Początkowo drony prawdopodobnie kojarzyły się głównie z pięknymi podniebnymi widokówkami, czy spektakularnymi ujęciami filmowymi, jednak dynamiczny rozwój technologii pozwala nam już od jakiegoś czasu stosować bezzałogowce również w trudnych warunkach przemysłowych.

Utrzymanie rozwiniętego technologicznie, wydajnego i zróżnicowanego przemysłu to praktycznie niekończąca się inwestycja w skali całego kraju. Samo zakończenie budowy i oddanie fabryki, instalacji czy elektrowni, to tylko początek drogi. Utrzymanie ruchu w każdym zakładzie dokłada wszelkich starań, aby awarie były jak najrzadsze, a postoje jak najkrótsze. Wieloletnie tradycje w polskim przemyśle wykształciły grono doświadczonych inspektorów oraz specjalistów od remontów, którzy potrafią zaradzić każdej usterce, a także przewidywać i przeciwdziałać przyszłym problemom. Rozwijający się przemysł, dzięki nowoczesnym technologiom, będzie coraz bardziej stawiał na zapobieganie potencjalnym awariom.

Do przeprowadzenia inspekcji podczas postoju konieczne jest zapewnienie odpowiednich warunków oraz odpowiednie przygotowanie instalacji dla inspektora. Atmosfera musi być bezpieczna dla pobytu ludzi, a także trzeba stworzyć fizyczny dostęp do elementów instalacji. W najtrudniejszych przypadkach nieunikniona jest budowa kosztownych rusztowań bądź niebezpieczny i mało komfortowy dostęp przy użyciu technik alpinistycznych. Drony potrafią w szybki i prosty sposób dotrzeć do wysokich i trudno dostępnych przestrzeni w instalacjach przemysłowych.

Postęp technologiczny

Technologia rozwija się w imponującym tempie. Przez ostatnie kilka lat mogliśmy doświadczyć co najmniej kilku przełomów w pokonywaniu ograniczeń dla dronów. Bezzałogowe statki powietrzne są odporne na coraz ostrzejsze warunki pogodowe, zapylenie, a nawet promieniowanie w elektrowniach jądrowych. Mogą wlatywać do przestrzeni zamkniętych, bez obawy o utratę sygnału bądź kolizję i zniszczenie w skomplikowanych korytarzach. Na ich pokładach znajdują się precyzyjne kamery, które już dziś przechwytują obraz dokładniejszy niż widziany ludzkim okiem. W dobie miniaturyzacji możliwe staje się montowanie specjalistycznych czujników, odpowiednich do potrzeb przeprowadzanej inspekcji. Postępujący rozwój w informatyce pozwala na coraz szybszą i nieznaną wcześniej analizę danych.

W sektorze dystrybucji energii elektrycznej w skali całego kraju, przeglądy sieci ze względu na jej rozbudowaną strukturę i umiejscowienie w trudnym terenie stanowią wyzwanie dla służb inspekcyjnych. Przy takiej skali konieczne jest opracowanie metody przeglądów pozwalającej na szybkie pozyskiwanie dużej ilości danych. Przeloty helikopterem i rejestracja materiału specjalną kamerą zdawały się do tej pory jedynym rozwiązaniem spełniającym te kryteria. Odpowiednio dobrane drony są jednak w stanie zapewnić efektywniejszą kosztowo alternatywę. Wielowirnikowce umożliwią dokładne oględziny i dokumentację stanu słupów energetycznych: konstrukcji wsporczej, izolatorów czy mocowań. Przegląd linii napowietrznych może natomiast zostać zrealizowany dzięki tzw. „latającym skrzydłom” – bezzałogowym płatowcom, które mogą pokonywać dużo większe odległości przy mniejszym zużyciu baterii.

Wytwórcy prądu z odnawialnych źródeł energii również mogą korzystać z dobrodziejstw dzisiejszej technologii. Przelot dronem z kamerą termowizyjną pozwala na usystematyzowaną i powtarzalną kontrolę paneli fotowoltaicznych. Uszkodzenia są widoczne
jako anomalie termiczne, dokładnie zauważalne nawet dla niewprawionego oka. Niepokojące informacje o potencjalnych przegrzaniach można łatwo skonfrontować ze zdjęciami z kamery i stwierdzić, czy dana anomalia wynika z rzeczywistego uszkodzenia paneli, czy np. z występowania zabrudzeń. Dzięki dużej automatyzacji procesu inspekcji, dron ma możliwość szybkiego sprawdzenia dużego obszaru – podczas dnia roboczego nawet farmy o mocy 4 MW.

W turbinach wiatrowych częstej kontroli podlega stan poszycia łopat, tak w ujęciu okresowym, jak i doraźnym, np. po mocnych burzach. Inspekcja przy użyciu drona jest nie tylko dużo bezpieczniejsza, ale też szybsza i bardziej dokładna. Dodatkowo zdjęcia posiadają tzw. geotagowanie, dzięki któremu znamy koordynaty miejsca inspekcji oraz wysokość, na jakiej zostały wykonane. Przy sprzyjających warunkach atmosferycznych zespół inspekcyjny potrafi przeprowadzić kontrole nawet ośmiu turbin w ciągu jednego dnia roboczego.

