لایروبی رباتیک مخازن نفتی

حفاظت و نگهداری از مخازن نفتی همواره یکی از چالش‌های مهم این صنعت بوده که هزینه های قابل‌توجهی را به‌همراه داشته است. فرآورده های نفتی اغلب خاصیت خورندگی دارند یا مستعد ایجاد لجن هایی هستند که میتوانند کیفیت محصولات نفتی را کاهش دهند. از این رو، بازرسی دورهای مخازن و در صورت نیاز، پاکسازی آنها امری ضروری است. غفلت از این موضوع می‌تواند منجر به کاهش کیفیت فرآورده ها، تشدید خوردگی مخازن شده و در نهایت تحمیل هزینه‌های سنگین برای تعمیرات شود. در این مقاله به لایروبی رباتیک مخازن نفتی . راهکارهای پیشنهادی پرداخته ایم.

در گذشته، برای پاک‌سازی رسوبات داخل مخازن، لازم بود چرخه تولید متوقف شده و مخزن مدار خارج گردد. پس از آن، افراد به صورت فیزیکی وارد مخزن می‌شدند و عملیات پاک‌سازی را به‌صورت دستی انجام می‌دادند. این روش نه‌تنها فرآیندی زمان‌بر و پرهزینه بود، بلکه سلامت نیروی انسانی را نیز به‌طور جدی به خطر می‌انداخت؛ چراکه کارگران در محیطی بسیار سمی و مستعد انفجار قرار می‌گرفتند که می‌توانست عوارض جبران‌ناپذیر کوتاه‌مدت و بلندمدتی به‌همراه داشته باشد.

به همین سبب، با چشم انداز افزایش بازدهیِ عملیات لایروبی و افزایش ایمنی و سلامت نیروی کار، دنیای صنعت به سمت طراحی و استفاده از رباتهای لایروب (شکل 1) برای پاکسازی مخازن نفتی حرکت میکند.

مدلی از رباتهای لخته گیر

لزوم بازرسی مخازن نفتی

مخازن نفتی نیازمند مراقبت مداوم هستند چرا که اجزایی اساسی در چرخه های نفتی میباشند، تعمیر آنها بسیار پر هزینه است، و وجود فرآوردههای نفتی درون آنها، این تجهیزات را به طور مداوم در معرض خطرهای مختلف قرار میدهد، از جمله:

• خوردگی:
  • درونی: توسط آب، لجنهای اسیدی یا فعالیت های زیستی میکروب ها ایجاد میشود.
  • بیرونی: به دلیل تماس با عوامل محیط بیرونی، عایق بندی ضعیف، و رطوبت بالای خاک اطراف مخزن رخ می‌دهد.
• تجمع لجن: در طی زمان، هیدروکربن های سنگین، آب، ماسه و دیگر آلاینده ها در کف مخزن جمع میشوند. این تجمع باعث کاهش حجم مخزن، آلودگی و ناکارآمدی فرآورده سوختی میشود (شکل 2).

تصاویری ارسالی ربات از داخل مخزن به اپراتور

• خطر آتشسوزی و انفجار: گازهای فرّار ممکن است داخل مخزن یا اطراف آن تجمع پیدا کنند. در صورتی که سیستم تهویه ضعیف باشد و منابع احتراق مانند الکتریسیته ساکن، جوش یا اتصال نامناسب به زمین وجود داشته باشند، این شرایط می‌تواند منجر به وقوع انفجار شود.
• از کار افتادگی ساختاری: ضعیف شدن دیواره و کفهی مخزن به دلیل عمر بالا، نگهداری نادرست یا وارد آمدن فشار بالا باعث نشتی یا در هم شکستگی کامل مخزن میشود. در نتیجه، علاوه بر از دست رفتن سرمایه، مواد نفتی به محیط نشت کرده و موجب آلودگی شدید محیط زیست خواهد شد.

اگر متقاعد شده اید که مخازن نفتی نیاز به بررسی مداوم دارند پس باید به دنبال روش بهینه تر باشید.

