水轮发电机组作为水力发电站中的核心设施，承载着为社会提供清洁能源的使命，为确保水电站能够持续、稳定地运行，对其各项设施进行精细化的维护与修复工作至关重要。3D扫描技术凭借其高精度、高效率、高便捷性等独特优势，正逐渐成为水电设备检修项目中不可或缺的创新型检测手段，极大提升了水电站的检修效率与质量。
项目背景
案例中的客户是加拿大知名的三维扫描服务提供商，该公司凭借卓越的技术和服务，已成为哥伦比亚众多水电站的首选三维扫描服务商，累计扫描的部件数量已达数百个。
水轮发电机组在运行过程中被水中的泥沙所损坏，泥沙是一种磨蚀性颗粒，导致水轮机导叶、引水钢管、转轮等关键部件受到严重磨损，甚至在转轮上留下了洞孔。客户需要对一个严重损坏的水轮发电机组进行关键部件的检修，并同时对现有的所有部件进行数字化存档，以备未来可能的更换工作。
水轮机是水电站中不可或缺的核心设备，体积庞大，直径近3米，重量高达200吨。为了修复受损的水轮机部分，需要将其取出，进行精确的焊接或安装新的叶片，并精细地加工焊缝至适当的厚度。
在该项目中，客户选择了思看科技TrackScan系列跟踪式3D扫描系统，搭配专业的三维软件，对水电站的关键部件——引水钢管和导叶进行了细致的检测，并采集竣工模型三维数据。
01 引水钢管3D检测
TrackScan系列三维扫描系统的远距离跟踪为大型工件的测量提供了极大便利，无需贴点就能实现精确测量。针对引水钢管件底部的数据获取，现场工作人员将工件抬升至合适高度，并借助三维扫描仪实时进行扫描，整个引水钢管的数据采集工作仅耗时不到2小时。
工程师利用三维软件，结合预设的厚度范围，成功生成了一份详尽的管件磨损偏差报告，报告通过直观的色谱偏差来显示不同区域的厚度差异，辅助工程师快速判断各个位置的磨损情况。
02 水轮机活动导叶3D检测
客户此前已经就导叶磨损情况进行过修复工作，此次借助三维扫描仪以评估这些修复措施的实际效果。
修复这些大型工件时，焊接工艺是常用的方法，但焊接过程中往往会在焊接区域产生焊料堵积，需要对堵积部分进行精准加工。借助3D扫描仪扫描焊接区域，以确保修复后的实物尺寸与CAD模型保持一致，保证加工过程的准确性和高效性。
03 竣工模型逆向工程
除了对管件进行详细检测，该水电站还计划构建一个竣工模型，旨在追踪管件的实时运行状态。这一数据模型将在未来制造和加工替换件时辅助工程师“精准复刻”管件，确保水电站的稳定运行。
“当管件出现部分磨损时，想从制造商那里重新订购一个新部件是极不现实的，因为管件的每个部分都不一样，况且两端还都是在实际使用环境中直接铸造而成的。所以需要对磨损的部件进行3D扫描，然后创建一个竣工模型。”项目负责人解释道。
完成数据采集后，结合专业的三维软件，对获取到的数据模型进行逆向处理，最终构建可用于实际加工制造的CAD竣工模型。工程师首先参考原始设计图纸，创建管件主体部分的数据模型，接着，对固定在混凝土中无法移动的管件两端，实施竣工建模，确保模型的完整性和准确性。
3D扫描技术的快速发展，为水电行业带来了显著的成本效益，并极大地拓宽了其应用的可能性。随着3D扫描技术的不断革新和优化，未来将有更多行业用户能够利用这一技术，轻松应对复杂且庞大的测量任务。
思看科技不断创新的三维扫描产品及专业的服务，将携手行业客户、伙伴，抓住数字化转型带来的产业发展机遇，推动绿色能源行业的持续进步与发展，共同构建数字能源产业新时代。
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