能源行業(yè)數(shù)字化：3D掃描技術(shù)助力油氣管道表面缺陷三維測(cè)量與評(píng)估

油氣管道是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的“生命線(xiàn)”，與國(guó)家能源安全息息相關(guān)。近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)外油氣管道事故多發(fā)，不僅給國(guó)家造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還引起了人員傷亡事故。

因此如何快速、準(zhǔn)確測(cè)量與評(píng)價(jià)油氣管道缺陷從而有效降低管道安全風(fēng)險(xiǎn)是管道運(yùn)營(yíng)企業(yè)面臨的一大難題。

針對(duì)油氣管道的特有屬性，融入3D掃描技術(shù)和智能模型算法，突破傳統(tǒng)測(cè)量方法所面臨的局限性，能夠讓管道表面缺陷的識(shí)別和度量過(guò)程更加精準(zhǔn)、高效。

在這個(gè)案例中，我們將向您展示思看科技3D掃描儀如何助力油氣管道表面缺陷的快速識(shí)別和精準(zhǔn)度量。

01案例背景

案例中的客戶(hù)是浙江省白馬湖實(shí)驗(yàn)室有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“白馬湖實(shí)驗(yàn)室”），是經(jīng)浙江省政府批準(zhǔn)，由浙江省能源集團(tuán)有限公司牽頭，聯(lián)合浙江大學(xué)、西湖大學(xué)共建的新型研發(fā)機(jī)構(gòu)，是浙江省第三批省實(shí)驗(yàn)室。

本項(xiàng)目是思看科技聯(lián)合白馬湖實(shí)驗(yàn)室油氣團(tuán)隊(duì)，利用各自技術(shù)和資源優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與應(yīng)用落地。

白馬湖實(shí)驗(yàn)室油氣團(tuán)隊(duì)在管道安全管控、狀態(tài)評(píng)價(jià)和成果應(yīng)用推廣等方面具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累，結(jié)合思看科技先進(jìn)的三維視覺(jué)測(cè)量解決方案，緊扣產(chǎn)業(yè)需求，開(kāi)發(fā)出應(yīng)對(duì)管道外表面缺陷（如腐蝕、凹陷、機(jī)械損傷等）的高效準(zhǔn)確的測(cè)量和評(píng)價(jià)方案。

該項(xiàng)目的成功開(kāi)發(fā)為油氣管道的搶修爭(zhēng)取了寶貴的時(shí)間，也為管道的壽命評(píng)估打下更好的基礎(chǔ)。

02客戶(hù)需求與痛點(diǎn)

1. 客戶(hù)對(duì)管道缺陷測(cè)量精準(zhǔn)度要求較高，并考慮管道橢圓度，要求測(cè)量準(zhǔn)確性≥98%，缺陷模型還原率≥98%。
2. 管道檢測(cè)一般在野外或管溝進(jìn)行，受制于環(huán)境嚴(yán)苛，單次測(cè)量時(shí)長(zhǎng)至少需要半天，尤其是缺陷數(shù)量較多的情況下，測(cè)量所需時(shí)間更長(zhǎng)，希望借助3D掃描設(shè)備提高檢測(cè)效率。
3. 傳統(tǒng)測(cè)量方式是通過(guò)常規(guī)尺量網(wǎng)格法測(cè)量管道缺陷處的幾何尺寸，并由專(zhuān)業(yè)人員依據(jù)相關(guān)評(píng)價(jià)規(guī)范對(duì)缺陷處進(jìn)行定量計(jì)算和級(jí)別評(píng)定。

傳統(tǒng)測(cè)量方法存在以下缺點(diǎn)：
1. 缺陷處測(cè)量誤差大、測(cè)量效率低、耗時(shí)長(zhǎng)，難以保證評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
2. 評(píng)價(jià)時(shí)間長(zhǎng)、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)多，對(duì)評(píng)價(jià)人員專(zhuān)業(yè)要求高。
3. 數(shù)據(jù)管理能力落后且檢測(cè)結(jié)果不直觀(guān)，不便于后續(xù)建立管道檢測(cè)歷史模型庫(kù)，并且進(jìn)一步預(yù)測(cè)評(píng)估管道缺陷風(fēng)險(xiǎn)情況。
因此，客戶(hù)亟需尋求一種更為快速、精確、智能化的管道外表面缺陷測(cè)量與評(píng)價(jià)手段。

03三維測(cè)量的挑戰(zhàn)

1. 管道尺寸較大，直徑在100mm到1014mm范圍內(nèi)，對(duì)掃描面幅和掃描速率要求較高。
2. 管道多為鋼質(zhì)或PE材質(zhì)，當(dāng)激光投射在鋼質(zhì)高亮表面時(shí)會(huì)被反射到別處，導(dǎo)致掃描儀無(wú)法捕捉邊緣細(xì)節(jié)，從而影響掃描精度。
3. 管道表面分布大量小尺寸缺陷，普通掃描儀很難掃描全面。
4. 作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)多為野外、管溝等戶(hù)外環(huán)境，往往不方便連接電源或攜帶電腦，需要可以滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)測(cè)量場(chǎng)景的掃描方案。
5.管道存在一定的橢圓度，管道模型和缺陷模型還原難度大，缺陷的測(cè)量準(zhǔn)確性較難保證。

