三维激光分析技术：管道无损检测和腐蚀评估的新型利器

3D激光扫描仪正逐渐成为对工业管道进行无损检测和腐蚀评估的首选工具之一，尤其是在海上石油管道和天然气平台周围难以进入的复杂区域内。

图片来源：澳大利亚腐蚀协会（ACA）

  
无损检测是指在不损害或不影响被检测对象的物理、化学性能以及内部组织的前提下，利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化，以物理或化学方法为手段，借助现代化的技术和设备器材，对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。
由于不会影响到被检测对象，因此，无损检测技术已经成为节省时间成本和经济成本的最有价值的检测技术之一。

3D激光扫描仪：准确、快速！

现在，检查人员只需要配备一个便携式手持激光扫描仪就可以在一些复杂管道支架或类似结构下，创建出详细的三维表面图像。事实证明，该过程非常有效，结果准确度高，并且比传统的无损检测方法更快速。

一些具有前瞻性思维和创新精神的油气公司正开始通过接受这种新兴检测服务而获益。至少目前，市场上还没有任何一种其他检查方法能够在如此短的时间内提供如此丰富和详细的检测结果。

在典型的材料评估过程中，一旦完成对管道或其他结构的扫描，就会从现场引入3D数据，然后在详细报告中对其进行分析和传输。几分钟之内，资产完整性工程师就可以据此进一步指导维护人员和/或涂层人员进行必要的补救工作。其最终结果就是：管道的所有者通过减少停机时间和最小化生产损失来节省了大量的潜在成本。

高清扫描仪可以通过激光轮廓测量法（精确到0.05毫米）来生成三维数据，这种测量法可以进行完美的缩放，以更好地呈现出样品的真实几何形状。生成的3D图像的真实性使得技术人员可以很轻易地观察所有的表面缺陷，例如腐蚀特征等。

对三维数据进行进一步的后处理，可以得到丰富多彩的腐蚀图像，图像信息包括详细的壁厚损失数据、腐蚀特征尺寸、体积损失数据、截面剖面等，这些信息都可以转换成能被随时查询的文件格式。

激光扫描前的表面准备工作

就像其他的目测检查方法一样，在激光扫描之前进行一些适当的表面处理是必不可少的。所谓的适当表面处理包括仔细清洁并去除待检查样品表面的任何涂层、锈迹和其他视觉障碍物。

激光扫描的工作原理

手持式激光扫描仪通过三角测量创建三维图像。激光束从扫描仪投射到物体上，传感器测量到物体表面的距离，数据是根据内部坐标系进行收集的。要在扫描仪运动的地方收集数据，必须确定扫描仪相对于表面的位置。而位置则一般是由扫描仪利用被扫描表面的参考特征(反射目标)来确定的。

通过连续的三角测量和距离测量过程，会形成具有曲面的多边形平面（多边形网格），而数以千计的这些小平面最终被组合在一起，以提供被检测对象的腐蚀特征的详细三维模型。

激光扫描是一种高分辨率的视觉检查过程，因此可以获取扫描仪视野范围内的所有数据。应当注意的是，激光扫描技术不应与射线照相或超声波检测技术相混淆，后两者是与激光扫描技术形成互补的两种无损检测方法。

激光扫描技术的优势

由于其特有的灵活性和可重复性，3D激光扫描生成的数据对于产品完整性工程师和工厂技术人员来说都是非常宝贵的。这些数据还可以进行存储和重复使用，以便将来进行比较，并且可以将其更改为所需要的存储格式，以便导入或用于数值建模等，使其更加适合服务评估和计算。因此，它也可以被其他地方的远程技术顾问、同事和其他专家共享，大家“协同”实时查看和审核这些数据。

来源：“无损检测NDT”微信公众号
作者：Joel Hicks
译自：corrosionpedia
译者：Vince

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