Comment effectuer l’inspection dimensionnelle des réservoirs de pression à l’aide de la numérisation 3D
Les réservoirs de pression sont des composants essentiels dans des secteurs tels que le pétrole et le gaz, la fabrication chimique et la production d’énergie.
Leur fonction principale est de contenir en toute sécurité des fluides ou des gaz sous haute pression ou vide, ce qui rend leur intégrité cruciale pour la sécurité opérationnelle.
La libération soudaine d’énergie d’un réservoir de pression peut causer des dégâts catastrophiques, mettant en danger des vies.
Par conséquent, les réservoirs de pression doivent être fabriqués selon des spécifications précises pour garantir le respect des normes de sécurité et des exigences réglementaires.
Cette étude de cas explique comment la technologie de numérisation 3D peut améliorer le processus de contrôle qualité des réservoirs de pression en permettant une inspection précise, ce qui aide les fabricants à maintenir des standards de production élevés.
Inconvénients des méthodes de mesure traditionnelles
Il est essentiel de confirmer l’exactitude dimensionnelle et la géométrie de ces réservoirs. Traditionnellement, les fabricants utilisent des rubans, des pieds à coulisse et des outils similaires pour effectuer les mesures.
Cela nécessite souvent la présence de deux ou trois personnes pour mesurer avec précision chaque partie, car de nombreux composants sont grands et complexes.
Il existe plusieurs problèmes avec le processus de mesure, notamment des résultats incohérents entre les différents opérateurs et des temps de mesure longs. De plus, les outils traditionnels ne permettent pas de mesurer les dimensions lorsqu’elles sont spécifiées à partir du centre du réservoir.
En conséquence, des techniques de mesure plus avancées, telles que la numérisation laser 3D, sont de plus en plus explorées pour améliorer la précision, l’efficacité et la fiabilité de l’inspection de ces grands réservoirs.
Mesures essentielles pour les réservoirs de pression
Les principales mesures pour évaluer l’intégrité d’un réservoir de pression comprennent les poutres soudées, la position et le diamètre des trous de boulon, ainsi que les écarts globaux. Ces mesures garantissent la sécurité du réservoir et son respect des normes de conception.
Processus de numérisation 3D
Le processus de numérisation 3D réel implique l’utilisation du scanner laser portable SIMSCAN 3D, qui capture la géométrie du réservoir de pression en émettant un laser qui se reflète sur la surface.
Le scanner 3D recueille un ensemble dense de points de données, créant ainsi un nuage de points 3D. Ces points de données représentent la forme physique d’objet.
Comparer la numérisation 3D au modèle solide
Une fois le processus de numérisation terminé, l’étape suivante consiste à comparer les données numérisées au modèle solide 3D du réservoir de pression.
Le modèle solide est la représentation numérique du réservoir de pression tel qu’il a été conçu, avec des dimensions et des tolérances précises spécifiées.
Alignement et sélection de la surface
Pour effectuer une comparaison précise, il est essentiel de déterminer quelle surface de référence du réservoir de pression sera utilisée pour l’alignement. En général, ce sont les surfaces externes du réservoir qui sont choisies.
Les données du scanner sont ensuite alignées avec la surface correspondante du modèle SOLID. L’alignement des surfaces garantit que les données numérisées correspondent directement aux spécifications de conception.
Cette comparaison permet de détecter toute déviation du réservoir physique par rapport à sa conception prévue, comme les zones où le réservoir est soit trop grand, soit trop petit par rapport aux spécifications.
Analyse des écarts
Une fois l’alignement terminé, le modèle numérisé en 3D et le modèle SOLID sont superposés. Le logiciel génère ensuite une comparaison de maillage, montrant les écarts entre les deux modèles.
Cette comparaison est généralement visualisée à l’aide d’une échelle de gradient de couleurs, chaque couleur représentant un degré différent de déviation.
Mesures clés
La qualité des soudures a été soigneusement inspectée pour s’assurer qu’il n’y a aucun défaut ou faiblesse susceptible de compromettre la résistance du réservoir.
De plus, les points de concentration de contraintes sur la surface interne ont été détectés, révélant des zones où la réduction du rayon (angle R) entraîne une augmentation des niveaux de contrainte.
La planéité de la bride a également été mesurée, ainsi que les dimensions et le positionnement des trous, y compris leur diamètre, leur profondeur et leur précision de localisation.
Ces mesures sont essentielles pour vérifier que le réservoir de pression respecte les spécifications de conception et peut supporter en toute sécurité les contraintes opérationnelles.
Avantages de l’utilisation de la numérisation 3D SIMSCAN pour le contrôle qualité des réservoirs de pression
Idéal pour les espaces restreints : Le SIMSCAN est un scanner 3D portable compact, de la taille d’une paume de main, qui allie facilité d’utilisation et performance exceptionnelle.
Il fournit des numérisations 3D de haute qualité, indépendamment des contraintes environnementales, ce qui le rend parfait pour scanner aussi bien les espaces confinés que les objets de grande taille.
Il est particulièrement performant pour scanner la surface interne du réservoir de pression.
Précision accrue : Les méthodes traditionnelles de mesure manuelle sont sujettes à des erreurs humaines et peuvent ne pas détecter de subtiles déviations.
La numérisation 3D, en revanche, capture les détails complexes de la surface du réservoir avec une précision allant jusqu’à 0,020 mm, identifiant même les petites erreurs qui pourraient autrement passer inaperçues.
Efficacité temporelle : Le SIMSCAN peut effectuer des mesures quantitatives avec un taux de mesure allant jusqu’à 2,8 millions de mesures/s. La numérisation 3D SIMSCAN réduit considérablement le temps nécessaire pour l’inspection.
Ce qui prendrait des heures ou des jours avec des outils de mesure manuels peut être accompli en quelques minutes ou heures grâce à la technologie de numérisation, permettant ainsi des itérations plus rapides dans le processus de fabrication.
Analyse complète : Le rapport de tolérance généré à partir des données de numérisation fournit une analyse complète de la conformité du réservoir aux spécifications de conception.
Ce niveau de détail aide les fabricants à repérer les problèmes dès le début, réduisant ainsi les retouches coûteuses et garantissant que le produit final respecte les normes de sécurité.
Documentation et traçabilité : La numérisation 3D fournit une documentation numérique détaillée de la géométrie du réservoir, créant un enregistrement permanent qui peut être utilisé pour référence future ou pour des audits.
Cette traçabilité est précieuse pour le respect des réglementations industrielles et des protocoles d’assurance qualité.
Conclusion
L’intégration de la numérisation 3D dans le contrôle qualité des réservoirs de pression offre des avantages clés par rapport aux méthodes traditionnelles.
Elle permet aux fabricants de détecter même les moindres déviations dans la géométrie du réservoir, facilitant des corrections rapides avant que le réservoir ne soit mis en service.
Le rapport de tolérance généré à partir de la numérisation 3D offre une compréhension claire et visuelle des écarts, rendant plus facile pour les ingénieurs l’évaluation et la résolution des problèmes.
En fin de compte, la numérisation 3D SIMSCAN rationalise le processus de contrôle qualité, améliore la précision du produit et garantit que les réservoirs de pression respectent à la fois les normes de sécurité et opérationnelles.
