Absoluuttista siirrettävyyttä ja tarkkuutta

Vorarlberger Illwerke - Itävalta

Leica Absolute Tracker AT960 is bestand tegen elke uitdaging onder het aardoppervlak

In mei 2014 is Vorarlberger Illwerke AG gestart met project Obervermuntwerk II: de bouw van de op één na grootste pompopslagcentrale van het bedrijf, die maar liefst 360 megawatt genereert. Dit grootschalige project vindt plaats in het berggebied Silvretta in Vorarlberg. De pompcentrale bevindt zich op 1700 meter hoogte in Montafon, tussen de
twee waterreservoirs Silvretta en Vermuntsee. 

De nieuwe centrale ligt naast het in 1943 gebouwde Obervermuntwerk, maar genereert zijn elektriciteit op een efficiëntere manier. Daarnaast kan elektriciteit met optimale efficiëntie tijdelijk worden opgeslagen zonder dat er meer waterbronnen zijn vereist. Naar verwachting wordt de nieuwe energiecentrale vanaf 2018 in gebruik genomen. Met de constructie van de Obervermuntwerk II levert Vorarlberger Illwerke AG een belangrijke bijdrage aan de integratie van duurzame energie in Europa.

Obervermuntwerk ll -voimalaitos toimii pääasiassa kallioon räjäytetyssä maanalaisessa tunnelissa. Kyseessä on siis maanalainen tunnelityyppinen voimalaitos. Tunneli on 140 metriä pitkä, 33 metriä leveä ja 35 metriä korkea. Sinne asennetaan kaksi vaakasuuntaan asennettavaa yksikköä sisältäen Francis-turbiinit, kytkimet, moottorigeneraattorit,käynnistysmuuntajat ja pumput. Jotta osien välinen yhteentoimivuus taloudellisesti ilman kulumista voidaan taata, osat on kokoonpantava, asennettava ja suunnattava toisiinsa nähden täsmällisesti oikeassa kulmassa.

Projektin korkeat kustannukset ja tiukka aikataulu yhdistettynä maanalaisen kaivoslouhinnan ankariin olosuhteisiin olivat suurimpia haasteita Vorarlberger Illwerkelle. Vaativat mittaukset edellyttivät tarkkaa, kestävää ja täysin siirrettävää mittausjärjestelmää.

Vorarlberger Illwerke AG oli jo hankkinut Leica Absolute Tracker AT901 -laserseuraimen. Se tarjoaa vaadittavan tarkkuuden tunnelissa tapahtuvaan työskentelyyn, mutta ei ole riittävän kestävä ja siirreltävä vastatakseen muilta osin haasteisiin. Siksi metrologian osastopäällikkö Ralf Laufer päätyi valitsemaan Leica T-Probe -mittalaitteella ja Leica T-Scan 5 -laserskannerilla täydennetyn Leica Absolute Tracker AT960 -järjestelmän osastonsa työvälineisiin. ”Tämä järjestelmä mahdollistaa maanalaiset mittaukset ja linjaukset. Mikään muu tällä hetkellä markkinoilla tarjolla olevista mittausjärjestelmistä ei kykene tarjoamaan vastaavaa siirrettävyyttä ja kestävyyttä mikrometrien tarkkuudella.”

Before the reinforcement of its housing is cemented, the turbine spiral is exactly aligned with the Leica T-Probe.
Kuva 1. Voordat de wapening van de behuizing wordt gecementeerd, wordt de overgangsboog van de turbine eerst perfect uitgelijnd met de Leica T-Probe.

Absolute Portability: The laser tracker and its equipment are perfect for applications in a cavern.
Kuva 2. Absolute mobiliteit: De lasertracker en de bijbehorende apparatuur zijn ideaal voor
toepassingen in een caverne.

