Solución de escaneo 3D para el mantenimiento y la reparación innovadores de piezas hidroeléctricas

La energía hidroeléctrica es un ejemplo brillante de cómo hemos aprendido a usar la naturaleza para crear electricidad e iluminar el mundo. Pero mantener estas centrales hidroeléctricas funcionando sin problemas no es una tarea fácil. En este punto es donde entra en juego el escaneo 3D. Es una nueva manera de comprobar el estado de las piezas hidráulicas y asegurarse de que todo funcione correctamente.

El escaneo 3D avanzado no solo crea un gemelo digital de las piezas recién fabricadas para identificar desviaciones, sino que también desempeña un papel crucial en el mantenimiento y la reparación de estas instalaciones. Desde las enormes turbinas Francis que pueden llegar a pesar cientos de toneladas hasta los intrincados componentes ocultos en su interior, el escaneo láser 3D garantiza que cada pieza funcione al máximo, protegiendo nuestras fuentes de energía sostenibles para generaciones venideras.

Acompáñenos a explorar el impacto transformador del escaneo 3D en el mantenimiento y la reparación de piezas hidroeléctricas.

Las centrales hidroeléctricas varían en escala, pero las que se encuentran en el extremo de mayor tamaño del espectro son un gran espectáculo. Las piezas son enormes. Una turbina Francis, el tipo más común que se encuentra hoy en día, puede pesar 200 toneladas y medir casi ocho metros de diámetro.

Para identificar signos de desgaste en el tubo, Percival creó un mapa de desviaciones. Cargó los datos de escaneo en el Control X, utilizó el comando Plot y utilizó un espesor mínimo de -1 mm y un espesor máximo de 15 mm para generar el mapa de color que se muestra a continuación.  

"Sabía que la pieza estaba diseñada con un espesor de pared de 10 mm y esa información fue la base para la inspección. Encontré algo de revestimiento en el interior, lo que se refleja en el espesor de pared de 11,5 mm. A partir de estos datos, pudimos determinar que no había un desgaste significativo en el tubo de tiro en sí", dice Percival.

Ingeniería inversa 3D para modelos as-built

Además de inspeccionar el tubo, la estación hidroeléctrica quería crear su modelo as-built, que mostrara la pieza exactamente como existe en uso. Este tipo de modelo podría utilizarse en el futuro para replicar el tubo de tiro una vez que la reparación ya no sea viable.

"Cuando se desgastan partes de un tubo de tiro, no se puede simplemente ordenar uno nuevo a un fabricante, porque cada parte de un tubo de tiro varía y sus extremos se funden en el lugar dentro de la instalación en la que se utiliza. Es necesario escanear en 3D una pieza desgastada y refabricar una pieza tal como se construyó", explica Percival.

Para crear el CAD as-built, Percival utilizó Geomagic Design X, el software Oqton para facilitar la ingeniería inversa en 3D. Usando el dibujo como referencia, modeló el cuerpo usando la función Design Intent, luego modeló los extremos as-built, ya que los extremos de acoplamiento están fijados en el concreto y no se mueven.

Finalmente, exportó el archivo con la opción Live Transfer y generó los planos de fabricación. El modelo será útil en la creación y mecanizado de piezas de repuesto.

Escaneo 3D de una compuerta de paso

Si bien el escaneo 3D del tubo de tiro no mostró ningún signo de desgaste, las compuertas de paso fueron una historia diferente. "Las compuertas de paso se estaban desgastando debido a la piedra pómez en el agua. Habían sido reparadas, y las escaneamos para inspeccionar esa reparación y verificar si estaba mecanizada correctamente", dice Percival.

La soldadura se utiliza para reparar estas piezas de gran tamaño, pero a menudo esto resulta en un exceso de material alrededor del área soldada. Este se mecaniza para lograr una forma final que corresponda al modelo CAD. El escaneo láser 3D se utiliza para comprobar si el proceso dio como resultado la forma correcta.

La evolución de los escáneres y el software avanzado de escaneo 3D están ofreciendo una mayor rentabilidad y capacidades para las centrales hidroeléctricas. A medida que estas tecnologías se refinen, un espectro más amplio de usuarios estará capacitado para abordar grandes desafíos de fabricación, sin importar cuán complejos sean.

Fuente: Escaneo 3D y energía renovable -Cómo las centrales hidroeléctricas aprovechan Geomagic Design X y Control X para el mantenimiento y la reparación