Reinigung des Kraftstofftanks
Oberirdische Kraftstofftanks müssen regelmäßig gereinigt werden. Der Schlamm wird entfernt, um Kraftstoffverunreinigungen zu beseitigen und verlorene Speicherkapazität zurückzugewinnen. Die Entfernung des Schlamms mit herkömmlichen Methoden erfordert einen leeren Tank, was zu langen Stillstandszeiten führt. Die manuelle Reinigung von Öllagertanks führt neben der Arbeit in einer brennbaren, explosiven und giftigen Umgebung auch zu geringer Effizienz und Umweltverschmutzung. Inzwischen haben meist maßgeschneiderte Systeme den Weg zur erfolgreichen Reinigung von Tanks und Rohren gefunden. Tankreinigungsroboter verwenden ein Verdünnungsverfahren, bei dem der Tank nicht geleert werden muss. Sie verdünnen den Schlamm und erwärmen ihn (auf ca. 60 Grad), wobei sie die Viskosität des Schlamms ständig so kontrollieren, dass er eine Konsistenz erreicht und beibehält, bei der er aus dem Tank gepumpt werden kann. Diese Methode ermöglicht die Rückgewinnung des im Schlamm eingeschlossenen Kraftstoffs. Durch die anschließende Zentrifugation werden kleine Partikel abgetrennt und vom Öl befreit, was die Menge an giftigem Abfall weiter reduziert. Während sie im Tank arbeiten, können Tankreinigungsroboter – oder Robotergeräte - von außen über eine Fernsteuerung und lichtempfindliche Kameras geführt werden.
Entfernen von Rost
Die Entfernung von Rost aus einem Gastank kann mit Hilfe von Schleifmitteln wie Kies oder Unterlegscheiben, Säuren (Salzsäure oder Essig), Soda oder Tankbeschichtungs-Kits durchgeführt werden. Für diese Aufgabe können mobile Roboter mit Werkzeugen zum Wasserstrahlen, Elektrowerkzeugen zum Entfernen von Rost und Farbe oder Vakuumsaugern ausgestattet werden..
Reinigung des Wassertanks
Ein neuer und aufstrebender Markt ist die Reinigung von Frischwassertanks. Wasserreservoirs müssen alle ein bis fünf Jahre gereinigt werden, um den spezifischen nationalen Gesetzen zu entsprechen. Bisher wurde diese Aufgabe von professionellem Personal ausgeführt, das für Arbeiten in geschlossenen Räumen zertifiziert ist. Die Tanks werden oft bis zu zwei Wochen lang geleert, um die Arbeiten durchzuführen. Aufgrund der schlechten Arbeitsbedingungen und der hohen Löhne wurde die Möglichkeit des Einsatzes von Robotern erforscht. Das Grundprinzip besteht darin, ein Fahrzeug einzusetzen, das den Wassertank automatisch durchfährt und auch als Unterwasserstaubsauger arbeiten kann. Die Fahrzeuge sind in der Regel mit einem Ultraschallsonar zur Navigation ausgestattet. Darüber hinaus sind sie häufig mit einer Videokamera ausgestattet, die es einem Bediener ermöglicht, den Fortschritt der Maschinen zu überwachen und den Reinigungsprozess zu dokumentieren.
Reinigung von Rohren und Kanälen
Die Reinigung von Rohren und Kanälen ist aufgrund des Mangels an Alternativen hinsichtlich der Zugänglichkeit von Rohren und Kanälen recht verbreitet. Es wurden mehrere Konstruktionen vorgeschlagen, die in der Regel eine mobile Plattform mit Rädern oder Raupen haben, die eine Bürste trägt. Im Allgemeinen dominieren in diesem Bereich ferngesteuerte Robotergeräte den Markt. Die Roboter werden in der Regel über eine Kabelverbindung gesteuert, die ein Kamerabild überträgt.
