Vorteile und Stärken des 3D-Scannings für die Beurteilung von Korrosion und mechanischen Schäden

In einer vor Kurzem durchgeführten Umfrage¹ wurde nach dem wichtigsten Faktor bei der Verwaltung der Anlagenintegrität in Raffinerien, Kraftwerken und Rohrleitungen im Außendienst gefragt. 58 Prozent der befragten Personen nannten Genauigkeit und Wiederholbarkeit als die wichtigsten Faktoren bei der Verwaltung der Anlagenintegrität und der Auswahl der Prüftechnologie.

Da das 3D-Scanning in der Automobil- und Luftfahrtindustrie gut etabliert ist, überrascht es nicht, dass die überwiegende Mehrheit der befragten Rohrleitungsbetreiber (97 %) bereit war, die Technologie zur Beurteilung von Korrosion und mechanischen Schäden einzusetzen. Nichtsdestotrotz erwähnten sie auch, dass sie sich mehr Informationen über die Technologie wünschen und mehr über ihre Leistung wissen möchten.

In diesem Artikel werden die Möglichkeiten des 3D-Scannings hervorgehoben, wie z. B. eine bessere, auf Informationen basierende Entscheidungsfindung für Reparaturen, erhebliche finanzielle Einsparungen und eine verbesserte öffentliche Sicherheit. Außerdem werden Informationen präsentiert, die ZFP-Experten bei der Auswahl des richtigen 3D-Scanners für die richtige Anwendung helfen. Kurz gesagt, werden folgende Fragen beantwortet:

• Wie unterscheidet sich das 3D-Scanning von herkömmlichen ZFP-Techniken?
• Welche Arten von 3D-Scannern gibt es und welche Vorteile bieten sie je nach Anwendungsfall?
• Was sagen Benutzer, die sich für das 3D-Scanning entschieden haben, über die Leistungsfähigkeit der Technologie bei der Beurteilung von Korrosion und mechanischen Schäden an Rohrleitungen?

HERAUSFORDERUNGEN BEI ROHRLEITUNGSPRÜFUNGEN

Eine vollständige Beurteilung der Integrität von Rohrleitungen erfordert zur Charakterisierung der Materialintegrität und für eine zuverlässige Diagnose den Einsatz verschiedener Werkzeuge und Technologien. Zu den traditionellen ZFP-Techniken für die Beurteilung von Korrosion und mechanischen Schäden gehören magnetische Streuflüsse, Ultraschall und manuelle Messwerkzeuge wie Lochnarbenlehren. Gleichwohl werden diese Methoden durch das 3D-Scanning zunehmend in Frage gestellt.

Unabhängigkeit von Technikern und Umgebungsbedingungen

Manuelle Techniken haben den Nachteil, dass die Prüfung in hohem Maße von der Umgebung und den Fähigkeiten des Technikers abhängt. Messungen werden in schwierigen Umgebungen durchgeführt, wo die Bedingungen und Positionen alles andere als optimal und ergonomisch sind; Techniker liegen oft auf dem Boden, im Schlamm und unter dem Rohr oder hängen an einem Seil, in der Luft oder auf einem Gerüst.

Typische Arbeitsumgebung bei der Vermessung von Rohrleitungen

Diese schwierigen Bedingungen können die Fähigkeit der Techniker beeinträchtigen, die tiefsten Punkte zu finden und genau zu messen. Des Weiteren kann ihre Aufmerksamkeit mit zunehmender Dauer der Prüfung nachlassen, was zu ungenauen Messungen und variablen Ergebnissen führt. Das kann sich wiederum auf die Qualität des Berichts und die Entscheidungsfindung auswirken.

Dauer der Prüfung

Bei der Berechnung des Berstdrucks mit manuellen Verfahren gilt: Je feiner das Raster ist, desto genauer sind die Messungen. Das bedeutet, dass ein zweimal kleineres Raster viermal mehr Messungen darstellt (Quadratfunktion). Die Messung mehrerer Datenpunkte nimmt Zeit in Anspruch, und wenn diese Datenpunkte erneut gemessen werden müssen, muss der Techniker zurück in den Graben und die Wahrscheinlichkeit in Kauf nehmen, Messfehler zu wiederholen.

Analysebericht und Diagnose

Hersteller von Handwerkzeugen bieten keine Softwareplattform, die so weit geht, den Berstdruck auf Grundlage der kompletten Norm zu berechnen. Mit ihrer Lösung ist es zumindest möglich, die Ergebnistabelle der Tiefenmessung zu exportieren. Dennoch müssen Ingenieure für die Integritätsbeurteilung den Berstdruck berechnen und wichtige Entscheidungen (wie z. B. den Austausch eines Rohrsegments) anhand einer mit Zahlen gefüllten Excel-Tabelle treffen.

