Infrastruktur 06. Feb 2024 Von Stefan Asche Lesezeit: ca. 3 Minuten

Autonomer Roboter saniert Erdgas-Pipeline

US-Forschende haben ein neues Robotersystem zur Sanierung betagter Erdgas-Pipelines entwickelt, mit dem Reparaturen zu einem Bruchteil der heute üblichen Kosten möglich sind.

Forscher der Carnegie Mellon University testen den neuen Roboter. Die Bildverarbeitung wird von KI unterstützt.
Foto: Carnegie Mellon University

Bisher müssen bei Lecks oder anderen Schäden Rohrabschnitte aufwendig freigelegt werden, um die löchrigen Segmente auszutauschen. Dabei können Kosten von rund 5,75 Mio. € pro Kilometer entstehen. Fachleute der Carnegie Mellon University (CMU, Pittsburgh/Pennsylvania) wollen das deutlich preiswerter schaffen.

Roboter ist  modular aufgebaut

Die Steuerungs- und Manipulationssoftware des Teams um Robotik-Professor Howie Choset ermöglicht den Einsatz des Reparatur- und Inspektionsroboters in Rohren aus beliebigem Material. Er ist modular aufgebaut, kann also für die verschiedenen Aufgaben ausgerüstet werden, etwa mit Kameras für die Kontrolle oder mit Werkzeugen zur Reparatur von Lecks. Der Roboter rollt dabei auf drei Rädern. Er ist ziemlich schwer, was vor allem an den Batterien liegt, die für einen Achtstundenbetrieb ausreichen. In dieser Zeit kann er rund 3 km Rohr sanieren. Bei Inspektionen kommt das Gerät fünfmal schneller voran.

Dichtungsmaterial hat Konsistenz wie Softeis

Als Dichtungsmaterial dient ein Harz, das an der University of Illinois entwickelt worden ist. Es wird auf Rohrinnenwände aufgetragen, die porös oder so dünn geworden sind, dass Lecks entstehen können. Das Harz, „der eigentliche Star der Show“, so Choset, hat anfangs die Konsistenz von Softeis. Es wird mit einer rotierenden Düse auf die Rohrinnenwand geschleudert, wo es sekundenschnell abbindet und eine hochfeste Beschichtung bildet, wie es weiter heißt.

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KI für Schadensermittlung

Zur Inspektion wird der mobile Roboter mit einem hochauflösenden optischen Sensor ausgestattet. Dieser bildet die Oberfläche ab. Aus den Bildern entsteht ein 3D-Abbild des jeweiligen Rohrabschnitts. Bei der Auswertung der Bilder wird eine Software eingesetzt, die auf künstlicher Intelligenz basiert.

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Derzeit ist der Roboter so groß, dass die zu untersuchenden Rohre einen Durchmesser von mindestens 30 cm haben müssen. Eine Version für einen Durchmesser von 15 cm ist in Arbeit. Letztlich sind 5-cm-Rohre angepeilt. Das werde eine große Herausforderung sein, ahnt Chosets Forscherkollege Lu Li. „Kleiner ist schwieriger.“

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