一种RH浸渍管耐材智能在线探伤检测方法和系统与流程

本发明涉及钢水精炼炉在线辅助监控，更具体的说是涉及一种rh浸渍管耐材智能在线探伤检测方法和系统。

背景技术：

1、rh精炼炉是冶炼超低碳高品质钢种过程中重要的二次精炼设备，主要负责处理转炉或电炉的初炼钢水，通过真空循环技术对钢水进行脱气、脱碳、调节成分及温度和去除夹杂物，使其进一步提升钢水质量。

2、rh精炼炉主要结构包括浸渍管和真空室，浸渍管为一对两根管，分为上升管和下降管，工作时，将浸渍管插入到钢包承接的钢水中，启动真空泵后钢水因压力差被吸入到真空室内，从上升管吹入氩气，形成密度差驱动钢水从上升管进下降管出，在真空室与钢包间往复循环，钢水在真空室内完成脱气、脱碳、去夹杂。

3、由于浸渍管长期浸泡在钢水中，承受高温钢水冲刷的同时还要经受真空和正常大气的交替压力冲击，以及常温、高温交替状态下的热应力冲击，所以浸渍管的工作环境相对其他部位来说比较苛刻，它的寿命通常决定了整个rh炉的寿命上限。

4、当前浸渍管的主要结构包括内部衬砖环、钢胆结构件以及外部浇注料层，衬砖砖环组装在钢胆结构件内部，钢胆结构件外部用浇注料包裹起到保护作用。其下线的主要原因是保护钢胆的浇注料在经受多次侵蚀、热震和机械冲击后出现剥落、裂纹，钢水钻入浇注料内部烧穿钢胆造成浇注料及砖环脱落。

5、目前主流的维护手段是rh精炼炉每处理完一浇次钢水后由人工肉眼判断浸渍管表面状态，通过人工操作喷补机向浸渍管浇注料外表面喷涂修补料进行缺陷修补以达到提寿的目的。但热态下浸渍管本体温度过高、表面发亮，人员难以靠近观察，判断缺陷不准确，存在检查死角；同时，人员无法精准确定缺陷位置大小，对于修补料的用量无法精准掌握，易过渡喷补，造成物料浪费的同时还容易增加钢水夹杂、涨管、过钢流量变小等风险。

6、因此，如何克服上述不足，实现对rh精炼炉浸渍管耐材状态的自动监测是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种rh浸渍管耐材智能在线探伤检测方法和系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明实施例提供一种rh浸渍管耐材智能在线探伤检测方法，包括：

4、获取rh浸渍管耐材在初始状态下的初始三维点云数据，基于所述初始三维点云数据生成基准三角网格模型，并为所述基准三角网格模型的每个顶点分配固定标识，以追踪所述rh浸渍管耐材表面的物理区域；

5、获取所述rh浸渍管耐材在经历设定次数的钢水处理后的当前三维点云数据；

6、将所述基准三角网格模型逐顶点配准吸附至所述当前三维点云数据上，解算得到所述基准三角网格模型中每个顶点的位移矢量；

7、基于所述位移矢量确定负位移区域，结合所述基准三角网格模型的预设基础尺寸参数计算所述负位移区域包围的体积，得到所述rh浸渍管各区域的耐材损耗值；

8、根据所述耐材损耗值以及所述设定次数，计算各区域的侵蚀速率，并基于所述侵蚀速率和所述耐材损耗值预测所述rh浸渍管的剩余寿命及生成喷补建议。

9、进一步地，获取rh浸渍管耐材在初始状态下的初始三维点云数据，以及获取所述rh浸渍管在经历设定次数的钢水处理后的当前三维点云数据，包括：

10、利用多视角交叉布置的激光雷达矩阵对所述rh浸渍管的内外壁进行非接触式扫描，获取不同视角的原始点云数据；

11、对所述原始点云数据去除离群点后，将不同视角的点云数据配准拼接到统一坐标系下，融合得到所述初始三维点云数据或所述当前三维点云数据。

12、所述基于所述初始三维点云数据生成基准三角网格模型，包括：

13、对所述初始状态下的rh浸渍管进行多次重复扫描获取多组点云数据，剔除无效重复数据后进行融合，生成所述基准三角网格模型。

14、作为优选，利用多视角交叉布置的激光雷达矩阵进行扫描的同时，还包括：

15、利用对应位置设置的工业摄像头采集辅助图像；用于在显示界面中同步显示所述辅助图像与生成的点云模型，并在所述辅助图像中标记对应的点云区域。

16、进一步地，将所述基准三角网格模型逐顶点配准吸附至所述当前三维点云数据上，解算得到所述基准三角网格模型中每个顶点的位移矢量，包括：

17、通过预设的配准算法将所述基准三角网格模型的各个顶点与所述当前三维点云数据中的对应点进行匹配吸附，计算每个顶点从初始位置到当前点云对应位置的空间坐标差值，得到所述位移矢量。