ربات لایروبی و بازرسی مخازن نفتی DredgBot

بازرسی و لایروبی مخازن نفتی با ربات

ربات لایروب، سیستمی است که از یک ربات ویدئومتری، یک دوربین CCTV، لوله وکیوم، واترجت و گاهی بازوهای تمیزکننده مکانیکی تشکیل شده است. همچنین این ربات میتواند برای سنجش ضخامت دیواره مخازن به دوربین فراصوت هم مجهز شود. فرآیند عملکرد این ربات به این صورت است که پس از استقرار در محل، اپراتور ربات را از طریق منهول به داخل مخزن هدایت میکند. ربات با استفاده از دوربین های مختلف، شرایط داخلی را از جنبههای متفاوت بررسی کرده و با ارسال فیلم به صورت زنده به اپراتور، او را از شرایط داخلی آگاه می کند. این تصاویر امکان تحلیل دقیق نوع و میزان آلودگی یا رسوب را برای اپراتور فراهم می‌کند تا بر اساس آن، نوع مواد پاک‌کننده و شدت لایروبی را تعیین نماید. سپس ربات اقدام به جداسازی لایه‌های رسوبی کرده و زباله های نفتی را از طریق وکیومهای عایق بندی شده به مکانی امن برای نگهداری انتقال میدهد. به این روش همچنان خطر انفجار و آلودگی های زیست محیطی به طور چشمگیری کاهش مییابد. پس از اتمام عملیات، ربات تصویری از وضعیت نهایی مخزن پاکسازی شده به کارفرما ارائه میدهد.

استفاده از ربات چه مزیتی بر روش سنتی دارد؟

با توجه به سمی و قابل‌انفجار بودن محیط داخلی مخازن نفتی، حضور انسان در آنها خطرناک میباشد، در حالیکه استفاده از رباتهایی که دارای استانداردهای لازم هستند، ریسک انفجار در محل را به طور چشمگیری کاهش میدهد. همچنین رباتها با ابعاد کوچکشان به راحتی میتوانند در هر نوع مخزن یا لولهای که برای انسان قابل دسترسی نیست وارد شده و عملیات را به انجام برسانند. همچنین بازوهای مکانیکی ربات میتواند با بازدهی بیشتری نسبت به نیروی انسانی عمل کند. لازم به ذکر است اگر عملیات لایروبی را به رباتها واگذار کنید حتی نیازی به خارج کردن سیستم از بهره وری نیست و در حین انجام کارِ مخزن میشود به پاکسازی آن هم پرداخت. ربات دوربین های پیشرفته ای دارد که هنگام ورود به مخزن میتواند از جنبه های مختلف سلامت مخزن را بسنجند (از جمله ضخامت دیواره و کف) و در صورت وجود مشکلاتی که با چشم قابل مشاهده نیستند، به کارفرما اطلاع دهد تا پیش از جدی و پرخرج شدن مشکل اقدام به تعمیر آن کند.

مشکلات و موانع

• هزینه بالای تجهیزات
• نیازمند نیروی متخصص
• مشکلات احتمالی در مسیریابی در مخازنِ با هندسه پیچیده

اما با وجود این مشکلات، هزینه لایروبی مخازن با استفاده از ربات لایروب در بلندمدت مقرون‌به‌صرفه است، چرا که باعث افزایش عمر و جلوگیری از توقف عملکرد سیستم میشود و  برای خدمات گیرنده به صرفه خواهد بود.

زمینه های کاربرد لایروبی رباتیک مخازن نفتی:

• پالایشگاههای نفت (مخازن ذخیره نفت خام، HFO)
• انبارها و پایانه های حمل سوخت (مخازن گازوئیل و بنزین، مخازن قیر و آسفالت)
• پتروشیمی ها و صنایع شیمیایی (مخازن باقیماندههای واکنش شیمیایی، مخازن ته نشینی، تانکهای خنثی سازی)
• نیروگاه ها (مخازن سرویس مشعل روغن، مخازن روغن روان کننده، مخازن روغن ترانسفورماتور)
• کشتی ها و سکوهای دریایی (COT، مخازن آب بالاست، مخازن آب لجن، مخازن ذخیره سازی FPSO، مخازن نگهداری ضایعات صنعتی)

جمع بندی و راهکارهای اجرایی در لایروبی رباتیک مخازن نفتی

صنعت نفت یکی از پایه های اقتصادی ما است و هزینهی اضافی تعمیر تجهیزات، از کار افتادن سیستم بر اثر خرابی های سهمگین و پایین آمدن کیفیت نفتِ فرآوری شده، همگی میتوانند آسیب های اقتصادی در سطح ملی به کشور ما وارد کنند. از همین روی لازم است دقت ویژه ای به بازرسی تجهیزات نفتی از جمله مخازن و لوله های حمل شود و در بازه های زمانی مشخص این تجهیزات مورد بازرسی رباتیک قرار گیرند.

در آینده نیز چشم انداز روشنی برای این تکنولوژی میتوان متصور شد: پیشرفت هوش مصنوعی، بینایی ماشین و رباتیک میتواند به عملیات لایروبی مخزنی کاملا اتوماتیک بیانجامد، همچنین میتوان از نگهداری پیشبینانه (Digital Twins) و ادغام آن با مدلهای دیجیتال هزینههای تعمیر را کاهش داد و انتظار میرود تقاضای این روش به دلیل تمهیدات جدیتر زیست محیطی و ایمنی به زودی افزایش یابد. بنابراین چه استفاده و چه سرمایه گذاری در این زمینه آینده ای روشن خواهد داشت.