洋上風力発電機用基礎のフランジ部の全視野検査

概要

風力発電装置製造会社の技術者は、スキャンテックのポータブル3DレーザースキャナーKSCAN-Magicと写真測量システムMSCAN-L15を用いて洋上風力発電基礎の大型フランジを測定・検査した。

このプロジェクトは、その全データを取得し、幾何学的寸法および公差の要件を満たしているかどうかを検査することを目的としています。120個のボルト穴を検査し、位置や平坦度などの具体的なGD&Tを取得しました。

風力発電は、持続可能な再生可能エネルギーであり、クリーンなエネルギー源として、産業用発電に広く利用されるようになってきています。風力発電は、従来の化石燃料に比べ、環境への負荷が非常に小さいのが特徴です。

風力発電は、陸上風力発電所と洋上風力発電所の両方で行われ、多数の風力発電機で構成されています。洋上ウインドファームは、建設・維持費が高額になる。そのため、風車やタワーの部品が厳しい要求の範囲内であることを保証することが重要である。

今回のお客様は、1995年に設立され、2006年9月に香港証券取引所のメインボードに上場したJutal Offshore Oil Service Co.

同社は、1995年に設立され、2006年9月に香港証券取引所に上場し、石油・ガス産業の顧客に、技術的に高度な石油・ガス機器製造、海洋エンジニアリング、モジュール建設、技術サポートサービスなどを提供しています。

実用規模の風力発電機は大型で重量があり、その部品は通常、大きなサイズになります。フランジの高さは10メートル、幅は6メートルにもなる。

同社は、洋上風力タービンの基礎にうまく収まるように、フランジを測定してGD&Tの要件内に収まるように検査したいと考えています。

寸法検査では、光学式3Dレーザースキャナーで表面の平坦度や平行度を確認する必要があります。また、ボルト穴の直径や位置、角度などの測定も必要である。測定結果の精度は0.1mmであることが要求される。

高さ10m、直径6mの円柱状の部品。測定するフランジは部品の上部に位置しています。このような大きな部品で、しかも地上から高い位置にあるものを測定するのは困難です。

現場には、機械などの製品設備やクレーンなどのハンドリング設備があり、振動が発生します。フランジを現場で測定しなければならないため、環境振動が測定結果に影響を与えることは避けられません。また、現場はほこりや溶接の火花などでいっぱいで、測定には大きな課題があります。

120個のボルト穴の位置などのGD&Tを短時間で測定する必要があるため、技術者は大量の測定タスクに対処しなければなりませんでした。

使用デバイス KSCAN Magic + MSCAN L15

スキャン工程：まず、高精度写真測量システムMSCAN-L15で基準点のデータを収集し、ハンディタイプの高精度3DスキャナーKSCAN-Magicにデータを出力して表面をスキャンしました。

スキャン所要時間：2時間

フランジ全体を3Dスキャンすることで、技術者は部品の全体的な点群データを得ることができました。スキャンテックの3Dソフトウェアと組み合わせることで、GD&Tの具体的な数値を得ることができたのです。

フランジの上面と下面の平坦度と平行度が検査されました。さらに、2つのボルト穴の位置や角度、ピッチ円直径も測定した。

お客様が使用していた測定器は、電子トータルステーションやノギスなどの従来型の測定器でした。そのため、全データを取得できない、測定精度が0.5mm程度と悪い、操作が複雑、効率が悪いなど、測定業務に対応することができません。

特に、従来の測定方法では、距離のような2次元のパラメータしか測定できず、ボルト穴の位置のようなGD&Tの3次元のパラメータを測定することができません。

また、電子トータルステーションでは、フランジ下面が狭く、手が届きにくいため測定できません。

また、環境中の振動や粉塵が電子トータルステーションの測定に大きな影響を与え、検査報告書が顧客の規格に合わないという問題がありました。

体積精度0.015mm/mまでの写真測量システムMSCAN-L15と、0.020mmまでのハンドヘルド3DスキャナーKSCAN-Magicの組み合わせにより、エンジニアは正確な測定結果を得ることができるようになります。

スキャンテックの3Dソリューションは、堅牢な3Dスキャンにより、フルフィールドの3Dデータの取得をサポートし、さらにアーカイブとして使用することが可能です。この完全なデータは、部品が基礎に正確にフィットするように、部品の品質を保証するために使用することができます。

KSCAN-Magicは、堅牢なアルゴリズムと航空宇宙グレードのアルミニウム合金で設計されており、振動、粉塵、火花などの環境による影響を受けません。

また、ポータブルで軽量なため、持ち運んでの測定も可能です。このように、3DスキャナーKSCAN-Magicは堅牢な機能を備えているため、現場での測定に最適なソリューションとなっています。

Professional解析ソフトウェアにより、ユーザーは直感的で包括的なデータとレポートを得ることができます。このデータは、技術者が修理計画を立てるための参考資料となります。より優れた統計分析に基づいて是正処置を行うことで、修理の回数を減らし、効率を向上させることができました。