2025年11月14日，福建宁德核电有限公司主管工程师龙磊军在深圳核博会机器人与人工智能论坛发表《核电站 CFI 鼓网主轴远程自动防腐机器人开发及应用》主旨报告。
分享者介绍了福建宁德核电在CFI鼓网主轴防腐维修中的痛点：传统人工打磨和涂刷依赖脚手架或悬吊架，安全风险高、工期长、质量稳定性不足。团队开发并应用远程自动防腐机器人，实现不可达部位的除锈、清理和喷涂修复，在大修中将处理时间缩短到约四五个小时，并希望与机器人领域专家合作拓展更多核电特殊场景应用。
关键点
1. 核电防腐仍以人工为主（00:40）
分享者来自福建宁德核电，主要负责核电站设备腐蚀防护。他指出，相比汽车和工程机械行业在车间内已较成熟的自动化防护，核电站运行阶段大量在线、非标、结构复杂设备仍主要依靠人工除锈、打磨和涂刷，自动化实现难度较高。
2. 鼓网主轴易受海水杂物和泥沙影响（01:58）
鼓网是冷源系统的重要设备，用于过滤海水杂质，设备体量大，主轴长约6.8米、轴径约0.5米，材质为12CrMo合金钢。运行中杂物可能撞击主轴并损伤涂层，宁德核电又处于滩涂地，泥沙较多，因此多次发现主轴涂层被砸伤、砸坏后产生腐蚀问题。
3. 传统维修存在高风险、长工期和低效率（03:20）
鼓网主轴通常是悬空设备，传统防护维修需要搭设悬吊架或脚手架，涉及高空作业，安全风险较高。搭拆架和防腐作业通常合计约两天，而大修工期越来越短，检修经常处于关键路径；同时人工打磨粉尘大、劳动强度高，涂层平整度和均匀性也较难保证。
4. 机器人开发的关键难点（04:29）
该场景的难点包括高空不可达、粉尘危害以及圆柱曲面爬行。机器人必须能可靠附着在主轴曲面上并避免坠落，同时打磨和喷涂工艺要成熟稳定、过程可控。
5. 研究目标是实现全流程自动化防护（05:14）
项目目标是研发一套主轴自动化防护装备，能够对鼓网主轴不可达部位进行除锈、铲渣清理和喷涂修复，覆盖防腐维修全工艺流程。装备包括自适应结构的机器人本体、驱动机构、控制系统、照明装置以及相关辅助装置。
6. 技术路线与核心模块设计（06:20）
技术路线是在机器人本体上集成除锈模块和喷涂模块，通过机上控制与遥控手柄远程调节和控制。机器人采用永磁吸附、转向轮和顶升机构以满足主轴上的轴向与径向移动需求；除锈模块要求打磨均匀、彻底并配置吸尘装置，喷涂模块需要适应有一定粘度的涂料并保证喷涂均匀。
7. 现场布置与工艺验证（08:19）
由于现场缺少理想挂点，团队利用机械检修时两侧脚手架，增设辅助导轨和滑轮，并通过绞盘控制机器人下放。工艺研究围绕打磨等级、喷涂参数和防腐技术要求展开，并在工厂搭建同材质、同直径模拟平台，通过多次试验调整设备和参数。
8. 大修应用显著缩短工期（09:18）
项目先在宁德核电2307大修中试用，发现问题后继续优化；在208大修中，升级后的设备处理了鼓网A、B列主轴上的小缺陷，总用时约四五个小时，较以往一到两天明显缩短。设备也被要求操作简单，现场培训和模拟后工人较容易上手，喷涂效果较均匀。
9. 创新成果与后续合作需求（11:08）
团队已申请相关专利，并将该装置视为核电站防护维修领域自主开发的首台机器人之一，核心创新在于曲面爬行结构的安全可靠性以及稳定的防腐工艺。分享者希望获得自动化机器人专家支持，进一步解决放射性储罐、大型非放射性储罐、龙门架、海水管道以及海生物涂层清理等核电特殊场景中的维修难题。
