ZEISS Power & Energy Solutions

Łopatki turbiny

Rozwiązania ZEISS dla łopatek turbin i łopatek kierujących do wytwarzania energii elektrycznej

Łopatki turbin i łopatki kierujące podlegają ścisłej kontroli jakości w celu zwiększenia ich wydajności, trwałości i zapewnienia optymalnego działania. Odchyłki wymiarowe i niedokładności mogą prowadzić do nieefektywności i strat energii. Wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na turbiny gazowe jako technologię przejściową dla energii odnawialnej i stabilności sieci rozwiązania metrologiczne stają się niezbędne do optymalizacji procesów produkcyjnych pod względem jakości i szybkości.

Ponadto zastosowanie wodoru w turbinach gazowych wprowadza nowe wyzwania jakościowe związane z powłokowymi barierami cieplnymi oraz materiałami z powodu wzrostu temperatury w komorze spalania. Części o wysokiej wartości i długi czas produkcji zwiększają ryzyko wystąpienia istotnych niezgodności bez dokładnego monitorowania.

Krytyczna kontrola jakości dla zwiększonej trwałości w procesach odlewania

Łopatki turbin podlegają ścisłej kontroli jakości w celu poprawy ich wydajności, trwałości i wytrzymałości zmęczeniowej. Proces odlewania metodą traconego wosku jest jedną z najpopularniejszych metod, która wymaga zapewnienia jakości na każdym etapie procesu odlewniczego. Koszty materiałów są wysokie, a proces produkcyjny dość rozległy. To sprawia, że pomiary metrologiczne są absolutnie niezbędne.
  • Część 1: Etapy procesu odlewania
  • Część 2: Etapy procesu odlewania
  • Część 1: Etapy procesu odlewania

    Zapewnienie jakości w procesach produkcyjnych

  • Część 2: Etapy procesu odlewania

    Zapewnienie jakości w procesach MRO

  • Forma na rdzeń ceramiczny i model woskowy

    Produkcja ceramicznego rdzenia i późniejszego modelu woskowego wymaga narzędzi do kształtowania materiału ceramicznego i narzędzi do wtryskiwania wosku, który otacza rdzeń. Rdzeń ceramiczny służy jako wewnętrzna struktura chłodząca łopatki, podczas gdy model woskowy reprezentuje jej zewnętrzną geometrię.

    Wyzwanie

    W celu uzyskania dokładnych kształtów form używanych do produkcji rdzenia ceramicznego i modelu woskowego, należy monitorować zużycie narzędzi i form oraz korygować wszelkie nieprawidłowości.

    Nasze rozwiązanie

    Bardzo dokładny stykowy współrzędnościowy system pomiarowy (CMM) jest używany do kontroli krytycznych cech narzędzi i form.

    Natomiast zaawansowane optyczne systemy pomiarowe, takie jak ZEISS ScanBox i ATOS 5 for Airfoil, zapewniają pomiary całej geometrii w celu oceny stanu narzędzia. Przenośne rozwiązania pomiarowe umożliwiają pomiar narzędzi na hali produkcyjnej.

    Pełną dokumentację całego procesu produkcyjnego ułatwia PiWeb reporting.

  • Rdzeń ceramiczny i model woskowy

    Rdzeń ceramiczny reprezentuje wewnętrzną strukturę chłodzącą łopatki, podczas gdy model woskowy reprezentuje zewnętrzną geometrię łopatki. Przed wyprodukowaniem modelu woskowego rdzeń jest ponownie formowany w celu uzyskania ostatecznych właściwości. Aby wyprodukować model woskowy, rdzeń jest umieszczany w formie, a po zamknięciu formy wosk jest wtryskiwany wokół rdzenia.

    Wyzwanie

    Uzyskanie precyzyjnych kształtów ceramicznego rdzenia i modelu woskowego jest niezbędne. Kluczowe jest sprawdzenie przemieszczenia rdzenia w modelu woskowym, aby zapewnić minimalną grubość ścianki łopatki po odlaniu. Ponadto wykrywanie niedoskonałości zarówno w rdzeniu, jak i modelu woskowym ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia jakości.

    Nasze rozwiązanie

    Precyzyjne stykowe systemy CMM weryfikują krytyczne cechy zarówno w przypadku stykowych, jak i bezstykowych pomiarów części.

    Zaawansowane optyczne systemy pomiarowe, takie jak ZEISS ScanBox i ATOS 5 for Airfoil, umożliwiają pomiary całej geometrii w celu monitorowania stanu matrycy.

