Andritz

Отсутствие страха перед тяжелыми деталями

Благодаря решению PolyWorks|Inspector ™ компания Andritz Hydro успешно решает сложные задачи по контролю качества, возникающие при работе с крупногабаритными деталями.

Компания Andritz Group (состоящая из подразделений Andritz Hydro, Andritz Pulp & Paper, Andritz Metals, Andritz Separation и Andritz Automation), штаб-квартира которой расположена в городе Грац, Австрия, является мировым лидером в сфере производства и обслуживания установок и оборудования для гидроэлектростанций, целлюлозной и бумажной промышленности, металлообрабатывающей и сталелитейной промышленности, а также муниципального и промышленного сектора в сфере разделения твердых и жидких веществ. 

На протяжении своей 170-летней истории компания Andritz Hydro завоевала репутацию неоспоримого лидера на мировом рынке оборудования для производства гидроэлектроэнергии. Сегодня компания является глобальным поставщиком электромеханических систем и услуг для гидроэлектростанций. Штаб-квартира Andritz Hydro находится в Вене, Австрия, а более 50 представительств и филиалов расположены в 20 странах по всему миру. Компания состоит из 5 основных групп, каждая из которых осуществляет деятельность в определенной сфере: Большие гидроэлектроустановки; обслуживание и восстановление оборудования; компактные гидроэлектроустановки; турбогенераторы и насосы. Поэтому, когда разговор идет о гидроэнергетике, они знают, о чем говорят.

Задача

Задачи, стоящие перед компанией Осуществление контроля качества производства турбин Френсиса

При производстве компонентов для гидроэлектростанций, включая турбогенераторы, турбины и клапаны, завод Andritz Hydro в Равенсбурге, Германия, должен обеспечить контроль качества всей производимой продукции, включая тяжелые и массивные детали, такие как турбины Фрэнсиса.

Турбина Френсиса, вырабатывающая до 800 мегаватт электроэнергии, является настоящим «зверем». Изготовленная из литых деталей, турбина Френсиса весит 200 тонн и имеет диаметр около 8 метров. Энергия, которую вырабатывает этот «зверь» в одиночку, впечатляет — она равна количеству электроэнергии, вырабатываемой атомной электростанцией среднего размера. Тем не менее, несмотря на исключительные размеры и мощность, турбина Френсиса на самом деле является прецизионным агрегатом. Производительность турбины полностью зависит от точности лопастей и их положения. Именно поэтому контроль качества имеет решающее значение. При скорости вращения 120 оборотов в минуту небольшая деформация детали может иметь разрушительные последствия. 

При скорости вращения 120 оборотов в минуту небольшая деформация детали может иметь разрушительные последствия.

Для компании Andritz Hydro проведение контроля качества 200-тонной установки создает уникальный набор проблем. Во-первых, физический размер турбины Френсиса делает задачу проведения замеров и измерений чрезвычайно сложной и, без надлежащего оборудования, практически невозможной. Прибавьте к этому тот факт, что, несмотря на огромные размеры деталей, погрешность измерений не должна превышать 1/100 миллиметра. 

Турбина Френсиса для электростанции Guri II в Венесуэле.

Йен Коркмаз, директор по испытаниям и измерениям компании Andritz Hydro Ravensburg, который отвечает за обеспечение качества, инспекцию и ремонт поступающих товаров, заявил, что «само по себе измерение, будь то создание целевых точек, выравнивание, анализ и т. д., не представляет проблем, главная проблема заключается в доступе к этим деталям, поскольку пространство зачастую ограничено, и мы физически не можем принять лучшее положение». 

В связи с тем, что компоненты не установлены на измерительном столе изолированно и могут быть недоступны с некоторых сторон, в прошлом Коркмаз и его команда вынуждены были прибегать к измерению массивных деталей непосредственно на месте проведения сварочных работ, рядом с другими деталями и инструментами. Кроме того, измерения, выполняемые с помощью датчиков, были попросту неточными, поскольку они варьировались в зависимости от материала датчика.

Решение

Для обеспечения качества производимых турбин компания Andritz Hydro обратилась к 3D-метрологии. Поскольку множество точек измерения на турбине частично скрыты, а доступ к ним ограничен, было решено, что использование сенсорного измерительного устройства поможет решить сложившуюся проблему. Это было особенно практично ввиду небольшого количества измеряемых точек. Компания остановила свой выбор на измерительной руке Faro, лазерном трекере Faro и программном обеспечении PolyWorks|Inspector ™. С появлением данного решения размер и вес детали больше не представляли сложностей.

Измерение угла лопасти турбины требует значительных физических усилий.

Для сравнения и анализа данных измерений был выбран программный комплекс PolyWorksïInspectorÔ. Фактически, компания Andritz Hydro сменила свое программное обеспечение для юстировки на PolyWorks® тремя годами ранее; основной причиной данного изменения было то, что, хотя сравнительные характеристики предыдущего программного обеспечения соответствовали требованиям, с точки зрения анализа и экспорта данных ПО PolyWorks имело ряд дополнительных преимуществ. 