LÖSUNG ZUR GEWÄHRLEISTUNG DER ÖFFENTLICHEN SICHERHEIT UND STEIGERUNG DER RENTABILITÄT

Anlagenbesitzer versuchen, die Nutzungsdauer von Rohrleitungen zu maximieren, ohne die öffentliche Sicherheit zu gefährden. Wenn eine Entscheidung zum Wechsel eines Rohrsegments fällt, sind damit sowohl Wartungskosten als auch eine Betriebsunterbrechung verbunden. Daher benötigen Integritätsmanager genaue Prüfungen und wiederholbare Messungen, auf die sie für die richtigen Wartungsentscheidungen vertrauen können.

Das 3D-Scanning bietet diese erforderliche Genauigkeit und Wiederholbarkeit sowie Geschwindigkeit, Benutzerunabhängigkeit und 3D-Visualisierung. So können Engineering-Teams die richtige Entscheidung für die Anlagenintegrität treffen, die die öffentliche Sicherheit gewährleistet und die Wahrscheinlichkeit maximiert, im Zeit- und Kostenrahmen zu bleiben und dadurch Rohrleitungsbesitzern eine bessere Rentabilität zu bieten.

Geschwindigkeit

Das 3D-Scanning beschleunigt sowohl die Erfassung als auch die Beurteilung von Schäden und ermöglicht so eine schnellere Integritätsbewertung. 3D-Scanner haben die Fähigkeit, alle beschädigten Bereiche auf einmal zu erfassen und zu beurteilen. Im Vergleich zu manuellen Messgeräten ist die Erfassung schneller und genauer, und die erfassten Daten werden schneller verarbeitet, so dass Integritätsmanager zügiger fundierte Entscheidungen treffen können.

Benutzerunabhängigkeit

Die Scanning-Daten sind wiederholbar, und die Ergebnisse sind unabhängig von den Fähigkeiten und Kenntnissen des Technikers gleich. Die Messung ist nicht nur unabhängig vom Benutzer, sondern auch von Umgebungsinstabilitäten, wie sie bei Rohrleitungsprüfungen im Außendienst, in Raffinerien und in Kraftwerken vorkommen. Darüber hinaus trägt die Benutzerunabhängigkeit dazu bei, das Vertrauen des Engineering-Teams in die Anlagenintegrität zu erhöhen sowie den Entscheidungsprozess zu beschleunigen und zu verbessern. Das hilft auch Technikern vor Ort, indem ihnen der Druck beim Finden von Schäden genommen wird. Technologie unterstützt sie bei ihrer Arbeit und eliminiert mögliche menschliche Fehler.

3D-Visualisierung

Das Vertrauen in den Entscheidungsprozess wird durch die 3D-Visualisierung noch weiter erhöht, indem der Integritätsingenieur ein vollständiges 3D-Bild der kritischen Rohrbereiche mit Farbe und Textur erhält. Durch Vergrößern und Verkleinern sowie Drehen kann er Schäden so beurteilen, als wäre er selbst vor Ort. Im Vergleich zu Excel-Tabellen trägt eine vollständige 3D-Ansicht der Innen- und Außenflächen des Rohrs zu einer effektiveren Entscheidungsfindung bei, was sich positiv auf die öffentliche Sicherheit und die Rentabilität auswirkt.

VERGLEICH VON 3D-SCANNERN

Auf dem Markt gibt es zwei wichtige 3D-Scanning-Technologien: die laserbasierte Technologie und die Weißlichttechnologie. Beide Scanner-Typen bieten eine ähnliche Leistung in Bezug auf Geschwindigkeit, Benutzerunabhängigkeit und 3D-Visualisierung. im Vergleich sticht jedoch die Vielseitigkeit als wichtiges Unterscheidungsmerkmal hervor.

Blaulasertechnologie

3D-Scanner, die mit blauen Laserlinien ausgestattet sind (z. B. die Creaform HandySCAN 3D | Black Series), sind die neueste Innovation in der Welt des 3D-Scannings. Sie liefern unter allen Arbeitsbedingungen (ob unter direkter Sonneneinstrahlung oder in rauen Umgebungen) genaue und wiederholbare Ergebnisse für verschiedene Schadensbeurteilungen, einschließlich Korrosion, Dellen und Falten. Integritätsingenieure können sich nicht nur vollständig auf zuverlässigen Daten verlassen, sondern können auch auf die Geschwindigkeit und Effizienz bei Messungen, die Bereitstellung von Ergebnissen und die schnelle und effiziente Komplettprüfung zählen. Kurz gesagt, sind 3D-Scanner mit blauem Laser und ihrer größeren Vielseitigkeit eine ideale Lösung, um alle Arten von mechanischen Schäden an Rohrleitungen, Behältern, Tanks, Ventilen, Reduzierstücken usw. genau zu erkennen.