Ebene der Verteilung
Ferngesteuerte Fahrzeuge für die Inspektion beengter Umgebungen gibt es zwar schon seit den 1990er Jahren, aber Roboter mit einem gewissen Grad an Autonomie sind immer noch selten und in vielen Fällen Forschungsprototypen. Die Sprint Robotics Collaborative (eine industriegetriebene Initiative zur Förderung von Robotertechniken bei technischen Inspektionen und der Instandhaltung kapitalintensiver Infrastrukturen) hat zahlreiche Anwendungsszenarien für die Robotik in den Bereichen Inspektion, Reinigung und Wartung identifiziert. Aktuelle und vor allem zukünftige Produktentwicklungen und Szenarien sind in ihrer Roadmap beschrieben.
Reinigung des Kraftstofftanks
Zahlreiche Reinigungs- und Wartungsdienstleister setzen im Rahmen ihrer Reinigungsdienste für Öllagertanks, Raffinerien, Umschlagterminals für Kraftstoffe, Chemieanlagen und Kraftstofftanks für Ölkraftwerke Roboteranlagen ein. In der Regel werden die Reinigungsroboter über einen Fernsehmonitor ferngesteuert, um von außerhalb des Behälters zu reinigen:
- Ein Hochdruckstrom von Schneidflüssigkeit mobilisiert den Schlamm.
- Der Schlamm wird in ein Mehrphasentrenn- und -reinigungssystem gepumpt.
Das System trennt den Inhalt des Tankbodens in drei Ströme: Feststoffe, wiederverwertbares Wasser und hochwertiges Öl oder andere abtrennbare Flüssigkeiten. Der Einsatz von Robotern für die Reinigung von Tanks, Rohren und Leitungen verbessert die allgemeine Sicherheit. Ihre Sensoren (zur Erkennung von Abfällen, Materialien, Verschmutzungen usw.) sind besser geeignet als die visuelle Beobachtung und die Erfahrung menschlicher Mitarbeiter, so dass mögliche Zündquellen, brennbare Dämpfe und elektrostatische Aufladungen ausgeschlossen sind.
Hersteller sind z. B. Gerotto Federico und Koks Robotics. Wolftank Adisa bietet eine mobile Plattform mit ausfahrbarem Arm für die Reinigung der vertikalen Oberflächen von Tanks.
Reinigung des Wassertanks
Bei der Reinigung von Wassertanks machen ferngesteuerte, automatisierte Geräte, zum Beispiel von Weda, den Einsatz von Fachpersonal und die Stilllegung des Tanks überflüssig. Dank des Raupenfahrzeugs kann sich der Reiniger auch auf sandigem Untergrund zuverlässig bewegen, ohne stecken zu bleiben. Normalerweise wird der Roboter ferngesteuert, er kann aber auch für wiederholbare Einsätze programmiert werden. Scantron Robotics und Deep Trekker bieten ähnliche Systeme an. Große, schwere Systeme sind TechCor’s Track Driven Robotic Unit. Ein zunehmender Bedarf an Unterwasserreinigung ergibt sich auch aus der wachsenden Zahl von Fischfarmen.
Reinigung von Rohren und Kanälen
Die Reinigung von Klimaanlagenkanälen ist für die Aufrechterhaltung des verfügbaren Luftstroms und die Vermeidung von Gesundheitsrisiken unerlässlich. Viele Plattformen sind modular aufgebaut, so dass verschiedene Werkzeuge und Instrumente für spezifische Anwendungen bei Wartungs-, Inspektions- und Reinigungsaufgaben für Tanks, Rohre und andere Infrastrukturen zur Verfügung stehen. Dies ist insbesondere bei der Kanalreinigung der Fall. Ein Beispiel dafür ist der mobile Roboter Anatroller von Robotic Design Inc. für die Bereiche Heizung, Lüftung und Klimaanlagen sowie für die Reinigung und Inspektion von Kanälen verschiedener Größenklassen. Weitere Hersteller sind Danduct Clean und Environmental Solutions. Weitere Anwendungen sind die Reinigung von Wasserleitungen und Abwasserkanälen. Ein raupengeführtes System, das in Rohren mit Durchmessern zwischen 350 und 710 mm arbeiten kann, ist beispielsweise von JettyRobot und Ibak erhältlich.
