ABB 机器人在化工企业检测、运维细分应用详解
化工厂区存在管廊、精馏装置、储罐区、泵阀集群、反应釜、压缩机厂房等大量防爆受限区域、有毒腐蚀环境、高空高危点位,人工巡检运维进场难、频次低、取证难、安全风险极高。ABB 依靠ATEX 防爆工业机器人、移动巡检机器人、协作机器人、搭载多传感模块的机械臂,实现定点在线检测、阀门远程操作、设备预防性运维、缺陷处置全流程自动化,下面分场景拆解落地方式、配套方案及实操细节。
一、固定式防爆机械臂:装置定点常态化在线检测运维
多用于固定机组、反应器、换热器、机泵组密集工段,选用 IRB 6700/IRB 5500 ATEX 防爆六轴机器人,搭载视觉、红外、超声、测振传感器,固定安装或搭配第七轴直线行走轨道,覆盖一片设备集群。
1. 温度检测(红外热成像)
应用点位:法兰密封面、管道焊缝、蒸汽伴热管线、泵轴承座、电机定子、换热器管束外壁、电缆桥架接头;
执行动作:机械臂自动抵达预设坐标,红外热像仪连续拍摄测温,自动生成温度云图;识别异常温升、管线保温破损、局部过热、内漏串温;
运维价值:24 小时不间断轮巡,无需人员进入防爆区,提前预警泵轴承磨损、管线堵塞、阀门内漏。
2. 振动与噪音检测(测振传感器)
针对离心泵、循环压缩机、搅拌釜电机、风机等转动设备;
机器人精准将测振探头贴合设备测点,采集振动烈度、频谱数据,同步接入设备管理系统;
自动判断轴承疲劳、叶轮不平衡、地脚螺栓松动,触发预测性维护工单,不用人工定期拆机点检。
3. 壁厚超声检测(腐蚀监测)
化工介质(酸碱、盐、有机溶剂)长期冲刷腐蚀管线、储罐壁,人工登高测厚风险极大;防爆机械臂携带超声测厚探头,自动贴合管道外壁多点采集壁厚,对比历史数据计算腐蚀速率,预判管线穿孔泄漏周期,提前安排管道更换检修,规避物料泄漏爆炸事故。
4. 泄漏检测(VOC / 可燃气体传感器)
抓手搭载可燃气体、有毒气体(硫化氢、氯气、VOC)探测模组,沿着法兰、阀门填料函、泵轴封、仪表接头逐点扫描;一旦检出超标泄漏,机器人就地标记坐标、拍照留存证据,同步推送报警至 DCS 中控,无需人员携带检测仪逐个点位徒步排查。
5. 阀门远程自动化操作(运维核心场景)
大量工艺手动截止阀、排污阀、放空阀、取样阀分布在高危管廊、反应器平台,人工频繁开关极易接触危化介质:1)机器人抓手夹持阀门手轮,按中控指令精准开 / 关、调节开度,带扭矩反馈,避免阀门拧过力损坏阀杆;2)定期小幅度启闭排污阀、导淋阀,防止阀瓣结晶卡涩、介质沉积堵管;3)紧急工况下远程快速切断物料进出口阀,替代人员冲进危险区域应急操作。
二、移动防爆巡检机器人(AGV+ABB 机械臂组合):全厂大范围巡回检测
集成移动底盘 + 搭载小型防爆 ABB 机械臂,可自主导航、避障、跨厂区巡检储罐区、室外管廊、装卸栈台、危化品仓库。
储罐区综合巡检环绕立式储油罐行走:红外扫描罐壁腐蚀鼓包、罐顶人孔密封渗漏、液位计附件故障;高清可见光摄像头检查护栏、爬梯锈蚀断裂;超声波检测罐底板腐蚀,自动记录每座储罐巡检台账。
管廊长距离全线巡检沿管廊预设轨道 / 自主 SLAM 导航行进,机械臂伸缩至高空多层管线,逐层检测法兰泄漏、保温层脱落、支架锈蚀松动;替代人工高空吊篮作业,彻底杜绝高空坠落风险。
装卸栈台运维检测槽车装卸臂、快速接头、紧急切断阀外观检查,静电接地夹连接可靠性视觉核验,检查装卸软管老化开裂,杜绝装车过程喷溅泄漏。
三、协作机器人:设备就地精细化检修、仪表校验运维
选用 ABB GoFa、SWIFTI 防爆协作机器人,无需安全围栏,可直接在运转设备旁近距离作业,适配精细检修、仪表拆装校验场景:
现场仪表拆装、标定压力变送器、温度传感器、流量计就地拆卸、送检回装;机器人配合标准扭矩扳手均匀紧固螺纹,杜绝人工用力不均造成仪表接口滑丝、密封垫挤压变形泄漏;可在线完成仪表零点校准、参数复位。
小型滤芯、过滤器自动更换精细化工精密过滤器、Y 型管道过滤器、泵入口滤网,频繁堵塞需要拆洗更换;协作机器人自动拆装端盖、取出旧滤芯、装入新滤芯、均匀上紧螺栓,全程密闭操作,减少有毒介质挥发接触。
润滑脂自动加注运维电机轴承、减速机、输送链条等点位周期性加注润滑油脂,机器人搭载定量注脂枪,按设定周期定点加注,避免人工漏注、多注造成设备磨损或油脂溢出污染工艺介质。
四、反应釜、压力容器内部可视化检测(停机检修阶段)
化工大修窗口期人无法进入狭窄反应釜、高压容器内部,存在缺氧、残留有毒介质窒息风险:
ABB 柔性长行程机械臂通过人孔伸入容器内部,搭载高清变焦摄像头 + 3D 扫描模块;
完整拍摄内壁腐蚀、衬里脱落、焊缝裂纹、搅拌桨叶片磨损、封头积料结块;
3D 建模量化缺陷面积、凹陷深度,检修人员在外远程查看缺陷,精准制定打磨、补焊、衬里修复方案,不用人员入罐受限空间作业。
五、仪表、电气柜远程巡检运维
防爆机械臂摄像头伸入防爆电气控制柜内,拍摄接线端子松动、线缆老化发热、接触器烧蚀、保险丝熔断;红外检测柜内母线排温升,提前排查短路起火隐患;
厂区分析小屋内色谱仪、在线监测设备自动采样管路检查、滤芯吹扫、废液排放操作,减少化验人员高频进出高危分析室。
六、给化工企业检测运维带来的核心便捷与落地效益
1. 从根源规避运维人员安全事故
高危高空、防爆一区、有毒受限空间、泄漏高风险点位全部机器人代检代操作,彻底杜绝中毒、灼伤、高空坠落、闪爆伤亡;满足危化企业安全标准化验收,大幅降低安监督查、停产整改风险。
2. 巡检运维标准化,无遗漏、数据可追溯
人工巡检存在漏检、手写记录造假、数据主观误差;机器人按预设点位、固定周期全自动巡检,每张照片、每一组温度 / 振动 / 壁厚数据自动带时间、位置标签存入 MES 系统,永久存档,安监核查、设备故障溯源随时调取。
3. 实现预测性维护,大幅降低非计划停车
传统人工只能定期计划性大修,很多设备隐性缺陷无法提前发现;机器人连续在线监测振动、温度、腐蚀速率,提前预判泵、阀门、管线失效时间,安排错峰检修,避免装置突发泄漏停机,化工连续生产装置单次非计划停车损失动辄几十万至上百万。
4. 缩减运维班组人力,解决高危岗位招工难
管廊巡检、阀组操作、储罐点检属于艰苦高危岗位,常年招工难、人员流失率高;一套机器人可覆盖数十台设备的日常巡检 + 周期性操作,运维班组仅需少量技术人员远程监控、定期保养机器人,缩减专职巡检工、现场操作工编制,长期节省薪资、特种劳保、职业体检开支。
5. 全厂数字化打通,中控集中管控运维
ABB 机器人原生支持和化工 DCS、SCADA、设备资产管理系统无缝对接:
异常检测报警直接弹窗至中控操作台,自动生成检修工单派发给维保班组;
远程在线修改巡检路径、阀门开度参数,异地即可完成运维调度,不用运维工程师现场常驻;
自动统计设备故障率、缺陷频次,指导装置技改优化。
6. 延长设备使用寿命,减少备品备件损耗
阀门扭矩可控拧紧、定量精准注脂、仪表螺栓均匀紧固,不会出现人工过拧损坏阀杆、密封垫挤压破损、少润滑造成轴承烧毁等人为运维失误,机泵、阀门、仪表更换周期显著拉长,备品备件采购成本下降。
七、配套常用 ABB 机型选型总结
固定管廊 / 泵组定点巡检、阀门操作:IRB 5500 ATEX 防爆、IRB 6700 防爆版;
狭小空间仪表拆装、就地精细检修:GoFa/SWIFTI 防爆协作机器人;
移动全厂巡回储罐、栈台巡检:AGV 移动底盘 + 小型 IRB 1200 防爆机械臂;
反应釜容器内窥检测:长行程伸缩型防爆六轴机械臂。


