Применение 3D-сканеров в градуировке резервуаров

Что это такое?

Градуировка — это процесс определения зависимости между уровнем заполнения резервуара и объемом содержимого. Применяется для измерения и учета запасов нефти, воды, жидких пищевых продуктов и других веществ. Результатом градуировки является градуировочная таблица, позволяющая определить объем хранимого вещества по уровню наполнения резервуара.

В некоторых случаях градуировка представляет собой систему меток, которые наносятся на стенки резервуара для определения уровня жидкости внутри него. Цель — определить объем вещества при различных уровнях заполнения. Шаг делений и точность градуировки зависят от задачи.

Для нужна градуировка?

Измерение и учет запасов

Точные градуировочные таблицы позволяют правильно рассчитывать объем хранимого вещества, снижая риски потерь и недостач.

Выявление деформаций

Со временем резервуар может изменять форму, что влияет на его реальный объем.

Контроль заправки и слива

Точные данные помогают избежать переполнения или недолива при транспортировке жидкостей.

Соответствие нормативам

Градуировка обязательна в ряде отраслей для выполнения стандартов измерений и безопасности.

Проектирование и модификация

В таких случаях, как ремонт крыши или замена уплотнений, точные данные о форме и состоянии резервуара играют ключевую роль. Они помогают избежать дорогостоящих задержек и переделок.

3D-сканирование резервуаров: как это работает?

Сканирование может проводиться как снаружи, так и изнутри резервуара. В процессе лазерный 3D-сканер очень быстро фиксирует миллионы точек.

На основе плотного облака точек строится максимально детализированная полигональная и математическая модель резервуара, с учетом его формы, возможных деформаций и неровностей. Это важно для точной градуировки, так как даже небольшие отклонения в геометрии могут повлиять на расчет объема.

Специальное программное обеспечение анализирует полученные данные и вычисляет объем при разных уровнях жидкости, создавая градуировочные таблицы с минимальной погрешностью.

Применение 3D-сканирования

Для решения связанных с градуировкой задач часто используются лазерные 3D-сканеры. Примеры моделей:

AM.TECH GLS10. Легкий, компактный и простой в работе лазерный лидар для решения базовых задач в области 3D-сканирования помещений и зданий. От российского производителя. Точность до 8 мм. Скорость: 320 000 точек/с.

FARO Focus Premium. Серия лазерных 3D‐сканеров для проведения измерений на расстоянии до 350 м. Точность определения дальности — до 1 мм, цветная камера для передачи реалистичной текстуры объектов, встроенные датчики положения в пространстве.

Преимущества 3D-сканирования

• Лазерные 3D-сканеры быстро захватывают информацию о высоте, диаметрах, углах, наклонах, форме, площади, объеме и т.д. Точность измерений может достигать 1–3 мм.

• Сравнение данных сканирования за разные периоды позволяет отслеживать изменения формы резервуара и своевременно обновлять градуировочные таблицы.

• 3D-модель, построенная на основе сканов, учитывает все неровности и деформации резервуара. Это позволяет рассчитать градуировочную таблицу с высокой точностью и минимизировать ошибки.

• В отличие от тахеометра, который требует измерения множества отдельных точек, 3D-сканер за одну операцию фиксирует полную геометрию объекта. Некоторые сканеры могут работать и внутри резервуаров.

Скорость

По данным компании SGS, мирового лидера в области испытаний, инспекционных услуг и сертификации, сканирование одной автозаправочной станции занимает всего порядка часа работы специалистов.

Приведем пример. Допустим, у нас есть резервуар диаметром 20 метров и высотой 15 метров, который необходимо полностью измерить. Лазерные 3D-сканеры, такие как FARO Focus, работают со скоростью 1–2 миллиона точек в секунду.

• Время на одну точку съемки: около 5 минут.
• Количество точек съемки: 6–8.
• Общее время: 30–40 минут.
• Обработка данных: 2–4 часа.
• Итог: полная цифровая модель резервуара за 4–5 часов.

Градуировка подземного бетонного резервуара резервного топлива на ТЭС

Специалисты инженерного предприятия «НГКИ» с помощью лазерного сканирования выполнили градуировку подземного бетонного резервуара резервного топлива тепловой электростанции на юге России. Емкость резервуара составила 5000 кубических метров.

Выполнить градуировку объемным методом было практически невозможно, поскольку утилизировать использованную воду вместе с остатками нефтепродуктов было бы очень дорого и нерентабельно.

Еще одним преимуществом лазерного сканирования стала возможность работать практически в условиях от +30°C до -15°C, в любое время суток.

Ячеистая структура кровли и бетонные внутренние опоры резервуара сильно усложнили процесс построения итоговой обмерной 3D-модели внутреннего пространства резервуара. Однако специалистам удалось с помощью сканирования собрать точные данные и построить 3D-модели, позволяющие полностью учесть сложную форму и внутреннюю конструкцию резервуара.

Итого работы стали точные градуировочные таблицы, переданные заказчику.

Источник: https://www.ngce.ru/news-i410.html