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大多數(shù)工業(yè)資產(chǎn)在使用幾年后都會出現(xiàn)退化的跡象。及早發(fā)現(xiàn)磨損或損壞跡象可降低維護(hù)成本并消除合規(guī)風(fēng)險(xiǎn)。
自工業(yè)化初期以來，目視檢查一直是監(jiān)控資產(chǎn)狀況的標(biāo)準(zhǔn)程序。然而，21 世紀(jì)為目視測試方法和儀器帶來了許多創(chuàng)新。
了解視覺測試的關(guān)鍵前提：用例、檢查頻率、現(xiàn)代方法和設(shè)備市場領(lǐng)導(dǎo)者，以快速收集高保真數(shù)據(jù)。
目視檢查是指直接觀察被研究表面是否有異常、缺陷或損壞的跡象。目視檢查可以單獨(dú)用于確認(rèn)資產(chǎn)的特征和狀況，也可以與其他無損檢測 (NDT)方法結(jié)合使用，以獲取有關(guān)缺陷位置、嚴(yán)重程度和影響的更多數(shù)據(jù)。
為了進(jìn)行評估，檢查員使用便攜式或安裝式高清攝像機(jī)、無人機(jī)、平板電腦和支持軟件進(jìn)行圖像分析。例如，檢查無人機(jī)可以使用安裝式超聲波檢測探頭或電磁聲換能器 (EMAT) 掃描資產(chǎn)是否存在空隙、裂縫或厚度損失。
得益于機(jī)器學(xué)習(xí) (ML) 和深度學(xué)習(xí) (DL) 的進(jìn)步，現(xiàn)在還可以檢測到物體形狀、紋理、顏色或配置中最微小的不規(guī)則性，從而消除了過程中的主觀性和猜測。
一般來說，檢查員應(yīng)該尋找資產(chǎn)表面、尺寸或顏色的任何異常，這些異常表明可能存在質(zhì)量問題、損壞或折舊。
目視檢查可幫助技術(shù)人員檢測表面問題，如裂紋、凹痕、翹曲、剝落、腐蝕或變色。與液體滲透檢測或磁粉檢測相結(jié)合，目視檢測可確保顯影劑的正確應(yīng)用及其位置。
視覺測試用于哪些地方？
各行各業(yè)都會進(jìn)行目視檢查，以進(jìn)行質(zhì)量控制或無損檢測。
制造工廠通常使用高質(zhì)量攝像機(jī)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行視覺質(zhì)量檢查。HPE和 NVIDIA使用基于 AI 的視頻分析系統(tǒng)來審核傳送帶上生產(chǎn)的服務(wù)器配置，從而使他們能夠在96 秒內(nèi)檢查每臺服務(wù)器。
反過來，視覺無損檢測有助于檢測儲罐、熱交換器和海上平臺等運(yùn)營工業(yè)資產(chǎn)的表面缺陷和紋理變形。例如，布伊格使用 Voliro 檢查無人機(jī)每天檢查 10 多個(gè)電信塔，以查找環(huán)境損壞的跡象，并收集有關(guān)保護(hù)涂層厚度的最 新數(shù)據(jù)。
建議的目視檢查頻率根據(jù)資產(chǎn)類型和適用的質(zhì)量和/或安全標(biāo)準(zhǔn)而有所不同。
根據(jù)AWS B1.11:2000標(biāo)準(zhǔn)，必須對 100% 的結(jié)構(gòu)焊縫進(jìn)行目視檢查。ASME B31.3 規(guī)定要求對管道系統(tǒng)焊縫進(jìn)行 100% 的目視檢查。
根據(jù)API 653，如果使用時(shí)間少于 10 年，則必須每 5 年檢查一次地面儲罐；如果使用時(shí)間超過 10 年，則必須每 3 年檢查一次。
