
Unité de turbine
Solutions ZEISS pour les pales et aubes de turbines destinées à la production d'électricité
Les pales et les aubes de turbines font l'objet d'un contrôle qualité strict afin d'améliorer leurs performances et leur durabilité ainsi que de garantir un fonctionnement optimal. Les écarts dimensionnels et les imprécisions peuvent entraîner des inefficacités et des pertes d'énergie. Avec la demande croissante de turbines à gaz comme technologie de transition pour les énergies renouvelables et la stabilité du réseau, les solutions de métrologie sont essentielles pour optimiser les processus de production en termes de qualité et de vitesse.
De plus, l'utilisation de l'hydrogène dans les turbines à gaz introduit de nouveaux défis en matière de qualité des revêtements et des matériaux de barrière thermique, puisque les températures de la chambre de combustion devraient augmenter. Les pièces de grande valeur et les longs délais de production augmentent le risque de non-conformités importantes en l'absence d'un contrôle minutieux.
Contrôle qualité critique pour une meilleure durabilité des procédés de fonderie
Des évaluations complètes de la qualité sont effectuées sur les pales et les aubes de turbines afin d'améliorer leur durabilité, leur efficacité opérationnelle et leur résistance à la fatigue. Le procédé de moulage à cire perdue est l'un des plus courants et nécessite un contrôle qualité tout au long du processus de fonderie. Les coûts des matériaux sont élevés et le processus de fabrication est assez long. C'est pourquoi la métrologie est indispensable.-
Outillage pour noyau céramique et modèle en cire
La production du noyau en céramique et du modèle en cire nécessite des outils pour façonner le matériau céramique et des outils pour injecter la cire qui entoure le noyau. Le noyau en céramique sert de structure de refroidissement interne de la pale, tandis que le modèle en cire représente sa géométrie externe.
Le défi
Afin d'obtenir des formes précises pour les moules utilisés dans la production du noyau céramique et du modèle en cire, l'usure des outils et des moules doit être surveillée et toute irrégularité doit être corrigée.
Notre solution
Une machine de mesure tridimensionnelle (MMT) tactile de haute précision est utilisée pour inspecter les caractéristiques critiques des outils et des moules.
Parallèlement, des systèmes de mesure sans contact avancés, tels que le ZEISS ScanBox et l'ATOS 5 for Airfoil, permettent d'effectuer des mesures sur toute la surface afin d'évaluer l'état de l'outil. Les solutions de mesure portables permettent de mesurer les outils dans l'atelier.
La documentation complète de l'ensemble du processus de production est facilitée par PiWeb reporting.
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Noyau en céramique et modèle en cire
Le noyau en céramique représente la structure de refroidissement interne de la pale et de l'aube, tandis que le modèle en cire représente la géométrie externe de la pale. Avant de produire le modèle en cire, le noyau est remoulé pour obtenir les propriétés finales. Pour produire le modèle en cire, le noyau est placé dans le moule et, après avoir fermé le moule, la cire est injectée autour du noyau.
Le défi
Il est essentiel d'obtenir des formes précises pour le noyau en céramique et le modèle en cire. Il est également important de vérifier le déplacement du noyau au sein du modèle en cire afin de garantir une épaisseur minimale pour la paroi de la pale après la coulée. En outre, la détection des imperfections à la fois dans le noyau et dans le modèle en cire est indispensable pour le contrôle qualité.
Notre solution
Les systèmes de MMT tactiles de haute précision valident les caractéristiques critiques pour les mesures tactiles et sans contact des pièces.
Des systèmes de mesure sans contact avancés, tels que le ZEISS ScanBox et l'ATOS 5 for Airfoil, permettent d'effectuer des mesures sur toute la surface afin de contrôler l'état de la matrice.
La technologie de rayons X permet de détecter les impuretés ou les défauts dans les pièces en cire ou en céramique, ce qui permet une analyse en 2D et en 3D. Cette technologie, combinée à la métrologie, garantit une épaisseur minimale des parois.
La documentation complète tout au long du processus de production est facilitée par PiWeb reporting.
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Coque ou moule en céramique pour la fonderie
Une fois que le modèle en cire (y compris le noyau en céramique) est fabriqué, il est disposé dans un ensemble de plusieurs pièces, afin de couler plusieurs pièces en une seule fois. Cet ensemble est ensuite recouvert de plusieurs couches de poudre et de liquide céramique. La cire est fondue et laisse derrière elle le moule de coulée (coque et noyau en céramique). Après une autre procédure d'étayage, la coque est prête pour la coulée et le versement du métal en fusion.
