
Zespół 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 w celu zwiększenia trwałości w procesach odlewania
W celu poprawy trwałości, wydajności operacyjnej i odporności na zmęczenie materiału przeprowadzane są kompleksowe oceny jakości łopatek turbin i łopatek kierujących. Proces odlewania metodą traconego wosku jest jednym z najpopularniejszych typów, wymagającym zapewnienia jakości w całym procesie odlewania otworów. Koszty materiałów są wysokie, a proces produkcyjny dość rozległy. To sprawia, że technika pomiarowa jest absolutnie niezbędna.
-
Forma na rdzeń ceramiczny i model woskowy
Produkcja ceramicznego rdzenia i późniejszego modelu woskowego wymaga narzędzi do kształtowania materiału ceramicznego i narzędzi do wstrzykiwania wosku, który otacza rdzeń. Rdzeń ceramiczny reprezentuje wewnętrzną strukturę chłodzącą łopatki, podczas gdy model woskowy wyznacza jego 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
Wysoce dokładna stykowa współrzędnościowa maszyna pomiarowa (CMM) jest używana do kontroli krytycznych cech narzędzi i form.
Natomiast zaawansowane optyczne systemy pomiarowe, takie jak ZEISS ScanBox i ATOS 5 for Airfoil, umożliwiają pomiary całej powierzchni 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 wyznacza jej zewnętrzną geometrię. Przed wyprodukowaniem modelu woskowego rdzeń jest ponownie formowany w celu uzyskania finalnych właściwości. W celu produkcji modelu woskowego rdzeń jest umieszczany w formie, po zamknięciu której wokół rdzenia wstrzykiwany jest wosk.
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 powalają weryfikować 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 powierzchni w celu monitorowania warunków matrycy.
Technologia rentgenowska wykrywa zanieczyszczenia i wady w częściach woskowych lub ceramicznych, umożliwiając analizę zarówno w 2D, jak i 3D. Technologia ta, w połączeniu z techniką pomiarową, zapewnia minimalną grubość ścianki.
Pełna dokumentacja całego procesu produkcyjnego jest ułatwiona dzięki PiWeb Reporting.
-
Ceramiczna powłoka lub forma do odlewania
Po wyprodukowaniu modelu woskowego (w tym rdzenia ceramicznego) zostaje on ustawiony w konfiguracji wieloczęściowej, aby później odlać wiele części za jednym razem. Ten zestaw jest następnie pokrywany kilkoma warstwami proszku ceramicznego i płynu. Wosk jest topiony i pozostawia rzeczywistą formę odlewniczą (ceramiczną formę i ceramiczny rdzeń). Po kolejnym procesie nakładania warstw, forma jest gotowa do odlewania i zalewania stopionym metalem.
Wyzwanie
Zapewnienie dokładnego przemieszczenia rdzenia w formie ceramicznej ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia minimalnej grubości ścianki łopatki po odlaniu. Ponadto istotne jest zidentyfikowanie wszelkich niedoskonałości formy, 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. W połączeniu z techniką pomiarową technologia ta zapewnia minimalną grubość ścianki i dokładne wykrywanie przemieszczenia.
Pełna dokumentacja całego procesu produkcyjnego jest ułatwiona dzięki PiWeb Reporting.
-
Zakończenie walidacji
Po odlaniu, schłodzeniu i utwardzeniu forma ceramiczna i rdzenie ceramiczne są usuwane. Po ich zatwierdzeniu części mogą zostać poddane zgrubnej obróbce lub wysłane bezpośrednio do klienta w celu dalszej obróbki i wykończenia.
Wyzwanie
Ważne jest, aby upewnić się, że wymiary odlewów łopatek są dokładne poprzez walidację wyników, wykonanie pomiarów grubości ścianek, wykrycie niedoskonałości powierzchni i przeprowadzenie szybkich pomiarów.
Nasze rozwiązanie
Doskonałe optyczne systemy pomiarowe, takie jak ZEISS ScanBox i ATOS 5 for Airfoil, są rozwiązaniem do pomiarów całej geometrii, ponieważ rejestrują całą powierzchnię.
Zaleca się również stosowanie precyzyjnych systemów CMM do pomiaru istotnych obszarów stopki i profilu.
PiWeb Reporting umożliwia jest płynną integrację z przepływem pracy w celu przetwarzania danych partii w środowisku produkcyjnym oraz pełną dokumentacja.
Rozwiązania ZEISS do obróbki i powlekania łopatek turbin i łopatek kierujących
-
Obróbka stopki
Stopka łopatki turbiny i „gniazdo” łopatki są precyzyjnie obrabiane z zachowaniem wąskich tolerancji. Wiele części jest montowanych w jednym kroku i muszą być idealnie dopasowane, aby spełnić wymagania aerodynamiczne i wymiarowe dla optymalnej wydajności.
Wyzwanie
Osiągnięcie dokładnych wymiarów, spełnienie wąskich tolerancji i zapewnienie właściwego dopasowania części do odpowiedników ma zasadnicze znaczenie dla optymalnej wydajności i jakości.
Nasze rozwiązanie
Precyzyjne systemy CMM zapewniają dokładne i powtarzalne wyniki pomiarów. Pozwalają one na 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 w celu zapewnienia jakości przed obróbką profilu. Finalna geometria i powierzchnia są tworzone na podstawie pomiaru pełnej powierzchni i aktualnych danych przed rozpoczęciem procesu powlekania.
