水輪發(fā)電機(jī)組作為水力發(fā)電站中的核心設(shè)施，承載著為社會(huì)提供清潔能源的使命，為確保水電站能夠持續(xù)、穩(wěn)定地運(yùn)行，對(duì)其各項(xiàng)設(shè)施進(jìn)行精細(xì)化的維護(hù)與修復(fù)工作至關(guān)重要。3D掃描技術(shù)憑借其高精度、高效率、高便捷性等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，正逐漸成為水電設(shè)備檢修項(xiàng)目中不可或缺的創(chuàng)新型檢測(cè)手段，極大提升了水電站的檢修效率與質(zhì)量。

項(xiàng)目背景

案例中的客戶(hù)是加拿大知名的三維掃描服務(wù)提供商，該公司憑借卓越的技術(shù)和服務(wù)，已成為哥倫比亞眾多水電站的首選三維掃描服務(wù)商，累計(jì)掃描的部件數(shù)量已達(dá)數(shù)百個(gè)。

水輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中被水中的泥沙所損壞，泥沙是一種磨蝕性顆粒，導(dǎo)致水輪機(jī)導(dǎo)葉、引水鋼管、轉(zhuǎn)輪等關(guān)鍵部件受到嚴(yán)重磨損，甚至在轉(zhuǎn)輪上留下了洞孔?？蛻?hù)需要對(duì)一個(gè)嚴(yán)重?fù)p壞的水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行關(guān)鍵部件的檢修，并同時(shí)對(duì)現(xiàn)有的所有部件進(jìn)行數(shù)字化存檔，以備未來(lái)可能的更換工作。

水輪機(jī)是水電站中不可或缺的核心設(shè)備，體積龐大，直徑近3米，重量高達(dá)200噸。為了修復(fù)受損的水輪機(jī)部分，需要將其取出，進(jìn)行精確的焊接或安裝新的葉片，并精細(xì)地加工焊縫至適當(dāng)?shù)暮穸取?/p>

在該項(xiàng)目中，客戶(hù)選擇了思看科技TrackScan系列跟蹤式3D掃描系統(tǒng)，搭配專(zhuān)業(yè)的三維軟件，對(duì)水電站的關(guān)鍵部件——引水鋼管和導(dǎo)葉進(jìn)行了細(xì)致的檢測(cè)，并采集竣工模型三維數(shù)據(jù)。

01 引水鋼管3D檢測(cè)

TrackScan系列三維掃描系統(tǒng)的遠(yuǎn)距離跟蹤為大型工件的測(cè)量提供了極大便利，無(wú)需貼點(diǎn)就能實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量。針對(duì)引水鋼管件底部的數(shù)據(jù)獲取，現(xiàn)場(chǎng)工作人員將工件抬升至合適高度，并借助三維掃描儀實(shí)時(shí)進(jìn)行掃描，整個(gè)引水鋼管的數(shù)據(jù)采集工作僅耗時(shí)不到2小時(shí)。

工程師利用三維軟件，結(jié)合預(yù)設(shè)的厚度范圍，成功生成了一份詳盡的管件磨損偏差報(bào)告，報(bào)告通過(guò)直觀的色譜偏差來(lái)顯示不同區(qū)域的厚度差異，輔助工程師快速判斷各個(gè)位置的磨損情況。

02 水輪機(jī)活動(dòng)導(dǎo)葉3D檢測(cè)

客戶(hù)此前已經(jīng)就導(dǎo)葉磨損情況進(jìn)行過(guò)修復(fù)工作，此次借助三維掃描儀以評(píng)估這些修復(fù)措施的實(shí)際效果。

修復(fù)這些大型工件時(shí)，焊接工藝是常用的方法，但焊接過(guò)程中往往會(huì)在焊接區(qū)域產(chǎn)生焊料堵積，需要對(duì)堵積部分進(jìn)行精準(zhǔn)加工。借助3D掃描儀掃描焊接區(qū)域，以確保修復(fù)后的實(shí)物尺寸與CAD模型保持一致，保證加工過(guò)程的準(zhǔn)確性和高效性。

03 竣工模型逆向工程

除了對(duì)管件進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)，該水電站還計(jì)劃構(gòu)建一個(gè)竣工模型，旨在追蹤管件的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。這一數(shù)據(jù)模型將在未來(lái)制造和加工替換件時(shí)輔助工程師“精準(zhǔn)復(fù)刻”管件，確保水電站的穩(wěn)定運(yùn)行。

“當(dāng)管件出現(xiàn)部分磨損時(shí)，想從制造商那里重新訂購(gòu)一個(gè)新部件是極不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)楣芗拿總€(gè)部分都不一樣，況且兩端還都是在實(shí)際使用環(huán)境中直接鑄造而成的。所以需要對(duì)磨損的部件進(jìn)行3D掃描，然后創(chuàng)建一個(gè)竣工模型?！表?xiàng)目負(fù)責(zé)人解釋道。

完成數(shù)據(jù)采集后，結(jié)合專(zhuān)業(yè)的三維軟件，對(duì)獲取到的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行逆向處理，最終構(gòu)建可用于實(shí)際加工制造的CAD竣工模型。工程師首先參考原始設(shè)計(jì)圖紙，創(chuàng)建管件主體部分的數(shù)據(jù)模型，接著，對(duì)固定在混凝土中無(wú)法移動(dòng)的管件兩端，實(shí)施竣工建模，確保模型的完整性和準(zhǔn)確性。

3D掃描技術(shù)的快速發(fā)展，為水電行業(yè)帶來(lái)了顯著的成本效益，并極大地拓寬了其應(yīng)用的可能性。隨著3D掃描技術(shù)的不斷革新和優(yōu)化，未來(lái)將有更多行業(yè)用戶(hù)能夠利用這一技術(shù)，輕松應(yīng)對(duì)復(fù)雜且龐大的測(cè)量任務(wù)。

思看科技不斷創(chuàng)新的三維掃描產(chǎn)品及專(zhuān)業(yè)的服務(wù)，將攜手行業(yè)客戶(hù)、伙伴，抓住數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇，推動(dòng)綠色能源行業(yè)的持續(xù)進(jìn)步與發(fā)展，共同構(gòu)建數(shù)字能源產(chǎn)業(yè)新時(shí)代。

審核編輯 黃宇