2025年11月14日，核电运行研究（上海）有限公司研究员臧家林在深圳核博会机器人与人工智能论坛发表《阀门管道容器全链路检查机器人》主旨报告。
分享介绍了核电运行研究上海有限公司历时四年多开发的管道、阀门、容器内部全链路检查机器人技术。该机器人用于解决系统设备内部损伤、腐蚀、异物和疑似缺陷难以检查的问题，可减少大规模拆解和人工进入复杂空间的需求，并已在核电厂及其他行业场景中开展检查和打捞应用。
关键点
1. 产品与研发背景（00:26）
介绍方说明该技术是核电相关研究团队历时四年多开发的产品，面向管道、阀门和容器内部的全链路检查需求。
2. 内部状态难以通过外部监督掌握（01:33）
现有设备外部监督和传感器参数采集已较成熟，但系统设备内部的具体损伤、腐蚀等情况较难探测，因此需要机器人进入设备内部开展检查。
3. 典型需求包括缺陷确认和异物处理（02:19）
阀门密封面损伤、复杂容器或管道下部空间腐蚀等问题往往需要人工进入或设备解体检查；核电站发生异物已会被视为运行事件，螺母等小件掉入系统后若逐段拆管或解体设备会耗费大量时间、人力和成本。机器人可用于查找异物、抓取异物，并辅助判断系统链路中具体哪台设备存在问题。
4. 机器人替代人工目视检查具有价值（03:36）
法系机组预防性维修解体频度较高，部分检查大纲一旦形成就必须执行。用机器人代替人工进行目视检查，对减少人员进入、提升检查效率和应对大量检查任务具有意义。
5. 机器人检查能力与已应用场景（04:31）
该技术最小可进入约五十毫米空间进行视频检查；一百毫米以上空间可配置摄像头、激光测量装置和机械手，用于视觉检查、缺陷测量及异物抓取。该机器人已在三门、华能石岛湾、秦山等单位进行阀门和管道内部缺陷检查及异物抓取。
6. 传统管道机器人难以连续穿越复杂结构（05:09）
传统管道机器人多用于通过管道、弯头或部分三通，面对异径三通、阀门、容器以及狭小复杂空间时存在通过能力不足的问题。因此团队需要开发柔顺的软体机器人，使其能够进入系统、管道、阀门和容器内部作业。
7. 样机和运动能力演示（06:14）
展示了第一代原理机和多种场景视频，包括涉水作业、联合低加模拟体检查、真实容器内部检查、狭窄空间设备腐蚀检查，以及机器人在复杂外形空间内自由穿梭的运动能力。
8. 阀门密封面与不同材质系统检查（10:00）
机器人可在模拟阀门圆弧结构上检查密封面情况；除铁磁性机器人外，还展示了适用于不锈钢管道和阀门压力系统的非铁磁性机器人，可在系统内部开展检查。
9. 异物抓取与多机型适配（10:58）
演示了机器人抓取异物的视频，并介绍了适用于不同工况的机型，包括柔性胀紧类机型、可检查CRDM相关部位的机型，以及可在系统设备外部巡检和检查的机器人。
10. 核电厂现场应用案例（13:14）
在科研项目尚未完全结束时，样机已在某核电厂进行蒸汽系统管道阀门内部检查，并在华龙石岛湾开展作业。还在山东核电三号机组调试后进行了储备水管道、主蒸汽管道检查，并计划检查平衡管、ADS管和核岛部分波动管等，现场还发现过铁屑等异物。
11. 其他行业异物打捞应用（14:17）
在某环境再生能源公司案例中，安装过程中有车刀掉入设备，运行时出现异音。机器人进入内部勘察，确认存在车刀并将其打捞出来。
12. 快速更换执行器模块（14:49）
机器人开发了可快速更换的执行器模块，可根据任务配置小型云台、焊缝检测、密封面打磨、喷涂、无损检验和表面擦拭等模块，实现按任务携带不同工具进入狭小空间作业。
时间线
00:00 - 主持人介绍分享嘉宾和主题，随后开始介绍管道、阀门、容器内部全链路检查机器人技术。
01:33 - 演讲者说明设备内部检查面临的核心难题，包括内部腐蚀损伤难以发现、异物处理困难、缺陷确认成本高以及机组检查任务重。
04:31 - 介绍机器人系统的基本能力、可进入空间尺寸、视觉检查、激光测量和机械手抓取等功能，并与传统管道机器人能力进行对比。
06:14 - 通过视频集中展示机器人样机在涉水、容器、狭小空间、复杂外形、阀门密封面、非铁磁系统和异物抓取等场景中的运行情况。
13:14 - 介绍机器人在核电厂现场的检查应用，包括蒸汽系统、储备水管道、主蒸汽管道等场景，以及发现异物的情况。
14:17 - 补充说明机器人在其他行业中的异物勘察与打捞案例，并介绍可更换执行器模块以扩展检测、打磨、喷涂和擦拭等任务。