根據(jù)美國改造部的規(guī)定，必須每 12、24 或 48 個(gè)月對橋梁進(jìn)行一次損壞檢查，具體取決于橋梁的特點(diǎn)。
一般來說，更頻繁的資產(chǎn)檢查有助于識別早期退化跡象并防止昂貴的維修或故障。
快速目視掃描是大多數(shù)檢查的第 一步。如果肉眼已經(jīng)能看到損壞，則沒有必要使用更耗費(fèi)人力或更昂貴的評估方法。
在其他情況下，計(jì)算機(jī)輔助視覺檢測系統(tǒng)和無人機(jī)可以幫助高速、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)更多離散缺陷。
缺點(diǎn)是，目視檢測結(jié)果可能具有主觀性，尤其是使用放大鏡等基本檢查設(shè)備時(shí)。法規(guī)通常還要求提供比目視檢測更全面的資產(chǎn)數(shù)據(jù)。因此，目視檢測經(jīng)常與其他 NDT 方法一起使用，例如液體滲透、磁粉或超聲波檢測。
目視檢查的優(yōu)點(diǎn)
l實(shí)時(shí)檢測表面問題和文本異常。
l無需特殊設(shè)備即可檢測人眼可見的問題。
l高清數(shù)字圖像和視頻流可對復(fù)雜缺陷進(jìn)行更深入的分析。
l確保不同行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的可靠方法。
l需要較少的檢查員培訓(xùn)和專業(yè)知識來獲得高保真數(shù)據(jù)。
l與破壞性測試方法不同，它不會影響資產(chǎn)的狀況，并且可以在正在使用的資產(chǎn)上進(jìn)行。
目視檢查的缺點(diǎn)
l不提供有關(guān)內(nèi)部、表面下或近表面缺陷的信息。
l如果檢查人員使用放大鏡、鏡子或標(biāo)準(zhǔn)清晰度內(nèi)窺鏡等基本工具，則容易出現(xiàn)人為錯(cuò)誤。
l高度依賴環(huán)境條件。光線不足、濃霧或大雨都會妨礙缺陷識別。
l無法為復(fù)雜資產(chǎn)的檢查提供確鑿結(jié)果，并且通常必須借助其他 NDT 方法進(jìn)行增強(qiáng)。
l如果不使用專門的設(shè)備而手動進(jìn)行目視檢查，則可能需要很長時(shí)間并且勞動強(qiáng)度大。
根據(jù)手頭的任務(wù)（生產(chǎn)中的質(zhì)量保證或使用中的資產(chǎn)檢查），組織使用各種視覺檢查技術(shù)。
較大的缺陷很容易用肉眼發(fā)現(xiàn)——大量分層、大面積腐蝕和明顯的褪色。對于不太明顯的缺陷，目視檢查員可能會使用放大鏡、鏡子和各種手電筒。
但直接人工檢查取決于檢查員的專業(yè)知識和對細(xì)節(jié)的關(guān)注。由于疲勞，微小的缺陷可能會被忽視，尤其是在快節(jié)奏的生產(chǎn)過程中。
某些資產(chǎn)檢查需要進(jìn)入偏遠(yuǎn)或危險(xiǎn)的地點(diǎn)。在能源領(lǐng)域，需要專門的繩索攀爬者或腳手架來檢查鍋爐壁、管道或儲罐。這會導(dǎo)致停機(jī)和高成本，因此很少使用人工檢查，尤其是在存在更好的測試方法時(shí)。
遠(yuǎn)程視覺檢查使用攝像頭、傳感器和無人機(jī)從遠(yuǎn)處評估資產(chǎn)。高清攝像頭可讓檢查員從多個(gè)角度拍攝照片或視頻片段，并使用計(jì)算機(jī)輔助工具進(jìn)行徹底分析。
