Cómo realizar una inspección de dimensiones de vasijas de presión utilizando escaneo 3D
Las vasijas de presión son componentes esenciales en industrias tales como petróleo y gas, fabricación química y producción de energía.
Su función principal es contener fluidos o gases de manera segura en condiciones de alta presión o de vacío, haciendo de su integridad un aspecto crítico en la seguridad de las operaciones.
La liberación repentina de energía desde una vasija de presión puede ocasionar un daño catastrófico, lo que puede poner vidas en peligro.
Por tanto, las vasijas de presión deben fabricarse de acuerdo con especificaciones precisas para garantizar su conformidad con normas de seguridad y requerimientos regulatorios.
Este caso de estudio explica cómo la tecnología de Escaneo 3D puede mejorar los procesos de control de calidad para vasijas de presión al permitir una inspección precisa que asiste a los fabricantes en el mantenimiento de altos estándares de producción.
Desventajas de métodos de medición tradicionales
La comprobción de la precisión dimensional de estas vasijas es esencial. Tradicionalmente, los fabricantes utilizan cintas, calibres y herramientas similares para medir.
A menudo se requiere de dos o tres personas para medir de manera precisa cada pieza, debido a que muchos de los componentes son grandes y complejos.
Existen muchos inconvenientes relacionados con el proceso de medición, tales como resultados irregulares entre diferentes operadores y tiempos de medición extensos. Adicionalmente, las herramientas tradicionales no permiten medir dimensiones cuando las mismas se especifican desde el centro de la vasija.
Como consecuencia de lo anterior, técnicas de medición más avazadas, tales como el escaneo láser 3D, están siendo extensamente exploradas para mejorar la precisión, eficiencia y confiabilidad en la inspección de estas grandes vasijas.
Medición esencial para una vasija de presión
Las mediciones clave para evaluar la integridad de una vásija de presión incluyen las soldaduras, posiciones y diámetros de perforaciones para pernos, y desviaciones generales. Estas mediciones garantizan la seguridad de la vasija, así como su conformidad con estándares de diseño.
Proceso de escaneo 3D
En la práctica, el proceso de escaneo 3D involucra el uso del Escáner láser 3D SIMSCAN transportable, que captura la geometría de la vasija de presión al emitir láseres que se reflejan en la superficie.
El escáner 3D captura un denso conjunto de datos, creando una nube de puntos 3D. Estos datos representan la forma física del objeto.
Comparación entre el escaneo 3D y el módelo sólido
Luego de completado el escaneo, el siguiente paso es comparar los datos escaneados con el módelo 3D SOLID de la vasija de presión. El módelo SOLID es la representación digital de la vasija de presión tal como se diseñó y especifica de manera precisa dimensiones y tolerancias.
Alineamiento y selección de superficie
Para realizar una comparación precisa, es esencial determinar qué superficie de referencia en la vasija de presión será utilizada para el alineamiento.
Comúnmente, se seleccionan superficies externas de la vasija. Los datos del escáner luego se alinean con la superficie correspondiente en el modelo SOLID.
El alineamiento de superficie garantiza que los datos escaneados correspondan directamente con las especificaciones de diseño.
Esta comparación revela cualquier desviación entre la vasija física y su diseño, tales como áreas en las cuales la vasija esté sobre o subdimensionada en relación con las especificaciones.
Análisis de desviaciones
Una vez que el alineamiento está completo, el modelo 3D escaneado y el modelo SOLID son superpuestos. El software luego genera una comparación de malla, mostrando las desviaciones entre los dos modelos.
Esto típicamente se visualiza utilizando una escala de gradiente de colores, en donde cada color representa un grado diferente de desviación.
Mediciones claves
La calidad de las soldaduras se inspecciona cuidadosamente para garantizar que no existan defectos o debilidades que pudieran comprometer la resistencia de la vasija.
Adicionalmente, se han detectado puntos de concentración de tensión en la superficie interna, revelando áreas en las cuales la reducción en el radio (R-angle) genera una aumento en los niveles de tensión.
Se ha medido también la planitud de la brida, así como las dimensiones y posiciones de las perforaciones, incluyendo su diámetro, profundidad y precisión de ubicación.
Estas mediciones son críticas para verificar que la vasija de presión satisface las especificaciones de diseño y pueda soportar de manera segura las tensiones durante la operación.
Beneficios de utilizar el escaneo 3D SIMSCAN 3D para el control de calidad de vasijas de presión
Excelente para espacios reducidos: El SIMSCAN es un escáner 3D transportable compacto que cabe en la palma de la mano y que combina su facilidad de uso con un rendimiento excepcional.
Ofrece escaneos 3D de alta calidad que no se ven afectados por restricciones del entorno, lo que lo hace perfecto para escanear tanto espacios reducidos como objetos de gran tamaño. Posee un rendimiento apropiado al escanear la superficie interna de la vasija de presión.
Aumento en la precisión: Los métodos de medición manual tradicionales están expuestos a errores humanos y pueden no permitir la detección de desviaciones sutiles.
El escaneo 3D, por otra parte, puede capturar detalles intrincados de la superficie de la vasija con una precisión de hasta 0,020 mm, identificando incluso pequeños errores que podrían no ser detectados de otra manera.
Eficiencia en tiempo: El SIMSCAN puede realizar mediciones cuantitativas con una tasa de medición de hasta 2,8 millones de mediciones por segundo. El escaneo 3D SIMSCAN reduce significativamente el tiempo requerido para la inspección.
Una operación que podría tomar horas o días cuando se utilizan mediciones manuales, puede completarse en minutos u horas con la tecnoloía de escaneo, permitiendo iteraciones más rápidas en el proceso de fabricación.
Analisis integral: El informe de tolerancias generado a partir de los datos escaneados proporciona un análisis integral de la conformidad de la vasija con las especificaciones de diseño.
Este nivel de detalle permite a los fabricantes identificar problemas de manera temprana, reduciendo costos de refabricación y garantizando que el producto final satisfaga las normas de seguridad.
Documentación y trazabilidad: El escaneo 3D proporciona documentación digital detallada de la geometría de la vasija, creando un registro permanente que puede utilizarse a futuro como referencia o en auditorías.
Esta trazabilidad es valiosa para la conformidad con regulaciones de la industria y protocolos de aseguramiento de la calidad.
Conclusión
Al integrar el escaneo 3D en el control de calidad de vasijas de presión se obtienen ventajas claves en relación con los métodos tradicionales.
Permite a los fabricantes detectar incluso desviaciones menores en la geometría de la vasija, permitiendo una corrección rápida antes de que la vasija sea puesta en operación.
El informe de tolerancias generado desde el escaneo 3D ofrece un entendimiento visual claro de las desviaciones, permitiendo a los ingenieros evaluar y resolver problemas de manera fácil.
Finalmente, el escaneo 3D de SIMSCAN agiliza los procesos de control de calidad, mejora la precisión del prodcto y garantiza que las vasijas de presión satisfagan estándares tanto de seguridad como de operación.
