طراحي و مدلسازي مكانيزم حركتي ربات پايشگر پيگ در خطوط لوله

كارشناسي ‌ارشد

صنايع نفت و گاز به عنوان يكي از مهمترين و استراتژيك‌ترين منابع تامين انرژي و توليد در دنيا هستند كه به جهت انتقال اين مواد به عنوان حامل انرژي و مواد اوليه برخي صنايع، ﻣﻴﻠﻴﺎردها ﮐﻴﻠﻮﻣﺘﺮ ﺧﻂ ﻟﻮﻟﻪ وﺟﻮد دارد ﮐﻪ ﻣﻮاد ﻣﺨﺘﻠﻔﯽ اﻋﻢ از ﺁب، ﻧﻔﺖ ﺧﺎم و ﮔﺎز را ﺟﺎﺑﺠﺎ ﻣﯽ‌ﮐﻨﻨﺪ. ﻳﮑﯽ از ﻣﻬﻤﺘﺮﻳﻦ ﻣﺸﮑﻼت در اين حوزه، ﻣﺴﺌﻠﻪ ﻧﺸﺖ لوله‌ها ﻣﯽ‌ﺑﺎﺷﺪ. ﺗﺒﻌﺎت ﻧﺸﺖ در ﺧﻄﻮط ﻟﻮﻟﻪ نفت و ﮔﺎز زﻳﺎن ﺁور و ﺣﺘﯽ ﺑﺪون اﻧﻔﺠﺎر ﻧﻴﺰ ﻣﯽ‌ﺗﻮاﻧﺪ ﻣﺮﮔﺒﺎر ﺑﺎﺷﺪ و ﺑﺎﻋﺚ حادثه ﺷﻮد. يكي از راه‌هايي كه براي پايش وضعيت لوله‌ها وجود دارد، استفاده از ربات‌ها است. اين ربات‌ها كه قابليت عبور از داخل لوله‌ها را دارند، مجهز به سنسورهاي مختلف براي بررسي سلامت لوله‌ها مي‌باشند. در اين پژوهش به طراحي و تحليل ديناميكي حركت يك نمونه از اين ربات ها پرداخته شده است. اين ربات طوري طراحي شده است كه داراي سه ويژگي باشد. اولا اين ربات قادر به استفاده از نيروي سيال براي حركت در داخل لوله مي‌باشد، دوما اين ربات داراي يك مكانيزم فرمان پذير و هدايت كننده براي تعيين مسير حركت در مواجهه با سه راهي مي‌باشد و در نهايت اين ربات قادر به حركت در داخل لوله‌هايي با قطر ۱۴ تا ۲۰ سانتي‌متر مي‌باشد البته بسته به نياز وماموريت محوله قابل باز طراحي مي باشد. در روند طراحي هدينگ ربات، سه نوع مكانيزم بررسي و پيشنهاد شد به گونه‌اي كه هر مكانيزم نسبت به مدل قبلي تكامل يافته‌تر بود. بعد از طراحي اين ربات، حركت آن در داخل سه‌راهي، كاهش‌دهنده و زانويي بررسي شد. براي بررسي عبور اين ربات از مقاطع ذكر شده از نرم‌افزار ادمز استفاده گرديد. ربات طراحي شده قادر به حركت داخل مقاطع ذكر شده بود. بيشترين نيروي وارد شده از تحليل حركتي انجام شده و بررسي تحت تنش ترين عضو ربات (لينك اتصال دو قسمت هدينگ و بدنه اصلي ربات) به دست آمد. اين نيرو ماكزيمم براي بررسي حداكثر تنش اعمال شده به كار رفت. حداكثر تنشي كه به ميله اعمال مي‌شود در حدود يك دهم تنش مجاز بود. بنابراين اين ربات قادر به تحمل نيروهاي اعمال شده است.

190666

دانشگاه علم و صنعت ايران

ساخت و توليد

دكتر برهان بيگ زاده