Как 3D-сканеры используют в нефтегазовой отрасли

Основные задачи 3D-сканеров

Быстрый мониторинг состояния многих тысяч километров трубопроводов, оценка их коррозии и механических повреждений, проверка внутреннего состояния труб и другого оборудования — главные задачи 3D-сканеров.

Мониторинг состояния инфраструктуры и оборудования

3D-сканеры позволяют обнаруживать трещины, деформации, коррозию, повреждения трубопроводов или конструкций, в том числе невидимые невооруженным глазом. Так при сканировании трубопровода или резервуара можно выявить износы и трещины, способные привести к утечке. Сканирование через определенные интервалы времени одного и того же объекта позволяет сравнивать исторические данные и отслеживать малейшие изменения.

Проектирование

Перед началом строительства или модернизации объекта данные об уже существующей инфраструктуре собираются с помощью 3D-сканирования. На основе полученной информации создаются точные цифровые модели, которые упрощают проектирование новых систем и оборудования, помогая оптимизировать решения, предотвратить ошибки и выявить потенциально аварийные участки.

Контроль качества

Сканирование в ходе строительных или ремонтных работ помогает контролировать соответствие объекта проектной документации. Данные сканирования позволяют быстро выявлять и устранять ошибки, что снижает риск проблем на поздних стадиях, повышает точность выполнения работ и сокращает время на устранение дефектов.

Создание документации

3D-модели на основе сканов служат основной для различной документации, связанной с анализом состояния объектов, ведением ремонтных и строительных работ. Цифровые архивы легко доступны удаленным сотрудникам, заказчикам и клиентам, что упрощает совместную работу.

Возможности

Трехмерные сканеры, используемые для работы с топливными трубопроводами, обладают рядом неоспоримых преимуществ по сравнению с обычными моделями. Сканер сам позиционирует себя относительно исследуемой трубы. Результирующая динамическая связь между деталью и сканером сохраняет точность и разрешающую способность даже в условиях вибраций.

Качество полученных данных можно проверить в реальном времени в процессе их сбора. Файл 3D-данных формируется в течение всего нескольких минут, после чего импортируется в ПО для получения объекта в виде 3D-модели.

Как это работает

Сканирование трубы технологически просто. Достаточно установить на нее контрольные метки, обвести сканером и через несколько минут вы получите четкий скан, на котором обозначатся все затронутые коррозией и физически поврежденные участки.

Система лазерного сканирования формирует 3D-модель существующего участка трубы. Сканер собирает данные с точностью до 40 микрон и отражает все возможные параметры: сварные соединения, результаты износа и вмятины. Данные трехмерного сканирования полностью совместимы с программным обеспечением для ультразвукового тестирования и контроля методом фазированной решетки.

ПО для оценки повреждений

Специализированное программное обеспечение объединяет в себе несколько модулей для оценки коррозии и механических повреждений. Программа позволяет изменять параметры, проводить анализ необходимых изменений технологического процесса и составлять отчеты.

Модуль для оценки коррозии очень быстро и эффективно обрабатывает данные, что обеспечивает мгновенное получение результатов на рабочей площадке. Данные представляются в виде готового отчета с повышенной точностью и воспроизводимостью по сравнению с традиционными измерительными устройствами, такими как уровнемеры, ультразвуковые датчики и однолучевые лазеры.

Еще один модуль специально создан для анализа механических повреждений трубопровода. Он включает в себя многочисленные функции, которые помогают определить наличие повреждений и принять правильное решение по их устранению. Мгновенные результаты можно получить сразу на экран компьютера.

Контроль состояния нефтяных резервуаров

На крупном нефтеперерабатывающем заводе (Испания) ручной 3D-сканер HandySCAN SILVER использовали для инспекции уровня коррозии нефтяных резервуаров. С помощью устройства были быстро собраны высокоточные данные. При этом отпала необходимость в сложных измерительных установках.

HandySCAN SILVER был сопряжен с программным обеспечением для анализа данных и создания точных карт распространения коррозии. В результате была составлена подробная отчетность и принято обоснованное решение о том, что немедленный ремонт резервуаров не требуется. Это помогло сохранить средства за счет отказа от ненужного обслуживания и простоя оборудования.

Создание проектной документации

Одна из крупнейших в мире нефтяных корпораций (США) столкнулась с необходимостью модернизации установки каталитического крекинга в сжатые сроки — за один месяц вместо обычных шести.

Предпочтение было отдано лазерному сканированию как единственному способу собрать точную и полную документацию в рамках дедлайна. Команда использовала три лазерных сканера Leica High Definition Surveying (HDS), работающих одновременно.

Заводу удалось сэкономить деньги на сборе данных и точно спланировать проектирование, строительство и монтаж новой установки каталитического крекинга.

Контроль размеров сосудов под давлением

Сосуды высокого давления представляют собой герметичные емкости для хранения и транспортировки химически опасных и взрывоопасных жидкостей и газов. Это оборудование должно изготавливаться в соответствии с точными спецификациями, т.к. аварийная ситуация может привести к катастрофе.

Требовалось подтвердить точность размеров и геометрии спроектированных сосудов.

Для измерения традиционно используют рулетки, штангенциркули и другие подобные инструменты, но все чаще специалисты прибегают к лазерному 3D-сканированию — более быстрой, точной и простой в применении технологии. Для контроля размеров был выбран портативный лазерный 3D-сканер SIMSCAN.

Интеграция 3D-сканирования в контроль качества сосудов высокого давления дает ключевые преимущества по сравнению с традиционными методами, позволяя производителям обнаруживать даже незначительные отклонения в геометрии и быстро вносить исправления до ввода оборудования в эксплуатацию.