中山英鹏智能制造科技有限公司

一、项目概况

1. 现场背景

西北某大型天然气处理厂，厂区遍布高压天然气输送管廊、分离器、阀门、法兰组件，全域划分为爆炸性危险区域。管道长期输送高压天然气，法兰、焊缝、填料处易出现微渗漏，天然气无色无味，微小泄漏肉眼无法识别，积聚后极易引发火灾、爆炸事故。

传统人工巡检痛点：

1. 管廊管线纵横交错，多层高架管道人员登高作业风险高，高空坠物、气体中毒隐患突出；

2. 微小天然气泄漏无可见痕迹，依靠肥皂水查漏效率极低，长距离管廊全覆盖耗时久；

3. 厂区广阔，人工巡检存在大量管线盲区，隐蔽点位微量泄漏难以提前发现；

4. 泄漏排查需人员近距离抵近高压管线，一旦泄漏浓度超标，会直接威胁巡检人员生命安全。

为实现高压管廊远距离、无接触泄漏精准排查，厂区引入搭载声波成像仪的防爆无人机智能巡检系统，开展全厂工艺管线周期性自动巡检。

2. 工况环境特征

1. 危险等级：天然气防爆一区，介质为可燃甲烷，所有作业设备必须具备本安防爆资质；

2. 设备布局：多层立体管廊、密集法兰阀门、高低压交错管线，障碍物多；

3. 核心隐患：法兰螺栓锈蚀、垫片老化、焊缝微裂纹导致天然气微量泄漏；

4. 检测难点：微小泄漏无视觉特征，仅能依靠超声波信号捕捉泄漏声源。

二、全套防爆巡检装备配置

1. Ex 防爆六轴无人机平台

   整机防爆认证，机身标识防爆 Ex 标志；搭载大功率防爆 LED 补光灯，逆光、阴雨天可清晰照亮法兰螺栓、焊缝细节；机身抗风沙设计，适配西北干燥多风厂区环境，悬停稳定，适配密集管廊低空穿梭作业。

2. 双功能机载检测载荷

   ① 高清变焦光学相机：近距离拍摄法兰锈蚀、螺栓松动、垫片破损、管线腐蚀等外观缺陷；

   ② 超声波声波成像仪：捕捉气体泄漏产生的高频超声波，实时测算泄漏概率，超标自动声光预警；

3. 地面防爆操控终端

   巡检人员在危险区防爆围栏外远程操控，屏幕同步回传航拍实景、声波热力图谱、泄漏概率数值，实时弹出泄漏风险告警，全程无需进入高危管廊区域。

三、标准化自动巡检作业流程

1.场外起飞准备

作业人员在厂区危险隔离围栏外安全区域完成设备校验：校准超声波传感器、测试防爆补光灯、规划全自动管廊巡检航线，划分高压主管廊、分支管线、设备连接法兰三大巡检区段，设置低速近距离定点检测模式。

2.管廊全自动分段巡检

无人机沿预设航线自主巡航，穿梭多层纵横管道，针对法兰、焊缝、阀门等泄漏高发点位定点悬停检测：

1. 外观缺陷高清排查

   机腹 LED 补光灯打亮锈蚀法兰，变焦相机清晰捕捉螺栓锈蚀缺失、法兰变形、垫片老化破损等外观隐患，同步抓拍留存影像档案；

2. 超声波泄漏精准识别

   机载声波成像仪持续采集周边空气超声波信号，当途经存在微渗漏的法兰位置时，终端实时弹出报警提示，界面显示泄漏概率 92%，精准锁定泄漏声源点位，标记精准坐标；

3. 全域管线全覆盖扫描

   依次完成上层高架管廊、中层工艺管线、地面分支管道全段巡检，消除人工登高无法抵达的高空管线盲区。

3.隐患归档与闭环处置

无人机完成航线巡检返回起飞点后，系统自动导出巡检报告，汇总泄漏点位坐标、超声波检测数据、法兰锈蚀实拍图、泄漏风险等级。运维班组根据报告定点到场检修，修复后再次使用无人机复检，形成 “巡检 - 预警 - 维修 - 复查” 完整安全闭环。

四、项目实施成效

1. 人员零高危接触，大幅降低安全风险

   巡检员全程在防爆围栏外作业，无需登高、近距离接触高压燃气管线，彻底规避天然气中毒、爆炸、高空坠落等安全事故，符合油气厂区防爆安全管理规范。

2. 微量泄漏提前预警，杜绝重大安全事故 

   依靠超声波成像技术，可识别肉眼、肥皂水无法发现的微量气体渗漏，在泄漏扩大、燃气积聚前完成处置，从源头规避爆炸、火灾风险。

3. 巡检效率大幅提升，覆盖无盲区

   传统人工全线管廊查漏需 4 名工人登高作业一整天；防爆无人机全自动巡检仅 2 小时完成全厂管线扫描，高空、夹缝盲区全部覆盖。

4. 降低运维综合成本

   减少高空作业设备、人力投入，泄漏隐患提前处置，避免因管线泄漏造成天然气损耗、厂区停产检修带来的经济损失。

五、案例总结 

天然气处理厂高压管廊属于高风险防爆区域，管线微泄漏隐蔽性强、人工排查难度大、安全隐患突出。搭载超声波成像仪的防爆无人机，依托防爆安全资质、远距离无接触作业、声学泄漏识别能力，可同步完成管线外观缺陷检查与微量燃气泄漏检测，完美适配化工、天然气厂区立体管廊巡检场景，实现 “人不进危区、漏点早识别” 的智能化安全运维模式，可复制推广至燃气门站、炼化厂区、长输管线阀室等同类易燃易爆场站。