三維測(cè)量?jī)?nèi)窺鏡在管道焊縫檢測(cè)中的應(yīng)用
管道是很多行業(yè)的重要設(shè)施,例如:火力電站鍋爐的過(guò)熱器和再熱器管道、集箱和蒸汽管道等,這些管道的橫截面形狀、直徑、壁厚,以及內(nèi)部輸送材料各有不同,但是它們往往有一個(gè)共同點(diǎn):內(nèi)部都有焊接部分。本文以韋林工業(yè)內(nèi)窺鏡為例,介紹三維測(cè)量?jī)?nèi)窺鏡在管道焊縫檢測(cè)中的應(yīng)用。
搭載了單物鏡相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù)的工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡 XLG4-MViQ(Everest Mentor Visual iQ)是韋林三維測(cè)量?jī)?nèi)窺鏡的代表產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品旨在為航空航天、汽車和制造業(yè)等各行各業(yè)的重要資產(chǎn)提供高質(zhì)量的視覺(jué)檢測(cè),XLG4-MViQ 不僅具有直觀的觸摸屏界面、無(wú)線連接、高分辨率成像和人工智能輔助缺陷自動(dòng)識(shí)別等先進(jìn)功能,而且其相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù)在內(nèi)窺測(cè)量方面優(yōu)勢(shì)顯著,本文介紹的管道焊縫檢測(cè)應(yīng)用就是其中之一。
應(yīng)用背景:無(wú)論是石油和天然氣市場(chǎng)的立管,還是制藥或其他加工行業(yè)的不銹鋼管道,在完成管道焊接后,制造商通常要檢查管道焊縫,觀察是否有焊接質(zhì)量問(wèn)題,其中的重要內(nèi)容之一是:驗(yàn)證焊縫是否完全穿透基底金屬(焊透),并且焊縫高度是否不超過(guò)預(yù)設(shè)的最大值。他們往往采用能夠直觀探查的內(nèi)窺檢測(cè)技術(shù),如果發(fā)現(xiàn)焊縫比母材低很多,那么這根管子可能面臨報(bào)廢的結(jié)果;反之,如果焊縫太高,會(huì)限制材料在管道內(nèi)的流動(dòng),也會(huì)做報(bào)廢處理。
技術(shù)難點(diǎn):使用內(nèi)窺鏡可以直觀觀察各種焊接缺陷,然而焊縫測(cè)量并非易事,而造成這種困難的原因是:管道的曲率。大部分視頻內(nèi)窺鏡內(nèi)置的傳統(tǒng)深度測(cè)量方法在單一參考平面上工作,并測(cè)量相對(duì)于該單一平面的深度或高度。對(duì)于有曲率的管道表面來(lái)說(shuō),這樣的單一平面僅針對(duì)管道表面的某一個(gè)點(diǎn)有效,難以得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。
解決方案:韋林三維測(cè)量?jī)?nèi)窺鏡搭載了一種創(chuàng)新的測(cè)量模式(測(cè)量方法)—— 區(qū)域深度剖面測(cè)量。使用這種測(cè)量模式,可以在焊縫的一側(cè)放置兩個(gè)光標(biāo),在另一側(cè)放置第三個(gè)光標(biāo)。系統(tǒng)將根據(jù)管壁曲率確定表面走向,然后在檢測(cè)區(qū)域范圍內(nèi)查看橫跨焊縫的剖面切片集合,并自動(dòng)識(shí)別相對(duì)于基材的最深點(diǎn)或最高點(diǎn)。也就是說(shuō),針對(duì)未焊透缺陷,該測(cè)量方法將找到最深點(diǎn),如果想了解焊縫的最大高度,系統(tǒng)同樣會(huì)自動(dòng)識(shí)別相應(yīng)的最高點(diǎn)。在顯示最深點(diǎn)的深度值或最高點(diǎn)的高度值后,系統(tǒng)還可以根據(jù)用戶需求提供測(cè)量位置所在處的焊縫橫截面的視圖。
應(yīng)用優(yōu)勢(shì):三維測(cè)量?jī)?nèi)窺鏡在管道焊縫檢測(cè)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯。一方面,實(shí)現(xiàn)了在有曲率的管道表面自動(dòng)識(shí)別最深點(diǎn)或最高點(diǎn),并輸出相應(yīng)的數(shù)值,非常高效;另一方面,一旦通過(guò)區(qū)域深度剖面測(cè)量確定了最深點(diǎn)或最高點(diǎn),檢查員隨后可以查看該區(qū)域焊縫的可視化3D點(diǎn)云圖像,進(jìn)一步驗(yàn)證系統(tǒng)識(shí)別的最高點(diǎn)或最深點(diǎn)的正確性,以確信該區(qū)域的3D數(shù)據(jù)質(zhì)量,而對(duì)于只顯示2D圖像的傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù),是沒(méi)有技術(shù)手段或信息來(lái)幫助檢查員確信他們已經(jīng)對(duì)焊縫進(jìn)行了準(zhǔn)確的評(píng)估。
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