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Trimble TX8 案例 – 立式储罐检测

项目背景


石油是全球通用的能源商品,而储罐是储存石油的重要工具,全球的储罐数量多达千万,直径超过120米的大型石油储罐数量也有几百万,这些储罐会随时间变化,在流体长期对罐壁及其底板的压力作用下,会导致变形,另外腐蚀,沉降和天气等也会对其造成影响。极端情况下,储罐可能失效或释放危险有毒物质。为了保持储罐安全高效的工作,储罐业主需要定期检查和维护。1991年,美国石油协会(API)制定了用于化工行业及石油钢制地面储罐的检查,修理,改建和重建标准,即API653标准,该标准已被全世界广泛接受。在美国,储罐一般每5年检定一次,较老的储罐检定周期会更加频繁。API653储罐检测的关键内容是准确测量罐壁,底板和罐顶的数据,标准要求测量罐壁的垂直度,圆度,以及底板的沉降,目前的方式是通过全站仪测量方式,这种方式需要2-3个人,检测一个罐从外业测量到数据分析,直至产生报告大约需要4个小时,人力与时间成本很高。针对这一现状,美国天宝公司与美国石油协会深度合作,严格按照API653标准,创新的研发出基于三维激光扫描技术的储罐检测解决方案,内外业仅需1人,整个流程仅需2个小时便可完成,最后自动生成符合API 653标准的储罐检测报告,让整个储罐检测流程更加简单高效,大幅降低了时间与人力成本。

图1 大型立式石油储罐

技术优势


速度快:  普通外业数据采集3分钟便可完成一站数据采集。
精度高:  120米范围内,最高可达1mm精度。
距离远:  对于宽广的区域,TX8扫描范围可达340米扫描测程。
自动化:  本单位专业的内业处理软件可以实现软件自动配准处理。
高兼容:  所应用的不但可以识别多种数据格式,同时还可导出Dwg、Dxf等数据格式,能够在CAD或其他软件中加载并处理。
无标靶作业:  本方案打破了传统的扫描仪作业过程使用标靶的局限,使作业更简单。

解决方案


外业流程

储罐的外业数据采集通过天宝TX8超高速三维激光扫描仪进行,TX8凭借其专利的闪电技术,在高速扫描的同时能够获取到高密度高精度点云数据,完成一个测站只需2-3分钟。一个储罐通常架设2-3站即可完成全部数据采集,一个储罐的扫描外业总用时不超过15分钟。

图2 天宝TX8储罐内部扫描

内业流程

TX8扫描获取的点云数据直接导入Trimble RealWorks软件进行处理,该软件集成储罐检测工具,可快速引导你一步一步完成检测工作,输出检测报告。

1、点云自动配准

Trimble RealWorks可以将多个测站的点云数据进行自动配准,并输出配准误差报告。

图3 储罐点云数据

2、储罐点云自动分类

Trimble RealWorks软件可以对罐体点云进行自动分成罐壁,罐顶,地板,附件等分类信息,这一功能可以有效的提供点云处理效率,建少人工处理带来的时间消耗与操作失误。

图4 储罐点云自动分类

3、分析检测报告

Trimble ReaWorks软件中的储罐模块中,提供储罐检测工具,可以直接利用储罐自动分类后的数据进行分析生成检测报告,报告内容含有垂直度报告,圆周度报告,底板沉降报告等。

图5 垂直度检测报告
图6 圆度检测报告

另外Trimble RealWorks软件中提供检测分析工具,可对罐壁分析,用于制定维修计划等。

图7 罐壁分析

4、二次容量计算与容积标定

为防止储罐内的石油等液体泄漏,储罐周围都建设防火堤,用于承载流出的液体,但是由于环境的影响会发生损耗,Trimble RealWorks提供二次容量计算工具,可以计算出现存防火堤的实际容量,验证边坡与定位溢出点。

图8 二次容量计算

另外Trimble RealWorks中的容积标定工具可以用于储罐的容积计算,生成容量表。

图9 容积标定工具
图10 容量表

优势总结

激光扫描方式相比较传统方式,其获取的点云数据信息量更加丰富,获取速度更快,降低成本的同时带来更高价值的回报,而天宝储罐检测解决方案,不仅提高了外业扫描的采集速度,同时软件高度自动化工作流程可以快速提交成果,让整个检测流程更加轻松。