    Technologia rentgenowska wykrywa zanieczyszczenia lub wady w częściach woskowych lub ceramicznych, umożliwiając analizę zarówno w 2D, jak i 3D. Wykorzystanie tej technologii w połączeniu z metrologią pozwala zapewnić minimalną grubość ścianki.

    Pełna dokumentacja całego procesu produkcyjnego jest ułatwiona dzięki PiWeb reporting.

  • Ceramiczna powłoka lub forma do odlewania

    Po wyprodukowaniu modelu woskowego (wraz z rdzeniem ceramicznym) zostanie on ustawiony w konfiguracji wieloczęściowej, aby móc później odlać wiele części za jednym razem. Taki zestaw jest następnie pokrywany kilkoma warstwami ceramicznego proszku i płynu. Wosk jest topiony i pozostawia rzeczywistą formę odlewniczą (ceramiczną skorupę i ceramiczny rdzeń). Po kolejnej procedurze wzmacniania powłoka jest gotowa do odlewania i zalewania stopionym metalem.

    Wyzwanie

    Zapewnienie dokładnego przemieszczenia rdzenia w ceramicznej formie ma kluczowe znaczenie dla uzyskania minimalnej grubości ścianki łopatki po odlaniu. Ponadto istotne jest zidentyfikowanie wszelkich niedoskonałości powłoki, takich jak pęknięcia lub wady, które mogłyby zagrozić integralności i wydajności produktu końcowego.

    Nasze rozwiązanie

    Technologia rentgenowska jest wykorzystywana do wykrywania zanieczyszczeń lub wad w częściach ceramicznych, umożliwiając analizę zarówno w 2D, jak i 3D. Wykorzystanie tej technologii w połączeniu z metrologią pozwala zapewnić minimalną grubość ścianki i dokładne wykrywanie przemieszczenia.

    Pełna dokumentacja całego procesu produkcyjnego jest ułatwiona dzięki PiWeb reporting.

  • Zakończenie walidacji

    Po odlaniu, schłodzeniu i zestaleniu ceramiczna forma i ceramiczne rdzenie są usuwane. Po ich zatwierdzeniu części mogą zostać poddane wstępnej obróbce lub wysłane bezpośrednio do klienta w celu dalszej obróbki i wykończenia.

    Wyzwanie

    Ważne jest zapewnienie, że wymiary odlewów łopatek są dokładne, poprzez walidację wyników, wykonanie pomiarów grubości ścianek, wykrycie niedoskonałości powierzchni i przeprowadzanie szybkich pomiarów.

    Nasze rozwiązanie

    Doskonałe optyczne systemy pomiarowe, takie jak ZEISS ScanBox i ATOS 5 for Airfoil, są rozwiązaniem do pomiarów całych geometrii oferując przechwytywanie kompletnych geometrii.

    Zaleca się również stosowanie precyzyjnych systemów CMM do pomiaru odpowiednich obszarów stopki i profilu.

    Oprogramowanie PiWeb reporting umożliwia płynną integrację z procesem produkcyjnym, co pozwala na efektywne zarządzanie partiami produkcyjnymi oraz zapewnia pełną dokumentację.

Rozwiązania ZEISS w obróbce i powlekaniu łopatek turbin

  • Obróbka stopki

    Stopka łopatki turbiny i „gniazdo” łopatki są precyzyjnie obrabiane z zachowaniem wąskich tolerancji. Wiele części jest montowanych jednocześnie i muszą one być idealnie dopasowane, aby spełnić wymagania aerodynamiczne i wymiarowe, zapewniając optymalną wydajność.

    Wyzwanie

    Uzyskanie dokładnych wymiarów, spełnienie wąskich tolerancji i zapewnienie właściwego dopasowania części do ich odpowiedników ma zasadnicze znaczenie dla optymalnej wydajności i jakości.

    Nasze rozwiązanie

    Precyzyjne systemy CMM zapewniają dokładne i powtarzalne wyniki pomiarów. Oferują płynną integrację z przepływem pracy, umożliwiając wydajne przetwarzanie partii w środowisku produkcyjnym.

    Kompleksowa dokumentacja jest utrzymywana przez cały cykl życia produktu, a informacje zwrotne na żywo ułatwiają wprowadzanie zmian podczas produkcji - wszystko to jest zarządzane przez PiWeb reporting.

