Sin miedo a las partes de gran tamaño
Equipado con PolyWorks|Inspector™, Andritz Hydro se enfrenta al reto que presentan las partes de gran tamaño.
Con sede en Graz, Austria, el Grupo Andritz (compuesto por Andritz Hydro, Andritz Pulpa & Papel, Andritz Metales, Andritz Separación, y Andritz Automatización) es un proveedor mundial de vanguardia de plantas industriales, equipo y servicios a estaciones hidroeléctricas, a la industria de la pulpa y el papel, las industrias metalmecánica y acerera, y a los sectores industriales y municipales en materia de separación de líquidos y sólidos.
Durante los últimos 170 años, Andritz Hydro ha construido su reputación como líder en el mercado mundial en la generación de energía hidroeléctrica. Hoy es un proveedor mundial de sistemas electromecánicos y servicios para plantas hidroeléctricas. La sede de Andritz Hydro está ubicada en Viena, Austria, y cuenta con más de 50 instalaciones en 20 países alrededor del mundo. La empresa está dividida en cinco divisiones, las cuales son: Hidroeléctricas de Gran Escala; Servicio & Rehabilitación; Hidroeléctricas de Pequeña Escala; Generadores Turbo, y Bombas. Asi que, cuando de generación de energía hidroeléctrica se trata, ellos sí saben de lo que hablan.
El desafío
Controlar la calidad de turbinas Francis
La planta industrial de Andritz Hydro en Ravensburg, Alemania se dedica a la producción de componentes de plantas de generación de energía hidroeléctrica, tales como generadores turbo, turbinas y válvulas. Asimismo, debe garantizar el control de calidad de todos sus componentes, incluyendo partes pesadas o de gran tamaño, tales como las turbinas Francis que fabrica.
Una turbina Francis que genera 800 megavatios es una verdadera bestia. Fabricada de materiales fundidos, una turbina Francis pesa alrededor de 200 toneladas y mide 8 metros de diámetro. La energía que esta bestia genera es impresionante, se ha comparado su producción de energía con una planta nuclear de tamaño promedio. A pesar de su tamaño y potencia extraordinarios, la turbina Francis es un componente de precisión. La eficiencia de la turbina es directamente proporcional a la precisión de los rotores y de su posicionamiento. El control de calidad es crucial.
Un defecto menor en una pieza que gira a 120 revoluciones por minuto puede tener efectos devastadores.
Turbina Francis para la planta hidroeléctrica Guri II en Venezuela.
En Andritz Hydro, garantizar el control de calidad de una pieza de 200 toneladas presenta una serie de obstáculos únicos. Para empezar, el tamaño físico de una turbina Francis es un obstáculo que hace que el trabajo de realizar mediciones precisas sea extremadamente complicado, y sin el equipo adecuado, prácticamente imposible. Agreguémosle a eso que a pesar del enorme tamaño de estas piezas, el grado de precisión debe estar en el rango de 1/100 parte de un milímetro.
Yener Korkmaz, Director de Pruebas y Medición en la planta de Andritz Hydro en Ravensburg, reponsable de control de calidad, inspección y reparación de todo el material que ingresa a la planta, menciona que “tomar las medidas en sí, tales como dianas de referencia tipo punto, alineación, análisis, etc., no resulta tan complicado, sino que el verdadero reto es acceder al componente, ya que el espacio casi siempre es limitado y no es físicamente posible moverse hacia otra posición.”
Debido a que los componentes no se encuentran libremente accesibles en una mesa de trabajo ni son accesibles de todos sus lados, en el pasado, Korkmaz y su equipo ha tenido que recurrir a medir los componentes masivos mientras estaban siendo soldados en su posición, es decir, conjuntamente con todos los demás componentes y herramientas. Asimismo, las medidas tomadas con galgas simplemente no eran precisas ya que las mediciones variaban de acuerdo al material de la galga.
La solución
Andritz Hydro decidió utilizar tecnología de metrología 3D para realizar el control de la calidad de las turbinas. Se decidió solucionar el problema utilizando un dispositivo de mediciones táctiles, ya que varios puntos de medición en la turbina están parcialmente ocultos o el acceso a ellos se encuentra limitado. Esto fue muy práctico ya que el número de puntos a medir no era muy grande. Se utilizó un FaroArm, un Faro Laser Tracker y el programa PolyWorks|Inspector ™ como solución de metrología 3D. Utilizando esta solución, el peso y el tamaño de los componentes dejaron de ser obstáculos.
La medida del ángulo de las palas requiere la aplicación de fuerza
El programa PolyWorks|Inspector se utilizó para alinear y analizar los datos de medición. De hecho, Andritz Hydro había cambiado su programa de alineación por PolyWorks® tres años antes; la razón principal de este cambio se debió a que, aunque el programa que utilizaban anteriormente cumplía con los requisitos, PolyWorks ofrecía ciertas ventajas al momento de analizar y exportar los datos.
Hans-Peter Klimm, Capataz de la División de Pruebas y Medición en Hydro Ravensburg aprecia la flexibilidad que PolyWorks le ofrece y además que no lo limita: "La mayoría de los programas ofrecen soluciones específicas y si éstas no nos llevan al resultado deseado ya no hay más que hacer. Con PolyWorks podemos utilizar distintos caminos para alcanzar un objetivo. Podemos utilizar cualquiera de las múltiples opciones para exportar o importar opciones así como cualquiera de las múltiples interfaces, esto nos permite encontrar soluciones creativas para problemas específicos.”
