Роботы в металлургии: примеры использования
Роботы давно перешли из разряда героев футуристических рассказов в реальных помощников — не только в быту, но и, например, в промышленности. Роль робота на современных промышленных предприятиях — брать на себя задачи, которые слишком сложны или опасны для человека. О том, каких роботов используются в металлургии, и как они помогают отрасли, в специальной статье для TAdviser в апреле 2023 года рассказал Дмитрий Скороходов, руководитель проектов дирекции по развитию ТОиР группы НЛМК. На всех фото в материале представлены роботы и сотрудники НЛМК, работающие с ними на производственных площадках.
Содержание |
Инспекция труб
Одно из сравнительно новых решений в отечественной металлургии — использование робота, осматривающего внутреннюю поверхность труб. Трубы в металлургии, как правило, имеют длину в несколько десятков и даже сотен метров, и человек не может безопасно добраться в любой участок. Тогда в полость трубы запускают робота — внешне это своего рода тележка на четырех колесах, которая имеет подвижную мачту с камерой.
Тележка довольно тяжелая: ее вес превышает 20 кг. Эта цифра обусловлена и особенностями оборудования, и необходимостью в надежном сцеплении с покрытием. За собой тележка-робот тащит несколько сотен метров кабеля — он позволяет транслировать изображение с камеры. А камера здесь современная и технологичная: используется 10х оптический зум и 12х цифровой — это дает возможность безошибочно определить даже мельчайшие трещины и повреждения внутреннего покрытия трубы.
Анализом полученного изображения занимается специальный софт: программа ищет повреждения и засоры, изучает их критичность и размеры. Также автоматика анализирует деформацию трубы и ее положение в пространстве.
Чтобы специалисты могли точно определить проблемный участок трубы, робот-тележка записывает логи пройденной дистанции. Это позволяет инженерам быстро и правильно определять участок, требующий ремонта или замены.
Разработка робота, конечно, стоит денег, но в конечном счете металлургическое предприятие добивается экономии: раньше, когда инспекцией труб мог заниматься только человек, требовалось демонтировать тот или иной участок трубы для ее изучения. Сегодня все проще: запустил робота в трубу — через несколько минут получил результат.
Обход площадки
Еще один сценарий использования роботов на производстве — обход (а скорее, объезд) цехов и диагностика узлов и агрегатов. Такая диагностика (ее называют предиктивной) помогает определить состояние того или иного механизма и дать сигнал к устранению неполадки, если таковая обнаружится. В металлургии такой робот может использовать технологию визуализации звука. Что это значит? Например, подшипник в нормальном состоянии работает бесшумно. Если же он приходит в негодность, внутри подшипника начинается деформация, которая становится причиной шумов и вибраций — именно их и улавливает робот с помощью визуализации звука.
Машина оснащается чувствительными микрофонами и камерой: первые определяют поломки, а камера делает снимок проблемного узла или агрегата. Микрофоны настроены так, чтобы отсекать лишний посторонний звук и фиксировать только шумы внутри подшипника. Цифровизация ТЭК: тренды, перспективы, крупнейшие ИТ-поставщики. Обзор TAdviser 
Пока это только «звуковая» часть визуализации звука. Дальше при помощи ПО записанный звук транслируется в изображение, которое сравнивается с эталонным, снятым с исправно работающего узла. Если изображения не соответствуют друг другу, пора задумываться о замене подшипника. Такая система позволяет составлять более точные прогнозы и минимизировать простой.
Роботы-обходчики пока находятся в разработке — систему визуализации звука сотрудники предприятия доставляют к точке вручную. Однако уже сейчас компании работают над тем, чтобы установить систему на колеса, что позволит совершать автоматизированный обход цехов. Робот исключает ошибки, вызванные человеческим фактором, и может работать почти непрерывно — его внедрение повысит точность замеров и диагностики. Такие самоходные платформы, кстати, уже используются — пока в других цехах. Впечатления положительные: машина самостоятельно смогла составить карту помещения и совершить тестовый обход.
Робот-разрушитель
На одном из предприятий скоро будет использоваться и робот с таким необычным названием. Он поможет людям и заменит их на опасных работах в электросталеплавильном цехе. Внешне он напоминает гибрид экскаватора и жука: огромная желтая машина на четырех лапах ломает «жалом» шлаковую корку и футеровочную кладку при обслуживании печей. Использование робота существенно повышает безопасность на производстве: если раньше при горячем ремонте сотрудники заходили прямо в печь и ломали корку отбойными молотками, то скоро этим будет заниматься робот-разрушитель.
Плазменная закалка
На липецкой площадке НЛМК также скоро будет запущен новый пилотный проект — робот для плазменной закалки колесных пар специального подвижного состава (чугуновозы и шлаковозы). В ходе эксплуатации колесных пар на их поверхности образуются дефекты, которые периодически удаляются механическим способом для восстановления профиля колеса. Однако в результате обточки мы вынужденно удаляем верхний, наиболее упрочненный изготовителем слой металла. Поэтому для повышения прочности деталей после обточки мы снова подвергаем колесные пары закалке, которая повышает их ходимость в среднем в 1,5 раза.
Роботизированный комплекс автоматически вращает колесную пару и подвергает ее поверхность быстрому нагреву, что и обеспечивает самозакаливание поверхностного слоя.
Установка робота для плазменной закалки позволит снизить затраты рабочего времени сотрудников, повысить качество закалки и исключить дефекты, которые раньше могли появляться из-за человеческого фактора.
Пока это только начало — практика использования роботов доказывает свою эффективность, и можно точно сказать, что в будущем список задач, которые металлурги передают машинам, расширится. Ожидания и направления работы уже сформированы: помимо обхода и диагностики роботы могут быть полезны для взятия проб и экологического мониторинга. Более широкое их использование повысит уровень безопасности на производстве и позволит направить больше человеческого ресурса не на рутину, а на решение специфических и творческих задач.
Фото предоставлены НЛМК.
