基于图像分析高压釜内壁腐蚀度并预测其使用寿命的方法技术

本发明专利技术涉及图像数据处理技术领域，尤其是基于图像分析高压釜内壁腐蚀度并预测其使用寿命的方法，包括如下步骤：获取釜体反应腔内壁的二维平面展开图像并完成疑似孔蚀区域的标记、排序；获取釜体的反应腔的超声平面展开图像并完成孔蚀标记序列点的标记、排序；筛选并获取与各孔蚀标记序列点存在重叠的一个或多个疑似孔蚀区域，将其确定为真实孔蚀区域；对各个真实孔蚀区域进行图像分析并对其各自的腐蚀程度危急值排序：对得到的腐蚀程度危急值排在首位的真实孔蚀区域处的真实壁厚与釜体原始的标准壁厚取差值的绝对值，将所取绝对值与标准壁厚相比得到厚度腐蚀百分比X%；根据所得的厚度腐蚀百分比X%分析并预测高压釜的釜体剩余使用寿命。釜体剩余使用寿命。釜体剩余使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
基于图像分析高压釜内壁腐蚀度并预测其使用寿命的方法


[0001]本专利技术涉及图像数据处理
，特别涉及一种能够通过采集高压釜内壁表面图像并根据图像处理结果有效分析其腐蚀度及预测其剩余使用寿命的新方法，尤其是基于图像分析高压釜内壁腐蚀度并预测其使用寿命的方法。

技术介绍

[0002]高压釜是指化工行业内在高压工况下操作的反应设备，主要由反应容器、搅拌器及传统系统、冷却系统、安全装置、加热炉等组成。
[0003]由于高压釜内部反应环境的恶劣性，使得高压釜在长期使用后会因电化学腐蚀、化学腐蚀、高温腐蚀、高压冲击等造成内壁的局部腐蚀或者是均匀腐蚀，一般情况下局部腐蚀较为常见。
[0004]受腐蚀后的高压釜的容器壁易出现不同大小、不同程度的孔蚀、脱层腐蚀等现象，当高压釜出现严重的腐蚀后会影响其正常的使用。
[0005]因此，需要定期对内壁清洁完成后的高压釜进行内部腐蚀情况的检测与监测，以此来保证高压釜在使用过程中的相对安全性。
[0006]目前，一般采用如申请号为CN201910620991.6、专利名称为高压釜内可变风场调控的顶部腐蚀测试系统与测试方法的现有技术中的方式来在前期对高压釜进行以低的实验运行成本，通过温度、压力、冷却和可变风场的综合调控，实现各种顶部腐蚀工况的精细模拟来通过模拟腐蚀环境，可利用电化学测试系统获取顶部腐蚀过程的相关动力学数据、监测其经时演变规律。
[0007]可以看出，现有技术中的系统及方法主要是利用腐蚀模拟试验的方式来为高压釜后期制造、选材提供依据，但是，对已经在使用过程中的高压釜的腐蚀情况以及对高压釜的后续使用安全性预警上并无法起到模拟预测的目的，因此，现有技术中也并不能解决该问题。
[0008]为此，本专利技术在此提出了一种能够通过采集高压釜内壁表面图像并根据图像处理结果有效分析其腐蚀度及预测其剩余使用寿命的新方法，用以更好地解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术为解决上述技术问题之一，所采用的技术方案是：基于图像分析高压釜内壁腐蚀度并预测其使用寿命的方法，包括如下步骤：获取釜体的反应腔内壁的二维平面展开图像并完成疑似孔蚀区域的标记、排序；获取釜体的标准壁厚并设定误差值；获取釜体的反应腔的超声平面展开图像并完成孔蚀标记序列点的标记、排序；将标记有孔蚀标记序列点的超声平面展开图像与标记有疑似孔蚀区域的二维平面展开图像进行匹配重叠处理；
