Medición de turbinas impulsoras en entornos de fabricación difíciles

Aplicaciones: Control de calidad y aseguramiento de calidad
Sectores: Generación de energía

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Para operar plantas hidroeléctricas de manera segura y limitar las interrupciones, se requiere experiencia tanto en técnicas de medición como de análisis. Tener un conocimiento preciso de las condiciones de la planta y la carga de sus componentes es vital. Esto es particularmente cierto cuando las turbinas impulsoras funcionan en entornos modernos desafiantes.

Desafíos: Los contornos hidráulicos de los álabes del impulsor son en gran parte responsables de maximizar la generación de energía. Por lo tanto, ¿cómo podemos comprobar si las dimensiones de los álabes se desvían de la forma nominal?

Cuando los álabes individuales del impulsor se desvían (aunque sea ligeramente) del límite nominal, el impacto en los flujos de agua en toda la planta de energía y, por lo tanto, en la eficiencia energética es grave. En este contexto, los segmentos del impulsor deben medirse antes del montaje para garantizar que cumplan con la tolerancia requerida y la exactitud de fabricación. Además, el impulsor montado también debe medirse para garantizar que la exactitud de los componentes montados cumpla con las especificaciones.

Sabiendo que las vibraciones y las variaciones térmicas prevalecen en los entornos de fabricación, ¿cómo podemos garantizar la exactitud de la medición en estas difíciles condiciones?

Las tecnologías flexibles que se adaptan a las inestabilidades del entorno son fundamentales para realizar mediciones en las sitios industriales del acero. Para hacerlo, los instrumentos de medición deben estar libres de un montaje rígido que absorba la vibración o la variación, lo que impacta en los resultados de la medición. Además, la herramienta de medición debe ser portátil para llegar a partes a las que de otro modo sería difícil acceder.

Sabiendo que el diámetro de las turbinas impulsoras y sus partes individuales puede ser de cinco metros o más, ¿cómo podemos inspeccionar estas piezas grandes y garantizar una alta exactitud?

La elección de una tecnología que se adapte a las dimensiones a gran escala es fundamental para entregar informes de inspección con la máxima exactitud y repetibilidad de medición. Para ello, la fotogrametría sigue siendo incomparable. Basado en una serie de fotos 2D, utiliza la triangulación para generar modelos de posicionamiento precisos para otros dispositivos, como los escáneres 3D o las tecnologías de CMM portátiles.

Sabiendo que las plantas hidroeléctricas están bajo una presión constante sobre las obligaciones de verificación, ¿cómo pueden inspeccionar sus turbinas impulsoras con los más altos estándares del sector?

En los últimos años, los requisitos de las centrales eléctricas para equipos de metrología se han vuelto más exigentes y más exactos a medida que se hacen necesarias las obligaciones de verificación y la documentación de las mediciones. Ahora se necesitan tecnologías avanzadas para cumplir con estos requisitos. Las mediciones deben compararse meticulosamente con los modelos CAD. Las tolerancias deben cumplirse estrictamente. La integridad de los sistemas electromecánicos masivos depende de una inspección de calidad.

Using-HandySCAN-3D-to scan-impeller-interior-with-blue-lasers-on-textured-surface (Photo credit Andritz)

Photo credit: Andritz

Solución: Tecnologías de escaneado 3D portátiles, precisas, rápidas e intuitivas

Portabilidad significa una solución diseñada para entornos de fabricación, es decir, no sensible a las vibraciones del área de producción, el movimiento de las piezas y la inestabilidad del entorno. Sin los requisitos de una configuración de medición rígida, todo el sistema de medición puede moverse libremente en cualquier momento durante la secuencia de medición.

Exactitud es una tecnología que puede proporcionar una alta precisión y eficiencia de los datos de la fotogrametría, específicamente en proyectos a gran escala y piezas grandes. Debido a que la exactitud de medición no se ve afectada por la inestabilidad del entorno, la solución de metrología puede medir con exactitud entidades geométricas en piezas de cualquier tamaño en entornos difíciles.

Velocidad significa que se necesita poco tiempo para realizar las mediciones y continuar con el análisis de datos. A continuación, se puede realizar un escaneado rápido y detallado de la forma de toda la paleta impulsora.

Simplicidad significa tecnología de guía de usuario sofisticada y retroalimentación de software proyectada por láser que es accesible para todos, independientemente de sus conocimientos en metrología.

Las cámaras fotogramétricas, como la MaxSHOT 3D, y los escáneres 3D, como el HandySCAN 3D, con el software PolyWorks Inspector, son buenos ejemplos de estas soluciones de escaneado 3D portátiles, precisas, rápidas e intuitivas.

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Photo credit: Andritz

Beneficios: Con portabilidad, exactitud, velocidad y simplicidad, los defectos en las paletas impulsoras se pueden identificar y corregir fácilmente.

Con el escaneado en 3D, la información dimensional de un palé puede compararse y analizarse con los datos de destino (CAD). La función de mapeo de colores permite a los ingenieros interpretar los resultados de las mediciones de forma rápida, sencilla y clara.

Ahorro de tiempo

Con este equipo de metrología, se acelera el proceso de medición, lo que reduce el tiempo necesario para el análisis de datos y la comparación de modelos. Con una interfaz intuitiva, los expertos en metrología ya no necesitan realizar mediciones ni analizar los datos de escaneado 3D.

Fortalecer la confiabilidad del proceso

Con una tecnología más rápida, se pueden agregar pasos intermedios al proceso de medición, lo que contribuye a la confiabilidad del proceso. Por lo tanto, las turbinas impulsoras ahora se pueden medir antes del montaje para garantizar que cumplan con la tolerancia y la exactitud de fabricación requeridas, y después del montaje para garantizar que la exactitud de los componentes montados cumpla con las dimensiones especificadas.

Retorno de la inversión en 2 años y nuevas posibilidades

El período de recuperación del nuevo sistema de medición puede ser tan corto como de dos años, momento en el que se obtendrán ahorros anuales. El equipo también se puede utilizar para nuevas aplicaciones, como la creación de datos CAD a partir de componentes antiguos cuando no hay ningún esquema o modelo disponible, aplicaciones de ingeniería inversa y mucho más.

Andrtiz-employee-using-MaxSHOT-3D-photogrammetric-equipment-within-impeller-turbine (Photo credit Andritz)

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Cliente: Andritz Hydro GmbH

ANDRITZ Hydro es un proveedor global de equipos y sistemas electromecánicos para centrales hidroeléctricas y uno de los líderes en el mercado mundial de generación de energía hidráulica. Con sede en Viena, Austria, la empresa ya ha instalado más de 30.000 turbinas en todo el mundo, que representan más de 420.000 MW.

La incorporación del HandySCAN 3D y la MaxSHOT 3D a su cartera de equipos de metrología existente aportó una nueva flexibilidad a su proceso de medición. ANDRITZ ahora puede realizar mediciones en diferentes ubicaciones, como su propia planta de fabricación, en la ubicación del proveedor o incluso en los sitios de construcción del cliente. La facilidad de uso de los escáneres 3D ha ayudado a acelerar y fortalecer todo el proceso de medición.

La empresa también está muy satisfecha con el retorno de la inversión que obtuvieron con los sistemas de medición de Creaform.

"La tecnología de Creaform nos ha llevado a un nuevo nivel. Ahora podemos digitalizar y medir piezas para las que no se diseñó nuestro equipo de medición convencional. Esta tecnología de medición es simplemente innovadora y fácil de usar", comenta Yener Korkmaz, director de metrología de Andritz.