直縫不銹鋼焊管在生產(chǎn)過(guò)程中主要靠鋼板受外力擠壓而成型，因此當(dāng)所受外力不均勻時(shí)，不銹鋼焊管的成型縫，即焊縫容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，因此需要對(duì)焊縫進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，焊縫的質(zhì)量直接影響到管道現(xiàn)場(chǎng)的施工質(zhì)量和施工進(jìn)度。焊縫主要的質(zhì)量指標(biāo)包括管端直徑與橢圓度、焊縫大小、焊縫噘嘴等情況，其中焊縫噘嘴屬于焊縫質(zhì)量檢測(cè)的最大瓶頸。有效的控制噘嘴可以提高不銹鋼焊管的外觀質(zhì)量，降低加工成本，提高管線的使用壽命。

 目前，國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)不銹鋼焊管生產(chǎn)線主要靠人工手動(dòng)檢測(cè)，其精度和效率都難以滿足生產(chǎn)工藝的要求。國(guó)外較成熟的成套設(shè)備價(jià)格昂貴，引進(jìn)成本高，因此研究直縫不銹鋼焊管焊縫噘嘴檢測(cè)技術(shù)是十分必要的。浙江至德鋼業(yè)有限公司通過(guò)在總結(jié)目前常用的直縫不銹鋼焊管焊縫噘嘴檢測(cè)方法之后，對(duì)直縫焊管焊縫噘嘴檢測(cè)技術(shù)做了進(jìn)一步研究。具體成果與結(jié)論主要有以下幾個(gè)方面：

 1. 二維激光掃描技術(shù)可以得到焊管徑向橫截面的二維輪廓數(shù)據(jù)，通過(guò)在徑向方向移動(dòng)不銹鋼焊管，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)焊管三維輪廓數(shù)據(jù)的采集，將得到的數(shù)據(jù)圖形化，通過(guò)觀察擬合模型可以發(fā)現(xiàn)，點(diǎn)云數(shù)據(jù)中存在大量的冗余點(diǎn)，特別是在焊縫正下方，需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除。通過(guò)簡(jiǎn)單的去噪算法，去除了冗余點(diǎn)之后，通過(guò)觀察焊管的二維輪廓擬合圖可以發(fā)現(xiàn)，采集到的數(shù)據(jù)平滑效果非常差。經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)對(duì)比，最后選擇利用平滑參數(shù)為50的粗糙平滑懲罰算法來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑，得到了比較理想的效果；

 2. 檢測(cè)噘嘴的前提是要擬合出不銹鋼焊管橫截面所在圓的圓心和半徑，這時(shí)需要用到隨機(jī)Hough變換檢測(cè)圓。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得知對(duì)預(yù)處理過(guò)后的數(shù)據(jù)直接應(yīng)用隨機(jī)Hough變換檢測(cè)圓并不能得到理想的效果，這是由于隨機(jī)Hough變換對(duì)被測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)目標(biāo)的隨機(jī)采樣，而焊縫處的數(shù)據(jù)并不在所需擬合的圓上，所以這部分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)擬合結(jié)果造成了影響；

 3. 為了避免隨機(jī)Hough變換無(wú)目標(biāo)的隨機(jī)采樣，這時(shí)需要將焊縫處的數(shù)據(jù)和焊縫兩側(cè)的圓弧數(shù)據(jù)劃分開(kāi)，利用K均值聚類即可達(dá)到目的，但是需要對(duì)K均值聚類進(jìn)行一些優(yōu)化。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知，直接對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)用K均值聚類的結(jié)果并不理想。根據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，焊縫兩側(cè)的圓弧數(shù)據(jù)由于是在同一個(gè)圓上，所以其曲率相近，而焊縫處數(shù)據(jù)的曲率則和上述曲率有很大的差別，通過(guò)對(duì)所有數(shù)據(jù)點(diǎn)計(jì)算其離散曲率，所得到的結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。將數(shù)據(jù)點(diǎn)的離散曲率作為聚類對(duì)象進(jìn)行K均值聚類，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知，其聚類效果比較理想，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于直接對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行聚類的結(jié)果；

 4. 經(jīng)過(guò)聚類之后，利用干凈的圓弧數(shù)據(jù)擬合標(biāo)準(zhǔn)圓，得到不銹鋼焊管橫截面二維輪廓所在圓的圓心和半徑，將焊縫處的最高點(diǎn)或最低點(diǎn)到圓心的距離與半徑做差，所得到的結(jié)果就是該處的噘嘴值，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，證明了該方法的準(zhǔn)確性，不僅可以判斷出焊縫的噘嘴值，還能根據(jù)噘嘴值的正負(fù)來(lái)判斷其噘嘴類型；

 5. 設(shè)計(jì)了一個(gè)直縫不銹鋼焊管焊縫噘嘴檢測(cè)系統(tǒng)，該界面的主要功能是實(shí)現(xiàn)直縫焊管焊縫噘嘴的檢測(cè)。通過(guò)實(shí)際噘嘴檢測(cè)驗(yàn)證，該界面能夠?qū)χ笨p焊管焊縫是否存在噘嘴缺陷進(jìn)行可靠判斷。

 浙江至德鋼業(yè)有限公司雖然對(duì)直縫不銹鋼焊管焊縫噘嘴檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了研究和分析，取得了一定的成果，但是由于目前國(guó)內(nèi)外對(duì)直縫不銹鋼焊管焊縫噘嘴檢測(cè)技術(shù)的研究還不成熟，研究還不多，加上作者水平的限制，仍然存在著許多不足和需要解決的一些問(wèn)題。至德鋼業(yè)技術(shù)人員基于對(duì)本課題的研究，認(rèn)為對(duì)直縫不銹鋼焊管焊縫噘嘴檢測(cè)技術(shù)的研究可以從以下幾個(gè)方面做更深入的研究：

 1. 對(duì)于直縫不銹鋼焊管來(lái)說(shuō)，噘嘴缺陷不僅僅是內(nèi)噘和外噘，還會(huì)出現(xiàn)一側(cè)內(nèi)噘一側(cè)外噘、一側(cè)缺陷一側(cè)正常、一段存在缺陷一段正常等情況。需要提高檢測(cè)算法的效率，讓其適應(yīng)更多的故障情況，來(lái)準(zhǔn)確判斷噘嘴類型，降低檢測(cè)的誤判率，提高多種噘嘴類型檢測(cè)的準(zhǔn)確性；

 2. 對(duì)于完整的直縫不銹鋼焊管來(lái)說(shuō)，所采集到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量十分龐大，在處理這種龐大的點(diǎn)云數(shù)據(jù)時(shí)，如何提高算法的運(yùn)行時(shí)間，并保持相當(dāng)高的運(yùn)算準(zhǔn)確性，需要進(jìn)一步更深入的理論和實(shí)際研究；差分曲率法優(yōu)化K均值聚類算法中，對(duì)于初始聚類中心的選取需要進(jìn)一步的研究，來(lái)充分發(fā)揮K均值聚類算法的優(yōu)勢(shì)。