15:39 - 演讲者总结本次介绍主要围绕机器人应用情况展开，并结束分享。
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阀门管道容器全链路检查机器人助力核电设备内部状态可视化运维
核电运行研究（上海）有限公司研究员臧家林介绍的“阀门管道容器全链路检查机器人”，面向核电站阀门、管道、容器及压力系统内部复杂空间检查需求，重点解决传统外部监测“看不到内部”的痛点。当前核电设备通过外部传感器采集参数、信号并开展健康评价的技术已较成熟，但设备内部的腐蚀、损伤、缺陷位置及程度仍难以直接确认。尤其是阀门密封面、管道内壁、容器底部等部位，即使设备解体后，仍可能需要人员进入狭小空间逐项目视检查，存在安全风险高、效率低、拆解范围大的问题。
异物管理也是核电运维中的重要风险点。阀门或设备解体检修过程中，螺母、铁屑等异物一旦掉入系统内部，定位和取出都十分困难，严重时可能被认定为运行事件。若无法准确确认异物位置，传统方式往往需要逐段拆管、逐台设备解体，不仅耗费大量时间和人力，也会显著增加维修成本。因此，能够进入系统内部进行可视化定位、检查和抓取的机器人，对于减少盲目拆解、降低运行风险具有现实价值。
该机器人系统的核心能力在于实现管道、阀门、容器等对象的全链路内部检查，可用于识别腐蚀、内部损伤、阀门密封面状态、异物位置以及管道和容器内部缺陷。其尺寸适应能力较强，最小可进入约50毫米空间，在该尺度下主要开展视频检查；当空间达到100毫米以上时，可搭载摄像头、激光测量装置和机械手，实现视觉检查、缺陷测量和异物抓取等复合任务。
与传统管道机器人相比，新型软体柔顺机器人更适合复杂空间。传统机器人多适用于直管、弯头或部分三通，在面对阀门、复杂三通、容器入口以及连续狭小结构时，通过能力和稳定作业能力有限。该项目采用软体柔顺设计，使机器人能够适应复杂外形空间，在管道、阀门和容器之间连续穿越，并在内部开展检查和作业。针对不同场景，团队还研制了适用于铁磁性环境、非铁磁性环境、外部巡检以及柔性胀紧类场景的多种机型，可覆盖不锈钢管道、压力系统、设备外部狭窄构筑物以及CRDM相关特殊检查等需求。
该项目经历了约四年半研发周期，原理机和样机多次迭代，研发过程复杂且难度较高。机器人已完成涉水能力验证，并在联合低加模拟体上开展内部检查试验，验证其对狭窄空间设备状况和腐蚀情况的检查能力。团队还对改造替换下来的真实容器进行了内部检查，在模拟体测试基础上进一步进入现场检修场景，检验机器人在真实设备环境中的适应性。运动能力展示表明，机器人可在复杂外形空间内穿梭，也可沿模拟阀门圆弧结构运动，对阀门密封面状态进行检查。
在核电应用方面，该机器人已在三门、石岛湾、秦山等单位开展应用，任务包括阀门内部缺陷检查、管道内部缺陷检查、异物抓取和腐蚀状态确认等。在华龙石岛湾现场作业中，机器人对蒸汽系统管道和阀门内部情况进行了检查，排查系统内部异物和腐蚀情况。在山东核电三号机组调试后检查中，机器人被用于储备水管道、主蒸汽管道等内部检查，并在现场发现铁屑等异物；后续还计划拓展至平衡管、ADS管、核岛部分波动管等相关管道。
除核电领域外，该机器人也已在非核行业展现应用价值。某环境再生能源公司在设备安装过程中发生车刀掉入设备内部的问题，运行时出现异音等异常情况。机器人进入设备内部后，对异常原因进行勘察，准确定位掉落车刀，并完成异物打捞取出，避免了更大范围拆解和停机损失。
在功能扩展方面，该机器人采用模块化执行器设计，可根据任务需求快速更换不同执行模块。除常规视频检查外，还可搭载直径约4毫米的小型云台，在机器人本体难以进入更狭小空间时伸入观察。未来还可扩展焊缝检测、密封面打磨、涂层或试剂喷涂、无损检验、表面擦拭、异物抓取等功能，使其从单一检查工具逐步发展为具备检测、处理和维护能力的综合作业平台。
这类全链路检查机器人为核电设备运维提供了新的技术路径。一方面，它能够减少不必要的大规模设备解体，降低人员进入狭小、复杂空间的安全风险；另一方面，它可以快速确认内部腐蚀、损伤和异物位置，为缺陷定位、预防性维修和故障排查提供直接依据。随着模块化执行能力进一步增强，该技术不仅可服务于核电管道、阀门、容器和压力系统，也有望推广到更多工业设备的内部检查、状态评估和异物处理场景。
