激光扫描(术)是一种高效且准确的检测方法,用于测量几何形状的变化加压船只,管道和管道。激光扫描数据用于测量与正常几何形状的偏差,例如由腐蚀,机械损坏和其他结构扭曲引起的偏差。激光扫描分析的主要目的是将高准确的内部船只和组件的高准确的几何数据进入高级建模和分析软件包。
3D激光扫描和腐蚀评估
激光扫描能够进行内部和外部评估腐蚀,位移和其他形式的结构损伤。(读基于三维激光分析的管道腐蚀无损检测与评价有关此技术的更多信息。)激光数据被采集并分析几何偏差是否达到或超过客户的性能指标,例如壁厚损失,坑深度和尺寸,结构缺陷的形状。一旦识别出问题区域,就可以将数据逆转到CAD模型中,以便可以进一步进一步分析和进行腐蚀评估。
三级评估在复杂性和保守主义中变化,1级是最不复杂和最保守的。2级评估需要有关操作条件和材料特性的更详细的输入,以提供更高水平的分析。3级评估是最先进的,需要详细的数据,计算机分析和高水平的技术知识和专业知识健身性评估程序。一旦3级评估已经在一个采用激光扫描数据的压力设备上进行了一次有限元分析(FEA),则减少以后摊款的费用。
激光扫描是非常有利的,如果评估不符合或通过2级评估,例如,当感兴趣的领域是在靠近主要结构不连续,或者组件的几何形状复杂,很难准确地通过有限元分析模型。然后,可以根据失效的适合服务可接受性标准对模型产生的应力进行评估。激光扫描数据可以快速评估,因此可以更快地恢复服务结果或补救计划。自然的推论是资产管理安全管理得到了显着改善。
激光扫描结果
下面的例子(图1)显示了激光扫描应用于受到内部和外部腐蚀的管道。管子长1320毫米,外径635毫米,厚度24毫米。与使用厚度计进行厚度网格测量的传统方法相比,激光扫描提供了更精确的厚度轮廓,并使未来具有可重复性。高水平的准确性还意味着评估过程中采用的保守性水平可以最小化,减少不必要的维修和停机时间。
激光扫描与所有主要的有限元分析和建模软件兼容。下图展示了使用激光扫描模型进行3级金属损耗有限元评估的过程。在这种情况下,可以看到腐蚀剖面被扫描捕获(图1)。通过标准技术无法合理地实现这种程度的腐蚀剖面建模。
图1.激光扫描数据构造的实体模型。
在以下步骤中,应用相应的材料特性,边界和装载条件,之前通过模型上的FEA网格构造(图2)。
图2. FEA网格示例应用于型号(左)和围绕感兴趣区域(右)的细化。
然后进行模拟并提取应力结果。基于有限元分析的另一个优点是,加载和运行参数可以轻松修改,允许快速、轻松地评估多个运行场景。
图3为管道内压力为1mpa时的应力结果示例。可以清楚地看到峰值应力的大小和位置,并提取用于3级评估。除了金属损失评估,结果还可用于多种目的,包括但不限于,最大允许工作压力的评估,循环疲劳分析前分析和泄漏。通过使用FEA,还可以使更高级的评估进行评估,例如耦合传热 - 机械模拟和模态分析。
图3.应力结果可视化(左)和高压位置(右)的详细视图。
结论
通过微米精度精确度和检验时间的减少量10倍,激光检查与现代健身和有限元分析软件一体化是一种快速返回的分析方法。
激光扫描数据与适用性和剩余寿命评估的集成提供了更准确、更经济、更省时的评估,这是以前可用的方法无法实现的。