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微型無人機在化工安全領(lǐng)域中的應(yīng)用展望

文檔作者：甘勃蘭平文檔來源：廣西石化高級技工學(xué)?；瘜W(xué)應(yīng)用技術(shù)系		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年01月01日
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微型無人機在化工安全領(lǐng)域中的應(yīng)用展望
甘勃蘭平(廣西石化高級技工學(xué)?；瘜W(xué)應(yīng)用技術(shù)系，廣西南寧53003 1)
摘要：針對化工生產(chǎn)在安全隱患排查、設(shè)備維修和事故源
探測等方面的現(xiàn)狀，闡述微型無人機在化工安全領(lǐng)域中的應(yīng)用
優(yōu)勢和前景，并針對目前微型無人機技術(shù)在化工安全領(lǐng)域存在
的一些問題，提出思考和展望。
關(guān)鍵詞：無人機；化工安全；化工生產(chǎn)；應(yīng)用
現(xiàn)代化工企業(yè)的規(guī)模越來越大，設(shè)備也趨于大型化，化工
安全生產(chǎn)的形勢也越來越嚴(yán)峻。無人機技術(shù)的成熟，為化工安
全檢測、監(jiān)控提供了新的、更為有效的手段。由于微型無人機
不僅具有更高更廣的視角，還能深入人無法進入的危險區(qū)域快
速獲取信息，這使得微型無人機在化工行業(yè)將會有廣闊的應(yīng)用
空間，如化工企業(yè)的安全隱患排查、高塔設(shè)備的協(xié)助維修、化工
安全事故源的探測等方面。
1化工安全生產(chǎn)現(xiàn)狀
1．1安全隱患排查方面
目前，為了提高日常生產(chǎn)的安全性，化工廠內(nèi)會在重要部
位安裝監(jiān)控和監(jiān)測儀表，通過崗位控制臺，遠程實現(xiàn)對化工設(shè)
備運行情況的監(jiān)測與調(diào)節(jié)。但是，控制臺的相關(guān)監(jiān)控參數(shù)無法
準(zhǔn)確反映設(shè)備運行真實情況(例如管道局部泄露等)，造成了安
全隱患，這就需要安排崗位人員通過定期巡回檢查來進行彌補
”1。在目前大力推進“供給側(cè)改革”的形勢下，這樣無疑提高了
人力資源成本，同時也存在崗位人員在巡檢過程中發(fā)生安全事
故的隱憂。
對于長線路公用管道，沒有太多的監(jiān)測設(shè)備，單純靠人力
進行巡回檢查，耗時長，效率低下，在夜間及復(fù)雜天氣條件下，
也無法及時發(fā)現(xiàn)隱患，及時處理【21。
1_2設(shè)備維修方面
化工企業(yè)存在許多高塔設(shè)備及高空管道，當(dāng)這些設(shè)備和管
道發(fā)生損壞時，崗位人員是無法從控制臺上準(zhǔn)確的找到損壞地
點的，而要派人近距離探查，確定位置，必然存在高空墜落、中
毒、爆炸等安全風(fēng)險。
2009年7月8日，南寧化工集團有限公司水泥廠的除塵艙
進行清除結(jié)塊的作業(yè)，由于該設(shè)備高達8米，內(nèi)部情況從下方難
以觀察，在無法做出準(zhǔn)確的風(fēng)險分析的情況下，操作工只能根
據(jù)經(jīng)驗選擇主觀上認(rèn)為安全的位置，然而當(dāng)時上方塵塊的裂紋
恰好就在該操作工所選站位的上方，在該操作工向上捅塵塊
時，塵塊并未向預(yù)期方向掉落，而是直接砸在了該操作工的腰
上，導(dǎo)致事故發(fā)生。
由此事例可看出，依靠人力去探查設(shè)備存在問題，安全風(fēng)
險是巨大的。此外，還存在檢查效率低、靈活度差等問題。
1．3化工安全事故源探測方面
在化工安全事故發(fā)生的初期，現(xiàn)場復(fù)雜，火災(zāi)、爆炸不斷，
有毒有害氣體彌漫，依靠救援人員進入現(xiàn)場查找事故源，危險
性是非常高的，極易出現(xiàn)人員傷亡。在2015年“8·12天津濱海
新區(qū)爆炸事故”中，犧牲公安消防人員24人，天津港消防人員
75人，民警11人，其中大多就是因為在沒有準(zhǔn)備的情況下進入
事故現(xiàn)場時遇到了次生災(zāi)害。所以，利用安全可靠的監(jiān)測設(shè)備
來替代人力搜尋，是非常有必要的。
2微型無人機技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)點
2．1遠程遙控，安全可靠
微型無人機操作簡單，只需要卜2人就可以完成一般操作
任務(wù)。操作人員遙控或編程執(zhí)行任務(wù)，有效規(guī)避傳統(tǒng)人工巡檢
和維修行動中存在的短板，可確保操作工人的自身安全，提高
安全系數(shù)，降低了二次事故的發(fā)生頻率。
2-2速度快。效率高
以目前常見的DJI Phantom 3為例，它的水平飛行速度可達
16ITl／s，上升速度可達5“s。在長距離管道和高塔設(shè)備的巡查
方面，微型無人機具有巡查速度快、工作效率高、不受地形影
響、應(yīng)急瞬速的特點。它可以及時發(fā)現(xiàn)缺陷，及時提供信息，較
人工巡查擁有無可比擬的優(yōu)勢。
2．3機動靈活，視野全面
一般的微型無人機體積比較小(DJI Phantom 3的對角線距
離590mm，重量1．28kg)，依托飛行控件就可以對其進行操控。
由于不受交通路線限制，在續(xù)航滿足的情況下，可以高效率的
完成巡線和檢查任務(wù)。微型無人機在高空對目標(biāo)進行全局性
拍攝，可將設(shè)備運行情況“盡收眼底”，同時通過寬帶、數(shù)據(jù)鏈技
術(shù)可以實現(xiàn)超視距控制，依據(jù)現(xiàn)場需求，可以從不同角度、不同
的距離在不同的光線條件下進行作業(yè)，更加準(zhǔn)確地傳遞現(xiàn)場
信息。
2．4用途廣?？赏卣剐詮?
