Resumen
Los técnicos de una empresa de fabricación de equipos de energía eólica midieron e inspeccionaron una brida de gran escala de una cimentación para energía eólica marina con el escáner láser 3D portátil KSCAN-Magic y el sistema de fotogrametría MSCAN-L15 de SCANTECH. El proyecto tenía como objetivo capturar datos completos e inspeccionar si se cumplían con los requisitos de dimensionamiento geométrico y tolerancias (GD&T). Se inspeccionaron 120 perforaciones y se obtuvieron GD&T específicos, tales como la posición y la planitud.
Antecedentes
La energía eólica, una fuente de energía sustentable, renovable y limpia, se utiliza cada vez en mayor medida en la generación de electricidad para las industrias. Tiene un impacto mucho menor en el medio ambiente en comparación con los combustibles fósiles tradicionales. La energía eólica se genera en parques eólicos terrestres y marinos, que constan de muchas turbinas eólicas individuales. Los costes de construcción y mantenimiento de los parques eólicos marinos son elevados. Por lo tanto, es crucial asegurarse de que las piezas de la turbina eólica y de la torre cumplan con requisitos estrictos.
Objetivos del proyecto
El cliente en este caso es Jutal Offshore Oil Service Co., Ltd. que se estableció en 1995 y cotiza en la bolsa de valores de Hong Kong desde septiembre de 2006. Proporciona a los clientes de la industria del petróleo y el gas la fabricación de equipos de petróleo y gas tecnológicamente avanzados, ingeniería en alta mar, construcción de módulos y servicios de soporte técnico.
Las turbinas eólicas de gran escala son grandes y pesadas, y sus piezas suelen ser de gran tamaño. La brida tiene una altura de 10 metros y una anchura de 6 metros. La compañía quiere medir e inspeccionar la brida para asegurarse de que está dentro de los requisitos de GD&T de manera que pueda encajar con éxito en la cimentación de una turbina eólica marina.
Se debe realizar una verificación dimensional mediante un escáner láser óptico 3D de la planitud y el paralelismo de sus superficies. Es necesario medir los diámetros de las perforaciones para los pernos y su posición, ángulos y otros parámetros. Se requiere que la exactitud de los resultados de la medición sea de 0,1 mm.
Desafíos
Pieza de gran escala
La pieza tiene forma de cilindro y tiene una altura de hasta 10 metros con un diámetro de 6 metros. La brida a medir se encuentra en la parte superior de la pieza. Es difícil medir una pieza de este tamaño que, además, está muy por encima del nivel del suelo.
Condiciones adversas en el taller
El equipo de producción, como las máquinas, y el equipo de manipulación, como las grúas en el taller, causan vibraciones. Es inevitable que las vibraciones del entorno afecten a los resultados de la medición, ya que la brida debe medirse in situ. Y el piso del taller está lleno de polvo y chispas de soldadura, lo que plantea un gran desafío para la medición.
Alto volumen de tareas de medición
Los técnicos tuvieron que lidiar con un gran volumen de tareas de medición, ya que necesitaban medir tanto las GD&T como la posición de las 120 perforaciones para pernos en un corto período de tiempo.
Flujo de trabajo
Dispositivo utilizado: KSCAN Magic + MSCAN L15
Proceso de escaneo: en primer lugar, se obtuvieron los datos de los puntos de referencia con el sistema de fotogrametría de alta precisión MSCAN-L15 y luego se enviaron a los datos al escáner 3D portátil y de alta precisión KSCAN-Magic para escanear la superficie.
Duración del escaneo : 2 horas
Mediante el escaneo 3D de toda la brida, el técnico obtuvo toda la nube de puntos de la pieza y, junto con el software 3D de SCANTECH, obtuvo valores específicos de GD&T. Se inspeccionó la planitud y el paralelismo de las superficies superior e inferior de la brida. Además, se midieron las posiciones, los ángulos entre dos perforaciones para pernos y el centro del círculo de paso, así como el diámetro del círculo de paso.
Desventajas de los métodos tradicionales
Los métodos de medición que utilizaba el cliente eran herramientas tradicionales como la estación total electrónica y el calibrador. Su incapacidad para capturar datos completos, su escasa exactitud de medición de alrededor de 0,5 mm, su funcionamiento complejo y su baja eficiencia los hacían inadecuados para manejar las tareas de medición.
Especialmente, los métodos de medición tradicionales solo pueden medir parámetros bidimensionales como la distancia, pero son deficientes para medir parámetros tridimensionales de GD&T, como la posición de las perforaciones para los pernos. Además, la estación total electrónica no puede medir la superficie inferior de la brida ya que la zona es estrecha y de difícil acceso.
Las vibraciones y el polvo del entorno tienen un gran impacto en la medición realizada por la estación total electrónica, y el informe de inspección no cumple con los estándares de sus clientes.
Ventajas de la solución 3D de SCANTECH
Alta exactitud
Al combinar el sistema de fotogrametría MSCAN-L15, cuya precisión volumétrica es de hasta 0,015 mm/m, y el escáner 3D portátil KSCAN-Magic, con una exactitud de hasta 0,020 mm, se ayuda a los ingenieros a obtener resultados de medición precisos.
Datos de campo completo
Con un escaneo 3D robusto, la solución 3D de SCANTECH permite la captura de datos 3D de campo completo, que se pueden utilizar para un archivo posterior. Los datos completos se pueden utilizar para garantizar que la pieza esté cualificada de manera que pueda encajar con precisión en la cimentación.
No se ve afectado por condiciones adversas
Diseñado con un algoritmo robusto y fabricado con aleación de aluminio de grado aeroespacial, KSCAN-Magic no se ve afectado por las vibraciones, el polvo y las chispas del entorno. Es portátil y liviano, y se puede transportar para cumplir con las tareas de medición. Las sólidas características del escáner 3D KSCAN-Magic lo convierten en una solución óptima para la medición in situ.
Datos intuitivos para la inspección y el mantenimiento
Con el software de análisis profesional, los usuarios pueden obtener datos e informes intuitivos y completos. Los datos proporcionan referencias para que los técnicos establezcan el plan de reparación en consecuencia. Al basar sus acciones correctivas en mejores análisis estadísticos, se redujo el número de reparaciones y se mejoró la eficiencia.
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