BE1031008A1 - Verfahren zum Betreiben eines Arbeitsgeräts in einer Rohrleitung und Arbeitsgerät - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Arbeitsgeräts, insbesondere eines Rohrleitungsmolches, in einer mit einem in axialer Richtung strömenden Medium versehenen Rohrleitung, wobei das Arbeitsgerät in der Rohrleitung in einem ersten Betriebszustand passiv von dem Medium in Strömungsrichtung der Rohrleitung bewegt wird, das Arbeitsgerät in einem zweiten Betriebszustand ein Ziel in der Rohrleitung erreicht oder sich diesem nähert und in wenigstens einem dritten Betriebszustand in der Rohrleitung an dem Ziel wenigstens ein arbeitsgerätespezifisches Verfahren durchführt, sowie sich danach von dem Ziel insbesondere nach einem Wechsel vom dritten in den ersten oder zweiten Betriebszustand entfernt, wobei das kabelungebundene Arbeitsgerät während des ersten und/oder zweiten Betriebszustands über wenigstens einen Umgebungssensor Umgebungsinformationen aufnimmt, in einer Rechnereinheit des Arbeitsgeräts die Umgebungsinformationen ausgewertet werden und das Arbeitsgerät den Betriebszustand auf Basis der Umgebungsinformationen selbstständig wechselt. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Arbeitsgerät, insbesondere einen kabelungebundenen Rohrleitungsmolch, umfassend wenigstens ein Vortriebsmittel für einen ersten Betriebszustand in Form einer mediumgetriebenen, passiven Bewegung in der Rohrleitung.

Description

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Verfahren zum Betreiben eines Arbeitsgeräts in einer Rohrleitung und Arbeitsgerät

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Arbeitsgeräts in einer mit einem in axialer Richtung strömenden Medium versehenen Rohrleitung, wobei das Arbeitsgerät in der Rohrleitung in einem ersten Betriebszustand passiv von dem Medium in Strömungsrichtung der Rohrleitung bewegt wird, dann das Ar- beitsgerät in einem zweiten Betriebszustand ein Ziel in der Rohrleitung erreicht oder sich diesem nähert und in wenigstens einem dritten Betriebszustand in der Rohrlei- tung an dem Ziel wenigstens ein arbeitsgerätespezifisches Verfahren durchführt. An- schlieBend entfernt sich das Arbeitsgerät von dem Ziel insbesondere nach einem

Wechsel von dem dritten in den ersten oder zweiten Betriebszustand.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Arbeitsgerät, umfassend wenigstens ein Vor- triebsmittel für einen ersten Betriebszustand in Form einer mediumgetriebenen, pas- siven Bewegung in der Rohrleitung sowie umfassend wenigstens einen Umgebungs- sensor zur Aufnahme von Umgebungsinformationen. Insbesondere handelt es sich bei dem Arbeitsgerät um einen Rohrleitungsmolch, der kabelungebunden ausgebil- det ist, d.h. ohne eine Kabelverbindung beispielsweise zu Energieübertragungs- und

Kommunikationszwecken.

Aus der EP 3 099 967 B1 ist ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Ein passiv angetriebener Rohrleitungsmolch befindet sich zunächst medi- umgetrieben in einem ersten Betriebszustand, in dem er sich einem Ziel nähert. Zu

-2- BE2022/5889 einem bestimmten Zeitpunkt wird ein Bremsvorgang eingeleitet, beispielsweise durch das Aufweiten von Dichtmanschetten, die an der Rohrleitungswand anliegen.

Hierdurch verringert sich die Geschwindigkeit, mit der sich der Molch in der Rohrlei- tung bewegt. Der Bremsvorgang charakterisiert einen zweiten Betriebszustand, der bezüglich der Geschwindigkeit vom ersten Betriebszustand unterscheidbar ist. Am

Ziel ist der Molch fest in der Leitung bzw. Rohrleitung verankert. Im dritten Betriebs- zustand ist somit die Geschwindigkeit relativ zur Rohrleitung gleich Null, und der

Molch kann ein arbeitsgerätespezifisches Verfahren, im Stand der Technik beispiels- weise ein Evakuieren bzw. Freigeben eines zum Reparieren vorgesehenen Rohrlei- _ tungsabschnitts, durchführen. Nach der Reparatur der Rohrleitung kann der Molch sich anschließend vom Ziel entfernen. Ein gattungsgemäRes Arbeitsgerät, insbeson- dere ein Arbeitsgerät, weist wenigstens ein Vortriebsmittel für einen ersten Betriebs- zustand in Form einer mediumgetriebenen passiven Bewegung in der Rohrleitung auf, beispielsweise Caps oder Disks. Darüber hinaus ist der Rohrleitungsmolch mit einem Umgebungssensor zur Aufnahme von Umgebungsinformationen versehen.

Hierbei handelt es sich im Stand der Technik um

Ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der EP 3 099 967 B1 bekannt. Gleiches gilt für eine Vorrichtung gemäß Anspruch 22. Der Einsatzbereich des Arbeitsgeräts nach dem Stand der Technik und die Anwendbarkeit des gat- tungsgemäßen Verfahrens sind allerdings im Stand der Technik beschränkt, da das

Arbeitsgerät aus der Ferne gesteuert werden muss.

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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb eines Arbeits- geräts sowie ein Arbeitsgerät, insbesondere einen Molch, für ein größeres Einsatz- spektrum auszubilden.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Ar- beitsgerät nach Anspruch 18. ErfindungsgemäBe Weiterbildungen sind den auf diese Ansprüche rückbezogenen Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Be- schreibung zu entnehmen.

Ein erfindungsgemäRes Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das kabelunge- bundene Arbeitsgerät während des ersten und/oder zweiten Betriebszustands über wenigstens einen Umgebungssensor Umgebungsinformationen aufnimmt, diese in einer Rechnereinheit des Arbeitsgeräts ausgewertet werden und das Arbeitsgerät den Betriebszustand auf Basis der Umgebungsinformationen wechselt. Das Arbeits- gerät ist somit autonom und in der Lage, selbstständig den Betriebszustand in Ab- hängigkeit der ausgewerteten Informationen zu wechseln.

Umgebungsinformationen sind solche Informationen, die ein Abbild der Umgebung des Arbeitsgeräts ermöglichen. Die Umgebung umfasst hierbei insbesondere das

Medium, die Rohrleitung mit ihren etwaigen Installationen und/oder etwaige in der

Umgebung der Rohrleitung vorhandene elektrische und/oder magnetische Felder, z.B. das Erdmagnetfeld. Als Umgebungsinformationen gelten insbesondere nicht et- waige von einer etwaig vorhandenen externen und entfernten Kontrolleinheit des Ar- beitsgeräts ausgehende Steuer- und Kommunikationssignale, die mit dem Ziel, eine

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Handlung bzw. Reaktion des Arbeitsgeräts auszulösen, zu diesem übermittelt wer- den. Insbesondere sind Umgebungsinformationen solche Informationen, die sich aus technischen Merkmalen der Rohrleitung einschließlich etwaiger Installationen erge- ben. Zu den technischen Merkmalen zählen beispielsweise Schweißnähte, Durch- messer und/oder Fehlstellen. Das Arbeitsgerät arbeitet insofern selbstständig, als dass es auf Basis der Umgebungsinformationen in der Rechnereinheit selbstständig entscheidet, ob eine Betriebszustand gewechselt wird oder nicht.

Ein erfindungsgemäßes Arbeitsgerät, welches als kabelungebundenes Arbeitsgerät ausgebildet ist, weist wenigstens einen Umgebungssensor zur Aufnahme von Um- gebungsinformationen und wenigstens ein Antriebsmittel für einen zweiten Betriebs- zustand in Form einer aktiven Bewegung des insbesondere als Molch ausgebildeten

Arbeitsgeräts in der Rohrleitung auf. Des Weiteren ist eine Rechnereinheit des Ar- beitsgeräts, in der Umgebungsinformationen speicherbar sind, so konfiguriert, dass das Arbeitsgerät das erfindungsgemäße Verfahren ausführt. Insbesondere ist die

Rechnereinheit und ein zugehöriger Prozessor bzw. ein in diesem Prozessor ablau- fendes Computerprogramm so konfiguriert, dass das kabelungebundene Arbeitsge- rät während des ersten und/oder zweiten Betriebszustands über wenigstens einen

Umgebungssensor Umgebungsinformationen aufnimmt, in einer Rechnereinheit des

Arbeitsgeräts die Umgebungsinformationen ausgewertet werden und das Arbeitsge- rät den Betriebszustand auf Basis der Umgebungsinformationen wechselt.

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Hiermit einhergehend ist das Arbeitsgerät nun in der Lage, sich in der Rohrleitung zu orientieren, an einem vordefinierten oder während der Bewegung durch die Rohrlei- tung definierten Ziel anzukommen und dort eine angestrebte Operation auszuführen.

Insbesondere kann diese oder eine andere Operation wiederholt an verschiedenen

Zielorten entlang der gesamten Rohrleitung vorgenommen werden. Insbesondere ist ein erfindungsgemäBes Arbeitsgerät mit einem vorzugsweise regulierbaren Bypass ausgestattet, so dass es, wenn es an einem Ort fest positioniert ist, den Leitungs- fluss nicht blockiert.

Die Rechnereinheit des Arbeitsgeräts umfasst zumindest eine CPU oder andere

Prozessoreinheit (GPU, TPU, FPGA), zumindest einen Arbeitsspeicher, insbeson- dere in Form von Random Access Memory oder einem anderen dynamischen Spei- cher, sowie wenigstens einen dauerhaften Speicher, beispielsweise in Form von

Read Only Memory oder anderem dauerhaften Arbeitsspeicher, der eine oder meh- rere Datenbanken enthalten kann. Darüber hinaus können einzelne funktionelle Teil des Arbeitsgeräts wie Sensoren, ein Energiespeicher, Antriebsmittel oder derglei- chen beispielsweise über ein BUS-System angebunden sein. Der Energiespeicher kann mit einem etwaigen Batteriemanagement-System auch als Teil der Rech- nereinheit angesehen werden. Aufgrund seiner Software ist das Arbeitsgerät so kon- figuriert, dass es das erfindungsgemäße Verfahren umsetzt. Diese Software kann insbesondere modulartig aufgebaut sein, so dass zur Umsetzung eines schlanken und effizienten Programms nur diejenigen Module in den Arbeitsspeicher geladen werden bzw. sind, die in dem jeweiligen Betriebszustand notwendig sind.