微型無人機搭載設(shè)備可根據(jù)需求進行調(diào)整，如執(zhí)行某項特
殊任務(wù)，針對性地搭載所需設(shè)備。執(zhí)行多項任務(wù)時，將搭載設(shè)
備進行整合，任務(wù)可同時進行。例如以微型無人機作為搭載平
臺，搭載高清攝像設(shè)備，小型檢測設(shè)備和探傷設(shè)備，使其成為
“監(jiān)控器～檢測儀～探傷儀”，通過無人機實時傳輸回來的數(shù)
據(jù)，第一時間了解生產(chǎn)現(xiàn)場的每個細節(jié)和動態(tài)信息。
3存在問題及思考
3．1操作人員少
目前，無人機產(chǎn)業(yè)屬于新興產(chǎn)業(yè)，精通無人機駕駛技巧的
操作入員較少，由于培訓(xùn)機構(gòu)也比較少，考試通過率低，因此培
訓(xùn)費用也較高。據(jù)中國航空器擁有者及駕駛員協(xié)會(AOPA)統(tǒng)
計，截至2015年12月31日，取得駕駛員合格證的人數(shù)僅為
2142入。全國具有培訓(xùn)資質(zhì)的無人機駕駛員訓(xùn)練機構(gòu)共57
家，理論考試通過率僅為69．7％(2015年)，而全國對無人機駕駛
員的需求量在10萬左右。由于化工生產(chǎn)具有高溫高壓、易燃易
136 l化毒哲砑2016年6月
萬方數(shù)據(jù)
爆的特點，操作人員必須具備有一定的化工知識，因此對于無
人機操作人員的要求更高，相應(yīng)的合格人員就更加稀缺。
在未來，隨著無人機培訓(xùn)機構(gòu)的不斷增加，無人機操作人
員匱乏的現(xiàn)狀將得以緩解。據(jù)了解，目前全國共有380多家機
構(gòu)在申請無人機培訓(xùn)資質(zhì)，我國的無人機駕駛員正在以每天
50～80人的速度飛速增長，而隨著報名人數(shù)和培訓(xùn)機構(gòu)的增加，
未來我國無人機駕駛員的數(shù)量將以幾何數(shù)字增長?；o人
機的專業(yè)人員我們可以通過在大中?；I(yè)內(nèi)設(shè)置選修課
或者興趣班，來提高化工專業(yè)人員的無人機駕駛水平。
3．2微型無人機防水耐高溫抗腐蝕性能有待提升
要使微型無人機防水，機體的封閉性很重要。微型無人機
所使用的無刷電機，有無電火花、防水等特點，但這并不意味著
整個無刷系統(tǒng)防水，還需要將電機連接電調(diào)的接線、電子調(diào)速
器本身和電池防水的絕緣問題處理好。
微型無人機的飛行控制系統(tǒng)一般工作溫度都不會超過
100℃，在超過100℃的環(huán)境下，則會出現(xiàn)失控的問題。同時，無
人機所使用的鋰電池在高溫環(huán)境下使用壽命會縮短，有出現(xiàn)鼓
包、破裂、甚至爆炸的危險。所以，如何使無人機耐受高溫，也
是亟待解決的問題。
目前，一些研究也提高了無人機的耐熱性能。韓國科學(xué)技
術(shù)研究所的研究人員開發(fā)了一種名為“FAROS”的防火無人機，
可以在摩天大樓里飛行、爬墻，應(yīng)對火宅，可以忍受高達1000
攝氏度的丁烷氣體和氣溶膠乙醇火焰長達1分鐘。
3．3搭載設(shè)備有待開發(fā)
除了高清成像設(shè)備外，微型無人機可搭載并實時反饋數(shù)據(jù)
的探測設(shè)備較少，如有毒、有害氣體檢測器，可燃氣體檢測器，
探傷設(shè)備，熱成像設(shè)備等，已知的多為普通外設(shè)或自行開發(fā)設(shè)
備。一些無人機專用探測設(shè)備造價較高，這對無人機拓展其在
化工方面的作用有較大阻礙。
目前，許多公司加入了開發(fā)無人機外設(shè)的隊伍中，不斷有
新產(chǎn)品出現(xiàn)，如一氧化碳氣體傳感器、氧氣傳感器、激光粉塵傳
感器、紅外熱成像攝像頭等。相信隨著無人機市場的成熟，越
來越多的通用型外設(shè)會進入我們的眼簾，會使無人機進入各個
行業(yè)的門檻降低。
無人機產(chǎn)業(yè)是一項前景巨大的產(chǎn)業(yè)，它在化工安全方面的
應(yīng)用少之又少，這將成為一個課題，等待我們?nèi)パ芯亢烷_發(fā)。