筛选并获取与各孔蚀标记序列点存在重叠的一个或多个疑似孔蚀区域，并将其确定为真实孔蚀区域，同时将其余疑似孔蚀区域及其余孔蚀标记序列点剔除；对各个真实孔蚀区域进行图像分析并对其各自的腐蚀程度危急值排序：对上述得到的腐蚀程度危急值排在首位的真实孔蚀区域处的真实壁厚与釜体原始的标准壁厚取差值的绝对值，然后将所取绝对值与标准壁厚相比得到厚度腐蚀百分比X%；根据所得的厚度腐蚀百分比X%分析并预测高压釜的釜体剩余使用寿命。
[0010]在上述任一方案中优选的是，获取釜体的反应腔内壁的二维平面展开图像并完成疑似孔蚀区域的标记、排序的具体步骤包括：获取高压釜的釜体的反应腔内壁的三维立体扫描后的内表面图像；对获取的上述的内表面图像进行平面展开后获得二维平面展开图像；对二维平面展开图像中的疑似孔蚀区域进行提取并对其边缘标记、排序，在进行疑似孔蚀区域的边缘标记时采取的方法是：采用Canny算子的多阶段算法依次完成图像降噪、计算图像梯度、非极大值抑制、双阈值筛选、得到边缘区域；进行本步骤中的排序时，随机选取疑似孔蚀区域后按自然数序列升序排序。
[0011]在上述任一方案中优选的是，获取釜体的反应腔的超声平面展开图像并完成孔蚀标记序列点的标记、排序的具体步骤如下：在高压釜的釜体的反应腔内重复上述内表面图像的扫描轨迹完成超声扫描探测并得到三维超声图像及波形图；三维超声图像平面展开后得到超声平面展开图像；对所得波形图及超声平面展开图像分析：对比当前釜体的真实壁厚与标准壁厚的差别，将真实壁厚小于标准壁厚且两者误差大于设定误差值的区域中心进行标记，标记后在超声平面展开图像上形成孔蚀标记序列点。
[0012]在上述任一方案中优选的是，上述的三维超声图像平面展开后得到超声平面展开图像的展开方式为：将上述三维超声图进行按照二维平面展开图像的展开方式进行平面展开；展开后获得超声平面展开图像，其中超声平面展开图像的边界轮廓与二维平面展开图像的边界轮廓完全相同。
[0013]在上述任一方案中优选的是，在进行孔蚀标记序列点的序号标记时，对应区域中心处的真实壁厚最小者的序号最小、真实壁厚最大者的序号最大，且依次按照自然数序列升序排列。
[0014]在上述任一方案中优选的是，对各个真实孔蚀区域进行图像分析并对其各自的腐蚀程度危急值排序的具体步骤如下：当最小真实壁厚与第二小的真实壁厚不是相近的较小真实壁厚时：选取孔所得的最小真实壁厚对应的孔蚀标记序列点，并将其所在的真实孔蚀区域作为腐蚀程度危急值排在首位的真实孔蚀区域；当存在N个相近的较小真实壁厚时：选取上述N个较小真实壁厚所对应的孔蚀标记序列点所处的N个真实孔蚀区域，并
将其余真实孔蚀区域剔除；对存在有上述N个真实孔蚀区域的平面图像选定合适的阈值并进行二值化处理；建立bwperim 函数，对平面图像内部的由釜体内表面的腐蚀孔洞所围成的N个真实孔蚀区域的边缘进行精准提取；利用matlab建立bwarea函数，计算N个真实孔蚀区域的封闭区域面积并依次标记为S1、S2、S3...... S
N
；其中，N为≥1的整数；按照面积由大至小的顺序选取封闭区域面积排在首位的真实孔蚀区域作为腐蚀程度危急值排在首位的真实孔蚀区域。
[0015]在上述任一方案中优选的是，上述的相近的较小真实壁厚指的是：任意两者真实壁厚值取差值的绝对值后与较小的真实壁厚数值再取百分比，若所得百分比数值小于5%，则认定两者为相近的较小真实壁厚。
[0016]在上述任一方案中优选的是，根据厚度腐蚀百分比X%，综合分析并预测高压釜的釜体剩余使用寿命的步骤包括：获取当前高压釜截止目前的安装月数M
安装
、产品总处理量T
总
；设定最大安全腐蚀厚度百分比为A%；对最大安全腐蚀厚度百分比为A%、当前的厚度腐蚀百分比X%去差的绝对值得到剩余安全腐蚀厚度百分比为S%；利用如下公式得到预计剩余安全使用月数M
