Des points de stockage dans les robots d'inspection bravent la rudesse de la mer du Nord

Comme les robots travaillent en permanence sous l'eau, les composants doivent être résistants à l'eau de mer. De plus, les points d'appui sont soumis à une charge pouvant atteindre 500 kg. Pour obtenir une durée de vie aussi longue que possible, il faut un palier résistant à l'usure.

Avec les paliers lisses en polymère iglidur J, la société SubC a trouvé une solution très résistante à l'usure qui fonctionne très bien et de manière fiable dans les conditions difficiles. Grâce à l'absence de lubrification, les paliers iglidur peuvent être utilisés sous l'eau, sans aucun risque pour l'environnement. Même sous des charges de 30 MPa en combinaison avec de l'eau salée, aucune usure notable des paliers lisses n'a été constatée après 200.000 cycles.

Les plates-formes de forage sont montées sur des 'jackets' - des constructions carrées en tubes d'acier ancrées au fond de la mer. Dans le cadre de la rénovation, il s'agissait de faire un état des lieux. Qu'en est-il de l'état des tubes d'acier - en particulier près de la surface de l'eau dans la "zone d'éclaboussures", où la structure est sujette à la corrosion ? Pour trouver des réponses, il aurait fallu par le passé que des plongeurs se jettent à l'eau. Une tâche dangereuse.

Un plongeur compare cette mission à un 'voyage dans la machine à laver'. De plus, l'équipage, l'équipement et les bateaux auxiliaires sont chers. Total s'est donc mis à la recherche d'une alternative. L'entreprise a trouvé une solution à Esbjerg. Cette ville danoise située au sud-ouest du Jutland est le siège de SubC Partner, une entreprise spécialisée dans le développement de technologies offshore. SubC développe, produit et exploite le Robotic Crawler pour l'inspection des tuyaux. Un hommage particulier lui a été rendu : Le robot a été récompensé par un prix de l'innovation décerné par Total.

Le Crawler est équipé de deux griffes métalliques à entraînement hydraulique avec un total de 12 rouleaux qui s'agrippent à la structure en acier avec une pression de 500 kg chacun. Le Crawler se déplace autour du tube sur 12 rouleaux. Le mouvement vers l'avant ressemble à celui d'une chenille : s'il veut avancer, la griffe arrière entoure le tube. La griffe avant se déplace de quelques centimètres vers l'avant grâce à des vérins hydrauliques. Ensuite, la griffe avant tire la griffe arrière. Le robot atteint ainsi n'importe quel point du tuyau.

Et la commande ? Le crawler se déplace à l'aide d'un joystick. Il fournit une image en direct à la centrale de commande via six caméras. De là, l'opérateur commande également les outils dont le robot peut être équipé - principalement un coupe-fil diamanté avec lequel le robot scie et remonte des pièces ou des constructions à modifier sur la plate-forme.

Certes, contrairement à un plongeur, le Robotic Crawler ne risque pas de se blesser pendant son travail. Mais l'eau de mer salée a tout de même représenté un défi pour les ingénieurs. Si les experts avaient utilisé des douilles métalliques dans les articulations du robot, le risque de corrosion et les arrêts imprévus auraient été des compagnons permanents.

Les ingénieurs ont donc opté pour une alternative : des douilles en plastique hautes performances iglidur, produites par le spécialiste motion plastics igus de Cologne. "Grâce aux douilles en plastique, nous n'avons plus à nous soucier de la question de la corrosion", explique Bjarne Lindquist, concepteur responsable chez SubC Partner. Et il n'est donc pas surprenant que les ingénieurs utilisent un autre produit d'igus. Le coupeur de fil diamanté se déplace sur des axes linéaires drylin. "Grâce à eux, nous pouvons positionner le coupeur au millimètre près".
 
Et en termes de robustesse, les composants en plastique n'ont pas non plus à rougir. Des substances de renforcement sont mélangées aux compounds plastiques, ce qui rend les douilles si robustes qu'elles résistent également à des pressions élevées et à des charges sur les bords. "igus a tellement développé les produits en plastique qu'ils constituent une alternative aux alternatives métalliques dans les applications industrielles professionnelles", explique Anders Riis Olesen, conseiller technique de vente chez igus. "C'est formidable". Les douilles ne nécessitent en outre aucun entretien.

Comme les lubrifiants solides sont intégrés dans le matériau, un fonctionnement à sec avec de faibles coefficients de frottement est possible - sans lubrifiants supplémentaires comme les huiles et les graisses. Enfin, SubC Partner a pu réduire les coûts du Robotic Crawler. En effet, les douilles en iglidur sont jusqu'à 40% moins chères que les douilles en métal.

Pour prouver la durabilité de ses matériaux, igus exploite un laboratoire d'essai de 3800 mètres carrés, où plus de 15 000 tests tribologiques sont réalisés chaque année sur 300 installations d'essai. Le matériau iglidur Z utilisé par SubC Partner a également dû y démontrer sa robustesse. Pour cela, les ingénieurs ont fait pivoter une douille en plastique sur un arbre nitruré au gaz de type ST52 - à une vitesse de 0,01 mètre par seconde et une charge de 30 MPa. Même après 200.000 cycles, aucune usure notable n'a été mesurée sur les douilles et l'arbre.

Le résultat est différent pour les douilles métalliques. Les ingénieurs ont interrompu l'essai après seulement 35 000 cycles. L'usure des douilles était trop élevée et les dommages sur l'arbre trop importants. iglidur Z a été spécialement conçu pour une durée de vie maximale dans des conditions extrêmes. Outre sa résistance à l'usure face à l'eau salée, il convient en outre en cas de charge thermique élevée et de forces importantes.

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