在化工行業高溫高壓、易燃易爆的復雜生產環境中，“安全”與“效率”始終是企業發展的兩大核心命題。從寒冬暴雪里巡檢人員在管廊上艱難前行，到受限空間內檢測人員面臨的中毒風險;從儲罐清洗時耗時費力的人工操作，到事故突發后應急物資“堵在路上”的焦急——這些長期困擾化工企業的作業痛點，不僅制約著生產效率提升，更潛藏著巨大安全隱患。而如今，隨著無人機技術與化工場景的深度融合，這一局面正在被徹底改變。無人機這款靈活穿梭于廠區上空、深入危險區域的 “空中能手”，正以其獨特優勢，在巡檢、檢測、洗罐、應急運輸等關鍵環節大顯身手，為化工行業高質量發展注入全新動能。

本文刊登于《中國石油和化工》雜志9月刊

　　★惡劣天氣不怯場，復雜場景全覆蓋★

巡檢作業

　　化工企業的生產裝置除計劃停車檢修外基本全年無休，工人頂著嚴寒、酷暑，冒著風霜、雨雪開展巡檢也成為“家常便飯”。若巡檢過程中未能及時發現隱患，極易造成嚴重后果。

　　面對這一困境，無人機展現出明顯優勢，其運行相對不易受惡劣天氣影響，可按照預設航線對長距離管道開展巡線檢查。在裝配高清攝像頭和紅外熱成像儀的情況下，無人機能實現對設備、管道情況的遠距離監控，即便處于烈日、強風、暴雪等惡劣環境中，只要在其可承受的氣溫、風速及雨雪強度范圍之內，就能正常運行并及時發現異常。相較之下，人工巡檢極易受極端惡劣天氣干擾，甚至可能需要暫停巡檢工作，這不僅會耽誤時間，還可能延誤隱患的排查與治理。

　　除應對惡劣天氣帶來的巡檢難題外，如何有效提高巡檢質量，也是化工企業面臨的重要挑戰。化工企業通常規模較大，部分沿江危險化學品企業，從港口碼頭到后方庫區，再到生產裝置，最后到裝卸車棧臺，整個廠區內設備設施分布廣泛，管廊管道數量多且結構復雜。根據應急〔2019〕78號文要求，“裝置操作人員現場巡檢間隔不得大于2小時，涉及‘兩重點一重大’的生產、儲存裝置和部位的操作人員現場巡檢間隔不得大于1小時”。在實際操作中，若出現人力不足或生產任務緊張的情況，人工巡檢就容易出現“到此一游”的形式化現象，難以保證巡檢質量。

　　而無人機具備快速移動的特性，能夠迅速展開大范圍巡航。裝配大容量長續航電池與強動力系統的無人機，可在空中連續飛行數小時，能在短時間內一次性覆蓋上千平方公里面積，高效開展對關鍵裝置、重點部位、關鍵環節、重大危險源的巡查。更重要的是，無人機能夠抵達人工難以觸及的區域，如高聳的煙囪、管廊的高處、大型儲罐的頂部、精餾塔的高處等，實現全面無死角巡查。同時，通過配備圖像識別和數據分析功能，無人機可模擬人工巡檢“望、聞、聽、比、摸”的工作方式，快速處理采集到的數據，在最短時間內判定設備是否存在異常，進而顯著提高巡檢效率與質量，最大限度彌補人工巡檢的不足。

　　★受限空間敢闖，事故現場能探訪★

檢測與監控

　　化工企業生產現場存在大量受限空間，常見的儲罐、反應釜、塔器及大型管道等，內部常積聚易燃易爆、有毒有害氣體，氣體檢測成為保障作業安全的關鍵環節。以往傳統氣體檢測多依賴人工操作，例如對通風后的儲罐檢測時，工作人員需在底部入孔處手持儀器伸入罐內取樣;若儲罐容積較大，還需借助繩索將檢測儀器從頂部光孔吊運，分上、中、下(左、中、右)多個點位取樣，以滿足GB30871中“檢測點應有代表性”的規范要求。整體來看，針對大型設備、容器構成的受限空間開展氣體取樣檢測，不僅作業量大、效率低下，工作人員還需面臨中毒、窒息等安全風險。

　　無人機的應用為受限空間氣體檢測提供了更安全高效的解決方案。其可搭載電化學氣體傳感器、紅外氣體傳感器及PID(光離子化檢測器)等專業設備，同步實現氧含量、甲烷、硫化氫、一氧化碳、VOCs等多種氣體成分的檢測。在人員進入受限空間前，無人機可率先進入作業區域，實時開展氣體濃度監測，并通過無線傳輸模塊將檢測數據同步反饋至外部終端;一旦發現氣體濃度超標，系統能立即觸發報警，及時提醒工作人員規避風險。通過無人機替代人工進入受限空間檢測，可最大限度減少人員暴露于危險環境的概率，有效規避中毒、窒息等傷害事故。

　　除了受限空間氣體檢測這一核心場景，在化工事故應急處置環節，事故現場的快速監控與信息獲取，同樣是影響救援效率的關鍵因素。化工生產過程中若發生火災、爆炸等安全事故，現場往往伴隨高溫、濃煙、有毒有害氣體擴散及建(構)筑物坍塌等險情，導致救援人員難以近距離勘察，直接影響應急處置決策的及時性與準確性。