  • Obróbka profilu łopatki

    Po procesie odlewania należy zmierzyć wymiary łopatki, aby zapewnić jakość przed obróbką profilu. Ostateczna geometria i powierzchnia są tworzone na podstawie pomiaru całej powierzchni i rzeczywistych danych przed rozpoczęciem procesu powlekania.

    Wyzwanie

    Aby zidentyfikować odrzuty i zapewnić, że komponenty są odpowiednio zwymiarowane do obróbki, niezbędny jest dokładny pomiar rzeczywistych wymiarów i geometrii profilu łopatki. Dostarczając krytycznych danych do obróbki geometrii profilu łopatki i elementów powierzchni, pomiary te umożliwiają precyzyjne sterowanie urządzeniami obróbczymi. Ponadto ocena falistości i chropowatości powierzchni ma kluczowe znaczenie dla spełnienia standardów jakości i poprawy ogólnej wydajności produktu końcowego.

    Nasze rozwiązanie

    Najnowocześniejsze optyczne systemy pomiarowe, takie jak ZEISS ScanBox i ATOS 5 for Airfoil, oferują dokładne pomiary całej geometrii, dostarczając krytycznych danych powierzchni dla maszyn powlekających. Alternatywnie, dzięki wysoce precyzyjnym systemom CMM można ocenić odpowiednie przekroje profilu łopatki.

    Systemy te płynnie integrują się z przepływem pracy, umożliwiając wydajne przetwarzanie partii w środowisku produkcyjnym. Kompleksowa dokumentacja jest przechowywana przez cały cykl życia produktu, a informacje zwrotne w czasie rzeczywistym ułatwiają wprowadzanie zmian podczas produkcji za pośrednictwem PiWeb reporting.

  • Powlekanie profilu łopatki

    Proces powlekania polega na nakładaniu warstwy ochronnej na powierzchnie łopatek w celu zwiększenia trwałości, ograniczenia korozji i poprawy ogólnej wydajności. Powłokowa bariera termiczna zabezpiecza komponenty i zapewnia długą eksploatację.

    Wyzwanie

    Zapewnienie równomiernego rozprowadzenia powłoki na całej geometrii profilu łopatek ma zasadnicze znaczenie. Minimalna grubość powłoki musi być zachowana dla każdego przekroju, podczas gdy jakość powłoki, falistość powierzchni i chropowatość są czynnikami krytycznymi. Dodatkowo, przyczepność wiązania i poszczególnych warstw, a także grubość i jakość powłoki muszą być oceniane na poziomie mikroskopowym.

    Nasze rozwiązanie

    Zaawansowane optyczne systemy pomiarowe, takie jak ZEISS ScanBox i ATOS 5 for Airfoil, zapewniają kompleksowe pomiary całej powierzchni, rejestrując istotne dane po procesie powlekania. Alternatywnie, dzięki wysoce precyzyjnym systemom CMM można zmierzyć odpowiednie przekroje profilu łopatki.

    Systemy te płynnie integrują się z przepływem pracy, ułatwiając wydajne przetwarzanie partii w środowisku produkcyjnym. Kompleksowa dokumentacja jest przechowywana przez cały cykl życia produktu, a informacje zwrotne w czasie rzeczywistym umożliwiają wprowadzanie zmian podczas produkcji za pośrednictwem PiWeb reporting.

    Rozwiązania mikroskopowe ZEISS oferują obrazowanie i analizę w wysokiej rozdzielczości, umożliwiając precyzyjne badanie grubości i jednorodności powłoki.

  • Wykończenie i walidacja

    Podczas procesu wykańczania otwory chłodzące są wytwarzane i otwierane, aby kierować wewnętrzny przepływ powietrza przez łopatkę, tworząc warstwę ochronną podczas pracy. Ten etap obejmuje otwarcie i wykonanie otworów w oparciu o wyniki pomiarów. Dodatkowo obrabiana jest ostateczna geometria stopki, a wszelkie pozostałości powłoki są usuwane.

    Wyzwanie

    Niezbędna jest weryfikacja ostatecznej geometrii całego profilu łopatek. Obejmuje to określenie wymiarów do ostatecznej obróbki otworów chłodzących, a także geometrii stopki w celu zebrania danych odsunięcia do precyzyjnej obróbki. Wymagana jest również końcowa kontrola jakości i dokładna dokumentacja jakości.