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Die Auswertung der Umgebungsinformationen erfolgt in der entsprechenden Rech- nereinheit, in der ein entsprechendes Computer-Programm bzw. eine entsprechende

Software läuft. Mittels dieses auf der Rechnereinheit laufenden Computer-Pro- gramms wird der Betriebszustand auf Basis der Umgebungsinformationen entspre- chend selbständig gewechselt, ohne dass dass Arbeitsgerät mit einer entfernten

Steuerungseinheit für diese Entscheidungsfindung kommuniziert.

Das Arbeitsgerät weist wenigstens ein Vortriebsmittel für einen passiven und medi- umgetriebenen Betriebszustand auf sowie wenigstens ein Antriebsmittel für einen zweiten Betriebszustand in Form einer aktiven Bewegung. Bei diesem kann es sich um ein Antriebsmittel handeln, welches gegen die oder mit der Strömung des Medi- ums antreibt, insbesondere wobei allerdings durch die Betätigung des Antriebsmit- tels eine Relativgeschwindigkeit zum Medium erreicht wird. Es kann sich um ein An- triebsmittel handeln, über welches das Arbeitsgerät sich aktiv an der Wand der

Rohrleitung abstützt und gegenüber dieser sich fortbewegt. Beispielsweise können dies Antriebsrollen, Magneträder und/oder Ketten- bzw. Raupenantriebe sein. Alter- nativ oder ergänzend kann es sich um ein Antriebsmittel handeln, das durch Einwir- kung auf das Medium einen Antrieb bewirkt, beispielsweise ein oder mehrere Düsen oder ein Propeller/Impeller.

Zur Verringerung des Einflusses des oder der passiven Vortriebsmittel können diese gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform aus ihrer Betriebsposition, in der sie den inneren Rohrleitungsquerschnitt für einen optimalen passiven Vortrieb ausfüllen, zumindest teilweise mittels eines oder mehrerer Vortriebsmittelstellmittel

-7- BE2022/5889 an eine dichter an eine zentrale Längsachse des Arbeitsgeräts befindliche Ruhepo- sition überführt werden. Diese Ruheposition ist insbesondere ein solche, in der das

Arbeitsgerät vom Medium alleine nicht mehr ausreichend und insbesondere nicht mehr passiv angetrieben wird, da der Schub durch das Medium die Reibung zwi- schen dem in der Rohrleitung auf deren Wand liegenden Arbeitsgerät und der Wand nicht mehr oder nur noch geringfügig überwinden kann. Durch die Überführung in eine solche Ruheposition kann das Arbeitsgerät zumindest abbremsen oder sogar stehenbleiben.

Ein Ziel ist eine Position in Längsrichtung der Rohrleitung, ein Bereich entlang eines bestimmten Rohrleitungsabschnitts oder eine Kombination von beidem. Für das Er- reichen eines Ziels kann dieses in einer Karte der Rohrleitung, die in der Rech- nereinheit hinterlegt ist, definiert und abgelegt sein. Es kann sich auch um ein Ziel bzw. einen Bereich einer Rohrleitung handeln, der während der Bewegung des Ar- _ beitsgeräts durch die Rohrleitung erkannt und als wichtig für eine weitere Untersu- chung definiert wird.

Aufgrund der Erfindung kann sich ein Arbeitsgerät in der Rohrleitung zunächst mit dem Flow und unter Verwendung nur geringer Energieressourcen über weite Distan- zen passiv bewegen, zwecks Annäherung an ein Ziel dann aus dem hinsichtlich der

Bewegung passiven Betriebszustand in einen durch eine aktive Bewegung gekenn- zeichneten weiteren Betriebszustand wechseln und somit kontrolliert auf das Ziel zu- bewegen, um dann am Zielort beispielsweise eine bestimmte Inspektion oder einen

Reparaturvorgang durchzuführen. Dies gilt sowohl für vorab definierte Ziele als auch

-8- BE2022/5889 für solche Ziele, die während einer Fahrt definiert werden, beispielsweise ein oder mehrere Bereiche mit Fehlstellen, die das Arbeitsgerät zunächst überfährt, wobei

Umgebungsinformationen betreffend die Fehlstellen aufgenommen werden, die dann ausgewertet werden. Sofern in der Rechnereinheit die Bereiche mit Fehlstellen als ausreichend interessante Ziele erkannt werden, kann das Arbeitsgerät dann aktiv zu diesen Bereichen zurückfahren und dort eine arbeitsgerätespezifische Operation, beispielsweise ausführlichere, länger dauernde Messungen vornehmen.

Das Arbeitsgerät kann sich im zweiten und gegebenenfalls dritten Betriebszustand sowohl in Richtung der Strömung als auch gegen die Strömung bewegen. Entspre- chend sind etwaige Antriebsmittel insbesondere auch zum Antrieb des Arbeitsgeräts gegen die Strömung ausgebildet.

Die Antriebsmittel zur aktiven Bewegung des Arbeitsgeräts können die Position des

Arbeitsgeräts in axialer Richtung entlang der Rohrleitung, insbesondere in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung, beeinflussen. Vorzugsweise können sie darüber hinaus auch die Lage bzw. Ausrichtung des Arbeitsgeräts um dessen Längsachse in der

Rohrleitung beeinflussen, beispielsweise um einen Rohrleitungsmolch, der einen be- stimmten Sensor auf einer bestimmten Umfangsposition hat, in die gewünschte Po- sition um die zentrale Längsachse des Rohrleitungsmolches zu drehen.

Die Position in Längsrichtung der Rohrleitung kann beispielsweise bezugnehmend auf einen Ursprung eine Länge in Metern sein, es kann sich auch um eine Position

-9- BE2022/5889 handeln, die durch eine Anzahl von UmfangsschweiBnähten ausgehend von einem

Ursprung beispielsweise ein Rohrleitungssegment definiert.

Bei einer erfindungsgemäRBen Weiterbildung oder bei einer weiteren Erfindung kann die Position durch eine Kombination aus Strömungsgeschwindigkeit und Zeit defi- niert sein. Entsprechend ist es eine Option für ein erfindungsgemäRes Verfahren, dass der Fortschritt des Arbeitsgeräts in der Rohrleitung durch das Verstreichen von

Zeit definiert wird und in Abhängigkeit der verstrichenen Zeit das Arbeitsgerät den

Betriebszustand wechselt. Eine solche Variante kann bei einer Erfindung auch ohne die oder ergänzend aufgrund der Auswertung von Umgebungsinformationen den Be- triebszustand wechseln, wobei das Arbeitsgerät ebenfalls wieder mit aktiven und passiven Antriebs- bzw. Vortriebsmittel sowie mit einer Rechnereinheit ausgestattet ist, die für den Wechsel des Betriebszustands sorgt. Bei einer solchen Erfindung kann das Arbeitsgerät beziehungsweise das Verfahren zur Steuerung ergänzend die die vor- und nachbeschriebenen Merkmale aufweisen.

Wieder bezugnehmend auf die in den unabhängigen Ansprüchen definierte Erfin- dung kann das erfindungsgemäße Arbeitsgerät insbesondere über ein Odometer als

Umgebungsinformation die an der Innenseite der Rohrleitung entlang gefahrene

Strecke aufnehmen. Alternativ oder ergänzend kann ein Umgebungssensor in Form eines Hall-Sensors vorhanden sein, der mittels einer oder mehrerer Magnetmarker auf der Rohrleitung erzeugte magnetische Signale aufnimmt. Alternativ oder ergän- zend kann es sich bei dem Umgebungssensor um einen mikromagnetischen Sensor handeln, der das Magnetfeld außerhalb der Rohrleitung bzw. das in der Rohrleitung

- 10 - BE2022/5889 hiervon erkennbare Magnetfeld aufnimmt. Während der Umgebungssensor somit im breitesten Fall alles, was außerhalb des Arbeitsgeräts um dieses herum vorhanden ist, wahrnehmen kann, ist für eine Weiterbildung der Erfindung der zumindest eine

Umgebungssensor auf das in der Rohrleitung befindliche Medium und/oder auf die aus dem Inneren heraus wahrnehmbaren Merkmale der Rohrleitung beschränkt. Es handelt sich hierbei beispielsweise um einen oder mehrere Geometriesensoren,

Sensoren für NDT-Verfahren (EC-, MFL-, Ultraschallsensoren) oder optische Senso- ren, anhand derer das Arbeitsgerät die innere Rohrleitung, deren Zustand und damit dessen Umgebung wahrnehmen kann.

Durch den erfindungsgemäßen Wechsel zwischen den verschiedenen Betriebsmodi und die Möglichkeit des Arbeitsgeräts, aufgrund seiner Vortriebs- und Antriebsmittel zwischen den verschiedenen Betriebszuständen zu wechseln, kann das Arbeitsgerät situativ vorgehen, und es wird ein breites Spektrum an Reichweite und Aufgaben ab- gedeckt. Während im ersten Betriebszustand mit Passivbetrieb Inspektionsaufgaben wahrgenommen werden, die wenig Energieeinsatz benötigen, kann während einer

Zielannäherung und insbesondere bei einer Positionierung an einem Ziel eine ge- naue Inspektion mit entsprechend hohem Energieeinsatz vorgenommen werden.

Hierfür ist es von Vorteil, wenn das Arbeitsgerät gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung Mittel zur Erzeugung von Energie aus dem Medium aufweist, bei- spielsweise einen vom Medium angetriebenen Generator.

Vorteilhafterweise weist das Arbeitsgerät Positionier- und/oder Festlegemittel für eine Positionierung des Arbeitsgeräts in einem dritten Betriebszustand und für einen

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Stillstand in der Rohrleitung auf. Hierbei kann es sich um als Klemmmittel ausgebil- dete Festlegemittel handeln, mit denen das Arbeitsgerät in der Rohrleitung festge- klemmt wird. Je nach Ausbildung der Erfindung kann hierfür auch das bzw. eine

Mehrzahl von Antriebsmitteln verwendet werden, über die eine Klemmung in der

Rohrleitung erfolgen kann.

Ergänzend zu dem oder den aktiven Antriebsmitteln kann ein erfindungsgemäßes

Arbeitsgerät auch ein oder mehrere Festlegemittel aufweisen, die gleichzeitig als

Vortriebsmittel ausgebildet sind und mit denen das Arbeitsgerät in der Rohrleitung fixiert wird. Beispielsweise kann es sich hierbei um Cups oder Disks handeln, deren

AuBendurchmesser vergrôBerbar ist und die sich durch Vergrößerung des Außen- durchmessers in der Rohrleitung verklemmen können. Teil der für den passiven Be- trieb vorgesehenen Vortriebselemente kann neben üblichen Cups und Führungs- scheiben auch ein Bypass sein, der auf Basis der in der Rechnereinheit hinterlegten

Erkenntnisse geöffnet oder geschlossen wird.