　　此時，操作人員可遠程操控無人機抵達事故核心區域，借助無人機搭載的高清攝像頭與熱成像儀，穿透濃煙對火源點進行精準拍攝，并將現場火情、火勢蔓延方向、周邊建(構)筑物損毀情況等實時傳輸至指揮中心，為救援決策提供直觀、準確的依據。此外，無人機還可拓展人員搜救、大氣環境實時監測、逃生及救援路線指引等功能，在實現事故現場快速監控的同時，進一步提升應急救援的效率與安全性。

　　★儲罐清潔新幫手，安全高效雙提升★

洗罐作業

　　儲罐是化工生產中最常見的設備，主要用來儲存物料，包括原料罐、中間產品罐、成品罐等。沿江沿海碼頭更是多見，尤其是一些倉儲碼頭企業。那么定期清洗保養對儲罐正常運行和保證物料品質起著重要作用。對于儲罐清洗工作，以往一直采用人工清洗的方法，將儲罐清罐、隔離完畢，經開罐、通風檢測合格，作業人員再進入儲罐內使用高壓工業水沖洗罐壁、罐底，不僅費時、費力，若受限空間作業不規范還有可能導致人員中毒和窒息。

　　用無人機實施儲罐清洗作業是解決該難題的新方法。設計一種專門的清洗儲罐無人機(參考高層建筑滅火無人機)，可裝配高壓水槍、旋轉刷頭和智能控制，清洗前由操作人員使用無人機上的攝像頭，拍攝出儲罐內部的照片，并制作清洗方案，清洗作業過程中，僅需無人機進入儲罐內部，按照預設的清洗步驟清洗即可。相比起傳統的人工清洗方式，清洗速度得到大大提高，也不會出現受限空間人員中毒和窒息風險。

　　★化身“空中快遞員”，搶時保供顯身手★

物資運輸

　　化工事故發生的瞬間，應急救援物資能否第一時間到達事發地非常重要。事發現場附近往往路況比較復雜，很多傳統運輸車輛很難及時進入現場完成相關的救援任務。

　　利用無人機的靈活飛行特性，可以使應急救援物資快速越過各種地面障礙物，順暢地通過車流量大的道路，并將所需應急救援物資送往目標現場。假如現場遇到危險化學品泄漏事故，現場急需防毒面具、化學防護服、堵漏工具等物品，這時無人機就可以攜帶事先設定好的相關救援物資沿最短路線飛行將物資送至目標地點，而且有些較大載重能力的貨運型無人機可以一次性向事發現場運送幾十公斤的應急救援物資。借助無人機來運輸應急救援物資，大大縮短了應急救援物資的到達時間，為救援工作贏得了更多的時間，有效避免事故擴大化，減少事故帶來的損害。

　　★直面難題尋出路，技術管理雙發力★

應用瓶頸與突破

　　化工生產環境中存在大量易燃易爆物質，對無人機的安全性能提出極高要求——普通無人機進入該類環境后，一旦產生電火花或其他點火能源，極易引發火災爆炸事故，因此研發高性能防爆無人機成為當前的迫切需求。目前雖有部分企業推出防爆無人機產品，但這類產品普遍存在續航能力較弱、飛行穩定性不足、負載能力有限等短板，難以完全適配化工生產的復雜場景。針對這一技術瓶頸，未來需進一步加大研發投入，通過引入先進防爆新材料、創新防爆設計思路，重點改進無人機動力系統，提升電子設備性能水平，并升級通信模塊穩定性，推動防爆無人機產品全面滿足化工生產環境的安全與作業需求。

　　▲ 圖為某石化公司技術人員操控無人機開展智能監測工作

　　除硬件技術層面的防爆性能瓶頸外，人員操作層面的規范管理，同樣是制約無人機在化工領域規模化、安全化應用的關鍵因素。隨著近年無人機在化工生產場景中的應用頻次持續提升，無人機操作人員(俗稱飛手)的專業素質與規范操作能力，直接決定了無人機作業的安全性與有效性。當前部分無人機飛手尚未納入嚴格的資質管理體系，普遍缺乏化工專業知識與安全生產意識，易因誤操作引發設備故障或安全事故。

　　針對這一管理短板，需通過明確無人機飛手的從業資質與能力要求，從源頭上規避風險。首先，應建立嚴格的飛手培訓與考核標準，確保飛手不僅具備無人機操作技能，還系統掌握化工生產基本流程、安全生產相關規范，以及常見事故的應急處置方法;其次，化工企業在選用飛手時，需嚴格審核其持證情況、化工場景飛行經驗等資質，保障飛手能在復雜化工環境中規范操作無人機，同時需定期組織飛手復訓與考核，推動其持續更新專業知識、提升操作技術水平;最后，應將無人機作業融入日常應急預案演練，既能提前暴露實戰中可能出現的操作風險或協同問題，又能不斷優化應急救援體系，增強企業應對無人機作業突發事件的處置能力。

　　綜上所述，無人機在化工生產領域巡檢、檢測、監控、洗罐、運輸等諸多作業環節的應用是可行的。目前在使用過程中出現的主要問題有防爆型無人機技術水平較低、無人機飛手無資質等問題，但是隨著我國無人機技術的發展和無人機飛手資質管理制度的不斷完善，終將逐步解決這些問題。作為化工企業應該時刻關注無人機的技術發展情況，按照自身的實際情況引進無人機作業，滿足自身發展的需要。

　　作者單位：江蘇江陰應急培訓技術服務有限公司