Ханс-Петер Климм, ведущий специалист отдела измерений и испытаний Andritz Hydro Ravensburg, высоко оценивает гибкость PolyWorks и его широкие возможности: «Большинство программных решений предлагают определенные функции, и если эти функции не приводят к желаемому результату, на этом все заканчивается. В PolyWorks мы можем использовать разные пути для достижения цели. Мы используем множество опций экспорта и импорта данных, различные интерфейсы, и это позволяет нам находить креативные решения для конкретных задач». 

«Мы выбрали PolyWorks из-за его гибкости, различных форматов отчетности, а также в связи с качественной технической поддержкой, предоставляемой компанией Duwe-3d!»

Коркмаз добавил, что каждый отдел в организации рассматривается как клиент, и все они имеют разные особые требования к обработке данных. PolyWorks доказала, что может легко использовать каждый из необходимых форматов. «Мы выбрали PolyWorks из-за его гибкости, различных форматов отчетности, а также в связи с качественной технической поддержкой, предоставляемой компанией Duwe-3d!», — Добавил Коркмаз. Коркмаз также высоко отметил тот факт, что его сотрудники прошли базовый курс обучения по использованию программного обеспечения PolyWorks|Inspector; кроме того, компания Duwe-3d AG оказала им помощь при работе с макропрограммами на производственной площадке, расположенной в Линдау.

Благодаря этому измерительному решению проблемы, вызванные огромным размером детали, канули в лету. Но даже при наличии такого технического решения измерение столь больших турбин никак нельзя назвать рутинной работой. Это во многом связано с тем, что Andritz Hydro производит уникальные детали, которые не являются серийными — это означает, что каждое колесо уникально и производится с учетом требований заказчика. Поэтому требования к измерениям постоянно меняются. «Каждая турбина, которую мы измеряем, представляет собой отдельный проект в целом!», — говорит Климм.

CAD-модель детали в PolyWorks с опорными и измерительными точками.

Перемещение устройства в пространстве

Размер и ограниченная доступность детали требуют частого перемещения измерительной «руки» или трекера. ПО PolyWorks упрощает процедуру изменения положения 3D-измерительного устройства, поскольку оно обеспечивает два способа регистрации «руки» в системе координат:

  • посредством точек, измеряемых с нескольких позиций: точки старой позиции все еще находятся в пределах досягаемости новой
  • путем сочетания трекера и «руки», а также регистрации «руки» в системе координат трекера

При изменении положения измерительная «рука» получает данные из системы координат трекера. PolyWorks автоматически регистрирует «руку» в системе координат трекера, не требуя создания дополнительных контрольных точек.

Данные проекта могут запускаться на iPod с помощью приложения PolyWorks|Talisman ™.

PolyWorks|Talisman ™ — очень полезный инструмент для нас!

При проверке труднодоступных контрольных точек, например, точек, расположенных глубоко внутри колеса или вала, существенную помощь оказывает приложение PolyWorks|Talisman ™ для мобильных устройств Apple®.  

«PolyWorks|Talisman — очень полезный инструмент для нас!», — комментирует Коркмаз. «Если один из коллег отсутствует или оператор находится в затруднительном положении и не может получить доступ к компьютеру, на помощь приходит данное приложение», - сказал Коркмаз. Измерения могут быть инициированы в рамках удаленного доступа, после чего данные проекта могут быть получены с компьютера. Техник-измеритель может немедленно подтвердить данные и внести любые исправления при возникновении ошибочных измерений.

Преимущества

Поскольку многие детали, подлежащие измерению, являются крупногабаритными, клиентам Andritz Hydro нередко приходится возводить вокруг них определенные конструкции, чтобы получить доступ к нужным элементам. Хотя эти конструкции позволяют полностью изучить деталь, они имеют ключевой недостаток: ограниченное пространство. Поэтому, просто измерить эти детали перед клиентом при использовании больших измерительных приборов было порой невозможно; в лучшем случае, это приводило к отклонениям в показателях.

Благодаря мобильности, которую обеспечивает 3D-метрологическое решение, мы можем осуществлять контроль качества деталей поставщика непосредственно в месте установки и даже помогать во время установки турбин на электростанции. Работа в районах с ограниченным пространством больше не представляет проблем.

Раньше требовалось два техника и до 1½ дня для измерения 100-тонной лопасти (значительное количество времени тратилось на размещение измерительного оборудования и его работу в условиях ограниченного пространства, с учетом расположения всех проводов и соединений). Благодаря 3D-метрологическому решению работа может быть завершена через 2 часа — силами одного технического специалиста.

Широкое применение PolyWorks Коркмаз комментирует следующим образом: «PolyWorks обеспечивает большую точность и повторяемость результатов измерений, что имеет решающее значение!»

Будущее PolyWorks в Andritz

Благодаря надежности текущих методов 3D-измерений компания Andritz расширила сферы применения PolyWorks. Теперь прибор используется не только для проведения контроля качества, но и при изготовлении деталей. Перед осуществлением сварки (например, выбором положения сварочного шва) компания Andritz использует PolyWorks и лазерный трекер Faro для определения точности выравнивания всех компонентов. 

 

Это исследование было первоначально опубликовано Duwe-3d на немецком языке. 

Зарекомендовавшие себя продукты

Идеальный набор инструментов для проведения 3D измерений при разработке новой продукции, сборке узлов и финальной  проверке готового изделия.

Мобильное приложение, которое повышает производительность измерений.