“Elegimos PolyWorks por la flexibilidad que nos ofrece y por sus formatos de informe múltiples, ¡Y también por el soporte técnico ofrecido por Duwe-3D!”
Korkmaz también mencionó que tratan a cada departamento dentro de la organización como un cliente diferente, y que todos tienen requisitos distintos al procesar información. Polyworks ha demostrado que puede utilizar cada uno de los formatos requeridos de manera totalmente integrada. Korkmaz mencionó que “Elegimos PolyWorks por la flexibilidad que nos ofrece y por sus formatos de informe múltiples,¡ Y también por el soporte técnico ofrecido por Duwe-3d!”. Korkmaz también valoró muy positivamente que sus empleados recibieran capacitación básica sobre el software PolyWorks|Inspector y que había soporte para programación de macros disponible para ellos en el sitio de producción de Duwe-3d AG, con sede en Lindau.
Gracias a esta solución de mediciones en 3D, los obstaculos creados por el enorme tamaño del componente han sido eliminados. Sin embargo, incluso con esta solución en su lugar, medir estas turbinas de gran tamaño está lejos de convertirse en un trabajo de rutina. Esto se debe a que Andrits Hydro fabrica partes únicas que no están seriadas, lo que significa que cada rueda se construye específicamente para los requisitos de cada cliente. Por esta razón, los requisitos de medición varían constantemente. “¡Cada turbina que medimos es un proyecto distinto!” dice Klimm.
El modelo CAD de un componente en PolyWorks con referecnia y puntos de medición.
Cambio de posición de los dispositivos
El tamaño y la accesibilidad limitada de los componentes requiere el reposicionamiento frecuente del brazo de medición o del dispositivo de seguimiento. Cambiar la posición del dispositivo de medición 3D se simplifica en PolyWorks ya que proporciona dos maneras de registrar el brazo en el sistema de coordenadas:
- Mediante puntos medibles de posiciones distintas: los puntos de la posición anterior siguen estado al alcance de la nueva posición.
- Mediante la combinación del dispositivo de seguimiento con el brazo y registrando el brazo en el sistema de coordenadas del dispositivo de seguimiento.
Cuando cambia una posición, el brazo toma su referencia a partir del sistema de coordenadas del dispositivo de seguimiento. PolyWorks automáticamente registra el brazo en el sistema de coordenadas del dispositivo de seguimiento, sin requerir que se tomen puntos de referencia adicionales.
Los datos del proyecto pueden ser activados por un iPod utilizando la aplicación PolyWorks|Talisman™
¡PolyWorks|Talisman es una herramienta muy útil para nosotros!
Para aquellos puntos de prueba de difícil acceso, tales como aquellos que se encuentran dentro de una rueda o un eje, la aplicación PolyWorks|Talisman ™ para dispositivos Apple® puede proporcionar ayuda sustancial.
"¡PolyWorks|Talisman™ es una herramienta muy útil para nosotros!” exclamó Korkmaz. "Si un colega no se encuentra o si un técnico se encuentra en una situación dificil y no puede alcanzar una computadora, PolyWorks|Talisman viene al rescate” dice Korkmaz. Las medidas pueden ser activadas mediante el control remoto y los datos del proyecto pueden ser recuperados de la computadora. El técnico de medición puede validar los datos inmediatamente o realizar alguna corrección si se percata que hubo algún error de medición.
Los benificios
Dado que la mayoría de las partes que deben ser medidas son de gran tamaño, no es raro que los clientes de Andrits Hydro construyan estructuras alrededor del componente para poder acceder a él. A pesar de que dichas estructuras permiten examinar el componente en su totalidad, suelen tener una desventaja considerable: el espacio limitado. Por ende, medir estos componentes ante un cliente con una galga grande daba lugar a que fuera imposible tomar las medidas, o al menos a que éstas fueran muy inexactas.
La mobilidad adicional que proporciona esta solución de medición en 3D hace posible realizar el control de calidad de los componentes del proveedor directamente en el lugar de montaje y hasta a ayudar en la instalación de las turbinas en la planta generadora de energía. Trabajar en lugares con espacio limitado ya no es un problema.
Antes, dos técnicos tardaban un día y medio para medir un rotor de 100 toneladas (se gastaba mucho tiempo en colocar el equipo de medición y sortear los obstáculos que representaba la limitación en el espacio con todos los cables y la soldadura). Con la solución de metrología en 3D, un técnico puede terminar este trabajo en 2 horas.
Dado el creciente uso de PolyWorks, Korkmaz dice “¡Utilizando PolyWorks, obtenemos mayor precision y repetición de los resultados de la medición, hecho que es muy importante!”.
El futuro de PolyWorks en Andritz
La confiabilidad de las técnicas de medición en 3D actuales ha permitido que tengan más usos en Andritz. Ahora, no sólo se utiliza en el control de calidad, sino que también se utiliza en la manufactura de piezas. Previo al proceso para soldar el componente (tales como la colocación de raíces de soldadura), Andritz utiliza PolyWorks y un Faro laser tracker para determinar la alineación correcta de todos los componentes.
El presente estudio de caso fue publicado originalmente en alemán por Duwe-3d.
