Методика построения и моделирования внутритрубного робототехнического комплекса

Abstract

Высокая аварийность трубопроводного транспорта тепловых сетей и нефтегазовой отрасли представляет большую опасность окружающей среде из-за отсутствия своевременного контроля внутритрубной поверхности, включая участки сложной геометрии. К ним относятся отводы, наклонно-вертикальные участки, участки с переменным сечением диаметра. Приведены способы перемещения внутритрубного диагностического оборудования с использованием робототехнических устройств. Рассматривается проблема отсутствия методик построения внутритрубных робототехнических устройств, которые позволили бы выстроить корректную последовательность этапов проектирования. Целью исследования является разработка методики построения и моделирования внутритрубного робототехнического комплекса для диагностики трубопроводов сложной геометрии с последующим теоретическо-экспериментальным подтверждением её применимости; объектом исследования: конструкция внутритрубного робототехнического комплекса; предметом исследования: методы, алгоритмы, трёхмерные модели для диагностики трубопроводов сложной геометрии. В результате разработана методика построения внутритрубного робототехнического комплекса для диагностики трубопроводов сложной геометрии, получены результаты геометрического анализа, где параметры конструкции с конусно-цилиндрической формой габаритными величинами L3=555 мм, Hmax=172 мм, Hmin =116 мм позволяют достичь рабочий объём для расположения элементов на 39 % выше, в сравнении с классическим исполнением формы корпуса. Представлено моделирование конструкции внутритрубного робототехнического комплекса с использованием автоматизированной системы, выполнено моделирование и опытно-экспериментальное движение конструкции в различных диаметрах трубопровода на участке сложной геометрии с углом поворота 90° и 180°, радиусом поворота 1,5D и диаметром 200 мм, а также вертикальном участке, выполнен расчёт напряжённо-деформированного состояния конструкции опорной неприводной опорной ноги.