04解決方案

為了更為高效精準(zhǔn)地評(píng)價(jià)管道外表面缺陷，客戶(hù)最終選擇了思看科技KSCAN系列復(fù)合式3D掃描儀搭配AirGO Power無(wú)線(xiàn)測(cè)量模塊。
KSCAN系列是紅外+藍(lán)色激光計(jì)量級(jí)復(fù)合式三維激光掃描儀，內(nèi)置全局?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)，輕松應(yīng)對(duì)大尺寸管道的三維數(shù)據(jù)采集，標(biāo)配多種工作模式，適用于各種復(fù)雜缺陷處的精密測(cè)量，極大簡(jiǎn)化了管道三維檢測(cè)全流程。

AirGO Power無(wú)線(xiàn)測(cè)量模塊內(nèi)置獨(dú)立的運(yùn)算和顯示單元，自由搭配思看科技不同類(lèi)型的手持式三維激光掃描儀，代替電腦對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理與展示，滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)于戶(hù)外、管溝等沒(méi)有電源或不方便攜帶電腦場(chǎng)景下的無(wú)線(xiàn)測(cè)量需求。

本次項(xiàng)目通過(guò)結(jié)合三維掃描設(shè)備和三維測(cè)量軟件，實(shí)現(xiàn)管道缺陷的一站式測(cè)量、評(píng)價(jià)與存儲(chǔ)管理，實(shí)時(shí)在線(xiàn)生成缺陷報(bào)告，清晰顯示缺陷位置和屬性。

05方案優(yōu)勢(shì)

精密計(jì)量，極致細(xì)節(jié)

管道表面分布大量小尺寸缺陷，缺陷處的細(xì)小特征需要超高的點(diǎn)云分辨率才能精準(zhǔn)采集，KSCAN系列掃描精度0.02mm，最小分辨率可達(dá)0.01mm，配備專(zhuān)攻黑色和高亮物體的掃描模式，即便管道表面材質(zhì)光亮，也能清晰還原每一處缺陷細(xì)節(jié)。

高效暢快，無(wú)損檢測(cè)

掃描面幅可達(dá)1440 mm x 860 mm，最高掃描速率1,650,000 次測(cè)量/秒，能快速獲取管道表面所有缺陷處（如腐蝕、點(diǎn)蝕、機(jī)械損傷、褶皺等）的三維數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集全程只需20min，相比傳統(tǒng)測(cè)量方案，大大縮短了時(shí)間成本。

實(shí)時(shí)分析，可視化呈現(xiàn)

AirGO Power搭載KSCAN系列三維掃描儀，無(wú)需電腦就可以實(shí)時(shí)完成數(shù)據(jù)的采集、分析處理、存儲(chǔ)和展示。
通過(guò)掃描管道缺陷部位，對(duì)采集到的缺陷處真實(shí)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，精準(zhǔn)獲取管道表面缺陷處的特征數(shù)據(jù)以及管道周?chē)�環(huán)境參數(shù)。

AirGO Power自帶7英寸觸控彩屏，實(shí)時(shí)呈現(xiàn)缺陷處的三維模型，不需要借助其它工具就可以獲得不同類(lèi)型管道表面損傷數(shù)據(jù)并現(xiàn)場(chǎng)生成完整詳細(xì)的可視化報(bào)告，協(xié)助工程師快速地分析缺陷成因。

簡(jiǎn)易便攜，輕松部署

KSCAN+AirGO Power無(wú)線(xiàn)測(cè)量模塊的高度便攜性使用戶(hù)可以在野外、管溝等環(huán)境進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)三維掃描，AirGO Power內(nèi)置獨(dú)立運(yùn)算單元，外置雙電池循環(huán)工作，輕松擺脫電源線(xiàn)和電腦束縛。

掃描過(guò)程只需要較少標(biāo)記點(diǎn)就可以測(cè)量管道缺陷情況，操作門(mén)檻極低，單人就可以完成掃描-分析-報(bào)告全過(guò)程。

全面數(shù)據(jù)采集，建立數(shù)字化檔案

將管道缺陷處三維模型記錄于管道檢測(cè)歷史模型庫(kù)中，便于后續(xù)比對(duì)分析管道缺陷情況以及預(yù)測(cè)缺陷的發(fā)展演變趨勢(shì)，從而更加精準(zhǔn)地進(jìn)行管道缺陷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)以及剩余壽命估算。

06客戶(hù)評(píng)價(jià)

該項(xiàng)目設(shè)備已在浙江省天然氣省網(wǎng)中得到應(yīng)用，具有掃描死角少、測(cè)量精度高、評(píng)價(jià)結(jié)果快速準(zhǔn)確的特點(diǎn)。能夠降低管道外表面缺陷測(cè)量評(píng)價(jià)成本，減少了企業(yè)在人力、物力成本以及時(shí)間上的投入。

項(xiàng)目以其獨(dú)創(chuàng)性、先進(jìn)性和實(shí)用性，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的空白，推動(dòng)了油氣行業(yè)的進(jìn)步，具備廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。

能源工程是一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的支柱型產(chǎn)業(yè)，除了在油氣管道檢測(cè)方面的應(yīng)用，思看科技的3D掃描解決方案還應(yīng)用在太陽(yáng)能、風(fēng)能、水利工程等能源領(lǐng)域各個(gè)環(huán)節(jié)，包括設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)制造、質(zhì)量檢測(cè)、過(guò)程控制等，為能源行業(yè)提供高效精密的三維測(cè)量解決方案。

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