美國及世界各地的石化設備均將三維可視化軟件解決方案用于關鍵管道系統和容器的監測項目中。在能源領域，許多核工廠是該項技術的早期應用者。在斷電的時候，他們用該技術進行復雜組件的測量。下一步，這些工廠將著手將該項技術從運行環境中的離線應用轉化為在線應用。　　

　　通過對來自石化行業的線索進行分析，我們可以看到，發電廠已經迫不及待地想將即將竣工的高保真三維模型工廠環境投入生產一線，以應對流體加速腐蝕和其他基于風險控制的監視項目。到最后，該技術能夠支撐起整個工廠的數字化需求。

　　先進的工業和加工設備利用三維可視化軟件來簡化工廠日常操作和維護的各項細節。從概念上來說，這項技術并不復雜。先用激光掃描工廠里的實物設備，再將所得掃描圖像轉化成可以應用在工程領域和工作站里的高保真電腦圖像。所有組件的數據、圖像、記錄及其他細節都將儲存在其他的數字或電子數據庫中。之后，這些資料將和實際工廠中相關組件的現有狀態對接起來，以實現一一對應。

　　在其他行業，人們用“資產虛擬化”來描述這個過程。

　　在和許多的工廠經理、主管以及董事討論后，我們可以得出清晰的結論：現有的監測項目都是基于已經過時的技術，例如：老舊的工藝流程圖、儀器圖表以及二維等容線（有時甚至是手工繪制的），或者是過時圖紙的掃描版本；對于有變動的工藝流程缺乏有效的管理；在完成最后一次檢查后，只能依靠工廠里有關人員的回憶來確定哪些地方做了變更；對于腐蝕現象沒有系統的認識；檢查數據的電子表格與實際圖像對不上號；檢查計劃的制定也是基于一定的時間或位置，而不是基于實際情況；在具體的檢查過程中，相關的信息被把持在不同的利益攸關者手中。

　　不幸的是，這種情況還會持續惡化下去。隨著時間的推移，流體加速腐蝕所帶來的威脅會持續增加。大多數美國核工廠和大型旗艦級燃煤工廠已經持續運營了好幾十年。在大多數核工廠，通常都會對設備的功率進行提升，這也增加了流體加速腐蝕所帶來風險。隨著那些陳舊工廠的檢查頻率不斷上升（但是這些工廠產能往往也更高），發電廠的擁有者和運營者都必須考慮采取新的措施以降低不斷攀升的成本。石化行業的設備采用了這項技術后，在僅僅四個月到一年內，就能得到相應的回報。

　　在核電廠中，通過應用三維可視化技術，工人們暴露于輻射中的時間得以大幅度得減少，而這同時也是一項關鍵的績效指標。與此同時，它還能夠幫助工廠達到由電力研究學會（EPRI）在它的流體加速腐蝕項目建議書中提出中幾項標準。

　　· 能夠更加容易地訓練出后備人員。此外，保持那些訓練有素的員工的流動性。

　　· 將以下項目加以規范化：有關流體加速腐蝕（FAC）的數據和信息；有關現實狀況的圖像信息

　　· 在記錄有關流程和制定相應任務計劃的時候，確保能夠高質量地執行。

　　· 電力研究協會（EPRI）和其他機構的相關文件顯示，大約60%的傳統石化工廠都發生過液體加速腐蝕（FAC）。在聯合循環廠和使用石化燃料的火電廠，通常都會增加負載周期，且載荷也同時會被上調，而這些因素也同樣會加劇流體加速腐蝕（FAC）。在使用天燃氣為燃料的聯合循環廠和廢熱發電廠，流體加速腐蝕（FAC）被報道是引起余熱回收蒸汽發生器損傷和失效的主導因素。（例如，見如下報道：“Ten Years of Experience with FAC in HRSGs”,發表于2010年9月，在powermag.com可以看到相關報道）。

　　· 根據2010年“石化流體加速腐蝕國際會議”提供的相關文件，一位中西部的電廠擁有者/運營者有過這樣的經歷：通過發現變薄的組件并在它們失效前及時移除，自2006年開始的一項正式的流體加速腐蝕（FAC）檢測計劃取得了巨大的成功。然而，他們從中所學得的經驗教訓卻是，通過使用三維可視化技術，不斷利用各種機會進行改進工作。

