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量與評估

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

因此如何快速、準(zhǔn)確測量與評價油氣管道缺陷從而有效降低管道安全風(fēng)險是管道運(yùn)營企業(yè)面臨的一大難題。

針對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)測量方法所面臨的局限性，能夠讓管道表面缺陷的識別和度量過程更加精準(zhǔn)、高效。

在這個案例中，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別和精準(zhǔn)度量。

01案例背景

案例中的客戶是浙江省白馬湖實(shí)驗(yàn)室有限公司（簡稱“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，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(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)評價和成果應(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)的三維視覺測量解決方案，緊扣產(chǎn)業(yè)需求，開發(fā)出應(yīng)對管道外表面缺陷（如腐蝕、凹陷、機(jī)械損傷等）的高效準(zhǔn)確的測量和評價方案。

該項(xiàng)目的成功開發(fā)為油氣管道的搶修爭取了寶貴的時間，也為管道的壽命評估打下更好的基礎(chǔ)。

02客戶需求與痛點(diǎn)

1. 客戶對管道缺陷測量精準(zhǔn)度要求較高，并考慮管道橢圓度，要求測量準(zhǔn)確性≥98%，缺陷模型還原率≥98%。
2. 管道檢測一般在野外或管溝進(jìn)行，受制于環(huán)境嚴(yán)苛，單次測量時長至少需要半天，尤其是缺陷數(shù)量較多的情況下，測量所需時間更長，希望借助3D掃描設(shè)備提高檢測效率。
3. 傳統(tǒng)測量方式是通過常規(guī)尺量網(wǎng)格法測量管道缺陷處的幾何尺寸，并由專業(yè)人員依據(jù)相關(guān)評價規(guī)范對缺陷處進(jìn)行定量計(jì)算和級別評定。

傳統(tǒng)測量方法存在以下缺點(diǎn)：
1. 缺陷處測量誤差大、測量效率低、耗時長，難以保證評價結(jié)果的準(zhǔn)確性。
2. 評價時間長、評價標(biāo)準(zhǔn)多，對評價人員專業(yè)要求高。
3. 數(shù)據(jù)管理能力落后且檢測結(jié)果不直觀，不便于后續(xù)建立管道檢測歷史模型庫，并且進(jìn)一步預(yù)測評估管道缺陷風(fēng)險情況。
因此，客戶亟需尋求一種更為快速、精確、智能化的管道外表面缺陷測量與評價手段。

03三維測量的挑戰(zhàn)

1. 管道尺寸較大，直徑在100mm到1014mm范圍內(nèi)，對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)高亮表面時會被反射到別處，導(dǎo)致掃描儀無法捕捉邊緣細(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)場多為野外、管溝等戶外環(huán)境，往往不方便連接電源或攜帶電腦，需要可以滿足無線測量場景的掃描方案。
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)地評價管道外表面缺陷，客戶最終選擇了思看科技KSCAN系列復(fù)合式3D掃描儀搭配AirGO Power無線測量模塊。
KSCAN系列是紅外+藍(lán)色激光計(jì)量級復(fù)合式三維激光掃描儀，內(nèi)置全局?jǐn)z影測量系統(tǒng)，輕松應(yīng)對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)雜缺陷處的精密測量，極大簡化了管道三維檢測全流程。

AirGO Power無線測量模塊內(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型的手持式三維激光掃描儀，代替電腦對數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理與展示，滿足客戶對于戶外、管溝等沒有電源或不方便攜帶電腦場景下的無線測量需求。

本次項(xiàng)目通過結(jié)合三維掃描設(shè)備和三維測量軟件，實(shí)現(xiàn)管道缺陷的一站式測量、評價與存儲管理，實(shí)時在線生成缺陷報告，清晰顯示缺陷位置和屬性。

05方案優(yōu)勢

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，無損檢測

掃描面幅可達(dá)1440 mm x 860 mm，最高掃描速率1,650,000 次測量/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)測量方案，大大縮短了時間成本。

實(shí)時分析，可視化呈現(xiàn)

AirGO Power搭載KSCAN系列三維掃描儀，無需電腦就可以實(shí)時完成數(shù)據(jù)的采集、分析處理、存儲和展示。
通過掃描管道缺陷部位，對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)以及管道周圍環(huán)境參數(shù)。

AirGO Power自帶7英寸觸控彩屏，實(shí)時呈現(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型管道表面損傷數(shù)據(jù)并現(xiàn)場生成完整詳細(xì)的可視化報告，協(xié)助工程師快速地分析缺陷成因。

簡易便攜，輕松部署

KSCAN+AirGO Power無線測量模塊的高度便攜性使用戶可以在野外、管溝等環(huán)境進(jìn)行現(xiàn)場三維掃描，AirGO Power內(nèi)置獨(dú)立運(yùn)算單元，外置雙電池循環(huán)工作，輕松擺脫電源線和電腦束縛。

掃描過程只需要較少標(biāo)記點(diǎn)就可以測量管道缺陷情況，操作門檻極低，單人就可以完成掃描-分析-報告全過程。

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歷史模型庫中，便于后續(xù)比對分析管道缺陷情況以及預(yù)測缺陷的發(fā)展演變趨勢，從而更加精準(zhǔn)地進(jìn)行管道缺陷風(fēng)險評價以及剩余壽命估算。

06客戶評價

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、測量精度高、評價結(jié)果快速準(zhǔn)確的特點(diǎn)。能夠降低管道外表面缺陷測量評價成本，減少了企業(yè)在人力、物力成本以及時間上的投入。

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

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

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