剩余
、预计剩余产品安全处理量T
剩余
：M
剩余
=（M
安装
* S%）/ X%；T
剩余
=（T
总
* S%）/ X%；根据当前车间的生产量、使用频次具体情况来将M
剩余
或T
剩余
作为最终判定标准，得出剩余使用寿命。
[0017]在上述任一方案中优选的是，其中，上述的高压釜在化工车间内专用于某一种化学产品的处理。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术采用获取高压釜釜体内壁图像及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于图像分析高压釜内壁腐蚀度并预测其使用寿命的方法，其特征在于：包括如下步骤：获取釜体的反应腔内壁的二维平面展开图像并完成疑似孔蚀区域的标记、排序；获取釜体的标准壁厚并设定误差值；获取釜体的反应腔的超声平面展开图像并完成孔蚀标记序列点的标记、排序；将标记有孔蚀标记序列点的超声平面展开图像与标记有疑似孔蚀区域的二维平面展开图像进行匹配重叠处理；筛选并获取与各孔蚀标记序列点存在重叠的一个或多个疑似孔蚀区域，并将其确定为真实孔蚀区域，同时将其余疑似孔蚀区域及其余孔蚀标记序列点剔除；对各个真实孔蚀区域进行图像分析并对其各自的腐蚀程度危急值排序：对上述得到的腐蚀程度危急值排在首位的真实孔蚀区域处的真实壁厚与釜体原始的标准壁厚取差值的绝对值，然后将所取绝对值与标准壁厚相比得到厚度腐蚀百分比X%；根据所得的厚度腐蚀百分比X%分析并预测高压釜的釜体剩余使用寿命。2.根据权利要求1所述的基于图像分析高压釜内壁腐蚀度并预测其使用寿命的方法，其特征在于：获取釜体的反应腔内壁的二维平面展开图像并完成疑似孔蚀区域的标记、排序的具体步骤包括：获取高压釜的釜体的反应腔内壁的三维立体扫描后的内表面图像；对获取的上述的内表面图像进行平面展开后获得二维平面展开图像；对二维平面展开图像中的疑似孔蚀区域进行提取并对其边缘标记、排序，在进行疑似孔蚀区域的边缘标记时采取的方法是：采用Canny算子的多阶段算法依次完成图像降噪、计算图像梯度、非极大值抑制、双阈值筛选、得到边缘区域；进行本步骤中的排序时，随机选取疑似孔蚀区域后按自然数数列升序排序。3.根据权利要求2所述的基于图像分析高压釜内壁腐蚀度并预测其使用寿命的方法，其特征在于：获取釜体的反应腔的超声平面展开图像并完成孔蚀标记序列点的标记、排序的具体步骤如下：在高压釜的釜体的反应腔内重复上述内表面图像的扫描轨迹完成超声扫描探测并得到三维超声图像及波形图；三维超声图像平面展开后得到超声平面展开图像；对所得波形图及超声平面展开图像分析：对比当前釜体的真实壁厚与标准壁厚的差别，将真实壁厚小于标准壁厚且两者误差大于设定误差值的区域中心进行标记，标记后在超声平面展开图像上形成孔蚀标记序列点。4.根据权利要求3所述的基于图像分析高压釜内壁腐蚀度并预测其使用寿命的方法，其特征在于：上述的三维超声图像平面展开后得到超声平面展开图像的展开方式为：将上述三维超声图进行按照二维平面展开图像的展开方式进行平面展开；展开后获得超声平面展开图像，其中超声平面展开图像的边界轮廓与二维平面展开图像的边界轮廓完全相同。5.根据权利要求4所述的基于图像分析高压釜内壁腐蚀度并预测其...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟新国，王锁，盛蕊，朱宏林，
申请(专利权)人：济宁康盛彩虹生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：