无人机又称无人驾驶飞行器（UAV），能够进入难以到达的区域，提供高分辨率图像，并安全高效地收集数据，因此

已成为对各种结构进行无损检测（NDE）的重要工具。

无人机可以安全、方便地协助无损检测功能，如目视检测，通过捕捉结构的详细图像和视频，使检测人员能够评估表

面状况、腐蚀、裂缝和其他缺陷。

无人机装有热像仪，可以检测温度变化，从而发现建筑物或支持机械完整性计划的工业设备中的热泄漏、电气元件故

障和绝缘问题等。

配备光探测和测距仪（LiDAR）的无人机使用激光技术创建三维点云和数字高程模型，这对于评估结构的几何形状和

状况，以及检测变形和沉降非常有价值。

具有足够有效载荷的无人机可搭载超声波传感器，测量材料厚度并识别其中的缺陷。这一功能通常用于支持管道、储

罐和桥梁的无损检测。

无人机收集的数据可通过先进的软件和分析工具进行处理，以创建详细的报告，包括三维模型、热图和缺陷可视化，

从而促进更明智的决策。

根据美国石油协会（API）标准653《储罐检查、修理、改造和重建》或钢罐协会/钢板制造协会（STI/SPFA）标准

SP001《地上储罐检查标准》对储罐进行外部检查和安全区评估时，也可使用无人机对地上储罐进行有效筛查。

从高空俯瞰，无人机可以目测安全壳区域的边界，并筛查安全壳区域的缺陷，包括混凝土中的大裂缝或衬垫撕裂。同

样，无人机还可用于评估储罐外壳和顶盖的总体状况，如图1所示。可准确跟踪油漆破损和表面腐蚀区域，并根据对油

罐区的初步筛选评估进行有针对性的目视检查。

图1 根据现场地图确认无人机拍摄的画面，清点地上的储油罐。对安全壳区域内的罐顶、罐壳和管道系统进行筛查，以确定是否存在涂层破损和表面腐蚀。利用标准坑规和超声波厚度测试对这些区域进行后续目视检查（图片来源：TechKnowServ Corp）

用于无损检测无人机的共同特点

用于无损检测的无人机通常具有几个标准特征和功能，旨在促进高效和准确的检查。其主要特点是拥有高分辨率的摄像头，包括可见光摄像头，可以捕捉到被检查结构的详细视觉图像和视频。高分辨率无人机相机通常至少有1200万像素，但许多型号有2000万像素或更高。更高的百万像素会产生更清晰、更详细的图像。

相机的传感器尺寸会影响图像质量和弱光性能。较大的传感器通常可以捕获更多的光线，并提供更好的图像质量。无人机相机的标准传感器尺寸包括1/2.3英寸、1英寸和APS-C，两者可能略有不同。

用于无损检测的无人机的相机通常有专为航空摄影设计的固定镜头。根据相机的预期用途，镜头类型可能是广角或变焦。光圈大小决定了进入相机的光量。较小的光圈值（例如f/2.8）表示较大的光圈，这在弱光条件下效果更好。一些无损检测无人机的相机有可调节的光圈，以便更好地进行控制。

用于无损检测的无人机通常具备自主飞行能力，能够遵循预设的飞行路径或航路点，这确保了数据收集的一致性和可重复性。许多先进的无损检测无人机配备了避障传感器（例如激光雷达和超声波传感器），用于探测并避开飞行路径上的障碍物，提高安全性并降低碰撞风险。

用于无损检测的无人机在设计上注重稳定性，可能包括先进的稳定系统和抗风能力，这对于在检查期间保持图像质量至关重要。

延长的电池寿命对于进行长时间的检查非常重要，以避免因频繁的充电中断或更换电池而中断检查工作。一些无人机配备有可更换电池，以实现连续操作。

用于无损检测的无人机应能够携带额外的载荷，如传感器、摄像头或测试设备。不同型号的无人机载荷能力各不相同。

许多无损检测无人机提供实时数据传输至地面站或远程操作人员，允许检查人员监控进行中的检查工作，并根据收集的数据做出即时决策。

用于无损检测的无人机通常使用专用控制器或软件界面进行远程操作，允许检查人员完全控制无人机的移动和数据收集。

无损检测无人机应用案

例游乐园过山车的无损检测

过山车支撑钢结构的视觉检查通常使用扩展范围的人工作业平台进行，技术人员经常使用绳索进入平台。在使用人工作业平台进行游乐园无损检测时，这一过程是不连续的，因为人工作业平台必须从一个位置移动到另一个位置。人工作业平台也不能提供对支撑管柱100%的覆盖，可能需要从两个或三个人工作业平台位置检查单个接头，以掌握典型过山车钢管柱的整个表面状况。这种检查是一项多人工作，需要有合格操作员和无损检测技术员同时在平台上，并且有地面人员进行交通控制，在检查期间始终需要做好坠落保护。

利用无人机对过山车进行无损检测时，允许无损检测技术员在不需要人工作业平台的情况下评估游乐设施的关键区域，记录开裂的接头或疑似开裂的接头，并指定进一步的调查。通过无人机进行无损检测确定目标区域的方法可以实现显著的成本节约，因此可以增加检查频率。但应当注意进行补充检查，以进一步确认无人机发现的异常问题。

图2 技术人员利用无人机巡检对游乐园过山车进行检查（图片来源：中新网）

对资产进行远程定位评估

以偏远地区的农业资产为例，如钢制储罐、玻璃纤维储罐、灌溉基础设施以及其他维持生产的资产，除了位置偏远，还由于土壤条件等的限制，使得通过陆地到达这些资产可能存在风险。

图3显示了一架无人机正在对一个20000加仑的FRP（纤维增强塑料）储罐农场进行勘测，检查储罐的垂直度、膨胀情况、涂层状况、围堵区域和外壳完整性。无人机以成本低、效益高的方式筛查了储罐农场，并在需要更详细的检查时提醒无损检测技术人员开展进一步的检查。

图3 玻璃纤维增强塑料储罐区的俯视图，无人机可快速评估储罐涂层、隆起和其他完整性指标（图片来源：TechKnowServ Corp）

图4是无人机给出的油罐特定的罐顶镜头，清楚显示出罐顶焊缝处的表面腐蚀情况。除超声波厚度测试外，无人机还对焊接区域进行了清洁，测量了表面凹坑，并计算出需要重新涂层的面积。

图4 油罐特定的罐顶镜头（图片来源：TechKnowServ Corp）· 

结语 

无人机允许高效地筛选可能需要更详细后续检查的资产缺陷，利用无人机进行无损检测是一项值得的投资，它最小化

了威胁无损检测技术人员的安全风险，并且在某些情况下，提供了对可能不易检查的关键区域的检测能力。

现场焊缝检查是一个由检测方式驱动的过程，传统方法是检测人员通过伸缩臂车、脚手架和绳索进入检查区域提供检

测。这些检测选项带来了巨大的成本和安全风险。尽管在许多情况下仍然需要使用上述方法直接检测焊缝，但无人机

辅助焊缝检查可以快速筛选难以到达的区域，并识别需要后续检查的缺陷，因此可以显著降低直接检测方法固有的成

本和安全风险。

作者：THOMAS R. HAY来源：先进焊接技术