Vermessung von Laufradturbinen
Die Anforderungen an die Messtechnik in Kraftwerksanlagen sind in den vergangenen Jahren gestiegen und haben sich dahingehend verschärft, dass Nachweispflichten und Dokumentationen von Messungen erforderlich wurden. Daher hat Andritz sein bestehendes Portfolio um weitere Messtechnik ergänzt.
Lieferanten von Anlagen, Ausrüstungen und Serviceleistungen für Wasserkraftwerke, die Zellstoff- und Papierindustrie, die metallverarbeitende Industrie und Stahlindustrie, für kommunale und industrielle Fest-Flüssig-Trennung sowie für Tierfutter- und Biomassepelletierung. Im Bereich Qualitätssicherung und Messtechnik war die Andritz Hydro von je her gut ausgestattet und verwendete schon länger unter anderem Laser Tracker und Messarme für Dimensionsmessungen und die Vermessung aller Arten von Bauteilen und Komponenten. Doch diese Systeme sind in ihrer Flexibilität eingeschränkt, der Zeitaufwand für Messungen groß und die Vorgehensweisen komplex: Beide Messsysteme benötigen ein starres Set-up und sind nicht optimal auf Produktionsumgebungen ausgelegt, in denen Vibrationen und Temperaturschwankungen vorherrschen. Um flexibler in der eigenen Fertigung, beim Lieferanten oder auch auf Kunden-Baustellen Vermessungen vornehmen zu können, investierte das Unternehmen in den HandyScan-3D-Scanner und die Fotogrammetriekamera MaxShot 3D von Creaform.
Vermessung der hydraulischen Konturen der Laufradschaufeln
Die Anwendungsgebiete des portablen 3D-Scanners und der Fotogrammetriekamera sind vielfältig. Unter anderem werden sie für die Vermessung von Laufradturbinen und deren Einzelteilen eingesetzt. Die Größe und Form der Bauteile geht dabei von Kleinteilen bis hin zu Großteilen mit 5 m Durchmessern und größer. Dabei müssen Teile mit hohen Genauigkeiten in rauen Fertigungsumgebungen wie beispielsweise im industriellen Stahlbau vermessen werden. Hinzu kommt, dass das zu vermessende Objekt oft schwer zugänglich ist.
Im vorliegenden Projekt mussten hydraulische Konturen der Laufradschaufeln vermessen werden. Sie sind für die Energieeffizienz des gesamten Wasserkraftwerks von Bedeutung. Sollten einzelne Laufradschaufeln nur leicht von der Sollkontur abweichen, beeinflusst dies die Wasserströmungen im gesamten Kraftwerk und dessen Wirkungsgrad. Die Konturen der Laufradschaufeln sind daher maßgeblich für die maximale Stromerzeugung verantwortlich. In diesem Zusammenhang wurden zudem Laufradsegmente vor dem Zusammenbau gemessen, um die geforderte Toleranz und Fertigungsgenauigkeit sicherzustellen und abschließend das zusammengebaute Laufrad, um zu gewährleisten, dass die Genauigkeit der zusammengebauten Komponenten der vorgeschriebenen Maße entsprechen.
Für die Vermessungen wurde der HandyScan 3D von Creaform mit der Software PolyWorks Inspect Premium eingesetzt. Die Datenaufnahme erfolgte direkt in PolyWorks und es wurden die Ist-Daten gegenüber den Soll-Daten (CAD) verglichen und analysiert. Durch die Analyse von Flächendaten (STL) kann so eine schnelle und detaillierte Aussage über die Form der gesamten Laufradschaufeln getroffen werden. Die Möglichkeit der Fehlfarbenanalyse macht eine Interpretation der Messergebnisse einfach und anschaulich. Mögliche Fehler einzelner Laufschaufeln sind so leicht erkennbar und können effizient behoben werden.
Farbabgleich zur Fehleranaylse von Ist- und Soll-Daten
Andritz spart durch die Verwendung der neuen Messtechniksysteme Zeit bei der Bauteilvermessung und die Durchlaufzeiten verkürzen sich ebenso. Weiterhin ist durch schnellere Messungen bei zusätzlichen Zwischenschritten die Prozesssicherheit gestärkt worden. Die Flexibilität und einfache Handhabung der Creaform-Systeme sind ein weiteres Plus. Da bereits versierte Kenntnisse in der 3D-Messtechnik vorhanden waren, belief sich der Umsetzungszeitraum für die produktive Nutzung der Geräte auf nur einen Monat.
Und auch hinsichtlich ROI zeigt sich Andritz zufrieden: Durch die Nutzung der neuen Messysteme kann ein jährliches Einsparpotenzial erzielt werden. Die Amortisationszeit beträgt rund zwei Jahre. Zudem werden weitere Anwendungsfelder und Möglichkeiten erschlossen wie beispielsweise die Erstellung von CAD-Daten von Alt-Bauteilen, bei welchen keine Zeichnung bzw. Model vorliegen, Reverse-Engineering-Anwendungen und vieles mehr. „Die Creaform-Technologie hat uns auf ein neues Level gebracht. Wir können nun Teile digitalisieren und vermessen, für die unser herkömmliches Messequipment nicht ausgelegt war. Diese Messtechnik ist innovativ und zudem leicht zu bedienen“, kommentiert Yener Korkmaz, Leiter Messtechnik bei Andritz Hydro Ravensburg.
Autor
Simon Côté, Product Manager bei Creaform