    Nasze rozwiązanie

    Korzystając z zaawansowanych optycznych systemów pomiarowych, takich jak ZEISS ScanBox i ATOS 5 for Airfoil, można wykonać kompleksowe pomiary całej geometrii, rejestrując istotne informacje o powierzchni. Alternatywnie, dzięki wysoce precyzyjnym systemom CMM można mierzyć odpowiednie przekroje stopki i profilu łopatki.

    Systemy te płynnie integrują się z przepływem pracy, ułatwiając wydajne przetwarzanie partii w środowisku produkcyjnym. Kompleksowa dokumentacja jest przechowywana przez cały cykl życia produktu, a informacje zwrotne w czasie rzeczywistym umożliwiają wprowadzanie zmian w produkcji za pośrednictwem PiWeb reporting.

Rozwiązania ZEISS w zakresie konserwacji, napraw i remontów

Po uruchomieniu turbina będzie regularnie poddawana konserwacji i naprawom. Podczas pracy turbiny są narażone na naprężenia termiczne i mechaniczne wynikające z cyklu operacyjnego uruchamiania i wyłączania oraz zapłonu mediów w celu wytworzenia energii. Obowiązkowe jest sprawdzenie stanu części i renowacja. Robią to również firmy usługowe.
  • Inspekcja

    Inspekcja części turbin odbywa się na miejscu i w zakładach remontowych. Pomiar części i zebranie rzeczywistych danych oraz stanu geometrii i samej powłoki jest głównym celem inspekcji.

    Wyzwanie

    Systemy mobilne są niezbędne do pomiarów na miejscu, umożliwiając przechwytywanie kompletnych danych 3D w celu oceny oryginalnej geometrii i stanu części i powłok. Szybki pomiar ma kluczowe znaczenie, ponieważ proces przeróbki musi rozpocząć się w krótkim czasie. Istotne znaczenie ma zapewnienie identyfikowalności części i ich stanu, a także przekazywanie informacji zwrotnych do działu badań i rozwoju. Ponadto ważne jest określenie zużycia, zidentyfikowanie grubości powłoki i analiza stosowanych stopów metali.

    Nasze rozwiązanie

    Najnowocześniejsze optyczne systemy pomiarowe, takie jak ZEISS ScanBox i ATOS 5 for Airfoil, zapewniają kompleksowe pomiary całej geometrii w zakładach produkcyjnych. Ponadto rozwiązania mobilne, takie jak ATOS 5 for Airfoil, ZEISS ATOS LRX do dużych części i ręczny T-SCAN Hawk 2 świetnie sprawdzą się podczas oceny łopatek.

    Precyzyjne systemy CMM są wykorzystywane do kontroli krytycznych obszarów stopki i gniazda łopatki. Rozwiązania mikroskopowe ZEISS zapewniają obrazowanie i analizę w wysokiej rozdzielczości w celu dokładnej oceny grubości i jednorodności powłoki. Mikroskop elektronowy może być również wykorzystywany do analizy składu i jakości stopów metali, aby pomóc firmom serwisowym w wymianie części.

    Kompleksowa dokumentacja na każdym etapie cyklu produkcyjnego umożliwia odpowiednią komunikację z działem badań i rozwoju, co ułatwia wprowadzanie korekt w oparciu o zebrane dane. PiWeb reporting jest preferowanym rozwiązaniem do zarządzania tym procesem.

  • Przeróbki i produkcja addytywna

    Po przejściu procesu inspekcji pierwszym krokiem w renowacji jest usunięcie powłoki za pomocą metody piaskowania. Następnie konieczna jest kolejna inspekcja w celu zebrania dokładnych danych, umożliwiając rozpoczęcie procesu przeróbki. Wszelkie brakujące elementy lub materiał zostaną przyspawane do części, a następnie poddane obróbce w celu uzyskania ostatecznej geometrii.

    Wyzwanie

    Przechwytywanie kompletnych danych 3D jest niezbędne do określenia oryginalnej geometrii i stanu części. Odbudowa geometrii poprzez inżynierię odwrotną jest wymagana w celu zapewnienia danych odsunięcia do spawania i obróbki skrawaniem. Dokładne i szybkie pomiary mają kluczowe znaczenie dla skutecznej przeróbki, podobnie jak mapowanie grubości powłoki profilu łopatki do procesu ponownego powlekania.

    Nasze rozwiązanie

    Do kompleksowych pomiarów całej powierzchni in-situ dostępne są zaawansowane optyczne systemy pomiarowe, takie jak ZEISS ScanBox i ATOS 5 for Airfoil. Można również wykorzystać systemy mobilne, takie jak ATOS 5 for Airfoil. ZEISS REVERSE ENGINEERING, w połączeniu z precyzyjnymi pomiarami, dostarcza dane odsunięcia niezbędne do odtworzenia oryginalnego kształtu poprzez spawanie i obróbkę.