Wyzwanie
Aby zidentyfikować odrzuty i zapewnić, że komponenty są odpowiednio zwymiarowane do obróbki, niezbędny jest dokładny pomiar aktualnych wymiarów i geometrii profilu łopatki. Dostarczając krytycznych danych dla obróbki geometrii profilu łopatki i cech powierzchni, pomiary te umożliwiają precyzyjne sterowanie maszynami 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 do maszyn powlekających. Alternatywnie, wysoce precyzyjne systemy CMM mogą ocenić odpowiednie sekcje profilu łopatki.
Systemy te można płynnie zintegrować 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 cieplna zabezpiecza komponenty i zapewnia ich trwałość.
Wyzwanie
Zapewnienie równomiernego rozprowadzenia powłoki na całej geometrii profilu łopatki ma zasadnicze znaczenie. Minimalna grubość powłoki musi być zachowana na każdej sekcji, podczas gdy jakość powłoki, falistość powierzchni i chropowatość są czynnikami krytycznymi. Dodatkowo, przyczepność spoiwa i poszczególnych warstw, a także grubość i jakość powłoki muszą być oceniane na poziomie mikroskopowym.
Nasze rozwiązanie
Zaawansowane optyczne systemy pomiarowe, takie jak ZEISS Scan Box i ATOS 5 for Airfoil, zapewniają kompleksowe pomiary całej powierzchni, rejestrując istotne dane po procesie powlekania. Alternatywnie, wysoce precyzyjne systemy CMM mogą mierzyć odpowiednie sekcje profilu łopatki.
Systemy te można płynnie zintegrować 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 finalna geometria stopki i ramy, a wszelkie pozostałości powłoki są usuwane.
Wyzwanie
Niezbędna jest weryfikacja finalnej geometrii profili łopatek. Obejmuje to określenie wymiarów do ostatecznej obróbki otworów chłodzących, a także geometrii ramy i stopki w celu zebrania danych offsetowych 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 powierzchni, rejestrując istotne informacje o powierzchni. Alternatywnie, wysoce precyzyjne systemy CMM mogą mierzyć odpowiednie sekcje stopki i profilu łopatki.
Systemy te można płynnie zintegrować 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 aktualnych danych oraz informacji o stanie 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. Kluczowe znaczenie ma także 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 przeanalizowanie stopów metali wykorzystywanych w firmie serwisowej.
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 części o dużej objętości i ręczny T-SCAN Hawk 2 są skutecznymi urządzeniami do oceny łopatek.
Precyzyjne systemy CMM są wykorzystywane do kontroli krytycznych obszarów stopki łopatki i gniazda łopatki kierującej. 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 w całym cyklu produkcyjnym zapewnia komunikację zwrotną z działem badań i rozwoju, ułatwiając wprowadzanie ulepszeń w oparciu o zebrane dane. PiWeb Reporting jest preferowanym rozwiązaniem do zarządzania tym procesem.
-
Renowacja i wytwarzanie przyrostowe
Gdy części przejdą proces kontroli, pierwszym krokiem w procesie renowacji jest usunięcie powłoki za pomocą metody piaskowania. Kolejna inspekcja jest niezbędna do zebrania dokładnych danych, umożliwiając rozpoczęcie procesu przeróbki. Wszelkie braki materiałowe zostaną przyspawane do części, a następnie poddane obróbce w celu uzyskania finalnej 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 offsetowych do spawania i obróbki skrawaniem. Dokładne i szybkie pomiary mają kluczowe znaczenie dla skutecznej przeróbki, podobnie jak mapowanie grubości powłoki profilu łopatki do 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 korzystać z systemów mobilnych, takich jak ATOS 5 for Airfoil. ZEISS REVERSE ENGINEERING, w połączeniu z precyzyjnymi pomiarami, dostarcza dane offsetowe niezbędne do odtworzenia oryginalnego kształtu poprzez spawanie i obróbkę.
Krytyczne obszary stopki łopatki i gniazda łopatki są mierzone za pomocą precyzyjnych systemów CMM. Pełna dokumentacja w całym cyklu produkcyjnym zapewnia komunikację zwrotną 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 cieplna zabezpiecza komponenty i zapewnia ich trwałość.
Wyzwanie
Istotne jest, aby powłoka była równomiernie rozłożona na geometrii profilu łopatek. Minimalna grubość powłoki musi być zachowana na każdej sekcji, podczas gdy jakość powłoki, falistość powierzchni i chropowatość są czynnikami krytycznymi. Ponadto przyczepność spoiwa 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, wysoce precyzyjne systemy CMM umożliwiają ocenę odpowiednich obszarów profilu łopatki.
Systemy te można płynnie zintegrować z przepływem pracy, promując wydajne przetwarzanie partii w środowisku produkcyjnym. Szczegółowa dokumentacja jest przechowywana przez cały cykl życia produktu, z natychmiastową informacją zwrotną umożliwiającą dostosowanie podczas produkcji za pośrednictwem PiWeb Reporting.
-
Wykończenie i walidacja
Na tym etapie, jeśli to konieczne, dokonuje się obróbki finalnej geometrii stopki oraz usuwa wszelkie pozostałości powłoki.
Wyzwanie
Walidacja finalnej geometrii na całego profilu łopatki ma kluczowe znaczenie. Niezbędne jest rejestrowanie danych przesunięcia do końcowej obróbki ramy i geometrii stopki. Wymagana jest również dokładna kontrola jakości i dokumentacja wyników.
Nasze rozwiązanie
Precyzyjne systemy CMM mogą być wykorzystywane do pomiaru odpowiednich sekcji stopki i profilu.
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.