您可以測量尺寸或產(chǎn)品特征，以評估結(jié)構(gòu)的形狀和對齊方式。先進(jìn)的遠(yuǎn)程視覺檢查工具可以分析材料成分，以檢測腐蝕或退化的早期跡象。使用 Voliro 無人機(jī)，檢查員可以檢測水泥窯中耐火材料磨損和腐蝕的早期跡象，標(biāo)記風(fēng)力渦輪機(jī)中存在故障的照明保護(hù)系統(tǒng)，并對以前無法檢查的裝船機(jī)進(jìn)行壁厚測量。
一般來說，拆除目視檢查器是確保使用中的大型工業(yè)資產(chǎn)的結(jié)構(gòu)完整性、穩(wěn)定性和安全性的最快和最可靠的方法。
熱成像攝像機(jī)可檢測表面溫度變化，表明存在分層、裂縫或異常散熱。在熱交換器管道中，熱分散不均勻表明存在泄漏。在電動機(jī)、泵和渦輪機(jī)等大型機(jī)械結(jié)構(gòu)中，過熱是摩擦或錯(cuò)位的明顯跡象，需要進(jìn)行調(diào)查。
盡管熱掃描可以清楚地識別問題，但環(huán)境溫度、濕度或陽光等環(huán)境因素可能會影響結(jié)果。低分辨率熱像儀可能無法提供足夠的細(xì)節(jié)來定位大型結(jié)構(gòu)中的缺陷。高清熱掃描系統(tǒng)的安裝和校準(zhǔn)成本相當(dāng)高，限制了使用情況。
金屬、塑料、陶瓷和復(fù)合材料等無孔材料可以使用染料滲透劑進(jìn)行熒光滲透檢測。將熒光染料滲透劑涂在干凈的表面上，可滲入裂縫和孔隙等表面缺陷。然后涂上粉末或氣溶膠顯影劑，讓檢測人員在紫外線下看到不連續(xù)性的大小、形狀和嚴(yán)重程度。
FPI 可以高精度地檢測結(jié)構(gòu)和非多孔組件中的細(xì)微表面裂紋和不連續(xù)性。但是當(dāng)您需要覆蓋大面積表面時(shí)，測試過程可能成本高昂且耗費(fèi)人力。
磁粉檢測是檢測鐵磁資產(chǎn)中垂直于磁場的表面和近表面缺陷的有效方法。
MPI 的方法與熒光滲透檢測類似，但使用磁性粒子代替染料。檢測人員首先將物體磁化，然后將細(xì)鐵粒子或磁性墨水涂在表面。磁力會將粒子拉向磁場干擾的區(qū)域，從而指示潛在的缺陷。這是一種可靠的方法，可用于識別鐵、鋼或鎳焊縫、鑄件和鍛件中的裂紋、夾雜物、空隙和其他不規(guī)則之處。
缺點(diǎn)是，MPI 需要直接接觸表面以應(yīng)用粒子，這限制了其在難以觸及的資產(chǎn)（如長金屬煙囪）中的應(yīng)用。它也不是測試金屬儲罐等大型工業(yè)資產(chǎn)的最有效選擇。
表面紋理變化（如傾斜度或峰度）通常表示存在潛在問題。借助輪廓儀或表面粗糙度測試儀等工具進(jìn)行目視檢查，可以幫助找出資產(chǎn)粗糙度輪廓的異常情況，這些異常情況與正?；虍惓Ｇ闆r相對應(yīng)。
同樣，使用手持或遠(yuǎn)程操作的儀器，您可以測量材料、涂層或?qū)拥暮穸取ＧХ殖吆涂ǔ哂糜跍y量小型資產(chǎn)的厚度。超聲波傳感器和磁感應(yīng)探頭可提供更深的穿透力，并能有效地掃描更大的結(jié)構(gòu)。例如，使用配備超聲波傳感器的 Voliro T 無人機(jī)，您可以在難以到達(dá)的位置（如儲罐內(nèi)外、火炬塔和煙囪）每小時(shí)捕獲多達(dá) 200 個(gè)厚度讀數(shù)。
在選擇視覺測試設(shè)備時(shí)，請考慮三點(diǎn)：
l 檢查方法：直接還是遠(yuǎn)程？
l 操作條件（例如高溫或腐蝕環(huán)境）
l 測試對象的幾何形狀和整體尺寸
對于高空作業(yè)和復(fù)雜幾何形狀，遠(yuǎn)程視覺測試是最 佳選擇。對于規(guī)模較小的資產(chǎn)或組件，直接技術(shù)通常更具成本效益。