Standardowo już zdjęcia z powietrza są wykorzystywane jako element ekspertyz budowlanych, m.in. pięcioletniej obowiązkowej kontroli kominów. W przypadku jednej z naszych realizacji, inspekcja dronem pozwoliła na bezpieczne stwierdzenie znaczących uszkodzeń w konstrukcji podestów na kominie, które zostałyby użyte do przeprowadzenia standardowej inspekcji. Ich stan znacznie zagrażał bezpieczeństwu – do tego stopnia, że zalecono wygrodzenie strefy wokół komina jako niebezpiecznej. Również inspekcja wnętrza komina pozwala na udokumentowanie stanu technicznego w niedostępny do tej pory sposób i śledzenie postępującej degradacji płaszcza komina w czasie. Zebranie danych przy kominie o średnicy 15 metrów i wysokości 200 metrów trwa jedynie 2 dni robocze.

Przestrzenie zamknięte

Prace inspekcyjne, szczególnie w przestrzeniach zamkniętych, wiążą się z długotrwałymi przygotowaniami, związanymi zarówno z dostosowaniem instalacji, jak i zdobyciem odpowiednich zgód i zezwoleń oraz zawsze obarczone są ryzykiem dla człowieka. Dodatkowo trudne warunki nie sprzyjają robieniu dokładnych i dobrych jakościowo zdjęć. Kamieniem milowym w inspekcjach przemysłowych przestrzeni zamkniętych było stworzenie pierwszego na świecie drona odpornego na kolizje – Eliosa – szwajcarskiej firmy Flyability. Jako Inspectios, oficjalny przedstawiciel Flyability w Polsce, od trzech lat wprowadzamy technologię bezpiecznych inspekcji przestrzeni zamkniętych do polskiego przemysłu. Również Inspektorzy Urzędu Dozoru Technicznego korzystają z dronów, m.in. do rewizji wewnętrznej zbiorników ciśnieniowych.

Dużym walorem użycia Eliosa jest możliwość spokojnego oglądania wysokiej jakości wideo i zdjęć z wygodnego i bezpiecznego miejsca poza przestrzenią zamkniętą. W zakładach chemicznych daje to ogromne możliwości inspekcyjne bez narażania ludzi na działanie żrących bądź trujących substancji. Operator drona jest w stanie wlecieć nim przez właz do zbiorników ciśnieniowych i bezciśnieniowych, wież, silosów, a obraz jest na żywo transmitowany do osób znajdujących się w bezpiecznym miejscu poza instalacją. Inspekcja wizualna wieży o średnicy 12 metrów i wysokości 25 metrów trwa jedynie 2 godziny. Drony jeszcze niestety nie są w stanie dotknąć i „opukać” badanej powłoki, jednak w wielu przypadkach sam wgląd wizualny prowadzi często do decyzji o odroczeniu dokładniejszych oględzin. Wlot do zbiornika przy braku warunków do wpuszczenia inspektora zawsze pozwoli na zaoszczędzenie czasu i zamówienie odpowiednich fachowców w rozsądnych terminach. Za pomocą kamer wizualnych jesteśmy w stanie określić uszkodzenia strukturalne, pęknięcia, wżery, występowanie korozji, ubytki w wymurowaniu lub powłokach chemoodpornych.

W branży energetycznej wykorzystanie Eliosa stwarza ogromną przewagę zwłaszcza przy inspekcjach wewnętrznych kotłów. Podczas postoju, w zależności od zakresu przeglądu, bądź występującej usterki, standardowo do tej pory konieczne było stawianie rusztowania, w niektórych przypadkach nawet w całej komorze paleniskowej, co zabiera dużo czasu oraz stanowi istotny koszt w budżecie remontu. Za pomocą specjalistycznego drona do przestrzeni zamkniętych Flyability Elios 2 możemy dotrzeć do kluczowych miejsc instalacji. Dzięki zebranym informacjom specjaliści od utrzymania ruchu mogą podjąć decyzję co do konieczności stawiania rusztowania i napraw, bądź planowania prac remontowych podczas kolejnego postoju. Przegląd wymurówki, palników, separatorów czy przegrzewaczy trwa od kilku do kilkudziesięciu minut. Kamery termowizyjne pozwalają na identyfikację ubytków izolacji, nieprawidłowej pracy maszyn, wycieków i innych.

Raporty

Dokumentacja i przygotowanie raportu z każdej inspekcji staje się dużo prostsze i bardziej precyzyjne. Kolegia fachowców opierających się na dokładnych materiałach wizualnych podczas obrad mogą podjąć trafniejsze decyzje, a także solidniej uargumentować związane z nimi potrzeby ekonomiczne.

Oprócz zastępowania dotychczasowych metod przeprowadzania inspekcji, możliwości dronów dostarczają nam wielu nowych rozwiązań. Dzięki nim możliwe jest m.in. szybkie mapowanie terenu zakładu, monitorowanie instalacji czy osób, wsparcie akcji zakładowej straży pożarnej, tworzenie modeli 3D, pomiary wolumetryczne, digitalizacja wielu danych w prosty sposób.

Dzisiejsze możliwości pozwalają na znaczne obniżenie ilości pracy ludzkiej w przestrzeniach zamkniętych i na wysokości. Efektywne kosztowo, szybkie i w przystępny sposób dokumentowane inspekcje to dzisiaj standard, który coraz więcej firm pragnie u siebie wdrożyć. Przy tak dynamicznym rozwoju tej technologii przyszłość może nas tylko pozytywnie zaskoczyć, a drony już niedługo będą w stanie wykonywać coraz większy zakres robót, co przyczyni się do oszczędności i wzrostu bezpieczeństwa.

Artykuł został również opublikowany w nr 4/2019 magazynu Energetyka Cieplna i Zawodowa.