Erfindungsgemäß wird in der Rechnereinheit durch die Auswertung der Umgebungs- informationen zumindest ein Merkmal der Rohrleitung identifiziert. Vorzugsweise wird dieses in der Rechnereinheit zur Bestimmung der Position des Arbeitsgeräts verwendet. Ein solches Merkmal ist beispielsweise eine Umfangs- oder Quer- schweiBnaht, über die einzelne Rohrleitungssegmente miteinander verbunden wer- den. Mittels des Erkennens der SchweifBnähte in der Rechnereinheit basierend bei-

-12- BE2022/5889 spielsweise auf Umgebungsinformationen eines Geometrie- oder Eddy-Current-Sen- sors und einer Aufsummierung über die Anzahl kann in der Rechnereinheit die Posi- tion des Arbeitsgeräts rohrsegmentspezifisch bestimmt werden.

Bei Kenntnis der Länge der Segmente kann die Position auch in Längeneinheiten bestimmt werden. Hierfür sind in der Rechnereinheit die Längen der Rohrsegmente bekannt. In Abhängigkeit des Abstands von einem Ziel kann in der Rechnereinheit bei Erreichen einer bekannten Menge an Querschweifnähten ein Wechsel hin zu ei- ner aktiven Fortbewegung gestartet werden, womit in der Regel eine Verringerung der Geschwindigkeit einhergeht. Vorzugsweise werden hierfür die Vortriebskräfte aufgrund des durch das Medium auf das Arbeitsgerät ausgeübten Drucks reduziert, indem der von den Cups oder Disks aufgespannte Durchmesser reduziert wird und/oder ein Bypass geöffnet wird. Alternativ oder ergänzend können auch Brems- mittel eingesetzt werden. Bremsmittel können separat von den Cups oder Disks ar- _ beitete Mittel sein oder durch diese mit ausgebildet werden, zumindest wenn diese

Funktion nicht einer Durchmesserreduzierung entgegensteht.

Der erste oder der zweite Betriebszustand kann neben der allgemeinen Differenzie- rung zwischen passiver und aktiver Bewegung auch durch eine Abfolge von ver- schiedenen Handlungen des Arbeitsgerätes charakterisiert sein. Beispielsweise kann zunächst durch eine Öffnung eines Bypasses eine Geschwindigkeit verringert werden bis hin zu einer gewünschten Geschwindigkeit, ab der Raupen oder andere aktiv betätigbare Antriebsmittel, die sich gegenüber der Rohrleitungswand abstüt- zen, aktiv werden.

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Zwecks verbesserter Orientierung des Arbeitsgeräts kann ein Merkmal der Rohrlei- tung mit dessen Position in der Rohrleitung in der Rechnereinheit abgespeichert werden, insbesondere wobei in der Rechnereinheit, vorzugsweise zumindest wäh- rend des ersten und des zweiten Betriebszustands und insbesondere fortlaufen, auf

Basis der Umgebungsinformationen eine Position des Arbeitsgeräts in der Rohrlei- tung bestimmt wird. Insbesondere wechselt das Arbeitsgerät auf Basis der Position den Betriebszustand.

Um von einem passiv betriebenen Modus, der auch als Molch-Modus bezeichnet werden kann, in einen Modus zu wechseln, in dem das Arbeitsgerät sich selbständig in der Rohrleitung bewegt, was auch als Crawler-Modus bezeichnet werden kann, sollte eine Höchstgeschwindigkeit nicht überschritten werden. Falls das Arbeitsgerät zu schnell fährt, muss zunächst auf eine bestimmte Höchstgeschwindigkeit ge- bremst werden, vorzugsweise wobei die Rechnereinheit dazu ausgelegt ist, in Ab- hängigkeit des Abstands zum Ziel und der Geschwindigkeit rechtzeitig einen Brems- vorgang einzuleiten. Die Geschwindigkeit kann über ein Odometer aufgenommen werden, ggf. korrigiert durch eine aufgrund der zurückgelegten Zeit und Strecke ba- sierend auf weiteren Umgebungsinformationen. Vorzugsweise wird der Betriebszu- stand auf Basis des Abstands des Arbeitsgeräts von dem Ziel gewechselt.

Entsprechende Anweisungen zur Bestimmung der Geschwindigkeit und/oder der

Geschwindigkeitsreduktion können in einem Regelwerk der Rechnereinheit hinter- legt sein. Ein solches Regelwerk kann auch als digitale Karte bezeichnet werden, in

- 14 - BE2022/5889 der die Rohrleitung abgebildet ist und in der zu bestimmten Positionen bestimmte

Handlungsanweisungen hinterlegt sind. Das Arbeitsgerät ist dann in der Lage, die

Umgebungsinformationen dazu zu verwenden, die Position des insbesondere als

Molch ausgebildeten Arbeitsgeräts zu erkennen, diese mit der digitalen Karte abzu- gleichen und die in dem entsprechenden Positionsfeld oder Zielfeld hinterlegten An- weisungen umzusetzen. So kann beispielsweise bei Erreichen eines bestimmten

Segments einer Rohrleitung, charakterisiert durch eine Anzahl von erkannten

SchweiBnähten, ein Bremsvorgang eingereicht werden, um ab einem weiteren Seg- ment in einer aktiven Bewegung hin zu einer dieses Segment abschließenden

Schweißnaht zu gelangen, die dann im Stillstand im dritten Betriebszustand unter- sucht wird.

An Stelle eines Öffnens eines Bypasses, um die Geschwindigkeit zu reduzieren, o- der ergänzend zu der Bypassöffnung kann das als Molch ausgebildete Arbeitsgerät auch über Reibung an der Rohrinnenwand, beispielsweise aufgrund von ausfahrba- ren oder aufblasbaren Cups oder Scheiben/Disks, gebremst werden. Sobald die

Höchstgeschwindigkeit unterschritten wird, können beispielsweise auch Raupen ausfahren und das Arbeitsgerät kann sich im Crawler-Modus weiterbewegen. Sofern dann der Zielbereich bzw. das Ziel erreicht ist, werden etwaige Festlegemittel ausge- fahren, und das Arbeitsgerät ist im Standmodus fixiert. In diesem Fall ist der dritte

Betriebszustand somit ein solcher, bei dem der Molch sich relativ zur Rohrleitung nicht weiterbewegt. Alternativ kann der dritte Betriebszustand auch durch ein zu

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Messzwecken sehr langsames Fortbewegen, insbesondere mit einer Geschwindig- keit von weniger als 0,5 m/min, des Arbeitsgeräts entlang der Rohrleitung charakteri- siert sein.

Nach dem Messvorgang kann das Lösen der Festlegemittel und etwaiger aktiver An- triebsmittel und einem teilweisen oder vollständigen Schließen eines Bypasses das

Gerät wieder in den Molch-Modus überführt werden, um zur nächsten Position wei- terzufahren.

Durch eine fortlaufende Bestimmung der Position des Arbeitsgeräts kann dieses auch erleichtert seinen Eigenzustand überprüfen und hierauf reagieren. Beispiels- weise kann über ein Monitoring der zur Verfügung stehenden Energie und die in der

Rechnereinheit hinterlegte Kenntnis von benötigter Energie für bestimmte Betriebs- zustände, Mess- oder Inspektionsvorgänge entschieden werden, dass das Arbeits- gerät beispielsweise in einen Energiesammelmodus überführt wird, wenn die zur

Verfügung stehende Energie nicht mehr für ein aktives Fortbewegen zum Ziel aus- reicht. Hierfür kann das Arbeitsgerät eine Generatoreinheit aufweisen, durch die auf- grund einer Geschwindigkeitsdifferenz Energie aus dem Medium aufgenommen wer- den kann, beispielsweise über einen vom Medium angetriebenen Propeller.

Der dritte Betriebszustand umfasst insbesondere eine verlangsamte Messfahrt und/oder ein Festsitzen in der Rohrleitung. Vorzugsweise umfasst der dritte Be- triebszustand das Festsetzen und —sitzen in der Rohrleitung, während das Arbeits- gerät sich in dem zweiten Betriebszustand aktiv, d.h. mit eigener Antriebskraft in

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Richtung der Längsrichtung der Rohrleitung bewegt. Allgemein unterscheiden sich die Betriebszustände über unterschiedliche Bewegungszustände sowie etwaig hier- mit einhergehende Mess- bzw. Arbeitsvorgänge. So können beispielsweise während einer passiven Bewegung durch die Rohrleitung in herkömmlicher Weise Inspekti- onsdaten aufgenommen werden, welche die Rohrleitung nur grob abbilden und die geeignet sind, etwaige Features bzw. Merkmale der Rohrleitung zu erkennen.

Insbesondere ist der zweite Betriebszustand dadurch gekennzeichnet, dass sich das

Arbeitsgerät über wenigstens ein Antriebsmittel aktiv in der Rohrleitung bewegt.

Hierbei kann es sich insbesondere um eine Bewegung in und/oder gegen die Rich- tung einer etwaigen im Betrieb der Rohrleitung vorhandenen Strömung handeln. Der zweite Betriebszustand umfasst insbesondere Bewegungsgeschwindigkeiten von weniger als 1 m/s.

Vorzugsweise werden auch während des dritten Betriebszustands Umgebungsinfor- mationen aufgenommen, bei denen es sich einerseits um zur Erkennung der Umge- bung und der hiermit einhergehenden Position des Molches bzw. Arbeitsgeräts sinn- volle Daten handelt, sowie alternativ oder ergänzend auch um Inspektionsdaten han- delt.

Die Erkennung der Position des Arbeitsgeräts erfolgt verbessert, wenn in der Rech- nereinheit von unterschiedlichen Umgebungssensoren gewonnene Umgebungsinfor- mationen zur Bestimmung von Merkmalen der Rohrleitung und/oder zur Bestim-

„17 - BE2022/5889 mung der Position des Arbeitsgeräts in der Rohrleitung verwendet werden. Das Ar- beitsgerät weist hierfür mehrere und insbesondere unterschiedliche Umgebungs- sensoren auf.