Kosten-Nutzen-Überlegungen und Marketing-Herausforderungen
Reinigung des Kraftstofftanks
Im Jahr 2018 wurde der Markt für die Reinigung von Benzintanks auf 895 Millionen USD geschätzt. Die Arbeit, die bisher meist manuell durchgeführt wird, birgt hohe Risiken. Zu den Gefahren gehören nicht nur Erstickung, Kontakt mit Chemikalien und Explosionen, sondern auch Ausrutschen und Stürze im Inneren der Tanks. Allein im Vereinigten Königreich sterben jedes Jahr etwa 25 Arbeitnehmer bei der Arbeit in engen Räumen. Diese Risiken sprechen dafür, dass in Zukunft verstärkt automatisierte Systeme eingesetzt werden. Die geringe Häufigkeit der Tankreinigung, auch wenn sie zunimmt, stellt jedoch derzeit noch eine Einschränkung dar, wenn es darum geht, die Anschaffung eines Roboters finanziell tragbar zu machen. In Tanks mit hohem Risiko, z. B. in Tanks, bei denen Emissionen aus dem Tankbelüftungssystem oder pyrophore Stoffe eine Gasfreisetzung ausschließen, kann der Roboter unter einer Stickstoffdecke oder in einer anderen inerten Atmosphäre arbeiten. Er kann von außen über eine Fernbedienung und lichtempfindliche Kameras gesteuert werden, so dass die Arbeiter von gefährlichen Arbeiten im Tank getrennt sind. Da die Roboter so klein gebaut sind, dass sie durch die Tanköffnung passen oder sich selbst ausdehnen können, ist eine Montage der Roboter im Tank nicht mehr erforderlich, was die Zahl der Arbeitsstunden im Tank weiter reduziert. Außerdem kann der Mannlochdeckel nach der Installation des Roboters geschlossen werden, was die Freisetzung von Gasen verringert und die Sicherheit erhöht. Das Roboterverfahren verkürzt die Reinigungszeit erheblich (drei- bis fünfmal schneller als manuelle Arbeit). Erstens können die Roboter länger im Tank bleiben als Menschen, was lange Erholungspausen erspart. Zweitens geht das Abpumpen des Schlamms viel schneller als bei der herkömmlichen Methode. Außerdem muss der Tank nicht vollständig entleert werden (er kann sogar während des Betriebs genutzt werden), was die Ausfallzeiten erheblich reduziert und den Bedarf an zusätzlichen Lagertanks verringert. Die Abfallmenge wird stark reduziert (bis zu 90 %), was zum Teil auf die hohen Brennstoffrückgewinnungsraten (bis zu 98 %) zurückzuführen ist..
Reinigung des Wassertanks
Eine von der nationalen Wasserbehörde Singapurs im Jahr 2020 veröffentlichte Innovationsherausforderung weist auf die erwarteten Vorteile des Einsatzes von Robotern zur Reinigung von Wasserreservoirs hin. Erstens wird kein qualifiziertes Personal benötigt, das auf engem Raum arbeitet. Außerdem muss das Personal derzeit regelmäßig auf durch Wasser übertragene Krankheiten wie Typhus und Cholera getestet werden, während ein Roboter leicht gereinigt und desinfiziert werden kann, bevor er in einen neuen Tank eingesetzt wird. Die manuelle Arbeit muss in unbeleuchteten Kavernen durchgeführt werden, wo die Oberflächen oft rutschig sind. Der Einsatz von Robotern verringert daher auch die Gefahr von Stolpern und Stürzen.
Reinigung von Kanälen und Rohren
Die meisten Hersteller von Kanalreinigungsrobotern berichten über sehr hohe Investitionsrenditen für viele Arten von Kanälen. Die Navigation der Roboter durch vertikale Kanäle oder solche mit komplexen Abzweigungen ist nach wie vor ein zentrales Problem.