Weißlichtscanner Go!SCAN 3D und HandySCAN 3D von Creaform

Technologie mit strukturiertem Licht

3D-Scanner mit Weißlichttechnologie wie der Creaform Go!SCAN 3D bieten ZFP-Technikern für Schadensbeurteilungen ein vollständiges 3D-Bild (mit Geometrie, Textur und Farbe). Dank seiner beeindruckenden Geschwindigkeit verkürzen sich die Einrichtungszeit, die notwendige Aufbauzeit im Außendienst und die Zeit, die im Graben verbracht wird. Da die Technologie empfindlich auf Sonnenlicht reagiert, benötigt sie Schatten, um im Freien richtig arbeiten zu können; sie eignet sich jedoch perfekt für die Arbeit in Tanks, Behältern und Kraftwerken.

ZFP-UNTERNEHMEN VERTRAUEN AUF 3D-SCANNING

Neben der Leistung der 3D-Scanner müssen sich Integritätsingenieure bei der Prüfung, Erkennung und Charakterisierung von Rohrmängeln vor Ort auf eine innovative ZFP-Software wie Creaform Pipecheck verlassen können. Durch die Kombination von Hardware und Software werden exakte und wiederholbare Ergebnisse erzielt, die für zukünftige Analysen der Rohrleitungsintegrität nachverfolgbar sind.

ZFP-UNTERNEHMEN VERTRAUEN AUF 3D-SCANNING

Zahlreiche ZFP-Unternehmen sind sich über die Vorteile des 3D-Scannings für die Beurteilung von Korrosion und mechanischen Schäden bewusst:

TEAM: Vorteile des 3D-Scannings hinsichtlich Sicherheit und Datenqualität

„Unser Ziel bei TEAM ist es, unseren Kunden die sicherste und qualitativ hochwertigste Lösung für alle ihre Anforderungen zur Leckageabdichtung zu bieten. Innovation ist einer unserer Kernwerte, und wir stehen dazu, indem wir nach neuen Technologien suchen, die wir für die sicherste Lösung konsequent in die Praxis umsetzen können.“

NATIONAL GRID: Demonstration von Geschwindigkeit und Benutzerunabhängigkeit

„Jeder Techniker sollte genau die gleichen Ergebnisse erhalten, was bedeutet, dass wir zu 100 % sicher sein können, dass wir die tiefsten Punkte auswählen. Wir erhalten außerdem mehr Daten über die Schäden an Rohrleitungen, die uns helfen, Entscheidungen darüber zu treffen, ob die Leitung repariert werden muss oder wieder in Betrieb genommen werden kann.“

ZENTRALE SCHLUSSFOLGERUNGEN

Durch die Entscheidung für das 3D-Scanning können Integritätsmanager erwarten, die Geschwindigkeit der Datenerfassung und -analyse zu erhöhen und gleichzeitig eine vollständige 3D-Visualisierung der benutzerunabhängigen Ergebnisse zu erhalten. Ein schnellerer Zugang zu besseren Daten erhöht somit das Vertrauen in die Ergebnisse, was zu einer besseren informationsbasierten Entscheidungsfindung, großen finanziellen Einsparungen und vor allem zu einer verbesserten öffentlichen Sicherheit führt.

Vorteile von 3D-Scannern: Schnelle, präzise Datenerfassung und Benutzerfreundlichkeit

Bei der Auswahl eines 3D-Scanners für die Schadensbeurteilung, zu der auch Korrosion, Dellen und Falten gehören, müssen Integritätsingenieure berücksichtigen, wie vielseitig die Beurteilung sein soll und ob sie 1) unter direktem Sonnenlicht oder 2) im Inneren von Tanks, Behältern und Kraftwerken durchgeführt wird. Ein 3D-Scanner mit blauem Laser ist für beide Anwendungen die ultimative Wahl, während ein 3D-Scanner mit strukturiertem Licht bei der zweiten Anwendung wichtige Vorteile bietet. Zusammen mit der innovativen Software zur Integritätsbeurteilung ermöglicht diese bewährte Lösung Anlageneigentümern, geplante Budgets und Zeitpläne einzuhalten und gleichzeitig die Integrität der Rohrleitung und die öffentliche Sicherheit zu gewährleisten.

Autor: Jérôme-Alexandre Lavoie, Produktmanager bei Creaform

CREAFORM – Division der AMETEK GmbH
Tel.: +49 711 1856 8030
creaform.info.germany@ametek.com
www.creaform3d.com

¹ Die Umfrage wurde im Mai und Juni 2021 auf der Website creaform3d.com/de durchgeführt, wobei Anlagennutzer in der Position als Kunden und Nichtkunden befragt wurden. Details sind auf Anfrage verfügbar.