英企联合研发机器人“管道卫士” 碳纤维技术革新油气管道运维.

这款被命名为“多轴缠绕机”的核心设备，如今已成为加拿大管道技术公司TCI整体解决方案的关键一环。其工作原理并不复杂——通过在既有管道外部精准缠绕碳纤维复合材料层，利用碳纤维远超钢材的抗拉强度（可达3500MPa以上）及与钢材匹配的弹性模量，从外部强化管道结构，既能彻底抑制泄漏破裂风险，又能让管道适应更高压力的输送需求，大幅提升运营效率。这种“外加固”思路，彻底改变了传统管道维修中切割换管的低效模式，将施工周期与成本大幅压缩。

双方的合作已进入实质性落地阶段。2025年2月，首台研发样机已送达TCI位于阿尔伯塔省的总部，与TCI的专利树脂基体材料配合完成工艺验证与样品优化；基于样机的优异表现，TCI随即敲定全尺寸版本的订单，目前这台设备正在Cygnet Texkimp的英国创新中心紧锣密鼓地制造，预计2026年初即可投入实际作业。 “这不仅是一次技术升级，更是对生态与社区的责任担当。”TCI创始人兼首席执行官Larry Young强调，碳纤维复合材料套管能从源头阻断管道泄漏对土壤、水源的污染，同时延长管道寿命、提升监控精度。更值得关注的是，这套技术无需停产作业，只需将管道压力降至安全水平即可施工，完美解决了油气运营中“安全与效率难两全”的痛点。对于运营商而言，这一方案不仅能满足日益严格的安全法规要求，更能通过提升输送压力创造直接的经济价值。

这款“管道卫士”的诞生，源于长期的技术积淀。作为Cygnet Texkimp旗下“3D缠绕机”的姊妹技术，多轴缠绕机继承了曼彻斯特大学材料学院的核心研发成果，并于2018年实现产业化。与安装在机器人上、擅长复杂几何形状的3D缠绕机不同，多轴缠绕机基于线性轨道设计，在生产效率上实现了质的飞跃，能高速、大批量完成管道、结构梁等大型构件的纤维铺设，其技术能力还可延伸至航空航天机翼梁、汽车防撞结构等高端制造领域。

为适配管道 trench（沟槽）内的复杂环境，TCI定制版设备被集成在特制的“TCI-CRAWLER™”支护箱中，既为缠绕作业创造稳定环境，又能保护设备与操作人员安全。设备配备的54英寸可开合缠绕环是核心亮点——能直接打开套在静态管道外，沿管道移动时自动完成对中调平，即便遇到管道几何形状变化或地形起伏，也能保持缠绕精度。这种高度自适应的设计，让复杂工况下的标准化施工成为可能。

从实验室的原型机到油气田的实用设备，这项英加合作的技术成果，正为全球老旧油气管道的升级改造提供全新范式。随着碳纤维复合材料在工业领域的应用不断深化，这类“精准赋能、绿色安全”的技术创新，或将成为能源基建运维领域的新标杆。