　　· 例如，在估測設備損耗速率的時候，必須加倍謹慎和小心。從上面提到的位于中西部工廠里收集到了有關流體加速腐蝕（FAC）的數據，這也是自1972年起相關設備服役以來第一次收集到有關流體加速腐蝕（FAC）的數據。根據所估測的損耗速率，該工廠能夠服役35年之久。而通過外推法，人們有足夠的理由相信它有足夠的剩余壽命來支撐它撐到2010年（這也是按計劃停運的一年）。而在這不久之前，該工廠第二次經歷了一場組件失效事故。而相關員工意識到，新的控制閥是在1998年被安裝上的。最初的閘門閥被整齊修剪的阻力式閥所取代。但是，這些新換上的閥門之后被認為對管道中的流體腐蝕產生不利影響。如果使用實際工廠設備的三維智能模型，這些疏忽本可以避免的。

　　減速機和膨脹機是所更換組件的主要組成部分。然而，目前市面上存在著幾種不同結構的減速機，而這給數據整合和損傷預測帶來了困難。轉變區域有可能是直的錐部，彎曲錐部，階梯式錐部或者是膨脹的錐部，而厚度發生變化的確切地點也因具體情況而定。所以，基于檢測數據的昂貴的維修或更換決定必須在最大程度上與組件的現有狀態結合起來，這也是大勢所趨。

　　· 為了簡單地解釋三維可視化技術的所具備的價值，想象一下將兩個不同的水源整合在一條公共管道中。工藝數據以文本的形式被保存下來。根據額定的連續作業溫度，管道系統最初被標以不同的顏色以進行區分。通過超鏈接，可以輕易地獲取參考數據。

　　· 可以使用有關流體加速腐蝕（FAC）敏感的數據來加強相關區域的檢測。在圖2中，代表亮溫的顏色區域得到有效抑制，而在具備潛在的高的損耗速率的區域，則以紅棕色進行標示。通過同時使用反射光譜和發射光譜，現場管線在幾何上被精確地展現出來。這樣，與使用數千個單詞的文本數據或表格數據相比，這些復雜的理論數據能夠更容易地被表示出來。

　　一位公共設施檢測項目的經理這樣說道：“利用現有設備的三維模型來管理圖像將需要很大的工作量”.例如，要弄清楚某個被替換的組件是3英尺或3英寸。僅僅依靠現場工作人員或工廠的紀錄文通常是不夠的。三維可視化技術不同于管道的絕緣，這一點也被認為是很重要的。每個減速機、膨脹機或管件都是獨一無二的實體，而它們都可以被當作是有關數據的接入點。

　　一位大型核電廠工程服務經理認為，最有價值的地方在于將三維可視化技術與電腦維護管理系統的工作指令系統連接起來。此外，提供職前培訓和實踐指導手冊也將很有幫助。

　　該經理還指出，核電廠非常陳舊。而且，它們是在制圖桌上被設計出來的。大多數工廠中都沒有相應的三維模型存在，管路系統的檢測都是通過二維等容線來實施的。有些圖紙被掃描成AutoCAD形式，但是它們還不夠智能化。與給水加熱器相關的流體加速腐蝕（FAC）問題能夠真正從三維可視化技術中受益，因為加熱器的殼層需要經常進行檢查且加熱器的機架部位通常殘留許多“雜物”。此外，許多流體加速腐蝕（FAC）敏感的部位通常是不可見的。

　　一位復合氣體燃氣輪機工廠的資產管理主任這樣說道：“我們已經追蹤加速腐蝕（FAC）20年了”。這項技術能夠幫助將手繪等容線轉變成實際設備的模型，而且使得從基于時間和位置的檢測策略轉變成基于條件的檢測策略成為可能。

     

　　原文網址：http://www.powermag.com/3d-visualization-could-benefit-plant-inspection-programs/?pagenum=1

　　

責任編輯：劉娟

《中國腐蝕與防護網電子月刊》征訂啟事
投稿聯系：劉娟  電話：010-82387968-807
QQ: 2850329508 郵箱：liujuan@ecorr.org
中國腐蝕與防護網官方 QQ群：140808414