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深度机器人

自主水下焊接机器人群AquaWeld深度:在海底300米处完成高精度管道焊接

海洋工程机器人公司DeepTech发布AquaWeld自主水下焊接机器人群,可在300米深海底自主完成高精度管道焊接,焊接质量达到陆地标准的95%,已在北海油田完成首次商业作业

海底焊工——人类无法完成的作业

海底管道焊接是海洋工程中最危险、最昂贵的工作之一。传统方式需要专业潜水焊工在加压舱中工作,每次作业需要数周的减压时间,且面临高压神经综合征和水下触电的风险。一名深水焊工的年薪酬超过30万美元,而作业效率仅为陆地焊接的30%。

DeepTech的AquaWeld系统试图将人类从这个危险的工种中解放出来。3月19日发布的AquaWeld是一组协同工作的水下焊接机器人,可在300米深的海底自主完成高精度管道焊接。

AquaWeld系统由三台机器人组成:一台扫描机器人负责焊接前的管道对齐和表面检测,一台焊接机器人执行实际的焊接操作,一台质检机器人通过超声波和X射线对焊缝进行无损检测。三台机器人通过水声通信和近场光通信协同工作。

「水下焊接的核心挑战不是焊接本身,而是水下环境对焊接质量的影响,」DeepTech首席工程师Dr. James Porter解释道,「水的冷却效应会导致焊缝产生裂纹,水压会影响电弧稳定性。我们的机器人通过实时调节焊接参数来补偿这些环境因素。」

AquaWeld采用摩擦搅拌焊接(FSW)技术而非传统的电弧焊接。FSW通过高速旋转的搅拌头将金属加热到塑性状态并混合,不需要熔化金属,因此不受水冷却效应的影响。焊接速度为每分钟80厘米,焊接强度达到母材的95%。

在北海Equinor油田的首次商业作业中,AquaWeld在22天内完成了120道焊口的焊接,而传统方式预估需要90天。焊接质量经第三方检测全部合格,其中85%达到一级焊缝标准。

「AquaWeld不仅更快更安全,成本也更低,」Equinor海底工程项目经理Ole Hansen说,「单次作业的成本比传统方式降低了60%。」

但AquaWeld的适用范围目前还比较有限。系统最大工作深度为300米,对于超深水(超过1000米)的管道焊接仍无能为力。此外,摩擦搅拌焊接只适用于特定的管材和接头形式,对于复杂结构的焊接仍需人工干预。

DeepTech计划在2031年推出适用于500米深度的升级版本,并开发适用于核设施退役的放射性环境焊接机器人。公司已完成B轮融资2亿美元,估值达到12亿美元。