參考文獻：
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【2]董正勇，喬昌軍．淺談無人機在長輸管道項目實施過程中
的運用[c]．2015年4月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會，2015．
作者簡介：
第—作者：姓名：甘勃：籍貫：柳城：職稱：一級實習(xí)指導(dǎo)教師；研
究方向：化工工藝：郵編：530031
第二作者：姓名：蘭平：籍貫：南寧：職稱：講師；研究方向：化工工
藝
(上接第135頁)
同用途，可以分為三類。
(1)油溶性緩蝕劑。
(2)防止氣象空間層接觸的氣相緩蝕劑。
(3)防止與罐底積水腐蝕的水溶性緩蝕劑。
3．4防腐結(jié)構(gòu)設(shè)計
原油庫油罐除了滿足一般儲存需要外，還應(yīng)當(dāng)考慮到防腐
要求。比如針對罐底積水問題，應(yīng)盡量完善排水設(shè)計，減少積
水。另外要避免出現(xiàn)死角，影響后期的維護工作。
3．5控制油溫和脫水
溫度越高對于腐蝕反應(yīng)越有利，因此在滿足正常使用的情
況下，按照防腐的要求，應(yīng)該將油溫控制得越低越好。另外，油
罐中許多腐蝕反應(yīng)都跟水有關(guān)系，水會加速腐蝕反應(yīng)。因此，
在對油罐的定期維護中，要及時注意罐底的積水，進行及時
清理。
3．6采用原油脫硫技術(shù)
原油按照硫的含量可以分為高硫原油、含硫原油和低硫原
油，高硫原油加工的腐蝕性強，加工過程中產(chǎn)生的硫化氫含量
大，因此增加了加工生產(chǎn)的風(fēng)險和成本。為了降低風(fēng)險，生產(chǎn)
加工盡量選擇低硫原油，但是在原油價格上升的情況下，國內(nèi)
許多化工廠不得不大量加工高硫原油。在這種情形下，原油脫
硫技術(shù)就顯得更加有必要?，F(xiàn)在國際上采用的都是加氫脫硫
方法，但這種方法成本高，投資大，經(jīng)濟效益不高。而生物脫硫
作為一種新型脫硫技術(shù)，與加氫脫硫相比，投資小、能耗低，因
此有望成為將來普及的原油脫硫技術(shù)。
3．7定期維護保養(yǎng)和檢測
定期維護主要針對使用時間較早的原油罐，應(yīng)進行及時的
材質(zhì)更新。另外原油在儲存過程中，會產(chǎn)生油泥，油泥中的硫
氧化細菌和硫酸鹽細菌對油罐會有一定的腐蝕作用，因此應(yīng)該
定期(一年一次)進行油泥清理。除了維護和保養(yǎng)之外，在日常
的工作中，就應(yīng)該對油罐可能遭受的腐蝕威脅進行檢測，防范
于未然。
4結(jié)語
通過對油罐腐蝕機理的分析，大氣腐蝕、土壤腐蝕以及油
罐內(nèi)部腐蝕是威脅油罐安全主要原因。根據(jù)我國目前的能源
形勢來看，石油已經(jīng)成為制約經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸，如何將現(xiàn)有資
源應(yīng)用合理化、利用最大化，成為解決我國現(xiàn)有能源問題的途
徑之一。因此做好油罐防腐工作，符合建設(shè)資源節(jié)約型社會的
要求，也是社會經(jīng)濟發(fā)展的要求。
參考文獻：
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【J】．內(nèi)蒙古石油化工，2008，10：192一193．
【2】楊金林，杜明忠，張方林．淺談汽油儲罐腐蝕原因及防腐
措施[J】．天然氣與石油，2叭5，01：73—76+11．
【3】余杭輝．儲油罐及管道外腐蝕機理分析及對策【J】．石油庫
與力口油站，2013，03：4—7+12．
作者簡介：
陳德輝(1985-)，男，陜西省嵐皋縣人，助理工程師，本科，從事
設(shè)備管理。
劉啟超(1989一)，男，陜西西安人，助理工程師，本科，從事石油
儲運工藝管理。
2016年6月化，蓄群l 137

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