新技术提升天然气管道安全，3D扫描实现全尺寸检测
新技术提升天然气管道安全，3D扫描实现全尺寸检测
天然气管道作为天然气运输的主要方式，在能源产业中占据重要地位。然而，由于天然气的易燃易爆特性，管道的安全问题备受关注。本文将介绍天然气管道折弯测量与失效分析的具体案例，通过3D扫描技术对管道进行全尺寸数据采集，为管道安全检测提供技术支持。
天然气管道安全现状
天然气因其优质、高效、洁净的特点，在能源产业结构中比例日趋增大。同时，我国99%的天然气是通过管道运输的，尤其是近年来我国天然气管道建设速度加快，管道的数量在不断增加。
然而，天然气由于其易燃、易爆等特性，易引发人员伤亡、财产损失或环境污染等事故。如06年四川省某输气站因天然气管线螺旋焊缝存在缺陷，天然气泄露引发爆炸事故，造成10人死亡，多人受伤；07年北京海淀区太平路东口一处地下天然气管道发生泄露，导致2名井下作业的工人中毒身亡。
为了预防事故的发生，需要对天然气管道常见的失效模式进行分析，并找出天然气管道失效的原因，从而采取有针对性的预防、控制和管理措施。
管件检测需求
天然气管道的主要失效模式，包括管体断裂、接口泄露、管体爆炸、过量变形、材料性能退化、表面损伤等。某管材研究所为了分析管材折弯的失效模式，需要对两根输气管进行外部尺寸检测、折弯下的失效分析等。
这两个管路测量主要难度在于：管件长度分别为2m/1m，折弯部位褶皱明显，弯曲的形状多，需要采集完整的数据，才能进行尺寸公差检测和失效分析。
3D扫描检测方案
为了高效地完成此次测量，采用三维光学扫描测量系统，对管件进行全尺寸数据采集。该系统单幅精度可达0.005mm，可以更好地满足客户对测量精度的要求。
检测过程
将样件喷涂显影剂，黏贴标志点，扫描物体表面，获得1:1的高精度三维表面数据模型。
导出STL三维扫描数据，并在三维检测软件中进行后续的数据分析。
检测分析
根据客户的需求，对扫描获取的三角网格模型进行分析检测，并为客户测量其中一支弯曲变形管子的折弯数据。
直接输出折弯数据报告，通过尺寸标注展现折弯数据，并在多个位置标注得到该处的折弯数据，包括如图所示的最高位置和最低位置的折弯数值。
通过对折弯数据的测量，与有限元分析比对，可更好地归纳出管道折弯后变形及失效的数据值。
天然气管道运输具有成本低、运量大、自动化程度高的特点，是天然气走向市场的主要途径。对天然气管件进行质量检测是必不可少的一道工序，可保证管件在下道工序、安装使用时符合各项标准和规定，投入使用过程中符合相关的安全规范和标准。