無論如何，在選擇設(shè)備時(shí)，請考慮所需分辨率、測量精度（例如 mm 或 um）以及圖像顏色或單色等技術(shù)特性。您可以向檢測服務(wù)提供商詢問可用的不同選項(xiàng)。
攝像機(jī)是視覺檢查的主要工具。手持式或安裝式運(yùn)動攝像機(jī)和云臺變焦 (PTZ) 攝像機(jī)均可使用?，F(xiàn)代內(nèi)窺鏡和管道鏡可從遠(yuǎn)程位置提供高質(zhì)量圖像，而熱成像攝像機(jī)可提供準(zhǔn)確的熱讀數(shù)。閉路電視錄像可用于危險(xiǎn)操作，但由于攝像機(jī)位置固定，其分辨率較低且視角有限。
在質(zhì)量控制方面，制造商還依靠工業(yè)機(jī)器視覺攝像系統(tǒng)，使用預(yù)先訓(xùn)練的算法自動檢測缺陷。寶馬集團(tuán)使用人工智能質(zhì)量保證系統(tǒng)來檢測車身部件平板金屬零件的生產(chǎn)缺陷。該應(yīng)用程序可以實(shí)時(shí)檢測裂紋和分層等問題，并區(qū)分偽缺陷（如灰塵顆粒或油殘留物）和實(shí)際微裂紋，從而減少可避免的生產(chǎn)延誤。
具有 360 度空中機(jī)動性的無人機(jī)可幫助檢查人員到達(dá)最偏遠(yuǎn)的資產(chǎn)并在高處進(jìn)行近地面檢查。
現(xiàn)代巡檢無人機(jī)配備了各種傳感器、高清攝像頭，甚至還有專門的傳感器，可以從不同角度捕捉視覺數(shù)據(jù)。它們可以快速高效地覆蓋大面積區(qū)域，與傳統(tǒng)方法相比，減少了巡檢所需的時(shí)間和資源。Voliro 無人機(jī)具有 360° 機(jī)動性和高穩(wěn)定性，一個(gè)人每天只需停一次設(shè)備即可巡檢 10 到 12 臺風(fēng)力渦輪機(jī)，為操作員節(jié)省了數(shù)小時(shí)的停機(jī)時(shí)間。
對于大規(guī)?；蛑貜?fù)性檢查，無人機(jī)具有成本效益。您無需腳手架或起重設(shè)備即可進(jìn)入偏遠(yuǎn)但操作關(guān)鍵的位置。一家工業(yè)工程公司在常規(guī)資產(chǎn)檢查中使用 Voliro 無人機(jī)而不是繩索作業(yè)，節(jié)省了超過 165,000 美元。
使用專門制造的檢測無人機(jī)，您可以處理復(fù)雜的幾何形狀（例如彎曲、彎折或傾斜的表面）并收集精 確的厚度、紋理和測量數(shù)據(jù)，而無需延長資產(chǎn)停機(jī)時(shí)間。
內(nèi)窺鏡和內(nèi)窺鏡是檢查各種產(chǎn)品內(nèi)部狹窄結(jié)構(gòu)、封閉腔室和空腔的必備工具。內(nèi)窺鏡經(jīng)常用于航空航天和汽車行業(yè)，以評估發(fā)動機(jī)、油箱和輪艙的狀況，以查看是否有疲勞或損壞的跡象。
勞斯萊斯開發(fā)了一種智能內(nèi)窺鏡，它使用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)分析視覺圖像以發(fā)現(xiàn)磨損。新版本將發(fā)動機(jī)檢查時(shí)間縮短了 75%，五年內(nèi)可為航空公司節(jié)省高達(dá) 1 億英鎊的檢查成本。
在工業(yè)工程和制造領(lǐng)域，內(nèi)窺鏡分析可檢測管道、管子和導(dǎo)管中的泄漏、堵塞和損壞。柔性插入管可使內(nèi)窺鏡到達(dá)剛性儀器無法插入的狹小空間。
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