Apellix™ s’attaque au contrôle de la corrosion au moyen de systèmes robotiques aériens. Également connus sous le nom d’« aéronefs sans équipage » ou de « drones », ces robots aériens sont contrôlés par un logiciel pour assurer la précision du vol et l’automatisation.
Basée à Jacksonville, en Floride (États-Unis), la société Apellix est un fournisseur d’équipements d’origine d’Olympus et a intégré notre mesureur d’épaisseur à ultrasons 38DL PLUS™ (38DLP™) à son système robotique aérien pour que celui-ci puisse mesurer de manière autonome l’épaisseur de la peinture, de l’acier et du métal. Nous avons discuté avec Bob Dahlstrom, PDG d’Apellix, pour en savoir plus sur le système et sur son fonctionnement.
Une solution combinant contrôle non destructif et robots aériens
Apellix a fait ses débuts dans les domaines de la peinture, du revêtement, du nettoyage et de la préparation des surfaces effectués en autonomie. Au fil du temps, l’entreprise a compris la nécessité de mesurer l’épaisseur de la peinture sur les infrastructures industrielles forgées avec de l’acier et du métal, notamment :
- les infrastructures de type ponts et barrages ;
- les équipements de production d’énergie dans le secteur pétrogazier ;
- les sites de fabrication ;
- les navires marins.
La société a développé ses activités en utilisant des robots aériens équipés de fonctionnalités de contrôle non destructif (CND) pour mesurer de manière autonome l’épaisseur de la peinture de manière sûre et fiable.
La sécurité est la priorité absolue dans l’industrie du pétrole et du gaz, et les temps d’arrêt non planifiés sont coûteux. Il est donc important d’établir un programme de contrôle non destructif efficace pour garantir la sécurité des personnes et de l’environnement et pour assurer le fonctionnement efficace des équipements d’infrastructure. L’inspection par ultrasons est une méthode de CND largement acceptée pour mesurer l’épaisseur résiduelle des parois et effectuer l’inspection de la corrosion. L’un des principaux avantages de la technologie d’inspection par ultrasons, c’est que les mesures d’épaisseur peuvent être effectuées rapidement et facilement d’un seul côté, sans qu’il soit nécessaire de couper les pièces.
Apellix avait besoin d’un mesureur d’épaisseur portatif, robuste et fiable pour prendre des mesures d’épaisseur par ultrasons et inspecter la corrosion au moyen du système robotique aérien. À cette fin, elle a choisi d’équiper son système du mesureur 38DLP d’Olympus. « Le 38DLP est la référence privilégiée du secteur, et nous avions reçu des demandes de nos clients pour utiliser ce mesureur d’épaisseur d’Olympus », explique Bob.
Comment les mesureurs d’épaisseur à ultrasons détectent-ils la corrosion ?
Les mesureurs d’épaisseur à ultrasons sont souvent utilisés par les inspecteurs pour déterminer l’épaisseur d’une pièce à partir d’un seul de ses côtés, comme dans le cas d’un tuyau ou d’un réservoir non enterré, ou lorsqu’une simple mesure mécanique est impossible ou peu pratique en raison par exemple de la taille de la pièce ou de restrictions concernant l’accès.
Les mesureurs d’épaisseur à ultrasons mesurent le temps de vol que prend une impulsion sonore générée par une sonde à ultrasons à se propager dans la pièce inspectée et à revenir à la sonde après avoir rebondi sur la surface opposée. Le contrôle par ultrasons du métal corrodé est généralement effectué au moyen de sondes à émission-réception séparées. Comme les ondes sonores se réfléchissent sur les limites entre différents matériaux, la mesure de l’écho provenant de l’autre côté de la pièce inspectée peut être utilisée pour évaluer son épaisseur, de la même manière que le radar ou le sonar mesurent la distance.
La sécurité avant tout : comment les robots aériens servent d’outils de sécurité
La plateforme robotique aérienne d’Apellix associe la précision, la fiabilité et les performances continues d’un robot aux capacités de vol d’un drone pour permettre une maintenance et des inspections sûres et économiques dans les endroits difficiles d’accès (y compris les environnements potentiellement dangereux classés zone ATEX 2).
Les inspections effectuées en hauteur sont coûteuses, longues et dangereuses.
Le système d’Apellix élimine le besoin de levage, d’échafaudage ou de travail en accès par corde.
« Les inspections industrielles sont nécessaires et d’une importance critique, mais elles peuvent être dangereuses et coûteuses. La robotique et l’automatisation de l’inspection aérienne aident les entreprises à améliorer la sécurité et à réduire les coûts. Nous rendons les lieux de travail industriels plus sûrs en programmant des drones pour qu’ils effectuent certaines tâches dans des environnements dangereux, sans risque pour les employés », explique Bob.
Composants clés des systèmes robotiques aériens d’Apellix
Système Opus X4 NDE d’Apellix
Les drones classiques fonctionnent bien en hauteur, mais ils ne sont pas conçus pour la réalisation de tâches répétitives. Les robots industriels peuvent effectuer en toute sécurité des tâches répétitives pendant de longues périodes, mais ne peuvent pas voler.
