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微型无人机在化工安全领域中的应用展望

文档作者：甘勃兰平文档来源：广西石化高级技工学校化学应用技术系		点击数：	更新时间： 2021年01月01日
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微型无人机在化工安全领域中的应用展望
甘勃兰平(广西石化高级技工学校化学应用技术系，广西南宁53003 1)
摘要：针对化工生产在安全隐患排查、设备维修和事故源
探测等方面的现状，阐述微型无人机在化工安全领域中的应用
优势和前景，并针对目前微型无人机技术在化工安全领域存在
的一些问题，提出思考和展望。
关键词：无人机；化工安全；化工生产；应用
现代化工企业的规模越来越大，设备也趋于大型化，化工
安全生产的形势也越来越严峻。无人机技术的成熟，为化工安
全检测、监控提供了新的、更为有效的手段。由于微型无人机
不仅具有更高更广的视角，还能深入人无法进入的危险区域快
速获取信息，这使得微型无人机在化工必威体育官方网站
将会有广阔的应用
空间，如化工企业的安全隐患排查、高塔设备的协助维修、化工
安全事故源的探测等方面。
1化工安全生产现状
1．1安全隐患排查方面
目前，为了提高日常生产的安全性，化工厂内会在重要部
位安装监控和监测仪表，通过岗位控制台，远程实现对化工设
备运行情况的监测与调节。但是，控制台的相关监控参数无法
准确反映设备运行真实情况(例如管道局部泄露等)，造成了安
全隐患，这就需要安排岗位人员通过定期巡回检查来进行弥补
”1。在目前大力推进“供给侧改革”的形势下，这样无疑提高了
人力资源成本，同时也存在岗位人员在巡检过程中发生安全事
故的隐忧。
对于长线路公用管道，没有太多的监测设备，单纯靠人力
进行巡回检查，耗时长，效率低下，在夜间及复杂天气条件下，
也无法及时发现隐患，及时处理【21。
1_2设备维修方面
化工企业存在许多高塔设备及高空管道，当这些设备和管
道发生损坏时，岗位人员是无法从控制台上准确的找到损坏地
点的，而要派人近距离探查，确定位置，必然存在高空坠落、中
毒、爆炸等安全风险。
2009年7月8日，南宁化工集团有限公司水泥厂的除尘舱
进行清除结块的作业，由于该设备高达8米，内部情况从下方难
以观察，在无法做出准确的风险分析的情况下，操作工只能根
据经验选择主观上认为安全的位置，然而当时上方尘块的裂纹
恰好就在该操作工所选站位的上方，在该操作工向上捅尘块
时，尘块并未向预期方向掉落，而是直接砸在了该操作工的腰
上，导致事故发生。
由此事例可看出，依靠人力去探查设备存在问题，安全风
险是巨大的。此外，还存在检查效率低、灵活度差等问题。
1．3化工安全事故源探测方面
在化工安全事故发生的初期，现场复杂，火灾、爆炸不断，
有毒有害气体弥漫，依靠救援人员进入现场查找事故源，危险
性是非常高的，极易出现人员伤亡。在2015年“8·12天津滨海
新区爆炸事故”中，牺牲公安消防人员24人，天津港消防人员
75人，民警11人，其中大多就是因为在没有准备的情况下进入
事故现场时遇到了次生灾害。所以，利用安全可靠的监测设备
来替代人力搜寻，是非常有必要的。
2微型无人机技术应用的优点
2．1远程遥控，安全可靠
微型无人机操作简单，只需要卜2人就可以完成一般操作
任务。操作人员遥控或编程执行任务，有效规避传统人工巡检
和维修行动中存在的短板，可确保操作工人的自身安全，提高
安全系数，降低了二次事故的发生频率。
2-2速度快。效率高
以目前常见的DJI Phantom 3为例，它的水平飞行速度可达
