die Inspektion von Rohrleitungssystemen in so sensiblen Industrieanlagen wie Kernkraftwerken oder Öl- und Gasraffinerien stellt die Rohrinspektionsroboter von Inspector Systems vor besondere Herausforderungen. HELUKABEL hat für solch einen flexiblen Ultraschallprüfroboter ein Spezialkabel entwickelt, welches seine Medien-Versorgung sicherstellt. GE Hitachi setzt diese Roboter zur Wandstärkenbestimmung von erdverlegten Rohrleitungen ein, die künftig ihre Arbeit in den USA verrichten werden.



„Über eine Empfehlung, welche uns als Spezialist für Sonderleitungen lobte, kam die Inspector Systems auf uns zu“, erinnert sich Mirko Böker, Produktverantwortlicher für Spezialkabel und Kanalroboter Leitungen bei der HELUKABEL GmbH in Hemmingen. Der Spezialist für Kanalroboter suchte einen Anbieter, der alle nötigen Elemente für die Versorgung eines Rohrinspektionsroboters in einem Kabel unterbrachte. Mit dieser Art der Einkabellösung betraten die schwäbischen Entwickler Neuland, welches einen Kilometer lang sein sollte. „Von der Anfrage bis zur Auslieferung dauert es nur zehn Wochen“, so Herr Böker.

Inspector Systems hat sich auf Kanalroboter zur Inneninspektion, Innenprüfung und Innenbearbeitung von Rohrsystemen spezialisiert. Das 30-jährige Unternehmen entwickelt und fertigt kundenspezifische Roboter und steht für weltweite Dienstleistungseinsätze zur Verfügung. Die Haupteinsatzgebiete der Firma  südlich von Frankfurt liegen im Bereich der Qualitätssicherung und Instandhaltung von Kernkraftwerken, konventionellen Kraftwerken, Raffinerien, chemischen bzw. petrochemischen Anlagen sowie der Offshore-Industrie, Gas-Pipelines, Fernwärmeleitungen und kommunalen Abwassernetze.

Es ist dreckig, dunkel und unerreichbar

Die Roboter erkunden die Bereiche von Rohrleitungen, in die kein Mensch mehr vordringen kann. In den USA sollen die Gasleitungen bei der GE Hitachi Inc. etwa einmal im Jahr überprüft werden. Der Inspektionsroboter inspiziert die Innenwände der Rohrleitungen auf einer ungefähren Länge von jeweils 100 Metern zwischen zwei Anschlüssen auf entstandene Lecks, Bruchstellen oder defekte Schweißnähte. An der dabei ermittelten Wandstärke des Rohrs erkennt der Instandhalter den Zustand im Inneren. „Der kabelgebundene Inspektionsroboter sollte sowohl vertikal als auch horizontal sowie durch Bögen fahren können und dabei wasserdicht sein. Die Wandstärkenprüfungen sollten per Ultraschall durchführt werden“, beschreibt der Geschäftsführer der Inspector Systems GmbH die Besonderheiten der Anwendung. „Als besondere Herausforderung musste das Kabel alle geforderten Komponenten wie Kupfer, LWL, Wasserschlauch, Luftschlauch und Kevlar beinhalten.“

Für die Fortbewegung des Roboters im Rohr treibt ein elektrischer Motor mehrere Antriebselemente an, an denen Räder angebracht sind. Die einzelnen Antriebe sind flexibel durch Faltenbälge miteinander verbunden und werden durch ein individuelles Prüfelement ergänzt. Tritt der Roboter seine Inspektion an, werden die Räder der Antriebselemente pneumatisch an die Rohrinnenwand gepresst, um sich dort abzurollen und somit in Schrittgeschwindigkeit fortbewegen zu können. Diese Technik erlaubt es dem Roboter, durch trockene wie wassergefüllte Rohrleitungen mit Bögen und vertikalen Abschnitten bis zu einer Länge von 150 Meter zu fahren. An der Roboterspitze befindet sich eine Industriekamera, die ihre „Erkenntnisse“ zum Leitstand überträgt. Dieser befindet sich nahe der Arbeitsstätte meist in Form eines Transporters, der alle nötigen Zusatzeinheiten wie die Computertechnik bereithält. Kanalroboter können applikationsspezifisch übrigens auch mit mehreren Kameras ausgestattet sein. Die Energie-, Daten- und Druckluftversorgung des „Inspektors“ stellt das Spezialkabel von HELUKABEL sicher.

Fürs Kabeltauziehen geeignet

Das Kabel ist nicht nur ein echtes Multitalent sondern auch ein Schwergewichtler. Man hat eine Leitung mit Kevlarfäden versehen, die als Abschleppdienst im Notfall den Roboter bei einem Ausfall herausziehen kann. Kevlar hat eine sehr hohe Zugkraft und schließt damit die Gefahr aus, dass die dann als „Notfallkette“ fungierende Leitung reißt. Ansonsten hängt die Zusammenstellung des Kabels immer von den Aufgaben des Roboters ab. In dieser Anwendung dient er lediglich als Pfadfinder, der nach Problemstellen Ausschau hält. Findet der Roboter beispielsweise eine verstopfte Stelle, kommt ein Fräsroboter zum Einsatz, andere Werkzeuge blasen mit Druckluft den Weg wieder frei. Für die jeweils benötigten Komponenten werden die Einzelkabel in einem Gesamtkabel zusammengestellt.