Die Umgebungsinformationen mehrerer gleicher und/oder unterschiedlicher Umge- bungssensoren können über eine Datenfusion miteinander verknüpft werden, um eine höhere Informationsqualität zu gewinnen. Es kann sich hierbei um die Fusion von Daten mehrerer Umgebungssensoren desselben Typs und/oder unterschiedli- cher Sensortypen handeln. Hiermit ergibt sich einerseits eine Ausfallsicherheit für den Fall, dass einer der Umgebungssensoren ausfällt. Des Weiteren kann über die

Erkennung von Merkmalen in mehreren Sensorquellen unabhängig voneinander ein erhöhter Vertrauenslevel geschaffen werden dahingehend, dass die Wahrscheinlich- keit des Vorhandenseins des Merkmals höher ist. Beispielsweise kann auch die Be- stimmung der Position auf Basis eines Odometers und einer IMU (Inertial Measure- ment Unit= Inertiale Messeinheit) zu einer Redundanz der Geschwindigkeitsmes- sung führen, was die Sicherheit in der Ortsbestimmung erhöht.

Vorzugsweise wird in der Rechnereinheit die Position des Arbeitsgeräts auf Basis der Umgebungsinformationen und mittels einer in der Rechnereinheit hinterlegten di- gitalen Karte der Rohrleitung bestimmt. Eine digitale Karte ist in einem einfachen

Fall eine Tabelle mit Weg- bzw. Streckenpunkten und hiermit einhergehenden Merk- malen. Es kann sich auch um einen "digital twin" der Rohrleitung, d.h. um ein Abbild der Rohrleitung handeln, welches die Rohrleitung beispielsweise in Zylinder- oder 3D-Koordinaten abbildet, wobei einzelnen Positionen der Rohrleitung bestimmte

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Merkmale zugeordnet sein kônnen. Die digitale Karte kann durch ein oder mehrere

Datensätze, die miteinander verknüpft sein kônnen oder von einem Programm der

Rechnereinheit in Bezug gebracht werden kônnen, dargestellt werden.

Vorzugsweise sind in der digitalen Karte Referenzstellen z.B. in Form von SchweiB- nähten, Markern, Installationen oder Bôgen abgebildet, und die Umgebungsinforma- tionen werden zwecks Erkennung solcher Referenzstellen ausgewertet. Die auf- grund der Umgebungsinformationen erkannten Merkmale der Rohrleitung können mit diesen Referenzstellen verglichen werden, und es kann die Position des Molches bzw. Arbeitsgeräts näher bestimmt werden bzw. eine arbeitsgerätespezifische Ak- tion ausgelöst werden, bei der es sich beispielsweise um einen Übergang in einen anderen Betriebszustand, um eine Messung, eine Bearbeitung der Rohrleitung und/oder eine Reparatur handeln kann. Die Auswertung erfolgt in der Rechnerein- heit des Arbeitsgeräts.

Allgemein ist ein arbeitsgerätespezifisches Verfahren eine Aktion des Arbeitsgeräts, in welcher die Fähigkeiten des Arbeitsgeräts zum Tragen kommen. Insbesondere handelt es sich um eine Aufnahme von Daten an einem Ziel in der Rohrleitung ein- schließlich beispielsweise einer Messung, eine Bearbeitung und/oder eine anderwei- tige Aktion bezgl. der Rohrleitung. Ebenfalls kann es sich um einen Übergang von einem Betriebszustand zu einem anderen bzw. um die Einnahme eines Betriebszu- stands handeln.

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Vorzugsweise wird in der Rechnereinheit zumindest ein Teil der Umgebungsinforma- tionen klassifiziert, und insbesondere zur Merkmalserkennung werden die hieraus abgeleiteten Daten mit den Daten vordefinierter Muster verglichen. Aufgrund eines solchen Vergleichs kann der Betriebszustand gewechselt und/oder zumindest ein gewünschtes Arbeitsverfahren durchgeführt werden. Beispielsweise kann das Ar- beitsgerät im Zielbereich mit einem Sensor ein Screening-Messverfahren durchfüh- ren, dies mit dem Ziel, definierte Stellen in Form beispielsweise von Fehlstellenmus- tern zu identifizieren und zu orten. Ein solches Messverfahren kann zunächst grob auflôsend sein und eine große Reichweite aufweisen, beispielsweise kann es sich hier um ein Long-Range-UT-Verfahren handeln. Die aufgenommenen Signale wer- den dann erfasst und in der Rechnereinheit automatisch von dem Arbeitsgerät ana- lysiert. Hierbei kann ein Abgleich der klassifizierten Messsignale mit vordefinierten

Klassen (Mustern) stattfinden. Wird nun ein bestimmtes Muster bzw. eine bestimmte

Klasse erkannt, kann das Arbeitsgerät eine für ein solches Muster vorgeschriebene

Anweisung durchführen und beispielsweise eine detaillierte Inspektion eines môg- licherweise vorhandenen Fehistellenbereiches über PAUT durchführen (Phased Ar- ray Ultrasonic Testing). Das Mustererkennungsverfahren, beispielsweise auf Basis von ML-Modellen, kann zur Zuweisung eines Konfidenzlevels führen, der dafür maß- geblich ist, ob ein bestimmtes Arbeitsverfahren durchgeführt wird oder nicht. Bei- spielsweise kann bei einem zu niedrigen Konfidenzlevel davon abgesehen werden, eine feinauflôsende Inspektion durchzuführen.

Ein grob auflôsendes Messverfahren kann auch bereits als Screening während des ersten Betriebszustands vorgenommen werden. Sollte bei einem solchen Screening

- 20 - BE2022/5889 und einer hiermit einhergehenden Mustererkennung bereits beispielsweise ein nicht in der digitalen Karte abgebildeter Fehlstellenbereich identifiziert werden, kann eine

Regel, die in der Rechnereinheit hinterlegt ist, lauten, dass dieser Bereich noch ein- mal separat in dem zweiten bzw. dritten Betriebszustand angefahren und untersucht wird, Entsprechend wird das Arbeitsgerät in der Rohrleitung wieder zu dem Bereich fahren, wobei hierbei auch ein Zurückfahren gegen einen in der Rohrleitung vorhan- denen Medienstrom umfasst sein kann.

Vorzugsweise können insbesondere für eine Bewegung in Richtung gegen die Strô- mung ein oder mehrere etwaig vorhandene Bypässe durch oder entlang der für den passiven Vortrieb vorgesehenen Vortriebsmittel geöffnet werden, um den Strö- mungswiderstand zu minimieren. Alternativ oder ergänzend können die Vortriebsmit- tel selbst geöffnet, eingefahren oder anderweitig bezüglich ihrer durch die Strömung angreifbaren Fläche minimiert werden.

Vorteilhafterweise sind in der Rechnereinheit in der digitalen Karte und/oder zumin- dest in einem weiteren Datensatz der Rechnereinheit insbesondere ortsabhängige

Anweisungen hinterlegt, die bei Erreichen des Ziels oder bei Erkennen eines Merk- mals vom Arbeitsgerät ausgeführt werden. Das Arbeitsgerät kann auf Basis von sei- nen Umgebungssensoren autonom entscheiden, in einen der verschiedenen Be- triebsmode zu wechseln bzw. verschiedene Aktionen durchzuführen. Der weitere

Datensatz der Rechnereinheit kann Teil einer Datenbank sein, die auf der Rech-

-21- BE2022/5889 nereinheit des Arbeitsgeräts hinterlegt ist. Es kann sich auch um einen Datensatz ei- nes Programmmoduls handeln, welches von dem auf der Rechnereinheit ablaufen- den Programm geladen oder gestartet wird oder welches Teil davon ist.

Allgemein ist vorteilhafterweise während des ersten Passiv-Modus bzw. Betriebszu- stands eine insbesondere grob auflösende Inspektion möglich, während eines zwei- ten Betriebszustands mit aktiver Bewegung ebenfalls ein Screening oder eine näher- gehende Untersuchung erfolgen kann. Während eines dritten Betriebszustands wäh- rend einer noch weiter verlangsamten Fahrt oder eines Stillstands des Arbeitsgeräts in der Rohrleitung kann eine detaillierte Inspektion bzw. ein Werkzeugeinsatz zum

Bearbeiten der Rohrleitung vorgenommen werden. Während des zweiten Betriebs- zustands kann darüber hinaus genauso wie im dritten Betriebszustand eine Reini- gung etwaiger zu untersuchender Stellen oder allgemein der Rohrwandinnenseite vorgenommen werden. Ebenfalls ist es möglich, je nach Ausführung der Erfindung, im dritten Betriebszustand eine Reinigung und/oder eine Reparatur sowie eine de- taillierte Inspektion vorzunehmen.

Die arbeitsgerätespezifischen Verhaltensweisen und/oder angewendeten Verfahren während einer der drei Betriebszustände können sich auch in Abhängigkeit der un- tersuchten Rohrleitung und deren Eigenschaften ändern. Hierfür kann die Rech- nereinheit vorab mit entsprechenden Regeln und Anweisungen ausgestattet sein.

Beispielsweise kann bei erkennbaren Verschmutzungen der Rohrleitungen eine Rei- nigung vorgenommen werden, wozu beispielsweise ein Fräswerkzeug verwendet

-22- BE2022/5889 werden kann, während an einer anderen Position während des dritten Betriebszu- stands eine detaillierte Inspektion vorgenommen werden kann.

Vorteilhafterweise ist die Rechnereinheit so konfiguriert, dass die insbesondere orts- abhängigen Anweisungen auf Basis von in der Rechnereinheit abgebildeten regelba- sierten Entscheidungen ausgeführt werden. Ein entsprechendes Regelwerk kann ar- beitsgerätespezifisch ausgebildet sein und so die Fähigkeiten des Arbeitsgeräts zum

Inspizieren, Reinigen und/oder Reparieren berücksichtigen. Beispielsweise kann in

Abhängigkeit von erkannten Fehistellen bzw. Fehlstellenmustern, die sich in einem oder mehreren von Datensätzen mit Umfeld- bzw. Umgebungsinformationen wieder- finden lassen, eine Überprüfung oder eine Bearbeitung der Fehlstelle oder des Fehl- stellenmusters durchgeführt werden.

Vorteilhafterweise kônnen somit allgemein aus einer Gruppe verschiedener Arbeits- verfahren, die das Arbeitsgerät umsetzen kann, auf Basis der Auswertung der Um- gebungsinformationen ein oder mehrere Arbeitsverfahren gleichzeitig oder nachei- nander durchgeführt werden, insbesondere wobei das Arbeitsgerät im dritten Be- triebszustand eine Inspektion und/oder Rohrleitungsreparatur durchführt.

