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)濟損失，還引起了人員傷亡事故。

因此如何快速、準確測量與評價油氣管道缺陷從而有效降低管道安全風險是管道運營企業(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、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度量。

01案例背景

案例中的客戶是浙江省白馬湖實驗室有限公司（簡稱“白馬湖實驗室”），是經(jīng)浙江省政府批準，由浙江省能源集團有限公司牽頭，聯(lián)合浙江大學、西湖大學共建的新型研發(fā)機構(gòu)，是浙江省第三批省實驗室。

本項目是思看科技聯(lián)合白馬湖實驗室油氣團隊，利用各自技術(shù)和資源優(yōu)勢，實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)與應用落地。

白馬湖實驗室油氣團隊在管道安全管控、狀態(tài)評價和成果應用推廣等方面具有豐富的實踐經(jīng)驗和技術(shù)積累，結(jié)合思看科技先進的三維視覺測量解決方案，緊扣產(chǎn)業(yè)需求，開發(fā)出應對管道外表面缺陷（如腐蝕、凹陷、機械損傷等）的高效準確的測量和評價方案。

該項目的成功開發(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

1. 客戶對管道缺陷測量精準度要求較高，并考慮管道橢圓度，要求測量準確性≥98%，缺陷模型還原率≥98%。
2. 管道檢測一般在野外或管溝進行，受制于環(huán)境嚴苛，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)范對缺陷處進行定量計算和級別評定。

傳統(tǒng)測量方法存在以下缺點：
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)果的準確性。
2. 評價時間長、評價標準多，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，并且進一步預測評估管道缺陷風險情況。
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)，當激光投射在鋼質(zhì)高亮表面時會被反射到別處，導致掃描儀無法捕捉邊緣細節(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，缺陷的測量準確性較難保證。

04解決方案

為了更為高效精準地評價管道外表面缺陷，客戶最終選擇了思看科技KSCAN系列復合式3D掃描儀搭配AirGO Power無線測量模塊。
KSCAN系列是紅外+藍色激光計量級復合式三維激光掃描儀，內(nèi)置全局攝影測量系統(tǒng)，輕松應對大尺寸管道的三維數(shù)據(jù)采集，標配多種工作模式，適用于各種復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)置獨立的運算和顯示單元，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。

本次項目通過結(jié)合三維掃描設(shè)備和三維測量軟件，實現(xiàn)管道缺陷的一站式測量、評價與存儲管理，實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

精密計量，極致細節(jié)

管道表面分布大量小尺寸缺陷，缺陷處的細小特征需要超高的點云分辨率才能精準采集，KSCAN系列掃描精度0.02mm，最小分辨率可達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節(jié)。

高效暢快，無損檢測

掃描面幅可達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、點蝕、機械損傷、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點云數(shù)據(jù)進行處理，精準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)境進行現(xiàn)場三維掃描，AirGO Power內(nèi)置獨立運算單元，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記點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測缺陷的發(fā)展演變趨勢，從而更加精準地進行管道缺陷風險評價以及剩余壽命估算。

06客戶評價

該項目設(shè)備已在浙江省天然氣省網(wǎng)中得到應用，具有掃描死角少、測量精度高、評價結(jié)果快速準確的特點。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。

項目以其獨創(chuàng)性、先進性和實用性，填補了國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白，推動了油氣行業(yè)的進步，具備廣泛的推廣應用價值。

能源工程是一個國家國民經(jīng)濟和國防建設(shè)的支柱型產(chǎn)業(yè)，除了在油氣管道檢測方面的應用，思看科技的3D掃描解決方案還應用在太陽能、風能、水利工程等能源領(lǐng)域各個環(huán)節(jié)，包括設(shè)計研發(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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