16ITl／s，上升速度可达5“s。在长距离管道和高塔设备的巡查
方面，微型无人机具有巡查速度快、工作效率高、不受地形影
响、应急瞬速的特点。它可以及时发现缺陷，及时提供信息，较
人工巡查拥有无可比拟的优势。
2．3机动灵活，视野全面
一般的微型无人机体积比较小(DJI Phantom 3的对角线距
离590mm，重量1．28kg)，依托飞行控件就可以对其进行操控。
由于不受交通路线限制，在续航满足的情况下，可以高效率的
完成巡线和检查任务。微型无人机在高空对目标进行全局性
拍摄，可将设备运行情况“尽收眼底”，同时通过宽带、数据链技
术可以实现超视距控制，依据现场需求，可以从不同角度、不同
的距离在不同的光线条件下进行作业，更加准确地传递现场
信息。
2．4用途广。可拓展性强
微型无人机搭载设备可根据需求进行调整，如执行某项特
殊任务，针对性地搭载所需设备。执行多项任务时，将搭载设
备进行整合，任务可同时进行。例如以微型无人机作为搭载平
台，搭载高清摄像设备，小型检测设备和探伤设备，使其成为
“监控器～检测仪～探伤仪”，通过无人机实时传输回来的数
据，第一时间了解生产现场的每个细节和动态信息。
3存在问题及思考
3．1操作人员少
目前，无人机产业属于新兴产业，精通无人机驾驶技巧的
操作入员较少，由于培训机构也比较少，考试通过率低，因此培
训费用也较高。据中国航空器拥有者及驾驶员协会(AOPA)统
计，截至2015年12月31日，取得驾驶员合格证的人数仅为
2142入。全国具有培训资质的无人机驾驶员训练机构共57
家，理论考试通过率仅为69．7％(2015年)，而全国对无人机驾驶
员的需求量在10万左右。由于化工生产具有高温高压、易燃易
136 l化毒哲砑2016年6月
万方数据
爆的特点，操作人员必须具备有一定的化工betway必威官方网站
，因此对于无
人机操作人员的要求更高，相应的合格人员就更加稀缺。
在未来，随着无人机培训机构的不断增加，无人机操作人
员匮乏的现状将得以缓解。据了解，目前全国共有380多家机
构在申请无人机培训资质，我国的无人机驾驶员正在以每天
50～80人的速度飞速增长，而随着报名人数和培训机构的增加，
未来我国无人机驾驶员的数量将以几何数字增长。化工无人
机的专业人员我们可以通过在大中专化工专业内设置选修课
或者兴趣班，来提高化工专业人员的无人机驾驶水平。
3．2微型无人机防水耐高温抗腐蚀性能有待提升
要使微型无人机防水，机体的封闭性很重要。微型无人机
所使用的无刷电机，有无电火花、防水等特点，但这并不意味着
整个无刷系统防水，还需要将电机连接电调的接线、电子调速
器本身和电池防水的绝缘问题处理好。
微型无人机的飞行控制系统一般工作温度都不会超过
100℃，在超过100℃的环境下，则会出现失控的问题。同时，无
人机所使用的锂电池在高温环境下使用寿命会缩短，有出现鼓
包、破裂、甚至爆炸的危险。所以，如何使无人机耐受高温，也
是亟待解决的问题。
目前，一些研究也提高了无人机的耐热性能。韩国科学技
术研究所的研究人员开发了一种名为“FAROS”的防火无人机，
可以在摩天大楼里飞行、爬墙，应对火宅，可以忍受高达1000
摄氏度的丁烷气体和气溶胶乙醇火焰长达1分钟。
3．3搭载设备有待开发
除了高清成像设备外，微型无人机可搭载并实时反馈数据
的探测设备较少，如有毒、有害气体检测器，可燃气体检测器，
探伤设备，热成像设备等，已知的多为普通外设或自行开发设
备。一些无人机专用探测设备造价较高，这对无人机拓展其在
化工方面的作用有较大阻碍。
目前，许多公司加入了开发无人机外设的队伍中，不断有
新产品出现，如一氧化碳气体传感器、氧气传感器、激光粉尘传