Le défi
Le déplacement précis du noyau à l'intérieur de la coquille en céramique est essentiel pour obtenir l'épaisseur minimale de la paroi de la pale après la coulée. Il est essentiel d'identifier toutes les imperfections de l'enveloppe, telles que les fissures ou les défauts, qui pourraient compromettre l'intégrité et la performance du produit final.
Notre solution
La technologie de rayons X est utilisée pour détecter les impuretés ou les défauts dans les pièces en céramique, ce qui permet une analyse en 2D et en 3D. Associée à la métrologie, cette technologie permet d'obtenir une épaisseur des parois minimale et une détection précise des déplacements.
La documentation complète tout au long du processus de fabrication est facilitée par PiWeb reporting.
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Finir une validation
Après la coulée, le refroidissement et la solidification, la coque et les noyaux en céramique sont retirés. Une fois celles-ci validées, les pièces peuvent être grossièrement usinées ou envoyées directement au client pour un traitement et une finition supplémentaires.
Le défi
Il est important de s'assurer que les dimensions des pales coulées sont précises en validant les résultats, en effectuant des mesures d'épaisseur des parois, en détectant les imperfections de surface et en effectuant des mesures rapides.
Notre solution
Les systèmes de mesure sans contact plus puissants tels que le ZEISS ScanBox et l'ATOS 5 for Airfoil sont la solution pour les mesures de surface complète, car ils capturent l'intégralité de la surface.
Il est également conseillé d'utiliser des MMT de haute précision pour mesurer les zones pertinentes de la racine et du profil.
Avec PiWeb reporting, l'intégration transparente dans le flux de tâches pour le traitement des lots dans l'environnement de production et une documentation complète est possible.
Solutions ZEISS pour l'usinage et le revêtement des pales et aubes de turbines
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Usinage du pied d'aube
Le pied de la pale de turbine et la « douille » de la pale sont usinés avec précision selon des tolérances serrées. Plusieurs pièces sont assemblées en une seule étape et doivent être parfaitement alignées pour répondre aux exigences d'aérodynamisme et de dimension afin d'obtenir des performances optimales.
Le défi
Pour obtenir des performances et une qualité optimales, il est essentiel d'obtenir des dimensions précises, de respecter des tolérances serrées et d'assurer l'ajustement des pièces à leurs contreparties.
Notre solution
Les systèmes de MMT de haute précision garantissent des résultats de mesure précis et reproductibles. Ils s'intègrent parfaitement dans le flux de tâches, permettant un traitement par lots efficace dans l'environnement de production.
Une documentation complète est maintenue tout au long du cycle de vie du produit, avec un retour d'information en direct qui facilite les ajustements durant la production – le tout géré par PiWeb reporting.
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Usinage du profil aérodynamique
Après le processus de coulée, les dimensions des pales et des aubes doivent être mesurées pour garantir la qualité avant l'usinage du profil aérodynamique. La géométrie et la surface finales sont créées à partir de la mesure de la surface totale et des données réelles, avant que le processus de revêtement n'ait lieu.
Le défi
Pour identifier les chutes de pièces et s'assurer que les composants sont correctement dimensionnés pour l'usinage, il est essentiel de mesurer avec précision les dimensions réelles et la géométrie du profil aérodynamique. En fournissant des données essentielles pour l'usinage de la géométrie et des caractéristiques de surface des profils aérodynamiques, ces mesures permettent de guider avec précision l'équipement d'usinage. De plus, l'évaluation de l'ondulation et de la rugosité de la surface est essentielle pour respecter les normes de qualité et améliorer les performances globales du produit final.
Notre solution
Des systèmes de mesure sans contact, tels que le ZEISS ScanBox et l'ATOS 5 for Airfoil, permettent d'effectuer des mesures approfondies sur toute la surface, fournissant ainsi des données de surface essentielles aux machines de revêtement. Alternativement, les systèmes de MMT peuvent également évaluer les sections pertinentes du profil aérodynamique.
Ces systèmes s'intègrent parfaitement dans le flux de tâches, permettant un traitement efficace par lots au sein de l'environnement de production. Une documentation complète est maintenue tout au long du cycle de vie du produit, avec un retour d'information en temps réel qui facilite les ajustements durant la production via PiWeb reporting.
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Revêtement du profil aérodynamique
Le processus de revêtement consiste à appliquer une couche protectrice sur les surfaces des pales et des aubes afin de renforcer la durabilité, de réduire la corrosion et d'améliorer les performances globales. Le revêtement à barrière thermique protège les composants et assure leur longévité.