Alle in einem

„Auch das war eine Vorgabe von Inspector Systems. Wir haben zum ersten Mal für solch eine Anwendung eine Einkabellösung entwickelt und gebaut.“, sagt der Produktmanager. Neben den bereits beschriebenen Funktionen ist in den Spezialadern die Versorgung der Steuerungsmodule sichergestellt. Das Kabel enthält eine Busleitung zur Datenübertragung sowie einen trommelbaren (biegsamen) Lichtwellenleiter (LWL). „Dieser forderte uns besonders heraus: Ein trommelbares LWL Kabel in die Einkabellösung hineinzubringen, ist sehr schwierig“, sagt Herr Böker. Der orangene Außenmantel ist aus einem speziellen Polyurethan (PUR) gefertigt und damit sehr abriebfest. Der Kanalroboter muss unter schweren Bedingungen arbeiten, die oft Ecken, Kanten und eine robuste Umgangsweise des Personals bereithalten. PVC würde diesen Belastungen nicht lange standhalten. Hingegen hat PUR eine hohe Shorehärte. Drückt man etwas in das Kabel, hinterlässt das keine Spuren. Zudem ist es sehr zäh, bietet eine hohe Lebensdauer und eignet sich besonders für den Einsatz in rauen Umgebungen wie sie in Kanälen und Rohrsystemen herrschen.

Der Geschäftsführer der Firma Inspector Systems lobt die Zusammenarbeit: „HELUKABEL hat für uns ein auf die Anforderungen maßgeschneidertes Kabel entwickelt, mit dem sich unsere Roboter perfekt steuern lassen. Die Zusammenarbeit bei der Entwicklung des Kabels verlief reibungslos und mit dem Ergebnis sind wir sehr zufrieden.“ „Mittlerweile haben wir bei diesem Kunden vier Leitungstypen in vier Anlagen realisiert“, fügt Herr Böker hinzu.

Ein Zwilling kommt selten allein

Er verweist noch auf eine weitere interessante Entwicklung für einen Kanalroboter von Proskasro, die weltweit eingesetzt wird: „Bei dieser Zwillingsleitung haben wir es geschafft, zwei nebeneinander liegende PUR Elemente miteinander zu verschweißen. Das kann nicht jeder“. Während bei der GE Hitachi Lösung aus zwei ein Kabel gemacht werden sollte, lautete die Vorgabe hier genau umgekehrt: „Mach aus einem Kabel zwei“. Aus Platzgründen wurde bei einem Kanalroboter der Spülschlauch an die Seite des Versorgungskabels geschweißt.

Weitere Sonderleitungen sind sogenannte Schiebekabel, mit denen sich verstopfte Abflüsse frei schieben lassen. Ihr Außenmantel besteht aus Polyamid und ist sehr hart. Im Inneren befinden sich um einen Glasfaserkern Versorgungsadern. Weil das Kabel so stabil ist, lässt es sich ohne zu verknicken in Abflüsse aller Art einschieben. Dabei ist es aber so flexibel, dass es sich an den Rohrinnenwänden entlang biegt.

„Für solche und alle anderen Anwendungen, die sich nicht mit Kabeln aus dem Standardkatalog realisieren lassen, gibt es bei HELUKABEL unsere Abteilung für Spezialkabel“, erklärt Herr Böker. Acht Konstrukteure kümmern sich in Windsbach um die Sonderwünsche der Kunden von der einfachen Farbveränderung des Außenmantels bis hin zur kompletten Neuentwicklung von Sonderkabeln.

SPS IPC Drives Halle 6, Stand 160

Die Autorin Angela Struck ist freie Journalistin und Geschäftsführerin der Presse Service Büro GbR, Neunkirchen a. B.

Bilder:

Bild oben: Spezielle Anschlusstechnik für das Sonderkabel für einen Inspektionsroboter

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Der Inspektionsroboter im Rohrinnern: Bei einem Notfall lässt sich das Gerät am Kabel aus dem Rohr ziehen.

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Mirko Böker, Produktverantwortlicher Spezialkabel, e-mobility und Kanalroboter bei HELUKABEL präsentiert eine Einkabellösung für einen pneumatischen Arbeitsroboter.

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Kanalroboter4a+b.jpg: Die Einkabellösung wurde das erste Mal für solch eine Anwendung praktiziert.


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Kontakt:

HELUKABEL GmbH
Dieselstraße8-12
71282 Hemmingen

Tel.: 07150/9209 339, Fax: 07150/9209 5339

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