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Soluções de metrologia para a indústria da energia

Por: NM3D IBÉRICA18/08/2020
Um foco renovado nas energias renováveis faz com que a concorrência global volte a aquecer para os fabricantes que procuram fazer negócios no setor da energia eólica.

Existem aproximadamente 8.000 peças numa turbina eólica típica, variando desde caixas de engrenagens, pás de grande escala a componentes eletrónicos, parafusos e elementos de fixação. Reparar um componente importante de energia eólica no campo é um processo muito caro.

Dado o custo impressionante, os fabricantes de turbinas eólicas estão relutantes em mudar o seu processo de produção ou adotar novos fornecedores ou tecnologias, a menos que haja uma evidência clara do seu impacto na manutenção da qualidade.

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As pás da turbina são projetadas para otimizar a aerodinâmica e a localização do centro de massa, além de constituírem fundidos e compósitos avançados de liga metálica para aumentar a resistência, resistir a temperaturas extremas e evitar a corrosão. Os densos materiais de liga metálica definem desafios específicos para a inspeção das pás da turbina.

Imprecisões na geometria e no posicionamento da lâmina podem causar perda de eficiência na conversão de energia e falha prematura da lâmina. Para garantir a posição ideal da pá e a operação aerodinâmica, tolerâncias rigorosas se aplicam tanto à geometria quanto ao alinhamento das pás da turbina.

A NM3D IBÉRICA - fornecedor de soluções de metrologia industrial - acompanhou as tendências e estratégias de medição/inspeção na indústria energética.

A empresa aproveita a sua ampla experiência interna para apoiar as empresas a alcançar objetivos críticos de controle de qualidade. Apresentamos algumas das nossas soluções para resolver os desafios de controle de qualidade, com soluções de metrologia e vasto know-how em engenharia.

  • Máquinas e medição por coordenadas (CMM)

 

A metrologia em linha no setor da energia está a crescer para além da previsão. As máquinas de medição por coordenadas continuam a ter um histórico sólido de garantia de controle dimensional e da qualidade.

Sistemas de metrologia em linha podem ser usados para inspecionar e verificar a integridade geométrica de diversos componentes da indústria energética, como painéis solares parabólicos para maximizar a produção de energia. Da mesma forma, a metrologia em linha é usada para inspecionar as pás de turbinas eólicas e verificar o formato das mesmas para uma conversão otimizada de energia. Como a qualidade é um fator essencial que determina a eficiência de peças como turbinas eólicas, painéis solares e turbinas hidroelétricas, a metrologia em linha é preferencial para medições rápidas e precisas.

A NM3D Ibérica conta com diversas soluções adaptadas a necessidades especificas da indústria, nomeadamente com CMM de vários portes, para dar resposta aos maiores desafios.

Um dos exemplos de CMM para medição de grande volume é a máquina de medição por coordenadas em pórtico.

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Ideal para aplicações de metrologia em larga escala e com alta precisão, as CMMs de pórtico da NM3D são construídas usando materiais com alta estabilidade térmica. Uma CMM verdadeiramente flexível e confiável quando o tamanho realmente importa. A NM3D também fornece mais opções de projetos personalizados que atendem aos requisitos exatos dos clientes.
  • Tecnologia Laser

Uma outra solução passa pelo recurso a braços portáteis e sistemas laser. A NM3D tem várias opções que vão de encontro às necessidades mais críticas dos seus clientes. Por exemplo, componentes de turbinas eólicas, como pás, torres, flanges, naceles e peças fundidas ou forjadas podem ser inspecionados com estas tecnologias.

De forma a evitar os métodos de medição manuais, destrutivos e contraproducentes, com métodos de recolha de dados particularmente demorados, que levam ao desperdício de materiais e peças de custo acrescido, a NM3D faz algumas sugestões.

  • Laser Radar

O laser radar permite a medição sem contacto de alto volume de forma completamente automática. Possibilitando ao fabricante reduzir a intervenção do operador na medição e garantir uma alta precisão e repetibilidade até em componentes mais delicados.

Os lasers radar MV331 e MV351 têm um alcance de medição até 50 m, com uma precisão a partir de 24 µm e aquisição até 2000 pontos por segundo. Estes sistemas possibilitam a medição de furos e contornos, possibilitando ainda a aquisição de todos os dados num único sistema de coordenadas. Esta tecnologia pode ser integrada e automatizada diretamente na linha de produção com a aquisição de robots.

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  • Laser Tracker

A linha Laser RADIAN e acessórios de medição oferecem uma solução de medição para todas as indústrias altamente flexível e portátil, graças ao seu alcance de 80 metros. É utilizado na indústria aeroespacial, automóvel, maquinaria pesada, equipamentos agrícolas e ainda na indústria energética.

