1. المشكلة خلفية
كانت إحدى شركات الطاقة الكهرومائية في جنوب غرب الصين بحاجة إلى فحص الهياكل المغمورة بالمياه لسد خرساني يبلغ عمره 50 عامًا. وكان السد قد تعرض لتسربات طفيفة، مما استلزم إجراء فحص مفصل لأسطحه المغمورة بالمياه، بما في ذلك:
- فحص وجود تشققات وتآكل على واجهة السد
- قياس سماكة الرواسب
- التحقق من حالة البوابات والصمامات الموجودة تحت الماء
- الكشف عن الحطام المغمور الذي قد يؤثر على تدفق المياه
- تقييم سلامة هياكل التعزيز تحت الماء
واجه فريق التفتيش صعوبات في استخدام الأساليب التقليدية، التي كانت تستغرق وقتًا طويلاً، وتتطلب عمليات غوص واسعة النطاق، وتوفر دقة محدودة للبيانات.
2. تحليل المشكلة
طرح مشروع فحص السد عدة تحديات فنية:
- تباين درجة نقاء المياه: مياه عكرة تقل الرؤية فيها عن مترين
- نطاق عمق واسع: من 3 أمتار بالقرب من السطح إلى 48 متراً عند أقصى عمق
- الهندسة المعقدة: أسطح غير منتظمة ذات هياكل بارزة وتجاويف
- متطلبات الدقة: الحاجة إلى دقة تبلغ ±0.5% للكشف عن الشقوق والعيوب الصغيرة
- المخاوف المتعلقة بالسلامة: تقليل تعرض الغواصين للبيئات تحت الماء عالية المخاطر
- تسجيل البيانات: ضرورة توفير وثائق تفصيلية للقياسات من أجل التحليل الهندسي
لم تكن طرق الفحص التقليدية التي تعتمد على الغواصين المزودين بأشرطة قياس وكاميرات كافية لهذا المشروع، وذلك بسبب المساحة الكبيرة التي يتعين تغطيتها والحاجة إلى قياسات دقيقة.
3. الحل
اختار فريق المهندسين جهاز قياس العمق بالموجات فوق الصوتية المحمول KWD100 بالإضافة إلى مستشعر المسافة تحت الماء KUS-W50 لمواجهة هذه التحديات. وقد وفر هذا المزيج ما يلي:
3.1 تكوين النظام
| المكون | الطراز | الكمية | التطبيق |
| جهاز قياس العمق بالموجات فوق الصوتية المحمول | 100 دينار كويتي | 2 | رسم خريطة العمق الشامل والقياسات العامة |
| مستشعر المسافة تحت الماء | KUS-W50 | 4 | الفحص الهيكلي التفصيلي وقياس العيوب |
| كاميرا تحت الماء | مخصص | 2 | التحقق البصري من الحالات الشاذة المكتشفة |
| مسجل البيانات | مخصص | 1 | تسجيل البيانات المتزامن مع الوقت والموقع |
| كابلات التمديد | 30 مترًا | 4 | توسيع نطاق عمل المستشعر إلى أقصى عمق |
3.2 المواصفات الرئيسية للمنتج
| معلمة | 100 دينار كويتي | KUS-W50 |
| نطاق القياس | 0.7-100 متر | 0.6-100 متر |
| الدقة | ±0.5% | ±0.5% |
| تردد التشغيل | 200 كيلوهرتز | 200 كيلوهرتز |
| المنطقة العمياء | 0.7 متر | 0.6 متر |
| التواصل | ModBus | RS485 |
| مصدر الطاقة | بطارية ليثيوم أيون من طراز 18650 | 10.8-26.4 فولت تيار مستمر |
| مستوى الحماية | IP67 | IP68 |
| الوزن | 0.8 كيلوغرام | 0.5 كيلوغرام |
3.3 تفاصيل التنفيذ
تضمنت عملية التفتيش ما يلي:
- المسح الأولي: استخدام جهاز KWD100 لرسم مخطط عمق عام لواجهة السد بأكملها
- التفتيش الموجه: نشر أجهزة استشعار KUS-W50 لقياس مناطق محددة تثير القلق
- تكامل البيانات: دمج قياسات المسافة مع البيانات المرئية المستمدة من الكاميرات تحت الماء
- إنشاء التقارير: إعداد تقارير هندسية مفصلة تتضمن بيانات القياس والصور
استُخدم جهاز KWD100 لإجراء قياسات سريعة ومتنقلة من القوارب والمنصات، في حين تم تركيب مستشعرات KUS-W50 على المركبات التي تُشغَّل عن بُعد (ROVs) لإجراء عمليات تفتيش تفصيلية لمناطق محددة.
4. النتائج
حقق مشروع التفتيش نتائج ملموسة:
4.1 بيانات الأداء
| نوع القياس | متوسط الخطأ | الخطأ الأقصى |
| رسم خرائط العمق العامة (KWD100) | 0.4% | 0.8% |
| قياس العيوب الهيكلية (KUS-W50) | 0.3% | 0.6% |
| قياس سماكة الرواسب | 0.5% | 0.9% |
| قياس ارتفاع البوابة | 0.2% | 0.5% |
4.2 الفوائد التشغيلية
- تم تقليل وقت الفحص بمقدار 65% مقارنةً بأساليب الغوص التقليدية
- تقليل تعرض الغواصين إلى أدنى حد ممكن مع إجراء 80% من القياسات عن بُعد
- تحسنت دقة البيانات بدقة قياس ثابتة تبلغ ±0.5%
- توثيق شامل حيث تم إجراء 3,200 قياسًا على مساحة تبلغ 12,000 متر مربع
- الكشف المبكر من بين 17 عيبًا هيكليًّا لم يكن معروفًا عنها من قبل وتستدعي الاهتمام
5. الخاتمة
وقد تم اعتماد هذا الحل منذ ذلك الحين كطريقة تفتيش قياسية في إطار برنامج صيانة السدود التابع للشركة، مع وجود خطط لتوسيع نطاق استخدامه ليشمل مشاريع البنية التحتية المائية الأخرى.
للحصول على مزيد من التفاصيل الفنية أو مخططات الأسلاك أو إرشادات اختيار الطراز، يرجى النقر هنا هنا لمعرفة المزيد أو للاتصال بفريقنا الفني.