Le défi
Il est essentiel d'assurer une répartition uniforme du revêtement sur la géométrie des pales et des aubes. Une épaisseur minimale de revêtement doit être respectée sur chaque section, tandis que la qualité du revêtement, l'ondulation et la rugosité de la surface sont des facteurs critiques. De plus, l'adhérence du liant et des couches individuelles, ainsi que l'épaisseur et la qualité du revêtement, doivent être évaluées au niveau microscopique.
Notre solution
Des systèmes de mesure sans contact avancés, tels que le ZEISS ScanBox et l'ATOS 5 for Airfoil, permettent de réaliser des mesures complètes sur toute la surface, capturant ainsi des données essentielles après le processus de revêtement. Les systèmes de MMT peuvent également mesurer les sections pertinentes du profil aérodynamique.
Ces systèmes s'intègrent parfaitement dans le flux de tâches, facilitant un traitement par lots efficace dans l'environnement de production. Une documentation complète est maintenue tout au long du cycle de vie du produit, avec un retour d'information en temps réel permettant des ajustements en cours de production via PiWeb reporting.
Les solutions de microscopie ZEISS offrent une imagerie et une analyse à haute résolution, permettant un examen précis de l'épaisseur et de l'uniformité du revêtement.
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Finition et validation
Durant le processus de finition, les trous de refroidissement sont fabriqués et ouverts pour guider le flux d'air interne à travers la pale, créant ainsi une couche protectrice pendant le fonctionnement. Cette étape consiste à ouvrir et à fabriquer les trous en fonction des résultats des mesures. De plus, la géométrie finale du pied de l'aube et du cadre est usinée et les éventuels résidus de revêtement sont éliminés.
Le défi
Il est essentiel de valider la géométrie finale des pales et des aubes sur l'ensemble du profil aérodynamique. Il s'agit notamment de déterminer les dimensions des trous de refroidissement pour l'usinage final, ainsi que la géométrie du cadre et du pied de l'aube afin de collecter des données offset pour un usinage précis. Un contrôle qualité final et une documentation complète sur la qualité sont également nécessaires.
Notre solution
L'utilisation de systèmes de mesure sans contact, tels que le ZEISS ScanBox et l'ATOS 5 for Airfoil, permet d'effectuer des mesures complètes sur toute la surface et d'obtenir des informations essentielles sur celle-ci. Par ailleurs, des systèmes de MMT peuvent mesurer les sections pertinentes du profil aérodynamique et du pied de l'aube.
Ces systèmes s'intègrent parfaitement dans le flux de tâches, facilitant un traitement par lots efficace dans l'environnement de production. Une documentation complète est maintenue tout au long du cycle de vie du produit, avec un retour d'information en temps réel qui permet des ajustements durant la production via PiWeb reporting.
Solutions de maintenance, de réparation et de révision ZEISS
Une fois la turbine en service, elle fera l'objet d'une maintenance et de réparations régulières. Pendant leur fonctionnement, les turbines sont exposées à des contraintes thermiques et mécaniques en raison du cycle de démarrage et d'arrêt ainsi qu'à l'allumage du média pour produire de l'énergie. Il est obligatoire de vérifier l'état des pièces et la remise à neuf. Les sociétés de services s'en chargent également.-
Inspection
L'inspection des pièces de turbines a lieu sur place et dans les installations de révision. Mesurer les pièces et recueillir les données réelles et l'état de la géométrie et du revêtement lui-même est l'objectif premier de l'inspection.
Le défi
Les systèmes mobiles sont essentiels pour la mesure sur site, car ils permettent de capturer des données 3D complètes afin d'évaluer la géométrie et l'état d'origine des pièces ainsi que des revêtements. La rapidité des mesures est cruciale, car le processus de reprise doit commencer rapidement. Il est essentiel d'assurer la traçabilité des pièces et de leur état, et de fournir un retour d'information au département R&D. De plus, il est important de déterminer l'usure, d'identifier l'épaisseur du revêtement et d'analyser les alliages métalliques utilisés par les entreprises de services.
Notre solution
Des systèmes de mesure sans contact, tels que le ZEISS ScanBox et l'ATOS 5 for Airfoil, permettent d'effectuer des mesures complètes sur toute la surface dans les installations de production. De plus, les solutions mobiles telles que l'ATOS 5 for Airfoil, le ZEISS ATOS LRX pour les pièces de grande taille et le T-SCAN Hawk 2 portatif, sont efficaces pour l'évaluation des pales et des aubes.
