Die Frage, ob Drohnen eigensicher sind, ist eine der ersten Fragen, die sich Öl-, Gas- und Chemiefachleuten stellen.
Wer stellt diese Frage und warum?
Öl-, Gas- und Chemieanlagen lagern Benzin, Erdgas und andere leicht entzündliche und gefährliche Stoffe in Behältern wie Druckbehältern und Tanks. Diese Anlagen müssen Sicht- und Wartungsinspektionen unterzogen werden, ohne dass die Sicherheit am Standort gefährdet wird. Gleiches gilt für Kraftwerke und andere kritische Infrastrukturen.
Doch selbst wenn es keine eigensicheren Drohnen gäbe, würde das Drohnen nicht davon abhalten, visuelle Inspektionen in der Öl-, Gas- und Chemieindustrie durchzuführen.
Um das Thema eigensichere Drohnen richtig zu umreißen, schauen wir uns zunächst an, was es braucht, um eine wirklich eigensichere Drohne zu bauen. Dann werden wir nach Lösungen suchen, um Risiken zu reduzieren und Drohnen an Orten einzusetzen, an denen wir sie sonst nicht einsetzen würden. Abschließend werden wir uns mit den Vorteilen des Einsatzes von Drohnen trotz Risikominderungsverfahren befassen.
Was ist nötig, um eine eigensichere Drohne zu bauen?
Zunächst ist es wichtig zu erklären, was eigensicher bedeutet:
Eigensicherheit ist ein Entwurfsansatz, der den sicheren Betrieb elektrischer Geräte in explosionsgefährdeten Bereichen gewährleistet, indem die elektrische und thermische Energie begrenzt wird, die eine explosionsfähige Umgebung entzünden kann. Es ist auch wichtig, den Grad der Eigensicherheit zu definieren, der erreicht werden muss.
Weltweit regeln unterschiedliche Normen den Einsatz elektronischer Geräte in explosionsgefährdeten Bereichen. Die Normen unterscheiden sich in Nomenklatur und Spezifität, aber alle stimmen darin überein, dass elektronische Geräte ab einer bestimmten Konzentration gefährlicher Stoffe und einer bestimmten Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins gefährlicher Stoffe bestimmte Eigenschaften aufweisen müssen, um das Explosionsrisiko zu mindern. Dies ist das Maß an Eigensicherheit, von dem wir sprechen.
Am wichtigsten ist vielleicht, dass eigensichere Geräte keine Funken oder statische Aufladungen erzeugen dürfen. Um dies zu erreichen, werden verschiedene Techniken eingesetzt, darunter Ölimprägnierung, Pulverfüllung, Verkapselung oder Blasen und Druckbeaufschlagung. Darüber hinaus darf die Oberflächentemperatur eigensicherer Geräte 25 °C (77 °F) nicht überschreiten.
Kommt es im Geräteinneren zu einer Explosion, muss diese so konstruiert sein, dass sie die Explosion eindämmt und sicherstellt, dass keine heißen Gase, heißen Bauteile, Flammen oder Funken in die explosionsfähige Umgebung gelangen. Aus diesem Grund sind eigensichere Geräte in der Regel etwa zehnmal schwerer als nichteigensichere Geräte.
Drohnen und ihre intrinsischen Sicherheitsmerkmale.
Kommerzielle Drohnen erfüllen diese Standards noch nicht. Tatsächlich weisen sie alle Merkmale gefährlicher Geräte auf, die in explosionsgefährdeten Umgebungen fliegen:
1. Drohnen enthalten Batterien, Motoren und möglicherweise LEDs, die im Betrieb sehr heiß werden können;
2. Die Drohnen verfügen über schnell rotierende Propeller, die Funken und statische Aufladungen erzeugen können.
3. Die Propeller sind auf bürstenlosen Motoren montiert, die zur Kühlung der Umgebung ausgesetzt sind, was zur Erzeugung statischer Elektrizität beiträgt.
4. Drohnen, die zum Fliegen in Innenräumen konzipiert sind, strahlen Licht aus, das Wärme über 25 °C erzeugen kann;
5. Drohnen müssen leicht genug zum Fliegen sein, was sie deutlich leichter macht als eigensichere Geräte.
Angesichts all dieser Einschränkungen wird eine ernsthafte eigensichere Drohne nicht vorstellbar sein, es sei denn, wir finden heraus, wie wir die Schwerkraft effizienter kompensieren können als wir es heute tun.
