三維激光分析技術(shù)：管道無損檢測和腐蝕評估的新型利器

3D激光掃描儀正逐漸成為對工業(yè)管道進(jìn)行無損檢測和腐蝕評估的首選工具之一，尤其是在海上石油管道和天然氣平臺周圍難以進(jìn)入的復(fù)雜區(qū)域內(nèi)。

圖片來源：澳大利亞腐蝕協(xié)會（ACA）

  
無損檢測是指在不損害或不影響被檢測對象的物理、化學(xué)性能以及內(nèi)部組織的前提下，利用材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)異常或缺陷存在引起的熱、聲、光、電、磁等反應(yīng)的變化，以物理或化學(xué)方法為手段，借助現(xiàn)代化的技術(shù)和設(shè)備器材，對試件內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)及缺陷的類型、性質(zhì)、數(shù)量、形狀、位置、尺寸、分布及其變化進(jìn)行檢查和測試的方法。
由于不會影響到被檢測對象，因此，無損檢測技術(shù)已經(jīng)成為節(jié)省時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本的最有價(jià)值的檢測技術(shù)之一。

3D激光掃描儀：準(zhǔn)確、快速！

現(xiàn)在，檢查人員只需要配備一個(gè)便攜式手持激光掃描儀就可以在一些復(fù)雜管道支架或類似結(jié)構(gòu)下，創(chuàng)建出詳細(xì)的三維表面圖像。事實(shí)證明，該過程非常有效，結(jié)果準(zhǔn)確度高，并且比傳統(tǒng)的無損檢測方法更快速。

一些具有前瞻性思維和創(chuàng)新精神的油氣公司正開始通過接受這種新興檢測服務(wù)而獲益。至少目前，市場上還沒有任何一種其他檢查方法能夠在如此短的時(shí)間內(nèi)提供如此豐富和詳細(xì)的檢測結(jié)果。

在典型的材料評估過程中，一旦完成對管道或其他結(jié)構(gòu)的掃描，就會從現(xiàn)場引入3D數(shù)據(jù)，然后在詳細(xì)報(bào)告中對其進(jìn)行分析和傳輸。幾分鐘之內(nèi)，資產(chǎn)完整性工程師就可以據(jù)此進(jìn)一步指導(dǎo)維護(hù)人員和/或涂層人員進(jìn)行必要的補(bǔ)救工作。其最終結(jié)果就是：管道的所有者通過減少停機(jī)時(shí)間和最小化生產(chǎn)損失來節(jié)省了大量的潛在成本。

高清掃描儀可以通過激光輪廓測量法（精確到0.05毫米）來生成三維數(shù)據(jù)，這種測量法可以進(jìn)行完美的縮放，以更好地呈現(xiàn)出樣品的真實(shí)幾何形狀。生成的3D圖像的真實(shí)性使得技術(shù)人員可以很輕易地觀察所有的表面缺陷，例如腐蝕特征等。

對三維數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的后處理，可以得到豐富多彩的腐蝕圖像，圖像信息包括詳細(xì)的壁厚損失數(shù)據(jù)、腐蝕特征尺寸、體積損失數(shù)據(jù)、截面剖面等，這些信息都可以轉(zhuǎn)換成能被隨時(shí)查詢的文件格式。

激光掃描前的表面準(zhǔn)備工作

就像其他的目測檢查方法一樣，在激光掃描之前進(jìn)行一些適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚硎潜夭豢缮俚摹Ｋ^的適當(dāng)表面處理包括仔細(xì)清潔并去除待檢查樣品表面的任何涂層、銹跡和其他視覺障礙物。

激光掃描的工作原理

手持式激光掃描儀通過三角測量創(chuàng)建三維圖像。激光束從掃描儀投射到物體上，傳感器測量到物體表面的距離，數(shù)據(jù)是根據(jù)內(nèi)部坐標(biāo)系進(jìn)行收集的。要在掃描儀運(yùn)動的地方收集數(shù)據(jù)，必須確定掃描儀相對于表面的位置。而位置則一般是由掃描儀利用被掃描表面的參考特征(反射目標(biāo))來確定的。

通過連續(xù)的三角測量和距離測量過程，會形成具有曲面的多邊形平面（多邊形網(wǎng)格），而數(shù)以千計(jì)的這些小平面最終被組合在一起，以提供被檢測對象的腐蝕特征的詳細(xì)三維模型。

激光掃描是一種高分辨率的視覺檢查過程，因此可以獲取掃描儀視野范圍內(nèi)的所有數(shù)據(jù)。應(yīng)當(dāng)注意的是，激光掃描技術(shù)不應(yīng)與射線照相或超聲波檢測技術(shù)相混淆，后兩者是與激光掃描技術(shù)形成互補(bǔ)的兩種無損檢測方法。

激光掃描技術(shù)的優(yōu)勢

由于其特有的靈活性和可重復(fù)性，3D激光掃描生成的數(shù)據(jù)對于產(chǎn)品完整性工程師和工廠技術(shù)人員來說都是非常寶貴的。這些數(shù)據(jù)還可以進(jìn)行存儲和重復(fù)使用，以便將來進(jìn)行比較，并且可以將其更改為所需要的存儲格式，以便導(dǎo)入或用于數(shù)值建模等，使其更加適合服務(wù)評估和計(jì)算。因此，它也可以被其他地方的遠(yuǎn)程技術(shù)顧問、同事和其他專家共享，大家“協(xié)同”實(shí)時(shí)查看和審核這些數(shù)據(jù)。

來源：“無損檢測NDT”微信公眾號
作者：Joel Hicks
譯自：corrosionpedia
譯者：Vince

好文章,可以學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)。