天然氣因其優(yōu)質(zhì)、高效、潔凈的特點(diǎn)，在能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中比例日趨增大。同時(shí)，我國(guó)99%的天然氣是通過管道運(yùn)輸?shù)?，尤其是近年來我?guó)天然氣管道建設(shè)速度加快，管道的數(shù)量在不斷增加。

    然而，天然氣由于其易燃、易爆等特性，易引發(fā)人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失或環(huán)境污染等事故。如06年四川省某輸氣站因天然氣管線螺旋焊縫存在缺陷，天然氣泄露引發(fā)爆炸事故，造成10人死亡，多人受傷；07年北京海淀區(qū)太平路東口一處地下天然氣管道發(fā)生泄露，導(dǎo)致2名井下作業(yè)的工人中毒身亡。

    為了預(yù)防事故的發(fā)生，需要對(duì)天然氣管道常見的失效模式進(jìn)行分析，并找出天然氣管道失效的原因，從而采取有針對(duì)性的預(yù)防、控制和管理措施。

    管件檢測(cè)需求

    天然氣管道的主要失效模式，包括管體斷裂、接口泄露、管體爆炸、過量變形、材料性能退化、表面損傷等。某管材研究所為了分析管材折彎的失效模式，需要對(duì)兩根輸氣管進(jìn)行外部尺寸檢測(cè)、折彎下的失效分析等。

    這兩個(gè)管路測(cè)量主要難度在于：管件長(zhǎng)度分別為2m/1m，折彎部位褶皺明顯，彎曲的形狀多，需要采集完整的數(shù)據(jù)，才能進(jìn)行尺寸公差檢測(cè)和失效分析。

    3D掃描檢測(cè)方案

    為了高效地完成此次測(cè)量，新拓三維技術(shù)工程師采用XTOM三維光學(xué)掃描測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)管件進(jìn)行全尺寸數(shù)據(jù)采集。XTOM測(cè)量系統(tǒng)單幅精度可達(dá)0.005mm，可以更好地滿足客戶對(duì)測(cè)量精度的要求。

    檢測(cè)過程

    將樣件噴圖顯影劑，黏貼標(biāo)志點(diǎn)，掃描物體表面，獲得1:1的高精度三維表面數(shù)據(jù)模型。

    導(dǎo)出STL三維掃描數(shù)據(jù)，并在三維檢測(cè)軟件中進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。

    檢測(cè)分析

    根據(jù)客戶的需求，我們對(duì)掃描獲取的三角網(wǎng)格模型進(jìn)行分析檢測(cè)，并為客戶測(cè)量其中一支彎曲變形管子的折彎數(shù)據(jù)。

    直接輸出折彎數(shù)據(jù)報(bào)告，通過尺寸標(biāo)注展現(xiàn)折彎數(shù)據(jù)，并在多個(gè)位置標(biāo)注得到該處的折彎數(shù)據(jù)，包括如圖所示的最高位置和最低位置的折彎數(shù)值。

    采用新拓三維XTOM測(cè)量系統(tǒng)，該研究所將產(chǎn)品三維模型與設(shè)計(jì)圖紙對(duì)比，對(duì)管件產(chǎn)品進(jìn)行度量、比較、分析，更精準(zhǔn)地判斷管件產(chǎn)品的三維尺寸偏差。另外，通過對(duì)折彎數(shù)據(jù)的測(cè)量，與有限元分析比對(duì)，可更好地歸納出管道折彎后變形及失效的數(shù)據(jù)值。

    天然氣管道運(yùn)輸具有成本低、運(yùn)量大、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，是天然氣走向市場(chǎng)的主要途徑。對(duì)天然氣管件進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)是必不可少的一道工序，可保證管件在下道工序、安裝使用時(shí)符合各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，投入使用過程中符合相關(guān)的安全規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。