由玩具车到管道“机器人”
◎杨军 吴姣珑
“有了这个‘机器人’，管道内部情况不再‘神秘’，省时省力省费用，真是一举三得！”6月3日，中国石油天然气股份公司冀东油田陆上油田作业区生产建设保障中心主任刘磊感慨道。
2023年初，面对运行中的油气管道普遍存在使用年限长、管道内腐蚀缩减管道使用寿命等复杂情况，该作业区生产建设保障中心完整性管理室主任陈钢和同事积极推动纤维增强复合内涂层技术的应用。“纤维增强复合内涂层技术是一种以环氧树脂为基体、玻璃纤维为增强体、其他功能性组分为辅助材料的复合材料，其功能是在管道内壁和腐蚀介质之间提供一个隔离层，从而起到减缓腐蚀的作用，解决管道内的腐蚀问题，增强管网质量，提升输油管线服役寿命。”陈钢说。但是，要想在管线内部涂上纤维增强复合内涂层，需要将挤涂球和封堵球携纤维增强复合内涂层涂料放入管线中，在空压机的推动下使管道内壁形成连续均匀的涂料，因此在挤涂之前必须进行除垢吹扫作业，确保管线内无油垢、结腊、焊瘤等沉积物，否则这些沉积物会阻碍纤维增强复合内涂层材料与钢材表面的粘接，从而导致内衬层脱落，影响施工质量，严重情况下会导致管道堵塞。
除垢吹扫作业的通用做法是在管道里分别使用海绵、钢屑两种类型清洁球，用空压机使其从管线一端进入从另一端吹出，带出管线内的沉积物。一旦修复的管道内存在大于管径5%的焊瘤等尖锐凸起物时，除垢作业就会出现卡球现象，这个球究竟卡在哪个位置，没有办法确定，导致整个修复施工无法进行。但是如何判断沉积物的位置、大小呢？陈钢苦思冥想，一周过去了，但毫无进展。一天，他下班后陪11岁的女儿整理玩具，发现5年前送给女儿的遥控玩具车完好无损时，便装上电池递给女儿玩。当他看到玩具车在女儿的遥控指挥下“听话”地做着各种动作时，突然有了主意：如果有个“机器人”能进入管道内并找到卡球位置，问题不就迎刃而解了吗？为抓住这稍纵即逝的灵感，他立即打开手机，在网络上查找玩具车的工作原理，根据油气水管道直径的大小，绘制了玩具车改造草图，购买了铝合金件，将玩具车改造成一台遥控管道“机器人”。
为测试“机器人”的使用效果，陈钢将其带到施工现场并系上牵引绳。当除垢吹扫作业中发生卡球情况时，他便将“机器人”放入管道，使用遥控器操作使其前进。当“机器人”碰到清洁球停滞不前时，陈钢根据其在管道内的行走时间和带入牵引绳的长度来确定沉积物的大致位置，将其收回后，利用激光测距仪确定长度，用管道内窥镜等仪器、设备来确定精准位置，根据卡点，开挖、断管、处理异常点，所有动作一次性完成。随后，陈钢将摄像头绑在“机器人”身上，让管线内部情况一目了然。
目前，该“机器人”已在冀东油田推广应用。“有了它，有效解决了管道卡点位置无法确认的难题，使纤维增强复合内涂层技术在外径为400毫米以下的输油、气、水管道上得到更好地推广应用，延长了管线的使用寿命。今年6月份，利用这台“机器人”，我们提前15天完成了管道除垢作业，节约成本费用120余万元。”陈钢兴奋地说。
图1：陈钢将摄像头绑在“机器人”身上，放入管道查看管道内部情况
