利用工业内窥镜暗封户内燃气立管腐蚀检查
2024-09-06 13:23:06
作者：杨君 来源：煤气与热力杂志
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作者：杨君
第一作者单位：杭州市燃气集团有限公司
摘自《煤气与热力》2023年9月刊
杨君. 利用工业内窥镜暗封户内燃气立管腐蚀检查［J］. 煤气与热力，2023，43（9）：B40-B42，B46.
2022年全年共收集到媒体报道的国内（不含港澳台）燃气事故802起，造成66人死亡，487人受伤，其中较大事故10起。按气源种类统计：全年发生天然气事故270起，死亡18人，受伤89人；液化石油气事故450起，死亡45人，受伤294人；气源待核实事故82起，死亡3人，受伤104人。其中居民用户事故占比较大。燃气居民用户在厨房装修过程中，往往追求装修效果，常暗封燃气立管。燃气立管一般为镀锌钢管或无缝钢管，钢管使用年限越长，越容易出现腐蚀穿孔，且暗封后难以发现，存在较大的用气安全隐患。CJJ 51—2016《城镇燃气设施运行、维护和抢修安全技术规程》第4.7.1条规定，居民用户每两年入户检查次数不得少于1次，但没有提及如何检查被暗封燃气户内立管是否出现腐蚀，目前国内燃气同行对此尚无有效对策。
2 户内燃气立管腐蚀成因与特点
厨房是家庭用水最多的场所，洗菜、洗碗、洗抹布时，水会飞溅，未绞干的拖把和抹布会滴水，蒸煮时产生的水蒸气冷凝后形成小液滴，导致厨房不仅潮湿，而且低洼处易积水。油、盐、酱、醋是常用调味品，使用中难免出现外溢，甚至打翻，炒菜后残留的油腻污垢需要喷洒碱性洗涤剂来清洁。潮湿、油腻、高盐、酸碱性强是厨房环境的共同特点，这些环境因素将加速户内燃气立管腐蚀。老式厨房装修简陋，通常采用砖砌厨台，厨台上面铺贴瓷砖，台面以下部分的燃气立管不可见，被砖块和水泥封堵住，台面以上部分外露，直观可见。此类厨房目前已较为少见。精装厨房（见图1）内的户内燃气立管基本被暗封，不可见。从上至下依次装有吊顶、吊柜，下部安装有下厨柜，下厨柜上方设置石材台面，台面和吊柜之间采用板材或定制石材，加工成角形围挡板，用于封挡立管。围挡板上开设小门，方便开、关灶前阀。厨房地面铺贴地砖后，地砖表面高于楼层立管套管。此类厨房为当前主流。老式厨房户内燃气立管的腐蚀，集中在厨柜台面上方被水泥包裹的位置。厨柜台面上的积水经常沿着管壁渗入水泥中，使包裹在水泥中的立管出现腐蚀，一般发生在立管和台面交界处，肉眼就能发现锈蚀痕迹。老式厨房户内燃气立管被腐蚀现场见图2。目前老式厨房越来越少，同时也容易直观发现腐蚀，因此不需要列入研究和检查的对象。精装厨房燃气立管腐蚀部位主要集中在厨房地面与立管交界处，严重时将腐蚀到楼下住户屋顶立管顶部。由于存在立管被地面积水长期浸泡的可能，燃气立管根部易发生腐蚀，但受厨柜暗封遮挡，腐蚀位置较为隐蔽，只有在出现燃气泄漏或二次装修拆除时，才会被发现，存在较大的安全隐患。这类厨房应列为研究、检查的重点对象。以上两类厨房户内燃气立管的腐蚀均呈现由外及内、环状、大面积腐蚀的特点。在日常抄表和安检过程中，精装厨房户内立管被暗封，检查人员无法通过直接观察的方法进行检查，燃气用户更不会过多关注，容易留下安全死角，成为户内安全用气管理的难点。故考虑借助特殊的影像检查工具，实现有效检查。我们拟选用成熟、通用型的工业内窥镜，沿着燃气立管，伸入暗封腔体，检查立管腐蚀状况。根据户内燃气立管腐蚀成因与特点，以及日常运行维护经验，吊顶内的楼板与立管交界处、厨柜角落内地面与立管根部交界处易出现腐蚀，必须作为重点检查部位。其他暗封管段在工业内窥镜经过时，可快速浏览检查。在楼层顶部探查时，利用吊顶与墙之间的缝隙，把工业内窥镜微型摄像头伸入到吊顶内，沿着立管上升，接近顶部楼板后进行影像检查。在楼层底部探查时，要借助灶前阀小门，把工业内窥镜微型摄像头伸入户内立管墙角内，沿着立管下行，接近厨房地面后进行影像检查。工业内窥镜主要由微型摄像头、连接线软管、操作手柄、显示屏组成，很多产品没有显示屏，可以将手机直接固定在操作手柄的手机固定支架上，替代显示屏。