3D-Scanning für die Prüfung von Rohrleitungen

Anlagenbesitzer versuchen, die Nutzungsdauer von Rohrleitungen zu maximieren, ohne die 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.

Um die Integrität von Rohrleitungen vollständig beurteilen zu können, braucht es den Einsatz verschiedener Werkzeuge und Technologien. Zu den traditionellen Techniken der zerstörungsfreien Prüfung (ZFP) für die Beurteilung von Korrosion und mechanischen Schäden gehören magnetische Streuflüsse, Ultraschall und manuelle Messwerkzeuge wie Lochnarbenlehren. Diese Methoden werden durch das 3D-Scanning zunehmend in Frage gestellt.

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.

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 Prüfberichts und die Entscheidungsfindung auswirken.

Außerdem gilt bei der Berechnung des Berstdrucks mit manuellen Verfahren: Je feiner das Raster ist, desto genauer sind die Messungen. Das bedeutet, dass ein zweimal kleineres Raster viermal mehr Messungen erfordert. Die Messung mehrerer Datenpunkte nimmt Zeit in Anspruch, und wenn diese Datenpunkte erneut gemessen werden müssen, muss der Techniker zurück in den Graben und wird dabei möglicherweise Messfehler wiederholen.

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

3D-Scanning eliminiert menschliche Fehler

Im Gegensatz dazu bietet das 3D-Scanning sowohl die erforderliche Genauigkeit und Wiederholbarkeit als auch Geschwindigkeit, Benutzerunabhängigkeit und 3D-Visualisierung. Auf dieser Basis können Engineering-Teams die richtige Entscheidung für die Anlagenintegrität treffen und gleichzeitig im Zeit- und Kostenrahmen bleiben. Denn das 3D-Scanning beschleunigt sowohl die Erfassung als auch die Beurteilung von Schäden und ermöglicht so eine schnellere In­tegritätsbewertung. 3D-Scanner können alle beschädigten Bereiche auf einmal erfassen und beurteilen.

Außerdem sind Scanning-Ergebnisse wiederholbar und unabhängig von den Fähigkeiten und Kenntnissen des Technikers. Ebenso unberührt bleibt die Messung von Umgebungsinstabilitäten, wie sie bei Rohrleitungsprüfungen etwa in Raffinerien oft 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.

Das Vertrauen in den Entscheidungsprozess wird durch die 3D-Visualisierung noch weiter erhöht, da 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.

Beim 3D-Scanning gibt es zwei wichtige Technologien, die man unterscheiden muss: die laserbasierte und die Weißlicht-Technologie. Die Scanner beider Typen bieten eine ähnliche Leistung in Bezug auf Geschwindigkeit, Benutzerunabhängigkeit und 3D-Visualisierung. Als Unterscheidungsmerkmal sticht jedoch der Punkt Vielseitigkeit hervor.

3D-Scanner, die mit blauen Laserlinien ausgestattet sind, wie etwa die der Serie Creaform Handyscan 3D Black, sind eine Neuerung in der Welt des 3D-Scannings. Sie liefern unter ganz verschiedenen Arbeitsbedingungen – ob unter direkter Sonneneinstrahlung oder in rauen Umgebungen – genaue und wiederholbare Ergebnisse für verschiedene Schadensbeurteilungen, einschließlich Korrosion, Dellen und Falten.

3D-Scanner mit Weißlichttechnologie wie das Modell Goscan 3D des gleichen Herstellers bieten ZFP-Technikern für Schadensbeurteilungen ein vollständiges 3D-Bild – mit Geometrie, Textur und Farbe. Da die Technologie aber empfindlich auf Sonnenlicht reagiert, benötigt sie Schatten, um im Freien richtig arbeiten zu können. Sie eignet sich damit vor allem für Arbeiten in Tanks oder Behältern und Kraftwerken.

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