E!115480 Minimally Invasive Installation of Pipeline Asset Strain Sensors

Målet vårt er å levere banebrytende utgravning, inspeksjon og sensorinstallasjon på vannrør. Prosjektet vil utvikle en robot for å automatisere påføring av belastnings- og temperatursensorer på veggene i vann- og avløpsrør. Disse sensorene genererer dataene som kreves for å forutsi driftssvikt for vannverkene, og forhindrer vanntap og miljøforurensning i distribusjons- og avløpsnettverk. Hovedmålet er å optimalisere installasjonen av CIPPS: Critical Infrastructure Pipeline Protection System. CIPPS er et banebrytende, avansert modelleringsverktøy for forringelse av rørsystemer som tar sensordata av høy kvalitet fra drifts- og avløpsrørledninger for å forutsi brudd på ledninger. For å gjøre dette må strekkmålere og temperatursensorer installeres på tvers av distribusjons- og avløpsnettet på enkelte viktige lokasjoner for å drive prediktive algoritmer. Denne manuelle prosessen er treg og arbeidskrevende, og tar i dag 5 dager å fullføre. Minimering av grave-, installasjons- og gjenopprettingsprosessen med nye graveteknikker og en robotinstallatør reduserer installasjonstiden til ca. 3 timer. Vi vil kalle dette nye systemet MINI-PASS (Minimally Invasive Installation of Pipeline Asset Strain Sensors). Det vil være første gang en robot blir distribuert gjennom en "nøkkelhull" kjernebor for å installere sensorer på rørledninger. Kombinasjonen av CIPPS og MINI-PASS kan betraktes som en banebrytende innovasjon, da det vil tillate levering av forutsigbart vedlikeholds kritiske sanntidsdata for første gang. Prosjektet vil omfatte arbeidsmetoder som optimaliserer TRL7-systemdesignet for produksjon og oppskalering av produksjon som forberedelse til utrulling av systemet i markedet og internasjonal ekspansjon. Målmarkedene i Europa og Nord -Amerika har blitt prioritert basert på utbredelsen av betydelig forverring av eksisterende rørledninger. Systemet vil hjelpe vannverkene å komme potensielle vannledningsbrudd i forkjøpet, slik at tiltak kan settes inn før en skade skjer. Gjennom prosjektet har vi klart å utvikle en metode som tillater sensor installasjon på vannrør av ulik karakter og størrelse. Gjennom de resultater vi har oppnådd kan vi se at metodene vil bli vesentlig forenklet, i tråd med det som var vårt mål. Vi kan trygt si at vi har utviklet løsninger frem til et nivå der vi er klare til å gå videre med en versjon som er mulig å skalere opp til produksjon i en industriell skala.

The project has shown that it is possible for an acceptable price to produce a tool that performs the tasks we have worked to solve. This means that the direct consequence of the project is that we continue to develop the product into a "market version" to be used out in the field. Acceptable price means that the investment cost of buying the equipment is significantly lower than continuing to do this type of work in the "old" way. Return on investment will be achieved with relatively few installations. Exactly how many is not entirely clear. But there is obviously a big gain in using this type of tool. The impact this project has on the installation of sensors on pipes is quite significant, as you now don't have to make large holes with formwork and security measures to carry out an apparently simple task. This means that you get a significantly lower carbon footprint per completed installation, and particularly in urban areas where the alternative may be to close larger or smaller parts of a road. In addition, this also affects the costs, which will now be lower for installing the sensors.

The MINI-PASS project will deliver cutting-edge pipeline excavation, inspection and sensor installation capability to water utilities. The project objective will see the development of a robot to automate the application of strain and temperature sensors to the walls of in-service water and wastewater pipes. These sensors generate the data required to forecast asset failure for water companies, preventing water loss and environmental fouling in the distribution and wastewater networks, respectively. There are significant technical R&D challenges associated with the installation process we wish to automate. All processes are currently performed manually by an relatively large installation crew. The current state-of-the-art requires a 2m x 2m x 2m trench to be excavated to access the pipeline. This cube then has to be robustly reinforced with shuttering to minimise the danger to staff working within the trench. Our main R&D challenges are in developing a sophisticated adaptive robot & control system to identify the pipe, and to install the sensors that need to be fitted. We also need to provide suitable test capabilities and perform the necessary checks to test their function and ability to communicate sensor readings, as well as a quality control inspection capability of the bonding efficacy. Also reduce size and risk regarding the trench. Which also is an important benefit for this project.