    Krytyczne obszary stopki i gniazda łopatki są mierzone za pomocą precyzyjnych systemów CMM. Pełna dokumentacja na każdym etapie cyklu produkcyjnego zapewnia odpowiednią komunikację z działem badań i rozwoju, ułatwiając optymalizację w oparciu o zebrane dane. PiWeb reporting jest preferowanym rozwiązaniem do zarządzania tym procesem.

  • Powlekanie profilu łopatki

    Proces powlekania polega na nakładaniu warstwy ochronnej na powierzchnie łopatek w celu zwiększenia trwałości, ograniczenia korozji i poprawy ogólnej wydajności. Powłokowa bariera termiczna zabezpiecza komponenty i zapewnia długą eksploatację.

    Wyzwanie

    Istotne jest, aby powłoka była równomiernie naniesiona na powierzchni profilu łopatek. Minimalna grubość powłoki musi być zachowana dla każdego przekroju, podczas gdy jakość powłoki, falistość powierzchni i chropowatość są czynnikami krytycznymi. Ponadto przyczepność wiązania i poszczególnych warstw powłoki, a także grubość i jakość powłoki muszą być oceniane na poziomie mikroskopowym.

    Nasze rozwiązanie

    Najnowocześniejsze optyczne systemy pomiarowe, w tym ZEISS ScanBox i ATOS 5 for Airfoil, zapewniają dokładne pomiary całej powierzchni, które rejestrują krytyczne dane po procesie powlekania.

    Ponadto, dzięki wysoce precyzyjnym systemom CMM można oceniać odpowiednie przekroje profilu łopatki.

    Systemy te płynnie integrują się z przepływem pracy, zapewniając wydajne przetwarzanie partii w środowisku produkcyjnym. Szczegółowa dokumentacja jest utrzymywana przez cały cykl życia produktu, a natychmiastowe informacje zwrotne umożliwiają wprowadzanie korekt podczas produkcji za pośrednictwem PiWeb reporting.

  • Wykończenie i walidacja

    Na tym etapie obrabiana jest ostateczna geometria stopki, jeśli to konieczne, a wszelkie pozostałości powłoki są usuwane. Gwarantuje to, że komponenty spełniają rygorystyczne wymagania dotyczące wydajności i trwałości. Dodatkowo, wszelkie niedoskonałości zidentyfikowane podczas tego procesu są usuwane w celu zagwarantowania najwyższych standardów jakości.

    Wyzwanie

    Walidacja finalnej geometrii całego profilu łopatki ma kluczowe znaczenie. Niezbędne jest rejestrowanie danych odsunięcia do końcowej obróbki geometrii stopki. Wymagana jest również dokładna kontrola jakości i dokumentacja wyników. To skrupulatne podejście nie tylko zwiększa niezawodność komponentów, ale także minimalizuje ryzyko awarii podczas pracy, co może prowadzić do kosztownych przestojów.

    Nasze rozwiązanie

    Precyzyjne systemy CMM mogą być wykorzystywane do pomiaru odpowiednich przekrojów stopki i profilu. Systemy te wykorzystują zaawansowane techniki próbkowania do rejestrowania skomplikowanych geometrii z wyjątkowo wysoką dokładnością, zapewniając wykrywanie nawet najmniejszych odchyłek.

    Systemy zapewniają płynny przepływ pracy, co pozwala na wydajne przetwarzanie partii w środowisku produkcyjnym. Przez cały cykl życia produktu prowadzona jest pełna dokumentacja, a informacje zwrotne w czasie rzeczywistym umożliwiają wprowadzanie zmian podczas produkcji za pośrednictwem PiWeb reporting.

Skontaktuj się z nami

Chcesz dowiedzieć się więcej o naszych rozwiązaniach dla przemysłu? Chętnie udzielimy więcej informacji lub przeprowadzimy prezentację.

Szukasz więcej informacji?

Napisz do nas. Nasi eksperci skontaktują się z Tobą.

Wczytywanie formularza...

/ 4
Następny krok:
  • Szczegóły zapytania
  • Dane kontaktowe
  • Dane firmy

Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji o przetwarzaniu danych przez ZEISS, zapoznaj się z zasadami ochrony danych osobowych.