利用工業內窺鏡暗封戶內燃氣立管腐蝕檢查

楊 君

(杭州市燃氣集團有限公司,浙江杭州310007)

1 概述

2022年全年共收集到媒體報道的國內(不含港澳臺)燃氣事故802起,造成66人死亡,487人受傷,其中較大事故10起。按氣源種類統計:全年發生天然氣事故270起,死亡18人,受傷89人;液化石油氣事故450起,死亡45人,受傷294人;氣源待核實事故82起,死亡3人,受傷104人。其中居民用戶事故占比較大。

燃氣居民用戶在廚房裝修過程中,往往追求裝修效果,常暗封燃氣立管。燃氣立管一般為鍍鋅鋼管或無縫鋼管,鋼管使用年限越長,越容易出現腐蝕穿孔,且暗封后難以發現,存在較大的用氣安全隱患。CJJ 51—2016《城鎮燃氣設施運行、維護和搶修安全技術規程》第4.7.1條規定,居民用戶每兩年入戶檢查次數不得少于1次,但沒有提及如何檢查被暗封燃氣戶內立管是否出現腐蝕,目前國內燃氣同行對此尚無有效對策。

2 戶內燃氣立管腐蝕成因與特點

2.1 廚房環境

廚房是家庭用水最多的場所,洗菜、洗碗、洗抹布時,水會飛濺,未絞干的拖把和抹布會滴水,蒸煮時產生的水蒸氣冷凝后形成小液滴,導致廚房不僅潮濕,而且低洼處易積水。油、鹽、醬、醋是常用調味品,使用中難免出現外溢,甚至打翻,炒菜后殘留的油膩污垢需要噴灑堿性洗滌劑來清潔。潮濕、油膩、高鹽、酸堿性強是廚房環境的共同特點,這些環境因素將加速戶內燃氣立管腐蝕。

2.2 燃氣立管被暗封的特點

老式廚房裝修簡陋,通常采用磚砌廚臺,廚臺上面鋪貼瓷磚,臺面以下部分的燃氣立管不可見,被磚塊和水泥封堵住,臺面以上部分外露,直觀可見。此類廚房目前已較為少見。

精裝廚房(見圖1)內的戶內燃氣立管基本被暗封,不可見。從上至下依次裝有吊頂、吊柜,下部安裝有下廚柜,下廚柜上方設置石材臺面,臺面和吊柜之間采用板材或定制石材,加工成角形圍擋板,用于封擋立管。圍擋板上開設小門,方便開、關灶前閥。廚房地面鋪貼地磚后,地磚表面高于樓層立管套管。此類廚房為當前主流。

圖1 精裝廚房

2.3 腐蝕成因及研究方向

老式廚房戶內燃氣立管的腐蝕,集中在廚柜臺面上方被水泥包裹的位置。廚柜臺面上的積水經常沿著管壁滲入水泥中,使包裹在水泥中的立管出現腐蝕,一般發生在立管和臺面交界處,肉眼就能發現銹蝕痕跡。老式廚房戶內燃氣立管被腐蝕現場見圖2。目前老式廚房越來越少,同時也容易直觀發現腐蝕,因此不需要列入研究和檢查的對象。

精裝廚房燃氣立管腐蝕部位主要集中在廚房地面與立管交界處,嚴重時將腐蝕到樓下住戶屋頂立管頂部。由于存在立管被地面積水長期浸泡的可能,燃氣立管根部易發生腐蝕,但受廚柜暗封遮擋,腐蝕位置較為隱蔽,只有在出現燃氣泄漏或二次裝修拆除時,才會被發現,存在較大的安全隱患。這類廚房應列為研究、檢查的重點對象。

圖2 老式廚房戶內燃氣立管被腐蝕現場

以上兩類廚房戶內燃氣立管的腐蝕均呈現由外及內、環狀、大面積腐蝕的特點。

3 利用工業內窺鏡檢查路徑的確定

在日常抄表和安檢過程中,精裝廚房戶內立管被暗封,檢查人員無法通過直接觀察的方法進行檢查,燃氣用戶更不會過多關注,容易留下安全死角,成為戶內安全用氣管理的難點。故考慮借助特殊的影像檢查工具,實現有效檢查。我們擬選用成熟、通用型的工業內窺鏡,沿著燃氣立管,伸入暗封腔體,檢查立管腐蝕狀況。

根據戶內燃氣立管腐蝕成因與特點,以及日常運行維護經驗,吊頂內的樓板與立管交界處、廚柜角落內地面與立管根部交界處易出現腐蝕,必須作為重點檢查部位。其他暗封管段在工業內窺鏡經過時,可快速瀏覽檢查。在樓層頂部探查時,利用吊頂與墻之間的縫隙,把工業內窺鏡微型攝像頭伸入到吊頂內,沿著立管上升,接近頂部樓板后進行影像檢查。在樓層底部探查時,要借助灶前閥小門,把工業內窺鏡微型攝像頭伸入戶內立管墻角內,沿著立管下行,接近廚房地面后進行影像檢查。

4 工業內窺鏡的技術要求

工業內窺鏡主要由微型攝像頭、連接線軟管、操作手柄、顯示屏組成,很多產品沒有顯示屏,可以將手機直接固定在操作手柄的手機固定支架上,替代顯示屏。工業內窺鏡組成見圖3。

圖3 工業內窺鏡組成

通用型工業內窺鏡主要技術參數:清晰度為1080P,焦距為3～20 cm,采用LED光源照明,攝像頭直徑為3～10 cm,達到IP68防水等級。

4.1 清晰度

采用工業內窺鏡檢查,顯示屏成像或拍攝圖片的清晰度將直接關系到能否觀察清楚管壁腐蝕,清晰度越高,對檢查和判斷腐蝕程度越有幫助。目前市場上工業內窺鏡清晰度基本為1080P,并支持視頻錄制。