时间线
00:00 - 主持人介绍分享嘉宾及主题，随后分享者说明自身负责核电站设备腐蚀防护，并引出核电防腐自动化水平相对落后的背景。
01:58 - 分享内容转向CFI鼓网主轴的设备特点、运行环境和涂层损伤来源，强调宁德核电泥沙多导致该问题尤为突出。
03:20 - 讲述传统人工维修方式及其痛点，包括高空作业、搭架耗时、粉尘危害、劳动强度大、质量不稳定和生产效率低。
04:29 - 归纳自动化机器人需要解决的技术挑战，重点是高空不可达圆柱面爬行、可靠吸附防坠落以及打磨喷涂工艺稳定。
05:14 - 介绍研发内容和技术方案，包括机器人本体、除锈喷涂模块、远程控制、永磁吸附、顶升机构、吸尘和喷涂控制等组成。
08:19 - 说明机器人下放安装方式、工艺参数研究和模拟实验过程，通过工厂平台反复调试以满足防腐技术要求。
09:18 - 介绍现场试用和优化后的大修应用效果，机器人在实际缺陷处理中明显压缩工期，且操作培训较容易完成。
11:08 - 总结项目创新点和专利情况，并面向更多核电防护维修场景提出合作需求，最后结束分享并致谢。
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宁德核电研发鼓网主轴远程自动防腐机器人，核电设备防腐维修迈向自动化
福建宁德核电有限公司主管工程师龙磊军围绕“核电站CFI鼓网主轴远程自动防腐机器人开发及应用”进行了分享，重点介绍了核电站运行阶段设备腐蚀防护的现实需求、鼓网主轴腐蚀问题的形成原因、传统人工维修方式的痛点，以及自动防腐机器人从研发、试验到现场应用的全过程。
核电站运行阶段的腐蚀防护长期以人工除锈、打磨和涂刷为主，自动化水平相对较低。与汽车、工程机械等制造行业相比，核电站现场设备往往具有结构复杂、空间受限、非标化程度高、运行环境特殊等特点，自动化装备的适配和实施难度更大。宁德核电此次选择CFI鼓网主轴作为应用对象，正是因为该设备处于海水冷源系统关键位置，腐蚀防护需求突出，且传统维修方式面临较大的安全、质量和工期压力。
CFI鼓网是核电站冷源系统的重要设备，主要功能是过滤海水中的杂质，保障后续系统安全稳定运行。其设备体量较大，高度约20米，主轴长度约6.8米、轴径约0.5米，材质为12CrMo合金钢。由于鼓网运行时主轴处于旋转状态，海水中的泥沙、杂物和海生物可能附着、冲击或掉落，造成主轴表面涂层损伤。宁德核电所在区域属于滩涂环境，海水泥沙含量较高，进一步加剧了涂层破坏和局部腐蚀问题。现场运行过程中曾多次发现主轴存在不同程度的涂层破损和锈蚀现象，需要及时进行防腐修复。
传统维修方式通常需要搭设悬吊架或脚手架，作业人员在高空或悬空环境中进行人工打磨、清理和涂刷。整个过程涉及脚手架搭拆、缺陷处理、防腐施工和验收等多个环节，往往需要一至两天时间。在核电大修工期不断压缩、部分检修任务处于关键路径的背景下，这种作业模式难以满足现场对快速维修的要求。同时，高处作业和悬吊作业安全风险较高，人工打磨产生的粉尘也会影响作业人员职业健康。人工涂刷和打磨还存在质量一致性不足的问题，涂层厚度、平整度和均匀性容易受到人员经验和作业状态影响。
