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三維測量內窺鏡在管道焊縫檢測中的應用

2023-10-30 15:22:27

管道是很多行業(yè)的重要設施，例如：火力電站鍋爐的過熱器和再熱器管道、集箱和蒸汽管道等，這些管道的橫截面形狀、直徑、壁厚，以及內部輸送材料各有不同，但是它們往往有一個共同點：內部都有焊接部分。本文以韋林工業(yè)內窺鏡為例，介紹三維測量內窺鏡在管道焊縫檢測中的應用。

搭載了單物鏡相位掃描三維立體測量技術的工業(yè)視頻內窺鏡 XLG4-MViQ（Everest Mentor Visual iQ）是韋林三維測量內窺鏡的代表產(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)提供高質量的視覺檢測，XLG4-MViQ 不僅具有直觀的觸摸屏界面、無線連接、高分辨率成像和人工智能輔助缺陷自動識別等先進功能，而且其相位掃描三維立體測量技術在內窺測量方面優(yōu)勢顯著，本文介紹的管道焊縫檢測應用就是其中之一。

三維測量內窺鏡

應用背景：無論是石油和天然氣市場的立管，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，觀察是否有焊接質量問題，其中的重要內容之一是：驗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預設的最大值。他們往往采用能夠直觀探查的內窺檢測技術，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廢的結果；反之，如果焊縫太高，會限制材料在管道內的流動，也會做報廢處理。

技術難點：使用內窺鏡可以直觀觀察各種焊接缺陷，然而焊縫測量并非易事，而造成這種困難的原因是：管道的曲率。大部分視頻內窺鏡內置的傳統(tǒng)深度測量方法在單一參考平面上工作，并測量相對于該單一平面的深度或高度。對于有曲率的管道表面來說，這樣的單一平面僅針對管道表面的某一個點有效，難以得到準確的測量結果。

解決方案：韋林三維測量內窺鏡搭載了一種創(chuàng)新的測量模式（測量方法）—— 區(qū)域深度剖面測量。使用這種測量模式，可以在焊縫的一側放置兩個光標，在另一側放置第三個光標。系統(tǒng)將根據(jù)管壁曲率確定表面走向，然后在檢測區(qū)域范圍內查看橫跨焊縫的剖面切片集合，并自動識別相對于基材的最深點或最高點。也就是說，針對未焊透缺陷，該測量方法將找到最深點，如果想了解焊縫的最大高度，系統(tǒng)同樣會自動識別相應的最高點。在顯示最深點的深度值或最高點的高度值后，系統(tǒng)還可以根據(jù)用戶需求提供測量位置所在處的焊縫橫截面的視圖。

三維測量內窺鏡在管道焊縫檢測中的應用

應用優(yōu)勢：三維測量內窺鏡在管道焊縫檢測中的應用優(yōu)勢明顯。一方面，實現(xiàn)了在有曲率的管道表面自動識別最深點或最高點，并輸出相應的數(shù)值，非常高效；另一方面，一旦通過區(qū)域深度剖面測量確定了最深點或最高點，檢查員隨后可以查看該區(qū)域焊縫的可視化3D點云圖像，進一步驗證系統(tǒng)識別的最高點或最深點的正確性，以確信該區(qū)域的3D數(shù)據(jù)質量，而對于只顯示2D圖像的傳統(tǒng)測量技術，是沒有技術手段或信息來幫助檢查員確信他們已經(jīng)對焊縫進行了準確的評估。