工业内窥镜组成见图3。通用型工业内窥镜主要技术参数：清晰度为1080P，焦距为3~20 cm，采用LED光源照明，摄像头直径为3~10 cm，达到IP68防水等级。采用工业内窥镜检查，显示屏成像或拍摄图片的清晰度将直接关系到能否观察清楚管壁腐蚀，清晰度越高，对检查和判断腐蚀程度越有帮助。目前市场上工业内窥镜清晰度基本为1080P，并支持视频录制。在狭小的空间内，不要求摄像头有较宽范围的焦距，宜控制在3~20 cm，并具备快速自动变焦功能，方便检查。可视角度对检查立管腐蚀至关重要，可以采用双镜头、三镜头、摄像头弯曲转向等方式增加可视角度，达到对户内燃气立管全方位检查的目的。工业内窥镜的各类摄像头见图4。暗封腔体内无光线，为全黑暗环境，摄像头应自带LED光源照明，且能调整亮度，以最佳光线成像。摄像头越小越好，确保能顺利穿过立管周边的缝隙，保证能自由灵活伸入暗封腔体内。目前最小的工业内窥镜摄像头直径为5 mm，基本能满足摄像头顺着户内燃气立管伸入到暗封腔体内部。检查人员手握摄像头连接线实施检查，连接线应具备可定形、可转向功能。市场上现有成熟工业内窥镜连接线外面采用蛇形软管。摄像头的移动依靠手动操控蛇形软管。要求蛇形软管既能弯曲变向，又要有一定的刚性，能按检查人员的意图，对摄像头位置实现自由移动。连接线长度宜控制在1.0~1.5 m，方便携带和操控。在检查过程中，需拍摄典型检查图片，并存储。目前自带显示屏的工业内窥镜可插入TF存储卡实现存储；连接手机的工业内窥镜，可将检查图片直接存储在手机图库内。无论TF存储卡还是手机，都能实现大容量存储，且能上传至电脑。存储容量与检查户数、每户存储图片数量有关，原则上应大于1 GB，以满足存储需求。工业内窥镜拍摄的照片见图5。
5 测试中发现的问题
在检查过程中，发现蛇形软管刚性不够，检查人员手握蛇形软管，通过蛇形软管传导力量来操控工业内窥镜，不能随心所欲自由定位摄像头，费时又费力。为了准确快速定位，在测试阶段我们进行了改进，针对力传导差和刚性不足问题，在蛇形软管的外侧，平行增加1条钢丝，以增加刚性。为了固定钢丝，在钢丝外套上热收缩管，用热风机吹，热收缩管就紧贴在蛇形软管外壁上了。虽然很好地解决了操控问题，但又遇到了难以快速卷起、不方便携带的新问题。后来又寻找到一款半刚性波纹软管工业内款镜产品，波纹软管材质是铝合金，有较强的可塑性，又有一定的刚性，很好地解决了以上问题。检查人员在检查时，需要一手紧握工业内窥镜蛇形软管，一手持显示屏或手机，眼睛盯着画面，操作要求手到、眼到，把摄像头送到被检查部位，同时又要调节亮度和操作拍摄按钮，检查过程繁琐费力。1080P内窥镜摄像头进入黑暗、狭小空间，拍摄的图片分辨率不够，需要高清摄像头，但目前市场上没有此类成熟产品。通过工业内窥镜检查，能发现立管腐蚀，但对腐蚀的具体程度没有量化判断标准，只能借助画面和图片主观判断。后期应制订判断细则，甚至采用AI图片识别技术。初期由于操控和定位相对困难，检查用时较长，平均检查用时为15 min/户。改进定位技术、提高操作熟练程度后，缩短至8 min/户。现场拍摄检查图片后，只能通过人工填表方式，将图片编号与用户地址对应，增加了工作量，且容易匹配错误。利用手机显示的工业内窥镜时，可以通过对安检专用APP软件二次开发，自动实现图片与用户的匹配以及自动上传存储功能。暗封腔体是卫生死角，油腻又多尘，镜头容易粘上灰尘，并很难清除，影响画面质量。工业内窥镜摄像头有较好的防水设计，检查时可随身携带酒精湿巾纸，使用过程中，定时对摄像头进行擦拭。检查过程中，检查设备与厨柜木板、墙面的碰撞和摩擦不可避免，造成摄像头和软管出现磨损和破皮，外层需采用耐磨损材料或套上容易更换的保护外套。利用工业内窥镜对厨房暗封户内燃气立管进行腐蚀检查可行，但目前迫切需要与有实力的工业内窥镜生产厂家通力合作，解决清晰度、操控性、耐磨损、检查效率低等技术问题，共同研发制造出高性能燃气专用内窥镜，有效解决暗封户内燃气立管的腐蚀检查问题。
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