Apellix a créé un système robotique aérien breveté. Il s’agit d’un drone industriel robuste fait sur mesure et équipé des éléments suivants :
- Système de réseaux de capteurs multimodal (intégrant des dispositifs de perception par capteurs et de fusion de données de capteurs pour permettre la détection et la localisation des contacts)
- Ordinateur de bord complet
- Logiciel personnalisé permettant le vol automatique afin que le drone puisse entrer en contact avec les parois et prendre des mesures
L’aéronef comprend un bras robotique articulé équipé d’un effecteur de robot, qui est un dispositif situé à l’extrémité du bras et qui entre physiquement en contact avec le matériau inspecté. L’effecteur de robot contient l’équipement de mesure nécessaire à l’inspection, comme une sonde à émission-réception séparées destinée à la mesure d’épaisseur à ultrasons.
Qu’est-ce que le vol autonome ?
Le vol autonome désigne la capacité d’un aéronef à voler de façon indépendante. Grâce la fonction de vol autonome sur le système robotique aérien d’Apellix, le pilote (c.-à-d. l’opérateur) place l’aéronef près de sa cible d’inspection et sélectionne « Start » (Démarrer) sur l’interface utilisateur. Un ordinateur de bord prend le contrôle du vol et effectue les inspections nécessaires avant de renvoyer l’appareil vers une station ou une zone sécurisée où il attendra de recevoir d’autres instructions.
Le mesureur 38DLP effectue des inspections et prend des mesures à l’aide de sa technologie de mesure d’épaisseur par ultrasons. Le système robotique aérien distribue automatiquement du couplant sur l’extrémité de sa sonde à émission-réception séparées avant de prendre chaque mesure par contact et avant de placer la sonde sur la surface d’une paroi. L’interface utilisateur comprend une option permettant au pilote d’ajouter du couplant au besoin.
Pour prendre des mesures, l’opérateur pilote l’aéronef jusqu’à la zone d’inspection souhaitée et active le vol autonome. Le programme de l’ordinateur de bord fait ensuite voler l’aéronef jusqu’à la surface du matériau et le fait entrer en contact avec la paroi pour prendre les mesures.
Une fois les mesures nécessaires obtenues, l’appareil s’éloigne de la paroi ciblée et retourne vers une position sécurisée en attendant de naviguer vers une nouvelle zone. Les données peuvent être examinées en temps réel au sol sur le site d’inspection ou en toute sécurité dans le nuage. Les données complètes sont également rendues disponibles en format Excel ou CSV à des fins de vérification et de conservation des dossiers.
Les systèmes Opus X4 NDE d’Apellix peuvent recueillir jusqu’à 200 mesures ponctuelles par heure. Conçus pour prendre en charge les pratiques NDE 4.0, les systèmes peuvent transmettre automatiquement les données aux progiciels de gestion intégrés (PGI), aux systèmes de vérification et de réparation pour maintenance préventive (PMCS), aux systèmes de gestion de l’intégrité (IMS) et au système sécurisé de génération de rapports et de données de journaux de vol d’Apellix.
Avantages des robots aériens pour les inspections non destructives à distance
La mobilité des robots aériens peut être grandement avantageuse lors de la réalisation d’inspections CND à distance sur des équipements de grande taille. Apellix bénéficie d’un positionnement unique pour tirer rapidement parti d’applications de grande importance dans lesquelles les robots aériens évitent aux employés de se mettre en danger, améliorent les processus de production ou de maintenance, réduisent les temps d’arrêt des équipements et diminuent considérablement les coûts pour le client.
Dans un communiqué de presse, Apellix a déclaré vouloir « intégrer la technologie existante à [ses] plateformes robotiques pour la rendre plus efficace, plus sûre et plus rapide, et pour offrir de meilleurs résultats. » Elle a aussi indiqué ce qui suit : « Nous créons de la valeur économique en améliorant les performances humaines, en éliminant ou en réduisant le besoin d’échafaudages, de monte-personnes ou d’ouvriers suspendus par des cordes, en produisant plus rapidement des actifs de grande valeur et en amenant une approche scientifique sur les chantiers en y introduisant le contrôle informatique et la collecte de données. Dans certaines applications, comme l’inspection d’une cheminée de raffinerie de 100 mètres de haut, nos drones peuvent permettre aux clients d’économiser de 5 à 10 millions de dollars US en temps d’arrêt et jusqu’à un million de dollars US en coûts d’échafaudage pour un seul projet. »
Les industries cherchent à rendre les inspections plus rentables, plus faciles à réaliser et plus exhaustives, et pour ces raisons, l’adoption de la robotique est en plein essor. En effet, le marché des robots d’inspection devrait atteindre les 13 942,5 millions de dollars US d’ici 2030. Les robots aériens à commande de précision permettent de détecter et de prévoir de façon minutieuse la corrosion, les fuites et les défauts dans les endroits difficiles d’accès tout en préservant la sécurité des opérateurs.
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