水輪發電機組作為水力發電站中的核心設施，承載著為社會提供清潔能源的使命，為確保水電站能夠持續、穩定地運行，對其各項設施進行精細化的維護與修復工作至關重要。3D掃描技術憑借其高精度、高效率、高便捷性等獨特優勢，正逐漸成為水電設備檢修項目中不可或缺的創新型檢測手段，極大提升了水電站的檢修效率與質量。
項目背景
案例中的客戶是加拿大知名的三維掃描服務提供商，該公司憑借卓越的技術和服務，已成為哥倫比亞眾多水電站的首選三維掃描服務商，累計掃描的部件數量已達數百個。
水輪發電機組在運行過程中被水中的泥沙所損壞，泥沙是一種磨蝕性顆粒，導致水輪機導葉、引水鋼管、轉輪等關鍵部件受到嚴重磨損，甚至在轉輪上留下了洞孔。客戶需要對一個嚴重損壞的水輪發電機組進行關鍵部件的檢修，并同時對現有的所有部件進行數字化存檔，以備未來可能的更換工作。
水輪機是水電站中不可或缺的核心設備，體積龐大，直徑近3米，重量高達200噸。為了修復受損的水輪機部分，需要將其取出，進行精確的焊接或安裝新的葉片，并精細地加工焊縫至適當的厚度。
在該項目中，客戶選擇了思看科技TrackScan系列跟蹤式3D掃描系統，搭配專業的三維軟件，對水電站的關鍵部件——引水鋼管和導葉進行了細致的檢測，并采集竣工模型三維數據。
01 引水鋼管3D檢測
TrackScan系列三維掃描系統的遠距離跟蹤為大型工件的測量提供了極大便利，無需貼點就能實現精確測量。針對引水鋼管件底部的數據獲取，現場工作人員將工件抬升至合適高度，并借助三維掃描儀實時進行掃描，整個引水鋼管的數據采集工作僅耗時不到2小時。
工程師利用三維軟件，結合預設的厚度范圍，成功生成了一份詳盡的管件磨損偏差報告，報告通過直觀的色譜偏差來顯示不同區域的厚度差異，輔助工程師快速判斷各個位置的磨損情況。
02 水輪機活動導葉3D檢測
客戶此前已經就導葉磨損情況進行過修復工作，此次借助三維掃描儀以評估這些修復措施的實際效果。
修復這些大型工件時，焊接工藝是常用的方法，但焊接過程中往往會在焊接區域產生焊料堵積，需要對堵積部分進行精準加工。借助3D掃描儀掃描焊接區域，以確保修復后的實物尺寸與CAD模型保持一致，保證加工過程的準確性和高效性。
03 竣工模型逆向工程
除了對管件進行詳細檢測，該水電站還計劃構建一個竣工模型，旨在追蹤管件的實時運行狀態。這一數據模型將在未來制造和加工替換件時輔助工程師“精準復刻”管件，確保水電站的穩定運行。
“當管件出現部分磨損時，想從制造商那里重新訂購一個新部件是極不現實的，因為管件的每個部分都不一樣，況且兩端還都是在實際使用環境中直接鑄造而成的。所以需要對磨損的部件進行3D掃描，然后創建一個竣工模型。”項目負責人解釋道。
完成數據采集后，結合專業的三維軟件，對獲取到的數據模型進行逆向處理，最終構建可用于實際加工制造的CAD竣工模型。工程師首先參考原始設計圖紙，創建管件主體部分的數據模型，接著，對固定在混凝土中無法移動的管件兩端，實施竣工建模，確保模型的完整性和準確性。
3D掃描技術的快速發展，為水電行業帶來了顯著的成本效益，并極大地拓寬了其應用的可能性。隨著3D掃描技術的不斷革新和優化，未來將有更多行業用戶能夠利用這一技術，輕松應對復雜且龐大的測量任務。
思看科技不斷創新的三維掃描產品及專業的服務，將攜手行業客戶、伙伴，抓住數字化轉型帶來的產業發展機遇，推動綠色能源行業的持續進步與發展，共同構建數字能源產業新時代。