感器、红外热成像摄像头等。相信随着无人机市场的成熟，越
来越多的通用型外设会进入我们的眼帘，会使无人机进入各个
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的门槛降低。
无人机产业是一项前景巨大的产业，它在化工安全方面的
应用少之又少，这将成为一个课题，等待我们去研究和开发。
参考文献：
[1]王星．化工设备维护检修的几点思考【J]．中国机械，2013
(13)．
【2]董正勇，乔昌军．浅谈无人机在长输管道项目实施过程中
的运用[c]．2015年4月建筑科技与管理学术交流会，2015．
作者简介：
第—作者：姓名：甘勃：籍贯：柳城：职称：一级实习指导教师；研
究方向：化工工艺：邮编：530031
第二作者：姓名：兰平：籍贯：南宁：职称：讲师；研究方向：化工工
艺
(上接第135页)
同用途，可以分为三类。
(1)油溶性缓蚀剂。
(2)防止气象空间层接触的气相缓蚀剂。
(3)防止与罐底积水腐蚀的水溶性缓蚀剂。
3．4防腐结构设计
原油库油罐除了满足一般储存需要外，还应当考虑到防腐
要求。比如针对罐底积水问题，应尽量完善排水设计，减少积
水。另外要避免出现死角，影响后期的维护工作。
3．5控制油温和脱水
温度越高对于腐蚀反应越有利，因此在满足正常使用的情
况下，按照防腐的要求，应该将油温控制得越低越好。另外，油
罐中许多腐蚀反应都跟水有关系，水会加速腐蚀反应。因此，
在对油罐的定期维护中，要及时注意罐底的积水，进行及时
清理。
3．6采用原油脱硫技术
原油按照硫的含量可以分为高硫原油、含硫原油和低硫原
油，高硫原油加工的腐蚀性强，加工过程中产生的硫化氢含量
大，因此增加了加工生产的风险和成本。为了降低风险，生产
加工尽量选择低硫原油，但是在原油价格上升的情况下，国内
许多化工厂不得不大量加工高硫原油。在这种情形下，原油脱
硫技术就显得更加有必要。现在国际上采用的都是加氢脱硫
方法，但这种方法成本高，投资大，经济效益不高。而生物脱硫
作为一种新型脱硫技术，与加氢脱硫相比，投资小、能耗低，因
此有望成为将来普及的原油脱硫技术。
3．7定期维护保养和检测
定期维护主要针对使用时间较早的原油罐，应进行及时的
材质更新。另外原油在储存过程中，会产生油泥，油泥中的硫
氧化细菌和硫酸盐细菌对油罐会有一定的腐蚀作用，因此应该
定期(一年一次)进行油泥清理。除了维护和保养之外，在日常
的工作中，就应该对油罐可能遭受的腐蚀威胁进行检测，防范
于未然。
4结语
通过对油罐腐蚀机理的分析，大气腐蚀、土壤腐蚀以及油
罐内部腐蚀是威胁油罐安全主要原因。根据我国目前的能源
形势来看，石油已经成为制约经济发展的瓶颈，如何将现有资
源应用合理化、利用最大化，成为解决我国现有能源问题的途
径之一。因此做好油罐防腐工作，符合建设资源节约型社会的
要求，也是社会经济发展的要求。
参考文献：
[1】张杨波，魏纳，刘安琪．原油库腐蚀机理分析及对策研究
【J】．内蒙古石油化工，2008，10：192一193．
【2】杨金林，杜明忠，张方林．浅谈汽油储罐腐蚀原因及防腐
措施[J】．天然气与石油，2叭5，01：73—76+11．
【3】余杭辉．储油罐及管道外腐蚀机理分析及对策【J】．石油库
与力口油站，2013，03：4—7+12．
作者简介：
陈德辉(1985-)，男，陕西省岚皋县人，助理工程师，本科，从事
设备管理。
刘启超(1989一)，男，陕西西安人，助理工程师，本科，从事石油
储运工艺管理。
2016年6月化，蓄群l 137

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