ROV技术助力海上风电场水下检测

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ROV技术助力海上风电场水下检测

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https://wind.in-en.com/html/wind-2452794.shtml

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随着全球能源转型的加速推进，海上风电已成为清洁能源发展的重要方向。然而，海上风电场通常位于远离陆地的海洋环境中，其运维工作面临着诸多挑战。幸运的是，水下机器人（ROV）以其独特的优势，成为了海上风电运维的得力助手。

ROV技术的优势

ROV，即遥控潜水器，是一种通过脐带缆与母船连接、由操作员远程控制的水下机器人。与传统的潜水员作业相比，ROV具有显著的优势：

实时监控与干预：操作员可以通过视频和传感器数据实时监控水下情况，并根据需要调整任务，灵活性高。
持续作业能力：ROV通过脐带缆持续供电，理论上作业时间不受限制，适合长时间检测任务。
安全性：ROV可以在恶劣的海洋环境中工作，避免了潜水员可能面临的生命安全风险。
成本效益：相比传统的人工潜水作业，ROV无需支付高昂的潜水员费用，同时也减少了船只和设备的租赁成本。

具体应用场景

在海上风电运维中，ROV主要应用于海底电缆和桩基础结构的检测。这些关键部件的健康状态直接关系到风电场的正常运行。

桩基础结构检测

桩基础是支撑风电机组的关键结构，其检测需求主要包括：

外观检查：检查钢结构、套笼外表面完整性，是否存在凹陷、腐蚀、涂层损伤等。
牺牲阳极检查：检查牺牲阳极结构是否完整，是否有破碎、脱落，以及腐蚀范围和程度。
基础冲刷检测：测量水下结构基础的冲刷淤积情况，确定冲刷或堆积的范围、深度和高度。
防腐检测：测量水下结构和牺牲阳极的电位，评估防腐系统性能。
金属无损探伤：对水下结构损伤部位、连接点、管节点和焊缝进行无损探伤。

海底电缆检测

海底电缆负责将风电场产生的电力传输到岸上，其检测需求主要包括：

裸露海缆检测：检查裸露海缆外观，测量裸露海缆的长度、弯曲半径等数据。
接入端海缆检测：检查接入端海缆保护装置完整性，测量海缆和喇叭口夹角、入泥夹角和裸露长度。
掩埋海缆路由和埋深检测：测量掩埋海缆的绝对经纬度位置和深度。
海缆故障点定位：在海缆发生故障后，精确定位故障点经纬度位置和故障点损坏情况。

技术细节

ROV能够搭载多种类型的检测系统，包括：

高清摄像头：用于观察水下结构的外观状况。
声呐系统：用于检测海底地形和掩埋海缆的路由信息。
激光尺和三维扫描仪：用于精确测量结构尺寸和形变。
电位测量仪：用于检测防腐系统的性能。
机械手：用于清理海生物附着，甚至进行简单的维修作业。

发展现状

国外发展

在欧洲、美国等海上风电发达地区，ROV技术已得到广泛应用。2022年，法国电力集团(EDF)和海上机器人资产认证中心(ORCA)联合使用ROV首次实现了风电场水下基础的自主检测。这些地区的海上风电场普遍水深较深，海洋水质环境好，深水环境下水流较为稳定，和海上石油平台环境类似，通常借鉴和沿用海洋石油工程的ROV和检测作业内容，使用的ROV重量也普遍在500kg以上，主要的生产厂商包括SharkMarine、Fugro和Oceaneering等。

国内发展

我国海上风电起步较晚，但近年来发展迅猛。目前，我国海上风电项目还基本处于近海，面临着水深较浅、海水较为浑浊、水下地形复杂、流速快、障碍物多等不利因素。使用小型ROV抗流能力差、检测手段单一，作业受到海况严重制约，作业效率差。使用海油工程中的作业型ROV又存在体积重量大、设计环境和近海实际作业环境不匹配、对母船要求高、设备昂贵且维护不便等问题。