3D-сканеры в работе с трубами — от проектирования до контроля

Проектирование

В отличие от традиционных измерений, съемка с помощью лазерного сканера позволяет получить цифровую модель всего объекта, а не его отдельных частей. Это позволяет избежать при проектировании ошибок, повторных замеров, искажений, а значит, и лишних расходов.

Скорость сбора данных — еще одно преимущество 3D-сканеров. Производительность 3D-сканера гораздо выше, чем у тахеометров, и может достигать более миллиона измерений в секунду. Высокая скорость сбора данных сокращает время на выполнение проекта и монтаж объекта.

3D-модель объекта создается в специальном программного обеспечении, где ее можно анализировать и корректировать, как угодно. Результатами работы в цифровом виде легко делиться со всей командой.

Кейс: получение 3D-модели трубопровода Пермской ГРЭС

Цель проекта

Получить точную цифровую копию трубопровода для подготовки его реконструкции.

Сложности

• место проведения работ представляло собой опасный производственный объект;
• вертикальная протяженность трубопровода составляла свыше 80 метров. Он проходил через 8 этажей здания ГРЭС с очень ограниченными зонами видимости между этажами.

Решение

Для оцифровки трубопровода инженеры компании «НГКИ» использовали лазерный сканер Leica HDS6100.

Результат

По итогу полевых работ было создано сшитое облако из 1,7 миллиарда точек. На его основе была построена 3D-модель трубопровода.

Кейс: проектирование трубопровода для студенческого кампуса

Проект: установка в студенческом кампусе чиллера с воздушным охлаждением и замена нескольких воздухообрабатывающих установок и конденсаторов. Необходимо было спроектировать систему охлажденной воды и проложить трубопроводы наиболее экономичным и эстетичным способом.

Сложности:

• у заказчика отсутствовали актуальные чертежи;
• трубопроводы пришлось прокладывать снаружи здания. Этот могло быть сложно и дорого, т.к. там уже были установлены балки и воздуховоды.

Решение

Т.к. чертежи отсутствовали, для новых измерений использовали сканер FARO Focus M. С его помощью здания были быстро просканированы внутри и снаружи. Один сеанс лазерного сканирования заменил несколько недель обычного сбора измерений. Данные были переданы в программу для построения точных трехмерных моделей зданий и разработки оптимальной системы поддержки труб.

Проверка

Трубопроводы часто имеют участки неправильной формы, что затрудняет оценку их повреждений с помощью визуальных или ручных измерений. Высокотехнологичное 3D-сканирование позволяет проверять трубопроводы без ущерба для безопасности, целостности и точности.

Также системы трехмерного сканирования применяют для оценки оседания конструкций, контроля деформации и других параметров. Своевременное устранение возможных дефектов позволяет компаниям избежать огромных убытков.

Одна из главных причин разрывов и утечек в трубопроводах — коррозия. Чтобы предотвращать связанные с ней проблемы, компании тратят огромные деньги. 3D-сканеры — надежный и в то же время бюджетный инструмент для обнаружения признаков коррозии, механических повреждений, износа нефтяных и газовых труб.

Преимущества 3D-сканеров:

• точные результаты измерений;
• бесконтактный неразрушающий контроль;
• визуализация дефектов с помощью специального ПО;
• предоставление максимально полных данных в виде интуитивно понятных отчетов;
• возможность создать цифровую базу данных повреждений для дальнейшего сравнения и анализа, проведения своевременной профилактики.

Кейс: подробный анализ повреждений газопроводов

Задача

Компания Scantech (Китай) помогла местному Научно-исследовательскому институту энергетики проверить газопроводы на наличие коррозии, механический повреждений и трещин. Нужно было провести подробный анализ повреждений путем получения полной 3D-визуализации проверенных участков.

Решение

Инженеры использовали высокоточный 3D-сканер KSCAN, захватывающий объекты с точностью до 0,02 мм. Режим инфракрасных лазеров позволяет устройству сканировать большие площади за минимальное время со скоростью до 2 700 000 измерений/с.

Результат

На сбор данных ушло около 20 минут. Получив точные данные в высоком разрешении, инженеры создали 3D-модели поврежденных участков с конкретными значениями. Информация была обработана в специальном ПО для получения характеристик дефектов и выявления причин повреждений.

Модернизация

Когда возникает необходимость замены или модернизации промышленных труб, часто случается, что необходимая документация утрачена или устарела, потому что объект успел деформироваться. Одновременно с этим требуется высокая точность исходных данных. Ошибки приводят к простоям, потерям ресурсов и даже могут стоить человеческой жизни.

3D-сканирование позволяет достичь высокой степени точности и контроля качества за счет измерения существующего объекта, а не использования сомнительных чертежей.

В случае с модернизацией компонентов трубопровода, можно отсканировать изготовленные замены и сопоставить их со сканами места будущей установки. Это позволит достичь идеальной посадки.

Кейс: замена фильтра на измерительном трубопроводе

Задача

Требовалось заменить устаревший сетчатый фильтр на измерительном трубопроводе. Сложность заключалась в том, что существующий трубопровод отклонился на два градуса от своей первоначальной формы. Деталь требовалось модифицировать, чтобы она соответствовала трубе. Перепроектирование фильтра после его установки повлекло бы серьезные затраты.

Решение

Для проведения измерений специалисты воспользовалась 3D-сканером FARO, захватывающим поверхность с точностью до 1 мм. Кроме того, сканер эффективно работает даже в условиях Крайнего Севера, весит всего 4 кг, легко помещается в дорожном кейсе и оснащен съемным аккумулятором.

Результат

Точно определив угол отклонения трубы с помощью 3D-сканирования, инженеры соответствующим образом спроектировали новую деталь.

Выводы: как 3D-сканеры используются в проектировании, проверке и модернизации труб

3D-сканеры позволяют быстро и точно оцифровывать самые сложные участки трубопроводов различного назначения. При этом они лучше традиционных инструментов справляются с диагностикой состояния труб.

3D-сканирование обеспечивает:

• высокую точность данных;
• значительную экономию ресурсов, т.к. сканеры работают очень быстро;
• захват сложной геометрии, в том числе, участков, недоступных для ручного измерения;
• быстрое создание высокоточных 3D-моделей с помощью специального ПО;
• легкий обмен данными и возможность создания базы знаний для последующего сравнения, анализа и поиска решений. С помощью 3D-модели можно «виртуально» вернуться на объект даже не выходя из офиса.

Применение 3D-сканеров позволяет избежать при проектировании ошибок, повторных замеров, искажений, а значит, и лишних расходов. В сочетании со специальным софтом ЗD-сканеры предоставляют уникальные возможности для визуализации и проектирования труб.