针对这些问题，项目团队提出研发一套适用于鼓网主轴不可达部位的远程自动防腐机器人，实现除锈、铲渣清理、喷涂修复等流程的自动化作业。该机器人需要能够在圆柱形主轴表面稳定吸附、爬行和转向，并具备远程控制能力，使操作人员能够在相对安全区域完成移动、打磨和喷涂操作。由于鼓网主轴为曲面结构，机器人不仅要解决圆柱表面攀爬难题，还必须确保吸附和防坠可靠性，避免设备掉落引发安全事件；同时，打磨效果和喷涂质量也必须满足核电现场防腐维修技术规范。
在技术路线方面，项目团队将除锈打磨模块和喷涂修复模块集成到机器人本体上，通过无线信号和遥控手柄进行远程控制。机器人本体采用永磁吸附方式，使其能够稳定附着在鼓网主轴表面；驱动机构支持轴向、周向移动和转向；顶升机构则用于辅助调节磁吸状态，帮助机器人完成转向或脱开等动作。除锈打磨模块负责对涂层缺陷和锈蚀部位进行处理，并兼顾打磨均匀性、耗材更换便利性以及粉尘收集需求。喷涂模块则针对防腐涂料具有一定黏度的特点，设计稳定喷出系统，通过压缩空气和控制回路保障涂层喷涂均匀。
为了验证机器人在现场应用中的可行性，项目团队先在工厂搭建模拟试验平台，使用与现场主轴材质和直径相近的管道进行多轮试验，重点研究打磨等级、除锈效果、喷涂厚度和喷涂均匀性等关键参数。通过模拟试验，团队不断调整设备结构、控制方式和工艺参数，使机器人作业效果逐步接近现场维修要求。随后，机器人在宁德核电相关大修期间进行了首次试用，并在实际环境中暴露和解决了一些工程化问题，包括安装下放、现场操控、设备稳定性和工艺适配等。
由于现场缺少合适吊挂点，项目团队还结合检修脚手架设置辅助导轨，并通过滑轮和绞盘将机器人下放至主轴作业位置。这一设计增强了设备现场部署的可操作性。实际应用中，机器人被用于处理鼓网A、B列主轴上的局部小缺陷，完成了缺陷部位的打磨、清理和喷涂修复。与传统方式相比，机器人作业总耗时约四至五小时，明显短于原本一至两天的人工维修周期，有效缓解了核电大修关键路径下的工期压力。
从应用效果看，远程自动防腐机器人不仅提升了维修效率，也改善了作业安全和质量稳定性。机器人喷涂效果较为均匀，局部修复质量满足现场要求，减少了人工打磨和人工涂刷带来的质量波动。设备设计强调简单易用，经过现场模拟培训后，操作人员能够较快掌握操作方法。虽然机器人依靠磁吸附可以稳定附着在主轴表面，但现场仍设置安全绳等防坠措施，以符合核电安全管理要求，体现了核电场景下对设备可靠性和作业风险控制的高标准。
该项目的创新价值主要体现在核电特殊维修场景下的自动化探索。机器人围绕圆柱曲面吸附、爬行、转向和防坠等难点进行了结构设计，采用永磁吸附、驱动机构和顶升机构组合提升运行可靠性；同时将打磨除锈、粉尘处理和喷涂修复集成在同一平台上，实现了不可达部位防腐维修的远程自动化作业。项目还围绕相关机器人结构和应用方案申请了专利，为后续核电设备防腐维修自动化积累了工程经验和知识产权基础。
面向后续应用，团队希望将相关技术拓展到更多核电运维场景。例如，放射性储罐内部涂层脱落或锈蚀后，人工进入打磨可能面临沾污和内污染风险，机器人可降低人员暴露和污染控制难度；大型非放射性储罐局部涂层损坏后，机器人有望减少脚手架搭设和高处人工维修；海水管道、龙门架等设备也存在涂层脱落、衬胶缺陷、空间狭窄和人员进出困难等问题，适合进一步探索机器人替代作业。此外，CFI等海水系统设备还存在海生物附着和涂层清理需求，自动化装备在减轻人工清理负担方面具有较大潜力。项目团队也表达了与自动化和机器人领域专家开展合作的意愿，希望共同破解核电特殊场景下防腐维修、清理和检测等自动化应用难题。
