Til hovedinnhold

Robot inspiserer vannrørene

Robot inspiserer vannrørene

Publisert 29. november 2014
Mellom 30-40 prosent av drikkevannet i Europa går tapt gjennom rørlekkasjer. Norske forskere og en liten bedrift i Tromsø er med på å hindre at dette skjer.
Main intro image
Gorm Johansen, SINTEF (t.h.) og Fredrik Lund fra Inventas viser fram funksjonsmodellen som har demonstrert at den kan bevege seg gjennom forgreininger i rør. Nå er en mer avansert robot under utvikling. Foto: Inventas

Under føttene på oss ligger det store verdier. Norconsult har beregnet at om vi skulle ha skiftet ut hele det kommunale vann- og avløpsnettet i én smell, ville dette ha kostet 1053 milliarder kroner – altså et helt statsbudsjett.

Samtidig krever nettet vedlikehold: Hele 30-40 prosent av alt vannet lekker nemlig ut på veien fra renseanlegg til forbruker! Dilemmaet er hvordan man skal få inspisert og reparert på en mest mulig effektiv måte. For hvor haster det mest? Hvor brenner det?

Også små, forgreinede rør

Bedriften Breivoll Inspection Technologies har bare fem ansatte. Likevel samarbeider de tett med norske kommuner og forskningsmiljø i inn- og utland om å finne feil på vannrør. Årsaken til at de lykkes, er avansert bruk av ultralyd.

Sammen med Det Norske Veritas har bedriften utviklet en inspeksjonsmetode der en lang, torpedolignende enhet med propell og 64 store ultralydtransducere- som sender og mottar ultralyd, føres inn i vann- og fjernvarmerør. Roboten samler inn data som gjør det mulig å beregne tykkelse og korrosjon på rørene.

I fjor ble bedriften hanket inn til EU-prosjektet TRACT. I samarbeid med SINTEF og spanske og italienske forskningspartnere, ønsker Europa en inspeksjonsrobot for ulike typer rør – og rør med forgreininger. Ønsket er at målinger også skal kunne utføres uten at vannforsyningen stoppes opp.

FAKTA:

  • Rør til drikkevann og fjernvarme utgjør en verdifull infrastruktur, og har å gjøre med forsyningssikkerheten i et samfunn.
    Infrastrukturen er vanskelig å ha tilsyn med siden den befinner seg under bakken.
  • Vannrør kan være gravd ned for over hundre år siden. Det finnes støpejernsrør fra 1865 som fremdeles er i drift. Man regner med at 30-40 prosent av alt vann lekker ut på vei fra renseanlegget til forbruker.
  • EU-prosjektet TRACT startet opp des. 2013. Konsortium med tre forskningspartnere (SINTEF; ITAINNOVA, Labor) og fire SME-er, deriblant Breivoll. Italienske Labor står bak EU-søknaden og tar seg av elektronikk og programvare i roboten. Spanske ITAINNOVA arbeider med "entrymekanismen", hvordan man skal få adgang til røret på en enkel måte. De skal også produsere enheten. SINTEF har ansvar for design av enheten og programvare for brukergrensesnitt.

Unik robot

– Det er ganske unikt det vi holder på med, forteller Gorm Johansen ved SINTEF IKT- som sammen med industridesignere fra Inventas, står som ansvarlig for utvikling og mekanisk design av roboten.

– Dagens inspeksjonsenhet er stor og lang. Nå skal det lages noe som kan føres inn i rør som er ned til 10 cm i diameter. Roboten skal kunne sendes kontrollert 150 meter inn i røret – og takle rørforgreininger med 90-graders vinkler. Den skal ha minimal kontakt med rørveggen siden man ikke ønsker rustpartikler i vannet. Det betyr at enheten må være mindre enn dagens, ha færre transducere – og at den må være fleksibel og føyelig.

Johansen forteller at mange inspeksjonsenheter har hjul eller belter, og når de kravler i bunnen av røret løsrives forurensninger. Uten hjul, kan det nå brukes propeller i fremre og bakre del av enheten, og fjærbelastede finner som støtter seg mot rørveggen.

Stiv og låst, men også fleksibel

Inventas har brutt prosjektet opp i flere deler. De har bygd en modell laget med 3D-print, og testet denne i rør fylt med vann.

På en video viser SINTEF-forskeren hvordan den lille roboten beveger seg i røret, støter på en forgreining og “lukter på” utfordringen med snuten et lite sekund før den vrir seg og fortsetter riktig vei.

Undersøkelsen av rørveggen starter opp når enheten trekkes tilbake fra røret. Ultralydsignalene treffer da metallveggen i røret, og tykkelsen beregnes ut fra signalene som kommer tilbake. For å kunne foreta målinger i hele røret, er det nødvendig at roboten kan rotere. Løsningen fra Inventas har blitt å låse leddene i hver ende på roboten.

SINTEF-forsker Gorm Johansen og ....

SINTEF-forsker Gorm Johansen og Mads Simonsen fra Inventas har arbeidet lenge med konseptet der en robot skal takle trange rør og rørforgreininger med 90 graders vinkel. Foto: Inventas

Klikk for å åpne

Løsning som bringer verden videre

– En inspeksjon som dette er noe av det vanskeligste man kan finne på å gjøre innen vannbransjen, sier Lars Brenne i Breivoll. –Men vi forventer at konseptet som utvikles nå vil løse noen av de utfordringene som gjenstår for oss. Når dårlige vannrør i Norge betyr et tap på 30-40 % av drikkevannet, er det nødvendig med innovative løsninger. Som firma har vi også et globalt marked i sikte for TRACT-konseptet siden problemet også er universelt.

Fagdirektør Magnar Sekse i Bergen VA, forteller at denne type roboter er etterspurte i markedet siden det er behov for å gå inn i større og mindre vannrør.
– Vi har tidligere leid inn Breivoll som har vært her og sjekket tilstanden i risikostrekninger, og vår erfaring er at dette er veldig nyttig. Det kan spare oss for betydelige investeringer, og det gjør at vi kan gå mer målrettet inn med tiltak, sier han.

Prosjektet TRACT startet opp i desember i fjor og avsluttes til neste år.
– Vi er godt i gang. Det er jo nesten galskap å skulle lage en industriell pilot med så store utfordringer i løpet av to år og med partnere fra hele Europa. Men slik galskap bringer da også verden litt videre, avslutter Gorm Johansen.

Se video av pilotroboten

Denne saken er hentet fra Gemini.no - Forskningsnytt fra NTNU og SINTEF

Senior prosjektleder
+47 922 28 551