Fraunhofer-Forscher entwickeln 3D-Messgerät für Förderanlagen unter Wasser
Aufwendig und teuer ist die Wartung von Förderanlagen für Öl und Gas auf dem Meer. Denn riesige Flächen mit Rohren und Pumpen liegen teils unter Wasser. Dort Schäden zu vermessen ist kompliziert. Fraunhofer-Forscher haben einen einfachen Weg gefunden. Ihr neues 3D-Messsystem stellen sie auf der Hannover Messe vor.
Offshore-Förderanlagen für Öl und Gas zu warten ist bislang aufwendig und teuer. Rohre und Pumpen liegen teils unter Wasser. Fraunhofer Forscher haben dafür ein 3D-Messsystem entwickelt, das die Arbeit vereinfacht.
Foto: Andy Buchanan/dpa
Dieses 3D-Messgerät ist nur so groß wie ein Schuhkarton und wiegt rund elf Kilogramm. Es erinnert an eine Unterwasserkamera, kann aber viel mehr. Taucher können damit Schäden an technischen Anlagen, in Rohren, Flanschen oder Anschlüssen genau vermessen.
Taucher überprüft Aufnahmen direkt unter Wasser
Dafür wirft das 3D-Gerät mit einem Projektor mehrere Streifenmuster nacheinander auf die Oberfläche des zu untersuchenden Bauteils. Zwei Kameras machen gleichzeitig Aufnahmen. So lässt sich die Form des Objekts exakt bestimmen. Der Taucher benötigt 0,2 Sekunden pro Aufnahme. Noch unter Wasser kann er prüfen, ob die Aufnahmen gut sind. Später lässt er die Daten von einem Computer auswerten. Dieser macht dann Vorschläge für die Reparatur.
Internationales Projekt
„So kann zum Beispiel entschieden werden, ob sich der Rost schon zu tief gefressen hat oder der Defekt im Rohr problematisch ist oder nicht“, erklärt Dr. Peter Kühmstedt, Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena. Das IOF hat den Prototyp dieses 3D-Messsystems gemeinsam mit der 4h JENA engineering GmbH sowie dem norwegischen Forschungsinstitut Christian Michelsen Research (CMR) entwickelt. Die Landesentwicklungsgesellschaft Thüringen war Förderer.
3D-System leicht zu bedienen
Die IOF-Forscher haben die Technik fit gemacht für unter Wasser: Da ist die einfache Bedienung für Taucher mit nur wenigen Tasten. Dann das Unterbringen der gesamten Steuerung und Elektronik sowie der Computer- und Displaytechnologie auf sehr kleinem Raum. Außerdem musste die Verkabelung platzsparend untergebracht werden, denn im Wasser läuft alles über Drähte und nicht über Funk.
Das 3D-Messsystem, das Wissenschaftler des Fraunhofer IOF mitentwickelt haben, erinnert an eine Unterwasserkamera. Taucher können es mit einfachem Tastendrücken bedienen und Bauteile vermessen.
Quelle: Fraunhofer IOF
Und: Um das Gerät mechanisch und thermisch stabil zu halten, wird die Temperatur ständig überwacht. Denn unter Wasser können die Temperaturen sehr stark schwanken. Auch die Lichtverhältnisse sind dort anders als an Land. Deshalb gleicht eine spezielle Kalibrierungsstrategie optische Brechungen an der Grenze zwischen Gerät und Wasser aus.
Bisherige Technologien suboptimal
Diese neue Technologie ist interessant für Energieunternehmen und Rohstoffförderer. Bedarf sei jedenfalls vorhanden, sagt der Fraunhofer-Forscher Kühmstedt, denn: „Die aktuell verfügbaren Technologien zur Vermessung der Bauteile sind entweder zu langsam oder zu weit weg von der konkreten Anwendung.“ Kühmstedt will die Neu-Entwicklung sogar noch weiter verbessern. „Im nächsten Schritt wollen wir das 3D-Messsystem für größere Tiefen und weitere Einsatzfelder unter Wasser optimieren.“ Doch zunächst stellen Fraunhofer-Forscher den Prototyp es auf der Hannover Messe vor, vom 13. bis 17. April (Halle 13, Stand E26).
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