Zwecks Durchführung von Inspektionen bzw. Reparaturen kann das Arbeitsgerät wenigstens ein während zumindest eines Betriebszustands aktivierbares Werkzeug aufweisen, welches insbesondere ein Sensor oder ein Werkzeug zum mechani- schen Bearbeiten der Rohrleitung, beispielsweise ein Reinigungswerkzeug ist. Es

-23- BE2022/5889 kann sich auch um ein Beschichtungswerkzeug zum Beschichten der Rohrleitung o- der um ein Material einer Rohrleitungswand entfernendes Werkzeug handeln.

Insbesondere weist das Arbeitsgerät wenigstens einen Manipulatorarm auf, der ins- besondere mit einer Werkzeugaufnahme ausgestattet ist. Je nach vorgegebenem

Verfahren kann das Arbeitsgerät dann automatisch die dazugehörigen Werkzeuge wechseln. Diese sind insbesondere in einem Magazin zur Bevorratung von Werk- zeugen enthalten. Dieses kann in einem Teilbereich des Arbeitsgeräts angeordnet sein. Alternativ oder ergänzend können ein oder mehrere Werkzeuge in einer außen am Molchkörper vorhandenen Werkzeugaufnahme angeordnet sein. Der Manipula- torarm kann ähnlich wie ein Roboterarm ausgebildet sein und mehrachsig arbeiten und auf das zumindest eine im Magazin oder der Aufnahme angeordnete Werkzeug zugreifen. Eine Werkzeugaufnahme kann in Form einer standardisierten Schnitt- stelle ausgebildet sein, die unterschiedliche Werkzeuge bedienen kann. Eine solche

Schnittstelle dient einerseits zum Fixieren der Werkzeuge beispielsweise mittels ei- ner Verschraubung oder Verklemmung, zur Energieversorgung sowie zur Daten- übertragung. Die Werkzeuge können an definierten Orten am oder im Arbeitsgerät angebracht und fixiert sein, und zwar dergestalt, dass der Manipulatorarm diese leicht ergreifen kann. Bei erfolgreicher Verbindung von Manipulatorarm und Werk- zeug kann das Werkzeug von dem ursprünglichen Aufbewahrungsort, insbesondere aus dem Magazin, gelöst werden, so dass der Manipulatorarm mit dem Werkzeug die gewünschte Operation ausführen kann.

- 24 - BE2022/5889

Aus den Umgebungsinformationen gewonnene Referenzstellen kônnen insbeson- dere zur Ortskalibrierung und/oder zu genauen Positionsbestimmungen des Arbeits- geräts verwendet werden. Hierdurch kann die Position des Arbeitsgeräts näher von diesem bestimmt werden, so dass einerseits die Aufnahme noch unbekannter Merk- male der Rohrleitung in einer digitalen Karte verbessert ist und andererseits die auf

Basis der Position erfolgenden Handlungen des Arbeitsgeräts gezielter erfolgen kön- nen. Insbesondere ist der Energieeinsatz für die zur Verfügung stehenden Verfahren verbessert. _ Vorteilhafterweise wird die digitale Karte mit aus den Umgebungsinformationen und/oder weiteren Sensorinformationen gewonnenen Rohrleitungszustandsinforma- tionen, z.B. in Form von Beulen, Hottaps, Korrosion, Fehlstellen und SchweiBnähten ergänzt. Eine solche digitale Karte kann dann nach Beendigung des Laufs durch die

Rohrleitung von dem Arbeitsgerät heruntergeladen und für weitere Arbeitsgeräte oder für einen weiteren Lauf desselben Arbeitsgeräts verwendet werden.

Mögliche Leistungen des Arbeitsgeräts können insbesondere eine Inspektion wäh- rend des ersten Bewegungszustands sowie ein Screening zur initialen Erkennung von Anomalien im zweiten Betriebszustand sein, die anschließend im dritten Be- triebszustand im Rahmen einer Tiefen-Inspektion inspiziert werden. Weiterhin kann das Arbeitsgerät zur Reinigung und Entsorgung von z. B. Wachsablagerungen, zum

Aufsammeln und Entfernen von ungewünschten Teilen (z. B. Sensoren, Magnete), zur Oberflächenbehandlung, z. B. Härten, Sandstrahlen, zum Beschichten, Sprühen und für additive Fertigungsverfahren, für das (Auf-)Füllen von Fehlstellen und/oder

-25- BE2022/5889 für Wartungsarbeiten, z.B. dem Einstellen, Biegen und Ausrichten von Teilen in der

Rohrleitung, z. B. einem Schieber), sowie zur klassischen Fertigung in Form von

Fräsen, Bohren, Kleben, Schweißen, Schleifen verwendet werden.

Eine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorhandene Energieerzeu- gungsvorrichtung, die Energie erzeugt, speichert diese insbesondere in einem Ener- giespeicher des Arbeitsgeräts. Es handelt sich vorzugsweise um elektrische Ener- gie, die in einer wiederaufladbaren Batterie gespeichert wird.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Figurenbe- schreibung zu entnehmen. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Einsatzbereiches des erfindungs- gemäßen Arbeitsgeräts,

Fig. 2 eine weitere schematische Darstellung der Erfindung in einem Flussdi- agramm,

Fig. 3 die verschiedenen Betriebszustände eines erfindungsgemäßen Ar- beitsgeräts,

Fig. 4 eine vereinfachte Darstellung einer digitalen Karte,

- 26 - BE2022/5889

Fig. 5 ein weiteres Beispiel einer in einer Rechnereinheit hinterlegten digita- len Karte,

Fig. 6 eine weitere Darstellung einer digitalen Karte in einer Rechnereinheit eines erfindungsgemäBen Arbeitsgeräts.

Fig. 7 durchführbare Verfahren eines Arbeitsgeräts als Funktion des Betriebs- zustands,

Fig. 8 einen Gegenstand nach der Erfindung,

Fig. 9 einen weiteren Gegenstand nach der Erfindung,

Fig. 10 einen weiteren Gegenstand nach der Erfindung,

Fig. 11 einen weiteren erfindungsgemäßen Gegenstand,

Fig. 12 einen weiteren erfindungsgemäßen Gegenstand,

Fig. 13 ein Flussdiagramm der Erfindung,

Fig. 14 ein Teil eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfah- rens,

- 27 - BE2022/5889

Fig. 15 einen weiteren Teil eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemä-

Ben Verfahrens.

Einzelne technische Merkmale der nachbeschriebenen Ausführungsbeispiele kôn- nen auch in Kombination mit vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sowie den

Merkmalen eines der unabhängigen Ansprüche und etwaiger weiterer Ansprüche zu erfindungsgemäßen Gegenständen kombiniert werden. Sofern sinnvoll werden funk- tional zumindest in Teilen gleichwirkende Elemente mit identischen Bezugsziffern versehen.

In einem Diagramm, welches auf der X-Achse die Reichweite eines Arbeitsgeräts in einer Rohrleitung bzw. in einem Rohr abbildet und auf der Y-Achse die mögliche

Aufgabenkomplexität, sind herkömmliche Molche zwar in der Lage, eine hohe Reich- weite in der Rohrleitung zurückzulegen. Aufgrund ihrer Abhängigkeit vom Medium sind sie jedoch nur begrenzt in der Lage, komplexe Aufgaben durchzuführen. Ent- sprechend besetzen herkömmliche Molche den in Fig. 1 mit 1 bezifferten Bereich.

Aktiv angetriebene Arbeitsgeräte, beispielsweise Crawler, können demgegenüber deutlich komplexere Aufgaben wahrnehmen, da sie sich aktiv zu bestimmten Stellen hinbewegen können und auch gegen das Medium in der Rohrleitung bewegen kön- nen. Sie haben allerdings aufgrund der Beschränkung der Energieversorgung nur eine geringe Reichweite. Ab einer gewissen Länge können kabelgebundene Arbeits- geräte nicht mehr funktionieren, da die Kabelreibung im Rohr insbesondere durch

Bögen hindurch zu groß wird. Das entsprechende Betätigungsfeld ist in Fig. 1 mit 2 gekennzeichnet. Ein erfindungsgemäßes Arbeitsgerät hingegen kann sowohl die von

- 28 - BE2022/5889 einem herkömmlichen Molch als auch von einem aktiv bewegten Arbeitsgerät, bei- spielsweise Crawler, durchführbaren Aufgaben erledigen und daher insgesamt den mit schraffierten Linien versehenen Bereich umfassend die Rechtecke 1, 2 und 3 ab- decken. Entsprechend ist das Arbeitsgerät als weiterentwickelter Molch mit Crawler-

Eigenschaft ausgebildet und kann auch als Molchcrawler bezeichnet werden. Der

Einsatzbereich und die Fähigkeiten eines erfindungsgemäBen Arbeitsgeräts decken somit einen deutlich größeren Bereich als aus dem Stand der Technik bekannt ab.

Dies wird ermöglicht durch ein erfindungsgemäBes Arbeitsgerät, welches seine Um- gebung in einer Rohrleitung aufnimmt, insbesondere klassifiziert und hierauf basie- rend sowie aufgrund der in einer digitalen Karte hinterlegten Daten eine Position be- stimmt sowie etwaige, regelbasierte Entscheidungen autonom trifft.

In einem ersten Flussdiagramm gemäß Fig. 2 sind unterschiedliche Betriebszu- stände |, II und II! und die hiermit einhergehenden Übergänge ergänzend verdeut- licht. Den drei Betriebszuständen |, II und Ill sind unterschiedliche Geschwindigkei- ten v zugeordnet. Im Betriebszustand | entspricht die Geschwindigkeit v zumindest ungefähr, insbesondere genau der Geschwindigkeit des Mediums v(Medium). Im

Betriebszustand Il ist die Geschwindigkeit des aktiv bewegten Arbeitsgeräts zwi- schen 0 m/s und der Geschwindigkeit des Mediums v(Medium), insbesondere zwi- schen 0 m/s und der Hälfte der Geschwindigkeit des Mediums. Im Betriebszustand

Il liegt die Geschwindigkeit bei v=0.

-29- BE2022/5889

Ein dicker werdender Balken 4 verdeutlicht den vom Betriebszustand | über den Be- triebszustand Il hin zu Betriebszustand Ill größer werdenden Energiebedarf des er- findungsgemäRen Arbeitsgeräts.

