工厂管道巡检：找出管廊顶部和支架下方的腐蚀

管道劣化分为外部腐蚀（涂层破坏、支架处腐蚀、保温层下腐蚀（CUI））、内部壁厚损失（冲蚀、腐蚀性介质）和机械损伤（振动疲劳、小口径支管开裂、支架移位或弯曲）。难点在于，从外部只能看到一部分。

在日本，输送高压气体或危险物的管道须按《高压气体安全法》和《消防法》定期检查。在目视检查之外，基本方法是在固定点反复进行超声波测厚，根据壁厚损失速率估算剩余寿命。

难点在于数量和高度。管线很长，管廊叠了好几层，上层离地数米。每个测量点都需要脚手架或高空作业车，保温管线还得拆除保温层、测量后再恢复。管道脚手架和保温作业可能占去大修工期的很大一部分。

另一个难点是选择看哪里。不可能对所有部位一视同仁地测量，所以要挑选高风险位置（基于风险的检查，RBI）。但检验这种选择是否正确所需的*整体外部状况*，一直很难获得。

无人机在管道上的首要任务是从头到尾查看管廊顶部和支架周围。有了完整的外部状况，就能缩小需要带测厚仪去的范围。能把超声波测厚探头贴在管道上的无人机也已经出现。

基本模式是与管廊平行的航线。从上方拍摄最上层，从下方斜向仰视支架，从多个方向拍摄每根管道。管道是圆的：从一个方向只能看到一半。

管廊是由钢结构和管道组成的攀爬架：狭窄、GNSS 信号弱、磁罗盘易受干扰、可能存在可燃气体，还穿插着高温管线。对无人机来说，狭窄和危险是一起到来的。

• 受限空间：管道之间的间隙很窄，细小的仪表管线与电缆让避障传感器难以察觉。请使用带笼机型，并把从管廊外部变焦拍摄作为默认做法。受限空间
• 无 GNSS：管廊下方与建筑物之间 GNSS 信号微弱。请选择以视觉或 LiDAR 定位的机型。无 GNSS 环境
• 磁场干扰：四周都是钢管与钢架，罗盘会失准。请远离钢铁起飞，并做好不依赖磁航向飞行的准备。磁场干扰
• 爆炸性环境：运行中管道周围往往划定为危险区域。市售无人机不具备防爆能力，因此请从区域之外拍摄，或仅在确认无气体后接近。爆炸性环境
• 高温：蒸汽管线与高温工艺管线会在机体接近时使其升温，热管还会在热像中形成反射。高温

管道的照片看起来都一样。除非每张图像都对应到哪条管线、哪根管道、哪个位置，否则毫无用处。把图像与管道图纸（P&ID 和单线图）或点云以及测厚记录台账关联起来。只有这样，它们才能为测量位置的选择提供依据。

在日本，高压气体管道须按《高压气体安全法》进行安全检查和定期自主检查，危险物管道须按《消防法》检查。在工厂内使用无人机，以经济产业省、消防厅和厚生劳动省发布的《工厂无人机安全运用指南》为参考。无人机影像或读数如何计入法定检查，须针对每种检查类型向相关主管部门确认。

在国外，在役管道检查广泛遵循美国石油学会的 API 570 管道检查规范和 API 574 中的实践。API 570 将管道分级，并规定了测厚和外部目视检查的最长间隔（1 级两者均为五年），还对 CUI 给予特别关注。在美国，OSHA 过程安全管理（PSM）要求进行机械完整性检查。

飞行规则另行适用。室外管廊受航空法约束，在距建筑物 30 m 以内飞行需要许可或批准。各国情况的比较见世界各国法规。

• 保温层之下与内部壁厚损失：照片只显示外护板表面。热像只是线索；厚度必须用超声或其他测厚仪测量。
• 支架接触面：管道搁在支架上的位置从任何角度都看不到。需要顶起管道或采用专门的检测方法。
• 每个测点的接触读数：受管道走向与密集程度影响，接触式无人机无法到达某些测点。
• 在运行中的危险区域近距离飞行：凡可能存在可燃气体之处，绝不可飞行普通无人机。
• 评级与责任：判断剩余寿命与更换时机，仍是人的工作。

工厂管廊的尽头放着一台无人机机库。每月一次，无人机沿管廊飞行，以与上次相同的姿态拍摄每根管道，并在看起来有问题的地方把测厚探头贴到管道上。结果自动落到管道的三维模型上，只有减薄最快的部位才会在工程师的屏幕上变色。这就是我们编辑部预期的图景。

不必再给管廊搭脚手架、逐段走查。人们转而研究管道为什么减薄，重新审视运行条件和材料，并排定更换顺序。巡检从逐根管道地走查，转变为照料管道的整个生命周期。