Desenvolvido visando a durabilidade, a linha laser RADIAN apresenta, um tempo de aquecimento reduzido e alta eficiência, concentrando de todas as fontes de calor, permitindo uma rápida distribuição do calor do equipamento durante o aquecimento, ou em caso de variações extremas de temperatura ambiente, garantindo assim que o laser mantenha um equilíbrio térmico constante durante a operação.

Para além destas vantagens a presença de um controlador integrado permite uma operação sem fios, oferecendo uma operação contínua e sem interrupções. A sua bateria integrada oferece 4 horas de operação em aplicações remotas, podendo ser ampliada para 8 horas com a opção de alimentação externa.

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  • Braço portátil

A medição através de braço articulado é importante quando se pretende aliar a precisão com a portabilidade na medição. Com aplicação nos mais variados setores industriais, é uma solução plug and play que otimiza o tempo de medição. As soluções para digitalização portátil permitem aos fabricantes solucionar os mais exigentes desafios de inspeção mesmo em linha de produção.

Capaz de medir de maneira robusta quase qualquer material e com a flexibilidade de inspecionar peças de tamanhos que variam de alguns milímetros a vários metros e mais, a solução pode abranger muitos setores, incluindo automotivo, aeroespacial, produção de energia entre outros.

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  • Incorporação de scanner em CMM

Uma outra solução oferecida pela NM3D é a integração de scanner laser em CMM. O scanner laser, sendo possível instalar em máquinas tridimensionais novas ou existentes, aumenta a produtividade do processo de medição adquirindo mais informação em menos tempo. Com um elevado número de aplicações, permite a aquisição de informação completa sobre a superfície e comparação contra CAD.

Tradicionalmente, as pás da turbina são verificadas através de inspeção CMM baseada em sensores de toque. No entanto, os fabricantes de lâminas usam cada vez mais a digitalização a laser para verificar o formato da superfície aerodinâmica da lâmina e as dimensões de planos e flanges fresados, furos e entalhes de alinhamento.

Comparado à inspeção tátil tradicional, os scanners laser capturam mais dados pontuais num período mais curto de tempo e incorporam medições e análises num processo automático de inspeção digital. Ao mesmo tempo, a medição sem contato requer pouco ou nenhum pré-alinhamento da lâmina e elimina a compensação da sonda ao digitalizar superfícies de lâmina de forma livre. Ao capturar milhares de pontos de inspeção por segundo, o software pode aplicar ajustes de linha muito mais precisos para determinar as posições das arestas dos entalhes e verificar os ângulos entre os entalhes.

A digitalização a laser e o software de processamento em nuvem de pontos de foco são os pilares de um processo de inspeção digital muito mais rápido e independente do operador.

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  • Equipamentos de Raio X/Tomografia Computacional

A Inspeção não destrutiva, como a digitalização com laser, raios-X e micro-CT podem ser usados ??para criar imagens ou ainda qualificar a estrutura interna das pás da turbina. As pás das turbinas são amostras bastante caras, além de serem compostas por material denso, o que implica que a sua inspeção seja realizada por uma poderosa fonte de raios-x, com capacidade para que os raios-x atravessem a lâmina.

Para obter uma visão completa da estrutura interna, espessura da parede e orifícios de arrefecimento, a mais recente tecnologia usada na inspeção é a tecnologia por raios-X e tomografia computadorizada.

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Os sistemas inovadores de raios-X de até 450kV estabelecem uma nova referência para medição de pás de turbinas e, ou ainda de peças pequenas a médias. No centro deste equipamento poderoso está uma fonte de 450kV, que fornece uma resolução e precisão superiores.

Os painéis da NM3D otimizam a obtenção de imagens de raios-X, eliminando os fenômenos de dispersão que normalmente influenciam as radiografias 2D de lâminas e outras partes metálicas.

Além de inspecionar a superfície das pás, é importante verificar a sua estrutura interna. Este equipamento industrial deteta inclusões, fraturas e outras imperfeições no material antes de se comprometer com várias etapas do processo de produção. As imagens de elevada precisão do perfil da lâmina destacam a espessura das paredes internas em qualquer local ao longo dessas paredes.

Todo o procedimento de inspeção pode ser definido e automatizado antecipadamente. Como resultado, uma série de pás da turbina pode ser inspecionada automaticamente, concedendo uma etiqueta de aprovação ou reprovação a cada lâmina inspecionada.

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A NM3D IBÉRICA tem estas e outras soluções especializadas para os mais variados sectores e adaptadas às condições mais exigentes da indústria e produção. Não hesite em contactar. As nossas equipas de especialistas vão ajudá-lo a encontrar a solução perfeita para a sua empresa.

Mais informações através do email: sac@nm3diberica.com.

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