Wie können UAVs den Inspektionsprozess verbessern?
In den allermeisten Fällen haben die oben beschriebenen Maßnahmen zur Risikominderung nur geringe Auswirkungen auf den Drohnenauftrieb, ohne dass es zu größeren Leistungsproblemen kommt. Auch wenn dies von der durchzuführenden Inspektion oder der jeweiligen Verwendung abhängt, gibt es eine Reihe von Faktoren, die bei der Abwägung der Vor- und Nachteile des Einsatzes von Drohnen gegenüber dem Einsatz von Menschen für Drohnen sprechen. Das sind die wichtigsten.
-Sicherheit
Betrachten Sie zunächst die Auswirkungen auf die Sicherheit. Bemühungen, Drohnentechnologie an menschlichen Arbeitsplätzen einzusetzen, lohnen sich, da Menschen dann keine physische Sichtprüfung von Vermögenswerten in engen Räumen oder Gefahrenbereichen durchführen müssen. Dazu gehören eine erhöhte Sicherheit für Menschen und Vermögenswerte, Kosteneinsparungen durch reduzierte Ausfallzeiten und den Wegfall von Gerüsten sowie die Möglichkeit, visuelle Ferninspektionen und andere Methoden der zerstörungsfreien Prüfung (NDT) schneller und häufiger durchzuführen.
-Geschwindigkeit
Drohneninspektionen sind sehr zeiteffizient. Richtig geschulte Inspektoren können Inspektionen effizienter und schneller durchführen, indem sie die Technologie aus der Ferne bedienen, als wenn sie physisch auf die Anlage zugreifen, um dieselbe Inspektion durchzuführen. Drohnen haben die Inspektionszeit gegenüber den ursprünglichen Erwartungen um 50 bis 98 % verkürzt.
Abhängig von der Anlage ist es möglicherweise nicht einmal erforderlich, den Betrieb der Ausrüstung zur Durchführung der Inspektion anzuhalten, wie dies beim manuellen Zugriff der Fall ist, was manchmal erhebliche Auswirkungen auf die Ausfallzeit haben kann.
-Umfang
Drohnen können Probleme finden, die manuell nur schwer oder gar nicht erkannt werden können, insbesondere in Bereichen, die für Menschen schwer oder gar nicht erreichbar sind.
-Intelligenz
Wenn Inspektionen schließlich ergeben, dass manuelle Eingriffe zur Durchführung von Reparaturen erforderlich sind, können die gesammelten Daten es Wartungsmanagern ermöglichen, den nächsten Schritt zu unternehmen, indem sie sich nur auf die Bereiche konzentrieren, die repariert werden müssen. Die von Inspektionsdrohnen bereitgestellten intelligenten Daten können ein leistungsstarkes Werkzeug für Inspektionsteams sein.
Sind Drohnen in Kombination mit Technologien zur Umweltrisikominderung beliebter?
Stickstoffspülsysteme und andere Arten von Technologien zur Risikominderung werden typischerweise in druckbeaufschlagten Umgebungen eingesetzt, in denen Menschen den Arbeitsplatz betreten müssen. Drohnen und andere visuelle Ferninspektionswerkzeuge eignen sich besser als Menschen, um diese Umgebungen zu erleben, was das Risiko erheblich verringert.
Robotergestützte Ferninspektionswerkzeuge versorgen Inspektoren mit Daten in gefährlichen Umgebungen, insbesondere in engen Räumen wie Pipelines, wo Raupen für bestimmte Inspektionsaufgaben perfekt sein können. In Branchen mit Gefahrenbereichen reduzieren diese Risikominderungstechnologien in Kombination mit RVIs wie Raupen und Drohnen die Notwendigkeit, dass Menschen die betreffenden Risikobereiche für visuelle Inspektionen physisch betreten.
Die Minderung von Umweltrisiken macht außerdem die Notwendigkeit einer ATEX-Zertifizierung überflüssig und reduziert den Papierkram und die Bürokratie, die für Aufgaben wie OSHA-Vorschriften zum Eindringen von Menschen in gefährliche Umgebungen erforderlich sind. All diese Faktoren steigern die Attraktivität von Drohnen in den Augen der Kontrolleure.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 30. April 2024