Ausgehend vom Betriebszustand | des Arbeitsgeräts kann beispielsweise durch das

Umgebungsinformationen-basierte Erkennen und Erreichen einer bestimmten Weg- marke wie einer bestimmten Umfangs- bzw. QuerschweifBnaht ein Bremsvorgang eingeleitet werden (Pfeil 5). Ein solcher Bremsvorgang kann dazu dienen, dass das

Arbeitsgerät sich einem Ausgang 6 aus der Leitung bzw. Rohrleitung 12 mit der hier- für notwendigen Geschwindigkeit nähert, um entnommen zu werden, oder in den

Betriebszustand II übergeht, in dem es sich einem anderen, in einer digitalen Karte definierten Ziel nähert. Bei Erreichen des Ziels kann dann ein weiterer Übergang in den Betriebszustand Ill erfolgen, wozu das Arbeitsgerät anhält (Pfeil 7). In diesem

Betriebszustand kann dann eine Wartung oder Inspektion 8 vorgenommen werden.

Ausgehend von dem Stillstand im Betriebszustand III erfolgt nach dem Lösen (Pfeil 9) etwaiger Feststellmittel ein aktiver Antrieb im Betriebszustand Il. Aus dem Be- triebszustand II kann darüber hinaus durch Inaktivierung der aktiven Antriebsmittel und beispielsweise Verschließen eines vorhandenen Bypasses (Pfeilabschnitt 10) ein Übergang in einen Betriebszustand | mit passivem Antrieb durch das Medium er- folgen.

- 30 - BE2022/5889

Die verschiedenen Betriebsmodi und hierbei môgliche Verfahren werden ergänzend in Fig. 13 beschrieben. In Fig. 3 sind die verschiedenen Zustände eines erfindungs- gemäBen Arbeitsgeräts 14 in einer Rohrleitung 12 beispielhaft hintereinander darge- stellt. Insgesamt sind vier verschiedene Zustände des Arbeitsgeräts dargestellt. Zum

Zweck der Übersicht sind in den jeweiligen Abbildungen des Arbeitsgeräts nicht im- mer alle Merkmale abgebildet, es handelt sich jedoch jeweils um dasselbe Arbeits- gerät.

Ein erfindungsgemäßes Arbeitsgerät 14 ist im Betriebszustand | als passiv angetrie- bener Molch ausgebildet. Dieser weist einen zentralen Molchkörper 16 auf, der eine ungefähr tropfenförmige Form aufweist mit einem runden Kopfteil 18, welches in ei- nen sich nach hinten verjüngenden Hauptteil 20 übergeht. Das im Betriebszustand als Molch ausgelegte Arbeitsgerät ist in der Rohrleitung über Vortriebsmittel 22 in

Form von Führungsscheiben abgestützt. Hierbei kann es sich auch um Cups han- deln. Endseitig ist der Molch mit einer Energieerzeugungseinheit umfassend einen elektrisch vom Medium antreibbaren Propeller 24 versehen. Dieser treibt einen Ge- nerator im Innern des Hauptteils 20 an.

Durch die Vortriebsmittel 22 hindurch kann das Medium in einer Position, in der der

Molch gemäß Betriebszustand Ill in der Leitung festgelegt ist, außen am Zentral- bzw. Molchkörper 16 vorbeifließen. In einem solchen Fall kann der Propeller 24 zu- sammen mit dem Generator zur Energieerzeugung eingesetzt werden. Durch die

Vortriebsmittel 22 und/oder den Molchkörper 16 hindurch ist ein verschließbarer By- pass mit mehreren Durchgängen 25 ausgebildet.

-31- BE2022/5889

Im Betriebszustand II, in dem der Bypass geöffnet ist, stützt sich das erfindungsge- mäße Arbeitsgerät über Antriebsmittel 26 in Form von Raupen an einer Innenwand der Rohrleitung 12 ab. Die Ketten der Raupen werden vorzugsweise über Elektro- motoren angetrieben. Sofern das Arbeitsgerät 14 sein Ziel in der Rohrleitung 12 er- reicht hat, können zusätzliche Festlegemittel 28 verwendet werden, über die sich das Arbeitsgerät 14 in der Rohrleitung sichert. Beispielsweise handelt es sich hierbei um Klemmschuhe, die den Zentralkörper fest in der Rohrleitung 12 verspannen.

Im Betriebszustand Ill können dann mittels vorliegend zweier Manipulatorarme 30 arbeitsgerätespezifische Handlungen vorgenommen werden, beispielsweise be- stimmte Bereiche der Rohrleitung 12 inspiziert oder mittels eines mechanischen

Werkzeugs bearbeitet werden. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann ein

Manipulatorarm 30 auch bereits im zweiten Betriebszustand || aktiv sein, beispiel- weise um mittels eines als Greifarm ausgebildeten Manipulatorarm 30 ein in der

Rohrleitung 12 liegendes Teil zu bewegen, welches insbesondere auch in dem ers- ten Betriebszustand | vom Greifarm mitgeführt werden kann.

Die Übergänge zwischen den einzelnen Betriebszuständen erfolgen aufgrund der andauernden Auswertung von Umgebungsinformationen, die von einem Umge- bungssensor 32 aufgenommen werden. Beispielsweise handelt es sich um einen op- tischen Sensor in Form einer Kamera, deren Kamerabild in einer Datenanalyse auf bekannte Muster untersucht wird. Zusätzlich können in den Vortriebsmitteln Deh- nungsmessstreifen angeordnet sein, die eine Biegung der Vortriebsmittel und somit

-32- BE2022/5889

Informationen zum Innendurchmesser der Rohrleitung aufnehmen kônnen. Die Um- gebungsinformationen werden in einer Rechnereinheit 34 des Arbeitsgeräts ausge- wertet. Auf Basis dieser Umgebungsinformationen sowie der in einer digitalen Karte auf der Rechnereinheit 34 hinterlegten Informationen bestimmt das Arbeitsgerät 14 selbständig seine Position. Insbesondere wechselt das Arbeitsgerät 14 seinen Be- triebszustand auf Basis dieser Umgebungsinformationen.

In der Rechnereinheit 34 ist eine digitale Karte 36 der Rohrleitung abgelegt (Fig. 4).

In dieser digitalen Karte sind einzelne Rohrleitungssegmente 38, die über Schweiß- nähte 40 aneinander angeordnet sind, abgebildet. In einzelnen Rohrleitungssegmen- ten 38 existieren Zielfelder 42, die zum Teil auch rohrleitungssegmentübergreifend ausgebildet sein können. Darüber hinaus gibt es in der digitalen Karte 36 Informatio- nen über Installationen 44 sowie etwaige Marker 46 in Form von außen auf der

Rohrleitung befestigten magnetischen Markern, deren Signal innerhalb der Rohrlei- tung 12 aufgenommen werden kann. Darüber hinaus sind in der Rechnereinheit 34

Handlungsanweisungen hinterlegt, wie bei Erreichen der Zielfelder 42 jeweils zu ver- fahren ist, also was für eine arbeitsgerätespezifische Handlung durchzuführen ist.

In der digitalen Karte 36 sind somit neben relevanten Stellen auch Referenzstellen wie SchweiBnähte 40, Marker 46 und Installationen 40 (z.B. Abzweige oder Bögen) zur Orientierung hinterlegt. Diese Referenzstellen können aus früheren Läufen, ei- nem Rohrbuch oder eben durch das selbstständige Hinzufügen bestimmter Refe- renzstellen durch die Rechnereinheit 34 während eines Laufs des Arbeitsgeräts 14

-33- BE2022/5889 an bestimmten Streckenabschnitten der digitalen Karte bekannt sein. Ebenfalls kôn- nen in der digitalen Karte 36 Fehistellen oder Bereiche mit Fehlstellen abgebildet werden.

Bei einer Fahrt durch eine Rohrleitung 12 kann das Arbeitsgerät 14 nun anhand von

Umgebungsinformationen, die die Erkennung von SchweiBnähten 40 ermöglichen, die Anzahl der Rohrleitungssegmente 38 und damit auch seine Position bestimmen.

Diese kann im Wege einer Datenfusion beispielsweise ergänzend mit den Daten ei- nes Odometers abgeglichen werden. Dies erfolgt vorteilhafterweise regelmäßig wäh- rend eines Laufs. Beispielsweise erfolgt die Erkennung einer Schweilnaht durch das gleichzeitige Auftreten eines entsprechenden Signals aller in Umfangsrichtung um die in Längsrichtung der Rohrleitung verlaufende Längsachse des Arbeitsgeräts 14 herum angeordneten Magnetfeldsensoren. Falls das Arbeitsgerät 14 Besonderheiten wie beispielsweise Beulen identifiziert, können diese in der digitalen Karte ergänzt werden. Je nach erkannter Besonderheit bzw. je nach erkanntem Merkmal der Rohr- leitung 12 kann dieses Merkmal noch einmal gezielt in dem Betriebszustand Ill un- tersucht werden.

Bei einem Annähern an ein Zielfeld 42 wechselt das Arbeitsgerät 14 automatisch in den Betriebsmodus || und anschließend in den Betriebsmodus Ill, wenn ein im Still- stand zu untersuchendes Zielfeld 42 erreicht wurde.

Im Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 5 ist ein weiteres Beispiel einer in dem Ar- beitsgerät 14 hinterlegten, digitalen Karte abgebildet. Die Rohrleitung 12 ist hierbei

„34 - BE2022/5889 nicht nur in X-Richtung, sondern auch in Umfangsrichtung der Rohrleitung 12 defi- niert. So werden unterschiedliche Referenzstellen bzw. Fehlstellen 48 in unter- schiedlichen Umfangspositionen der Rohrleitung 12, deren Innenoberfläche als 2D-

Raster aufgeklappt ist, lokalisiert und können entsprechend durch die auf Basis bei- spielsweise einer Inertial Measurement Unit erkannte Ausrichtung des Arbeitsgeräts 14 auch in Umfangsrichtung präzise erkannt und durch das Arbeitsgerät 14 gezielt untersucht werden.

Die digitale Karte 36 ist im Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 6 in Form eines nun in Zylinderkoordinaten dargestellten Abbilds der Rohrleitung 12 in der Rechnerein- heit 34 hinterlegt. Die möglichen Zielfelder 42 werden in den einzelnen Rohrleitungs- segmenten S=1 und S=2 definiert über die Segmentzahl s, die die Anzahl der Rohr- leitungssegmente darstellt, die Höhe im Segment und den Winkel 6, so dass das in der Fig. 6 markierte Zielfeld 42 durch die Position 1, 2, 14 definiert ist.