4.2 焦距

在狹小的空間內,不要求攝像頭有較寬范圍的焦距,宜控制在3～20 cm,并具備快速自動變焦功能,方便檢查。

上機數控成立于2002年，屬于高端智能裝備制造行業,專注從事精密機床的研發、生產、銷售。公司自2004年進入光伏專用設備制造行業，是業內最早的光伏專用設備生產商之一。公司形成了覆蓋開方、截斷、磨面、滾圓、倒角、切片等用于高硬脆材料的全套產品線,并已在藍寶石和半導體專用加工設備領域占據重要一席。

4.3 可視角度

可視角度對檢查立管腐蝕至關重要,可以采用雙鏡頭、三鏡頭、攝像頭彎曲轉向等方式增加可視角度,達到對戶內燃氣立管全方位檢查的目的。工業內窺鏡的各類攝像頭見圖4。

圖4 工業內窺鏡的各類攝像頭

4.4 光源

暗封腔體內無光線,為全黑暗環境,攝像頭應自帶LED光源照明,且能調整亮度,以最佳光線成像。

4.5 攝像頭尺寸

攝像頭越小越好,確保能順利穿過立管周邊的縫隙,保證能自由靈活伸入暗封腔體內。目前最小的工業內窺鏡攝像頭直徑為5 mm,基本能滿足攝像頭順著戶內燃氣立管伸入到暗封腔體內部。

4.6 變向、轉向操控靈活度

檢查人員手握攝像頭連接線實施檢查,連接線應具備可定形、可轉向功能。市場上現有成熟工業內窺鏡連接線外面采用蛇形軟管。攝像頭的移動依靠手動操控蛇形軟管。要求蛇形軟管既能彎曲變向,又要有一定的剛性,能按檢查人員的意圖,對攝像頭位置實現自由移動。連接線長度宜控制在1.0～1.5 m,方便攜帶和操控。

4.7 存儲容量

在檢查過程中,需拍攝典型檢查圖片,并存儲。目前自帶顯示屏的工業內窺鏡可插入TF存儲卡實現存儲;連接手機的工業內窺鏡,可將檢查圖片直接存儲在手機圖庫內。無論TF存儲卡還是手機,都能實現大容量存儲,且能上傳至電腦。存儲容量與檢查戶數、每戶存儲圖片數量有關,原則上應大于1 GB,以滿足存儲需求。工業內窺鏡拍攝的照片見圖5。

圖5 工業內窺鏡拍攝的照片

5 測試中發現的問題

5.1 定位難

在檢查過程中,發現蛇形軟管剛性不夠,檢查人員手握蛇形軟管,通過蛇形軟管傳導力量來操控工業內窺鏡,不能隨心所欲自由定位攝像頭,費時又費力。為了準確快速定位,在測試階段我們進行了改進,針對力傳導差和剛性不足問題,在蛇形軟管的外側,平行增加1條鋼絲,以增加剛性。為了固定鋼絲,在鋼絲外套上熱收縮管,用熱風機吹,熱收縮管就緊貼在蛇形軟管外壁上了。雖然很好地解決了操控問題,但又遇到了難以快速卷起、不方便攜帶的新問題。后來又尋找到一款半剛性波紋軟管工業內款鏡產品,波紋軟管材質是鋁合金,有較強的可塑性,又有一定的剛性,很好地解決了以上問題。

5.2 單人操作難

檢查人員在檢查時,需要一手緊握工業內窺鏡蛇形軟管,一手持顯示屏或手機,眼睛盯著畫面,操作要求手到、眼到,把攝像頭送到被檢查部位,同時又要調節亮度和操作拍攝按鈕,檢查過程繁瑣費力。

5.3 清晰度不夠

1080P內窺鏡攝像頭進入黑暗、狹小空間,拍攝的圖片分辨率不夠,需要高清攝像頭,但目前市場上沒有此類成熟產品。

5.4 判斷腐蝕程度難

通過工業內窺鏡檢查,能發現立管腐蝕,但對腐蝕的具體程度沒有量化判斷標準,只能借助畫面和圖片主觀判斷。后期應制訂判斷細則,甚至采用AI圖片識別技術。

5.5 檢查過程費時

初期由于操控和定位相對困難,檢查用時較長,平均檢查用時為15 min/戶。改進定位技術、提高操作熟練程度后,縮短至8 min/戶。

5.6 圖片與用戶匹配問題

現場拍攝檢查圖片后,只能通過人工填表方式,將圖片編號與用戶地址對應,增加了工作量,且容易匹配錯誤。利用手機顯示的工業內窺鏡時,可以通過對安檢專用APP軟件二次開發,自動實現圖片與用戶的匹配以及自動上傳存儲功能。

5.7 鏡頭易臟

暗封腔體是衛生死角,油膩又多塵,鏡頭容易粘上灰塵,并很難清除,影響畫面質量。工業內窺鏡攝像頭有較好的防水設計,檢查時可隨身攜帶酒精濕巾,使用過程中,定時對攝像頭進行擦拭。

5.8 攝像頭和蛇形軟管易磨損

檢查過程中,檢查設備與廚柜木板、墻面的碰撞和摩擦不可避免,造成攝像頭和軟管出現磨損和破皮,外層需采用耐磨損材料或套上容易更換的保護外套。

6 結束語

利用工業內窺鏡對廚房暗封戶內燃氣立管進行腐蝕檢查可行,但目前迫切需要與有實力的工業內窺鏡生產廠家通力合作,解決清晰度、操控性、耐磨損、檢查效率低等技術問題,共同研發制造出高性能燃氣專用內窺鏡,有效解決暗封戶內燃氣立管的腐蝕檢查問題。