18、进一步地，根据所述耐材损耗值以及所述设定次数，计算各区域的侵蚀速率，包括：

19、将各区域的所述耐材损耗值除以所述设定次数，得到所述侵蚀速率。

20、进一步地，基于所述侵蚀速率和所述耐材损耗值预测所述rh浸渍管的剩余寿命，包括：

21、基于所述侵蚀速率和所述耐材损耗值识别危险区域；

22、将所述危险区域对应的时间序列数据输入至时序大模型中推测未来侵蚀趋势，得到rh浸渍管的剩余寿命；所述时间序列数据包括不同时刻危险区域对应的耐材损耗值、侵蚀速率和残厚值，所述残厚值为基准三角网格模型t0的测量值与当前时刻三角网络模型生成的测量值之差。

23、进一步地，所述生成喷补建议，包括：

24、将所述负位移区域包围的体积与预设的喷补料密度值相乘，得到每个区域所需喷补料的重量，基于所述重量生成所述喷补建议。

25、第二方面，本发明实施例提供一种rh浸渍管耐材智能在线探伤检测装置，用于实现如上任一项所述的rh浸渍管耐材智能在线探伤检测方法，包括：

26、初始建模模块，用于获取rh浸渍管耐材在初始状态下的初始三维点云数据，基于所述初始三维点云数据生成基准三角网格模型，并为所述基准三角网格模型的每个顶点分配固定标识，以追踪所述rh浸渍管耐材表面的物理区域；

27、当前扫描模块，用于获取所述rh浸渍管耐材在经历设定次数的钢水处理后的当前三维点云数据；

28、位移解算模块，用于将所述基准三角网格模型逐顶点配准吸附至所述当前三维点云数据上，解算得到所述基准三角网格模型中每个顶点的位移矢量；

29、损耗计算模块，用于基于所述位移矢量确定负位移区域，结合所述基准三角网格模型的预设基础尺寸参数计算所述负位移区域包围的体积，得到所述rh浸渍管各区域的耐材损耗值；

30、预测与建议模块，用于根据所述耐材损耗值以及所述设定次数，计算各区域的侵蚀速率，并基于所述侵蚀速率和所述耐材损耗值预测所述rh浸渍管的剩余寿命及生成喷补建议。

31、第三方面，本发明实施例提供一种rh浸渍管耐材智能在线探伤检测系统，包括：

32、激光雷达矩阵，多视角交叉布置于所述rh浸渍管的待机位平台，用于对所述rh浸渍管进行扫描以获取三维点云数据；

33、工业摄像头，设置于所述激光雷达矩阵的对应位置，用于采集所述rh浸渍管的辅助图像；

34、以及rh浸渍管耐材在线探伤检测装置，分别与所述激光雷达矩阵和所述工业摄像头通信连接，用于执行如上中任一项所述的rh浸渍管耐材智能在线探伤检测方法。

35、第四方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一项所述的rh浸渍管耐材智能在线探伤检测方法。

36、第五方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述的rh浸渍管耐材智能在线探伤检测方法。

37、本发明实施例提供了一种rh浸渍管耐材智能在线探伤检测方法和系统，与现有技术相比，有益效果至少包括：

38、1、通过自动化三维扫描与缺陷分析，能够更精准的识别薄弱区域，降低rh浸渍管掉料甚至穿钢等重大事故风险；

39、2、通过量化缺陷状态，结合ai智能计算出修补料的数量从而实现精准喷补，节省喷补料、降低耐材使用成本的同时可以提高rh浸渍管的利用效率及寿命；

40、本技术应用激光测量、ai 模型、三维可视化、自然语言交互等技术，能够满足智慧炼钢、精细化管理的发展方向。