In den einzelnen Betriebszuständen |, II und Ill können die einzelnen Werkzeuge in

Form von Umgebungssensoren, Reinigungs- und Reparaturwerkzeugen gemäß ei- nem Ausführungsbeispiel in einem unterschiedlichen Ausmaß für die arbeitsgerä- tespezifischen Maßnahmen verwendet werden (Fig. 7). Beispielsweise handelt es sich bei den Werkzeugen A und B um einen ersten Sensor, der im Betriebszustand für Long-Range- bzw. grob auflösende Inspektionen 50, in einem Betriebszustand II für ein Screening 52 und in einem Betriebszustand III für eine detaillierte, feinaufge- löste Inspektion 8 verwendet werden kann. Ein weiterer Sensor B kommt hingegen nur während des Betriebszustands III für detaillierte Inspektionen 8 zum Einsatz. Ein

-35- BE2022/5889

Werkzeug C in Form einer rotierenden Bürste kann beispielsweise für eine Reini- gung 56 der inneren Rohrleitungsoberfläche während der Betriebszustände II und III verwendet werden, während ein Werkzeug D in Form eines Greif- bzw. Manipula- torarms 30 zur Reparaturzwecken nur während des Betriebszustands III eingesetzt wird, beispielsweise um ein Butterfly-Ventil eines Rohrleitungsabzweigs zu bewe- gen.

Ein erfindungsgemäBes Arbeitsgerät gemäß Fig. 8 erkennt aufgrund der Daten zweier unterschiedlicher Umgebungssensoren 32 und 33 eine SchweiBnaht 40 der

Rohrleitung 12. Sofern in der digitalen Karte diese Schweifnaht als zu inspizierende

SchweiBnaht hinterlegt ist, wird diese SchweiBnaht 40 im Betriebszustand Ill, in dem das Arbeitsgerät 14 in der Rohrleitung 12 mittels der Festlegemittel 28 festgelegt ist, über einen Umgebungssensor 60, der an dem Manipulator- bzw. Greifarm 30 ange- ordnet ist, gezielt untersucht. Hierfür wird der Umgebungssensor 60 gezielt in die von der SchweiBnaht 40 ausgebildeten Totzonen, die bei einer herkömmlichen

Molchfahrt aufgrund von Abhebungen des Sensors von der Wand nicht inspiziert werden können, hineingebracht.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäBen Arbeitsgeräts 14 ist der Umgebungssensor nicht wie im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 8 als Sen- der und Empfänger ausgebildet, sondern es gibt zwei Manipulatorarme 30, an denen endseitig einerseits ein Sender und andererseits ein Empfänger angeordnet ist, wo- bei diese Manipulatorarme gezielt auf unterschiedlichen Seiten in den Totzonen der zu untersuchenden SchweifBnaht 40 positioniert werden (Fig. 9). Diese werden dann

- 36 - BE2022/5889 beispielsweise über Ultraschall im Pitch- und Catch-Verfahren untersucht. Die Werk- zeuge nehmen hierbei als Inspektionswerkzeuge lokal vom Arbeitsgerät 14 erzeugte

Signale zum Erkennen der Umgebung auf. Etwaig aus diesen Umgebungsinformati- onen erkannte Fehlstellen werden als Merkmale der Rohrleitung in der in der Rech- nereinheit 34 hinterlegten digitalen Karte abgespeichert.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein außenseitig auf einer Rohrleitung befindlicher Röntgenstrahler 62 dazu verwendet werden, Röntgen- strahlen zur Untersuchung einer SchweiBnaht 40 zu erzeugen (Fig. 10). Entspre- chend ist der Umgebungssensor 60 dann als Röntgenempfänger ausgebildet.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 11 ist ein erfindungsgemäRes Arbeitsge- rät 14 mit einer Mehrzahl von Werkzeugen 64 versehen, die über eine entspre- chende Schnittstelle am Ende des Manipulatorarms 30 an diesem befestigt werden können und ansonsten am Zentralkörper 16 befestigt sind und gegeneinander aus- getauscht werden können.

Das Ausführungsbeispiel nach der Fig. 12 zeigt ebenfalls wiederum ein erfindungs- gemäßes Arbeitsgerät 14, welches über Festlegemittel 28 in der Rohrleitung festge- legt ist. Die Festlegemittel 28 stützen sich über ausfahrbare Lenker 66 am Zentral- körper 16 ab. Mithin befindet sich das Arbeitsgerät 14 im Betriebszustand III.

-37 - BE2022/5889

Dieser Betriebszustand Ill wurde beispielsweise dadurch erreicht, dass das Arbeits- gerät während der Fahrt seine Position regelmäßig mit einer in diesem gespeicher- ten digitalen Karte 34 abgeglichen hat. Hierfür können beispielsweise die Rohrseg- mente 38 während der Fahrt im Betriebszustand | abgezählt werden. Nach dem Auf- finden des richtigen Rohrsegments 38 fährt das Arbeitsgerät dann im Betriebszu- stand II bis zu einer bestimmten Position, beispielhaft durch einen Marker 44 ge- kennzeichnet, weiter, dessen charakteristisches Magnetfeld-Profil von Umgebungs- sensoren 60 detektiert wird und mit Hilfe der Mustererkennung der Rechnereinheit 34 erkannt wird. Anschließend fährt der Manipulatorarm 30 einmal in Umfangsrich- tung mit nicht näher dargestellten Sensoren eine in Umfangsrichtung verlaufende

Schweißnaht 40 ab, wobei diese beispielsweise mittels Ultraschall inspiziert wird.

Anschließend kann das Arbeitsgerät 14 zu einem weiteren Zielfeld 42 weiterfahren bzw. sich vom Medium weiterbewegen lassen.

Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist in einem Flussdia- gramm nach Fig. 13 verdeutlicht. Zunächst wird vor Beginn eines Laufes die Rech- nereinheit 34 des Arbeitsgerät 14 mit einer digitalen Karte 36 der Rohrleitung 12 ver- sehen. In dieser digitalen Karte 36 sind Leitungsdaten 65 hinterlegt, die die Rohrlei- tung beschreiben. Hierzu zählen beispielsweise die Anzahl der Schweißnähte, die

Rohrleitungssegmente und deren Form (gerade, gebogen). Außerdem werden in der digitalen Karte Aufträge 67 hinterlegt, die beispielsweise durch Zielfelder, d.h. Ziele, die anzusteuern sind, dort auszuführende Handlungen und hierfür benötigte Werk- zeuge definiert sind. Des Weiteren können in der Rechnereinheit 34 in der digitalen

Karte 36 oder in einer weiteren Datenbank 77 Regeln hinterlegt sein, wie sich das

- 38 - BE2022/5889

Arbeitsgerät 14 bei bestimmten Ergebnissen der Analyse zu verhalten hat. Zum Bei- spiel kann es sich hierbei um Anweisungen zum Abspeichern neu erkannter Merk- male oder zum Start einer sicheren Rückkehr zum Entnahmeort handeln.

Ein auf der Rohrleitung 12 von extern aufgebrachter Marker 44 kann ebenfalls in den

Leitungsdaten abgebildet werden und stellt somit ebenfalls ein Umgebungs-Merk- male 70 dar, welches über die externen bzw. Umgebungssensoren 32, 33 des Ar- beitsgeräts 14 wahrgenommen werden kann. Ergänzend kônnen je nach Ausfüh- rungsbeispiel von einem Umgebungssensor 60 gewonnene Daten hinzugezogen werden. Die Umgebungsmerkmale werden in Form von Umgebungsinformationen der Sensoren 32, 33 in der Rechnereinheit 34 im Schritt 72 analysiert. In die Analyse 72 können auch Informationen von internen Sensoren 68 einfließen, die beispiels- weise den Energiehaushalt des Arbeitsgeräts 14 überwachen. Ebenfalls fließen in die Analyse 72 Informationen einer Datenbank 77 ein. Für die Analyse 72 der zur

Verfügung stehenden Daten kann auf ein oder mehrere Computerprogrammmodule 74 zurückgegriffen werden, die zur regelbasierten Erkennung, zur modellbasierten

Erkennung oder zur Erkennung aufgrund von maschinellem Lernen ausgebildet sind. Hieraus folgt eine Erkenntnis bzw. Wahrnehmung (,Perception”) 76, nach der das Arbeitsgerät 14 beispielsweise seinen Sicherheitszustand 78 (z.B. ausreichende

Energieversorgung) und seine Orientierung 79 umfassend Position, Geschwindigkeit und Lage in der Rohrleitung kennt. Weiterhin erfolgt eine Wahrnehmung 76 in Bezug auf Merkmale 80 der Rohrleitung beispielsweise umfassend deren Größe und Typ einschließlich Fehlstellen sowie die Qualität und Güte (gemeinsam „82“) der einzel- nen Erkenntnisse.

-39- BE2022/5889

Aus dieser Wahrnehmung ergibt sich eine Handlung 90, die beispielsweise in einer

Einnahme 92 eines Betriebszustands |, Il oder Ill und/oder in der Durchführung ei- nes arbeitsgerätespezifischen Verfahrens 94 mündet. Zu letzterem Zählen eine

Long-Range-Inspektion 50, ein Screening 52 beispielsweise im Betriebszustand Il, eine hochauflösende Inspektion 8 im Betriebszustand Ill sowie eine Reparatur 58.

Die noch nicht in der digitalen Karte 36 vorhandenen Merkmale 80 können ergän- zend in dieser abgespeichert werden. Alternativ oder ergänzend kann beispielsweise auch eine Innenbeschichtung neu aufgetragen werden.

Im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 14 ist zur Durchführung des erfindungsgemä-

Ben Verfahrens zunächst ein Arbeitsauftrag 91 definiert, der beispielsweise lautet, alle unbekannten Schweifnähte zu inspizieren. Basierend auf diesem Arbeitsauftrag 91 nimmt das Arbeitsgerät im Schritt 92 einen Betriebszustand | in Form des Molch- modus ein bzw. startet den Lauf in der Rohrleitung in diesem Modus. In diesem

Molchmodus wird die Long-Range-Inspektion 50 begonnen, mit der über große Dis- tanzen hin mit Sensoren 32, 33 und/oder 60 Daten aufgenommen werden. Vorlie- gend werden mittels in Umfangsrichtung um eine Längsachse des Arbeitsgeräts herum angeordneten Geometrie-Sensoren, vorzugsweise auf Basis von berührungs- los arbeitenden Wirbelstrom-Sensoren, im jeweiligen Sensorkanal 1 Lift-Off-Daten 81 aufgenommen. Im Sensorkanal 2 werden Drehwinkel-Daten 83 aufgenommen.