Des systèmes de MMT sont utilisés pour inspecter les zones critiques du pied d'aube et de la douille de l'aube. Les solutions de microscopie ZEISS fournissent une imagerie et une analyse à haute résolution pour une évaluation précise de l'épaisseur et de l'uniformité du revêtement. Un microscope électronique peut également être utilisé pour analyser la composition et la qualité des alliages métalliques afin d'aider les entreprises de services à remplacer les pièces.
La documentation de bout en bout, tout au long du cycle de production, assure un retour d'information au département R&D, facilitant ainsi les améliorations basées sur les données collectées. PiWeb reporting est la solution privilégiée pour gérer ce processus.
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Remise à neuf et fabrication additive
Une fois que les pièces ont passé le processus d'inspection, la première étape sur le lieu de remise à neuf est de retirer le revêtement à l'aide de la méthode de sablage. Une inspection ultérieure est nécessaire pour recueillir des données précises, ce qui permet de lancer le processus de reprise. Les pointes ou matériaux manquants sont soudés sur les pièces, puis usinés pour obtenir la géométrie finale.
Le défi
La saisie de données 3D complètes est essentielle pour déterminer la géométrie et l'état d'origine des pièces. La reconstruction de la géométrie par rétro-ingénierie est nécessaire pour fournir des données offset pour le soudage et l'usinage. Des mesures précises et rapides sont essentielles pour un retravail efficace, tout comme le traçage de l'épaisseur du revêtement du profil aérodynamique à recouvrir.
Notre solution
Pour des mesures complètes in situ de la surface entière, des systèmes de mesure sans contact avancés tels que le ZEISS ScanBox et l'ATOS 5 for Airfoil sont disponibles. Des systèmes mobiles tels que l'ATOS 5 for Airfoil peuvent également être utilisés. La rétro-ingénierie ZEISS, associée à des mesures précises, fournit les données offset nécessaires à la reconstruction de la forme originale par soudage et usinage.
Les zones critiques du pied de l'aube et de la douille de la pale sont mesurées à l'aide de systèmes de MMT de haute précision. Une documentation complète tout au long du cycle de production assure un retour d'information au département R&D, qui facilite l'optimisation sur la base des données collectées. PiWeb reporting est la solution privilégiée pour gérer ce processus.
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Revêtement du profil aérodynamique
Le processus de revêtement consiste à appliquer une couche protectrice sur les surfaces des pales et des aubes afin de renforcer la durabilité, de réduire la corrosion et d'améliorer les performances globales. Le revêtement à barrière thermique protège les composants et assure leur longévité.
Le défi
Il est essentiel de veiller à ce que le revêtement soit uniformément réparti sur la géométrie des pales et des aubes. Une épaisseur minimale de revêtement doit être respectée sur chaque section, tandis que la qualité du revêtement, l'ondulation et la rugosité de la surface sont des facteurs critiques. De plus, l'adhérence du liant et des différentes couches du revêtement, ainsi que l'épaisseur et la qualité du revêtement, doivent être évaluées au niveau microscopique.
Notre solution
Des systèmes de mesure sans contact, tels que le ZEISS ScanBox et l'ATOS 5 for Airfoil, permettent d'effectuer des mesures approfondies sur toute la surface et de recueillir des données essentielles après le processus de revêtement.
De plus, les systèmes de MMT permettent d'évaluer les sections pertinentes du profil aérodynamique.
Les systèmes s'intègrent parfaitement dans le flux de tâches, favorisant un traitement par lots efficace dans l'environnement de production. Une documentation détaillée est maintenue tout au long du cycle de vie du produit, avec un retour d'information immédiat qui permet des ajustements durant la production via PiWeb reporting.
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Finition et validation
Durant cette étape, la géométrie finale du pied de l'aube est usinée, si nécessaire, et les résidus de revêtement sont éliminés.
Le défi
La validation de la géométrie finale sur l'ensemble du profil des pales et des aubes est essentielle. Il est essentiel d'enregistrer les données offset pour l'usinage final du cadre et de la géométrie du pied d'aube. Un contrôle qualité rigoureux et une documentation des résultats sont également nécessaires.
Notre solution
Des systèmes de MMT de haute précision peuvent être utilisés pour mesurer les sections pertinentes du profil aérodynamique et du pied de l'aube.
Le flux de tâches de ces systèmes est transparent, ce qui permet un traitement efficace par lots dans l'environnement de production. Tout au long du cycle de vie du produit, une documentation complète est maintenue, avec un retour d'information en temps réel qui permet des ajustements durant la production via PiWeb reporting.
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