Suuri kosteus, ilman pölyisyys, tärinä ja osin alentunut näkyvyys eivät ole ongelma AT960-laitteen ympärille rakennetulle järjestelmälle. ”IP54-sertifioinnin ansiosta järjestelmäon äärimmäisen luotettava. Sisäänrakennettu sääasema kompensoi ympäristöolosuhteiden muutosten vaikutukset, mikä mahdollistaa tasaiset mittaustulokset. Lisäksi seuraimen vaaitustoiminto on välttämätön meille esimerkiksi kierukoiden pystysuuntaisessa linjauksessa toisiinsa ja ylempiin liitoksiin nähden.” 

Kun katselee ympärilleen tunnelissa, on selvää, että tilanahtaus, haastava maasto ja vaikea pääsy mittauskohteen luokse eivät ole vältettävissä. Ralf Laufer on kuitenkin rauhallisin mielin asian suhteen: ”Leica Absolute Tracker selviytyy näistä haasteista siirrettävyytensä ja kestävyytensä ansiosta sekä WiFi-toimintonsa ja taloudellisen akkukäytön avulla. Hexagon todistaa käytännössä, että huipputeknologian käyttäminen vaikeissa olosuhteissa on mahdollista.”

Uuden voimalaitoksen rakentamisen lisäksi tiimi vastaa myös Illwerke VKW:n olemassa olevien voimalaitosten kunnossapidon metrologisesta tuesta. Laitosten optimaalisen toiminnan ylläpitäminen edellyttää säännöllistä valvontaa. ”Turbiinien siipirattaiden skannauksen avulla pystymme havaitsemaan kulumisen, selvittämään syyn ja korjaamaan sen.”
“Dit systeem maakt het mogelijk om ondergronds metingen uit te voeren en uit te lijnen.”
Ralf Laufer
Department Manager van Metrology
Tarkastus tehdään Leica T-Scan -laserskannerilla. Sen tarkat skannaustulokset paljastavat siipien kulumisen ja rasituksen. ”Laitosten yleisparannukset ovat yhtä tärkeitä kuin kunnossapito. Haluamme lisätä voimalaitostemme tehokkuutta ja tehdä teknisiä parannuksia. Leica Absolute Tracker AT960 -järjestelmän siirrettävyyden ansiosta pystymme tekemään monet mittaukset osat paikoilleen asennettuina ja laitoksen toimintaa pysäyttämättä.”

Tämä järjestelmä mahdollistaa maanalaiset mittaukset ja linjaukset. Leica T-Scan 5 -laserskannerilla ja Leica T-Probe -mittalaitteella varustetun Leica Absolute Tracker AT960 -laserseuraimen lisäksi Vorarlberger Illwerke AG:llä on käytössään myös sisäänrakennetulla skannerilla varustettu Absolute Arm -nivelvarsimittalaite. Sitä käytetään pienempiin mittaustilavuuksiin ja vaikeapääsyisissä paikoissa esimerkiksi Pelton-turbiinin juoksupyörän kauhojen kantaosien skannauksessa.

Ralf Laufer kertoo vielä yhden syyn Hexagon-järjestelmän valinnan päivittämiseen: ”Minä ja tiimini arvostamme mahdollisuutta hankkia täydentävät järjestelmät samalta toimittajalta. Meillä on toimiva yhteistyö myyntipäällikkömme kanssa. Hän neuvoo meitä aina tarkasti ja auttaa meitä löytämään mittausvaatimuksiamme vastaavan ratkaisun. Lisäksi saamme häneltä aina tukea myös hankinnan jälkeen.”

The Hexagon sales manager advises the measurement team at Vorarlberger Illwerke AG regarding special challenges.
Kuva 3. De salesmanager van Hexagon adviseert het meetteam van Vorarlberger Illwerke AG over de bijzondere uitdagingen.

Cross section of the power plant cavern. Source: Vorarlberger Illwerke AG
Kuva 4. Dwarsdoorsnede van de caverne van de elektriciteitscentrale. Bron: Vorarlberger Illwerke AG