Beide Datensätze 81 und 83 zeigen die Signalamplitude über der Zeit. Im Sensorka- nal 1 zeigen nahezu alle Sensoren gleichzeitig einen Ausschlag. im Sensorkanal 2 nur einige wenige. Mittels des Analyseschritts 72 erfolgt eine Echtzeitauswertung in

- 40 - BE2022/5889 der Rechnereinheit 14 des Arbeitsgeräts, in der beispielsweise mittels eines numeri- schen Peak-Finders und mit Hilfe eines Muster-Erkennungsalgorithmus, basierend auf Maschine-Learning-Methoden, ein Abgleich mit einer Datenbank 77 stattfindet, um einzelne Merkmale 80 zu identifizieren. Vorliegend wird ein typisches Muster ei- ner UmfangsschweifBnaht mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit erkannt, was an- schaulich darauf basiert, dass auf den einzelnen Kanälen am gleichen Zeitpunkt ein

Ausschlag registriert wird. In beiden Datensätzen 81 und 83 ist vorliegend das Merk- mal 80 als Merkmal der Rohrleitung in Form einer UmfangsschweiBnaht erkennbar.

In einer anschließenden Datenfusion 89 der das Merkmal 80 darstellenden Teile der

Sensordaten 81 und 83 ergibt sich das Merkmal 80 dann dergestalt als verifiziert, dass in dem Wahrnehmungsschritt 76 das Objekt als erkannt angenommen wird.

Hierauf basierend wird in Schritt 95 (Fig. 15) geprüft, ob das Merkmal 80 bereits in einer digitalen Karte 36, die in der Rechnereinheit hinterlegt ist, enthalten ist. Wenn dies der Fall ist, ergibt sich aus der dem Merkmal zugeordneten Position in der digi- talen Karte die Position des Arbeitsgeräts. Wenn dies nicht der Fall ist und das

Merkmal daher als unbekannte UmfangsschweiBnaht zu untersuchen ist, erfolgt im nachfolgenden Schritt 92 ein erneuter Wechsel des Betriebszustands, nun in den

Crawlermodus II, woraufhin die Schweifnaht im Schritt 96 angefahren wird. Hierzu erfolgt insbesondere eine Bewegung gegen die Strömung des Mediums. In der an- — schlieRenden hochaufgelösten Inspektion 8 werden dann wiederum Messdaten pro- duziert, die im Schritt 98 in der Rechnereinheit aufgenommen werden und gespei- chert werden. Dies kann auch parallel zur Inspektion 8 erfolgen. Im gestrichelt um- randeten Bereich der Fig. 15 ist ein optionaler Schritt vorhanden, bei dem in der

„41 - BE2022/5889

Rechnereinheit 14 des Arbeitsgeräts eine weitere Analyse 72 in Form einer Echtzeit- auswertung stattfindet, um die Schweißnaht hinsichtlich ihrer Integrität zu prüfen.

Auch hierbei können wieder Abgleiche mit einer Datenbank 77 erfolgen. Werden weiteren Merkmale wie beispielsweise Korrosionsstellen der Schweißnaht entdeckt, können diese wiederum in der digitalen Karte 36 im Schritt 95 abgespeichert wer- den. Anschließend wird die Inspektion abgeschlossen mit dem Übergang zurück in einen Molchmodus |, in dem dann wiederum eine Long-Range-Inspektion gestartet wird. Alternativ oder ergänzend vorab kann auch eine etwaige Reparatur einer

Schweißnaht im Schritt 58 erfolgen.

Claims (24)

„42 - BE2022/5889 Ansprüche

1. Verfahren zum Betreiben eines Arbeitsgeräts (14), insbesondere eines Rohr- leitungsmolches, in einer mit einem in axialer Richtung strömenden Medium verse- henen Rohrleitung (12), wobei das Arbeitsgerät in der Rohrleitung (12) in einem ersten Betriebszustand (I) passiv von dem Medium in Strömungsrichtung der Rohrleitung bewegt wird, das Arbeitsgerät in einem zweiten Betriebszustand (Il) ein Ziel in der Rohrleitung er- reicht oder sich diesem nähert und in wenigstens einem dritten Betriebszustand (II!) in der Rohrleitung (12) an dem Ziel wenigstens ein arbeitsgerätespezifisches Verfah- ren (94) durchführt, sowie sich danach von dem Ziel insbesondere nach einem Wechsel vom dritten in den ersten oder zweiten Betriebszustand entfernt, dadurch gekennzeichnet, dass das kabelungebundene Arbeitsgerät (14) während des ersten und/oder zweiten Be- triebszustands über wenigstens einen Umgebungssensor (32, 33, 60) Umgebungs- informationen aufnimmt, in einer Rechnereinheit (34) des Arbeitsgeräts (14) die Umgebungsinformationen ausgewertet werden und das Arbeitsgerät (14) den Betriebszustand (I, Il, II!) auf Ba- sis der Umgebungsinformationen selbstständig wechselt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rech- nereinheit (34) durch die Auswertung der Umgebungsinformationen zumindest ein Merkmal (80) der Rohrleitung (12) identifiziert wird, insbesondere welches in der

-43- BE2022/5889 Rechnereinheit (34) zur Bestimmung der Position des Arbeitsgeräts (14) verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Merkmal (80) mit dessen Position in der Rohrleitung (14) in der Rechnereinheit (34) abgespeichert wird.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rechnereinheit (34), vorzugsweise zumindest während des ersten und des zweiten Betriebszustands und insbesondere fortlaufend, auf Basis der Umge- bungsinformationen eine Position des Arbeitsgeräts (14) in der Rohrleitung bestimmt wird, und vorzugsweise das Arbeitsgerät (14) auf Basis der Position den Betriebszu- stand (I, Il, Ill) wechselt.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Betriebszustand (Ill) eine verlangsamte Messfahrt und/oder ein Fest- setzen in der Rohrleitung (12) umfasst und/oder dass sich das Arbeitsgerät (14) im zweiten Betriebszustand (Il) über wenigstens ein Antriebsmittel (26) aktiv in der Rohrleitung (12) bewegt.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszustand auf Basis des Abstands des Arbeitsgeräts (14) von dem Ziel gewechselt wird.

- 44 - BE2022/5889

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rechnereinheit (34) von unterschiedlichen Umgebungssensoren (32, 33, 60) gewonnene Umgebungsinformationen insbesondere zur Bestimmung der Posi- tion verwendet werden.

8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rechnereinheit (34) die Position des Arbeitsgeräts (14) auf Basis der Umgebungsinformationen und mittels einer in der Rechnereinheit (34) hinterlegten digitalen Karte (36) der Rohrleitung (12) bestimmt wird.

9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der digitalen Karte (36) Referenzstellen abgebildet sind und die Umgebungs- informationen zwecks Erkennung von Referenzstellen ausgewertet werden.

10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rechnereinheit (34) zumindest ein Teil der Umgebungsinformationen klassifiziert wird und, insbesondere zur Merkmalserkennung, die hieraus abgeleite- ten Daten mit den Daten vordefinierter Musterklassen verglichen werden.

11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise in der digitalen Karte (36) und/oder in zumindest einem weiteren Datensatz der Rechnereinheit (34) insbesondere ortsabhängige Anweisungen hin- terlegt sind, die bei Erreichen des Ziels oder bei Erkennen eines Merkmals vom Ar- beitsgerät (14) ausgeführt werden.

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12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgerät (14) in dem zweiten Betriebszustand (Il) ein Screening (52) der Rohrleitung (12) durchführt.

13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Gruppe verschiedener Arbeitsverfahren auf Basis der Auswertung der Umgebungsinformationen ein oder mehrere Arbeitsverfahren durchgeführt wer- den, insbesondere wobei das Arbeitsgerät (14) im dritten Betriebszustand (Ill) eine Inspektion (8) und/oder Rohrleitungsreparatur (58) durchführt.

14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Umgebungsinformationen gewonnene Referenzstellen zur Ortskalib- rierung des Arbeitsgeräts (14) verwendet werden.

15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Karte (36) mit aus den Umgebungsinfor- mationen und/oder weiteren Sensorinformationen gewonnenen Rohrleitungszu- standsinformationen ergänzt wird.

16. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgerät (14) ein vorab definiertes oder während des ersten oder zwei- ten Betriebszustands definiertes Ziel ansteuert.

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17. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgerät (14) in zumindest einem der drei Betriebszustände (I, Il, III), vorzugsweise in zweien der drei Betriebszustände, mittels einer Energieerzeugungs- vorrichtung Energie erzeugt, vorzugsweise welche in einem Energiespeicher gespei- chert wird.

18. Arbeitsgerät, insbesondere kabelungebundener Rohrleitungsmolch, umfas- send wenigstens ein Vortriebsmittel (22) für einen ersten Betriebszustand (I) in Form einer mediumgetriebenen, passiven Bewegung in der Rohrleitung (12), dadurch ge- kennzeichnet, dass das kabelungebundene Arbeitsgerät (14) wenigstens einen Umgebungssensor (32, 33, 60) zur Aufnahme von Umgebungsinformationen und wenigstens ein Antriebsmittel (26) für einen zweiten Betriebszustand (Il) in Form ei- ner aktiven Bewegung des Arbeitsgeräts (14) in der Rohrleitung (12) aufweist, und dass eine Rechnereinheit (34) des Arbeitsgeräts (14), in der Umgebungsinformatio- nen speicherbar sind, so konfiguriert ist, das das Arbeitsgerät (14) das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche ausführt.

19. Arbeitsgerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsge- rät (14) Positionier- und/oder Festlegemittel (28) für eine Positionierung des Arbeits- geräts in einem dritten Betriebszustand aufweist.

20. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgerät (14) wenigstens ein während zumindest eines Betriebszu- stands aktivierbares Werkzeug (64) aufweist.

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21. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (64) ein Sensor, ein Reinigungswerkzeug, ein Beschichtungs- werkzeug oder ein Material einer Rohrleitungswand entfernendes Werkzeug ist.

22. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgerät (14) wenigstens einen Manipulatorarm (30) vorzugsweise mit einer Werkzeugaufnahme aufweist.

23. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgerät (14) ein Magazin zur Bevorratung von Werkzeugen (64) auf- weist.

24. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rechnereinheit (34) umgebungsinformationsabhängige Anweisungen zum Wechseln des Betriebszustands und zur Betätigung wenigstens eines Werk- zeugs (64) hinterlegt sind.