三维激光扫描技术在LDPE(EVA)装置改造中的应用

主要内容：高压聚乙烯（醋酸乙烯）[LDPE(EVA)]装置超高工作压力的特性，决定了其管道、设备的设计及其安装的特殊性、专业性。现代化三维激光扫描技术及三维模型的应用，对优化该类装置的设计、改造，提高设计效率及安装精度发挥重要作用。结合国内某EVA装置改造过程中的应用经验，阐述了三雏激光扫描技术的应用方法，分析和总结了应用前后的优缺点，为后期该类装置的建设及改造提参考。

关键词：低密度聚乙烯 EVA 高压管道 三维激光扫描 模型

1 原LDPE(EVA)装置施工特点1-)及其改造需求

1)LDPE(EVA)装置因其正常操作压力超过200MPa(管式法：300MPa、釜式法：200MPa),决定了其超高压压力管道的制造、安装和施工也具有特殊性。装置内超高压压力管道全部为国外制造、国内组装，其施工标准的严苛程度远超普通管道，国内暂无与此相关的国家标准和行业规范，施工时必需严格执行制造商和专利商的指导手册要求和相关规范。这是保证整套装置投料试车有足够的可靠性和生产运行安全性的前提。

鉴于较高的技术要求和规范，目前装置设计、建设中虽已采用较先进的3D模型模拟技术，有效避免了管道不可预知的干涉影响，但超高压管道安装过程中仍需设置若干调整段，以保证按专利商规定的管路走向及各管口的无应力精确连接。

从现场数据测量到国外工厂加工完成调整段并供货到场一般需要30~45d,且一般采用航空运输，周期长、成本高，存在诸多不可控因素。如何减少调整段的数量或无需设置调整段对LDPE(EVA)装置的建设或改造有重大意义，可有效缩短建设或改造工期，降低不可控因素，提早产生经济效益。

2)LDPE(EVA)装置改造施工需求。随着社会发展的需求及科技的进步，对已建成的化工装置进行局部改造、提升产能，是让已建成化工装置效益最大化、投入产出比最优、最直接的一种手段，对LDPE(EVA)装置的扩能改造亦是如此。但装置新建与装置改造在设计、施工组织及工期要求上有着很大的区别，主要项目对比列于表1。

以国内某LDPE(EVA)装置实际改造经验为基础，结合现代化的三维激光扫描技术，详细阐述该装置改造中有效避免调整段的出现、缩短施工工期的相关措施。

2三维激光扫描技术

三维激光扫描是一种以高精度、大密度采集点云的面测量技术，且是主动式非接触测量，尤其适用于人员难以到达的危险区域。它突破了传统的手工测量及单点测量方式的局限，通过获取高密度、高分辨率扫描物体的三维点云数据，得到全面、完整的三维空间信息，成为可真实展现装置原貌的一种良好的解决方案。

3 工程应用

4.三维激光扫描技术优势

以三维激光扫描技术为主的改造，为设计工作提供基础数据资料，与传统测量方法相比，既可以节省在装置现场的工作时间、缩短工期，又可为后期二维出图与三维建模和详细准确地记录所需的设备、管道信息，从而可以更精准地管理工厂设施。

某些西方发达国家已大量采用三维激光扫描仪对核电站、化工厂、炼油厂现场进行扫描，得到三维几何模型或工厂模型，再用所得的模型进一步扩展其应用。国内的文物考古及古建筑维修、地形测绘研究等领域也已逐步使用三维激光扫技术；化工厂装置改造方面的应用尚处于探索阶段。

依据国外相关文献的研究数据：使用项日总投资的1%~2%并运用三维激光扫描技术进行前期扫描后，比传统模式下所做的改扩建设计，返工率低及材料浪费少，节省总投资10%，经济效益非常显著