管道检测机

&ldquo 11· 22&rdquo 中石化输油管道泄漏爆燃事故后，涉猎国内油气管道检测的多位行业人士告诉《第一财经日报》，尽管这类管道已在我国有10万公里左右的布局，但检测产业的投入显得不足。 　　辽宁沈阳一家清管器公司销售人员杨先生就对记者说，管道内油气泄漏的检测有不少方法，但基本可归纳为人工巡线、内部检测、外部检测等三类。所谓&ldquo 人工巡线&rdquo ，顾名思义是通过人力的方式，对油气管道进行定期检查和巡视，目前国内的石油公司基本都会采用这种方式，而巡线人员既有专职队伍，也有服务外包。当然，有的国外公司开发出了航空测量与分析系统(把装置装在直升机上，并通过飞行巡线来检测)，但这种装置目前在国内极少。 　　而从内部检测来看，清管器的使用也较普遍。上述杨先生表示，普通的清管器，中国有十多家核心生产企业，而且该类技术较简单。当在一条油气管道建完后，相关人员通过运用清管器，则可以将管道内的积水、轻质油等腐蚀性物质清除出来。当然，部分管道运营了一段时间后，再使用清管器来做清理的做法也存在。 　　另一方面，虽然清管器可能有十多亿元的市场容量，但我国最先进的还只是&ldquo 漏磁式&rdquo 清管器(即通过永久磁铁来磁化管壁，而管壁内外的损伤、泄漏等部位再通过传感器进行统计)，这类技术的缺点是，漏磁信号或传感器本身会受管道的压力、所在环境等影响，缺乏灵敏度。而在海外，更好的检测技术则是在管道内放置一个机器人，并行走于整条管道，拍摄及记录相应的漏点，再进行数据的储存与处理，让维护人员更加清晰地了解原油泄漏状况，便于及时处理。 　　就外部检测，则有流量法、压力法及光纤法等等。流量法和压力法在国内很常见。有媒体报道称，11月22日的中石化青岛爆燃事故当天凌晨2点40分，中石化管道储运公司潍坊输油处的监测漏油设备就显示，东黄复线黄岛出站压力迅速下降。在无跳泵的情况下，这就是漏油信号。而这就是所谓的&ldquo 压力法&rdquo 检测。 　　一家做外部检测的解决方案企业负责人林先生则对本报记者说，上述两种检测，有的需要对管道钻孔，有的则不钻孔。如钻孔，则对管道有一定的破坏。还有一个问题是，一般油气管道公司会在管道运行的前几年采购传感器或采集仪，用上述方式监测、检查管道，但运营后期的检测投入就减少，这会带来一定的隐患。 　　而目前，市场上还有一种光纤检测手段，尽管国外有不少管道公司在使用，但在中国有一定的推广难度。光纤检测，就是在油气管道上铺一段光纤，只要有泄漏点，就会马上被发现，其精度相比前两种方式则更高一些。&ldquo 而且，这类技术其实主要掌握在华人手里，如日籍华人做得就不错，加拿大等也有华人在做。&rdquo 　　但林先生说，目前光纤法的最大掣肘则是在服务报价上。假设以30公里的油气管道来计算，施工费用可能在60万元左右，而光纤设施的价格约为每米2元钱(30公里约6万元)，因而总服务价格在66万元上下。但如果是流量法的话，30公里投入十多万元，要比光纤法便宜。而且，光纤安装通常要在管道设计的时候进行，这要比油气管道建完后再布置光纤会更节省成本，也减少麻烦，不过这需要设计院和石油公司配合，目前很难实现。

近日，清华大学机械系现代机构学与机器人化装备实验室研发了一种可在亚厘米级管道中高效运动的管道探测机器人。在航空发动机和炼油机等复杂系统中，有大量用于输送水、气体和油的管道。通常，这些管道具有各种直径、变化的曲率，并覆盖较长的距离。为确保它们处于良好的工作状态，需要定期从外部和内部进行管道检修。目前已开发的各种管道巡检机器人包括轮式、腿足式、履带式等运动机构，多采用电磁电机驱动，适用于大口径管道的检测。当涉及到直径小于一厘米的微细管道时，机器人的尺寸很难按比例缩小。微型管道机器人在弯曲管道中行进本项工作提出了一种智能材料驱动的微型管道检测机器人（重量 2.2 克，长度 47 毫米，直径管道机器人在多介质、多材质、变管径的复杂管道中行进和探测论文第一作者为清华大学机械工程系博士后汤超，通讯作者为机械工程系副教授赵慧婵，其他作者包括机械工程系教授刘辛军和2021级博士生杜伯源、2018级博士生姜淞文、2019级硕士生邵琦、2019级博士生东旭光。该团队多年来一直专注于机器人领域相关研究。本项工作受到了国家自然科学基金青年基金、面上项目以及共融机器人重大研究计划等项目的支持。论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abm8597

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