在全球能源转型和可持续发展的大潮中,被誉为“终极能源”的氢能正迅速崛起,成为能源领域的“新宠”。作为一种清洁的零排放能源,氢能在交通、航空、工业等领域均展现出巨大的应用潜力。然而,氢的储运技术,尤其是储氢罐(或储氢瓶)的安全性、可靠性和成本效益,一直是氢能产业发展的瓶颈。
本期案例,我们将聚焦储氢罐的检测挑战,通过分析光学扫描技术在氢能行业的成功实践,见证技术创新如何助力储氢罐制造“一举三得”:即提质、降本、增效,并推动行业的智能化、数字化转型。
传统的储氢罐尺寸检测方法通常依赖于接触式测量工具,随着氢能行业的快速发展,这些方法越来越多地暴露出以下问题:
◎ 对于曲面或复杂的几何形状,传统工具难以获取全面的数据;
◎ 单点测量耗时长,无法满足当前的大批量生产需求;
◎ 人工测量主观因素影响大,无法保证每次测量都达到相同的高质量标准;
◎ 海量检测数据的保存管理和处理分析成为一项挑战,后期追溯难。
针对当前的行业痛点,我们推出了以下两种适用于不同场景和生产需求的激光3D扫描检测方案:
| 智能手持激光3D扫描方案
该方案为储氢罐提供了一种非接触式、高效率、高精度的数字化检测方法,可以满足大多数制造企业的测量需求。
如图中所用AtlaScan多模式多功能量测3D扫描仪,它能以高达400万次测量/秒的速率快速获取储氢罐表面的全尺寸数据;手持扫描,灵活便携,操作简单,测量结果基本不受人为影响,精度可达0.01mm。
扫描过程中数据实时显示,并以直观可视化、数字化的优势,为后续存储和分析利用提供了极大便利。在集成的数据处理软件中可以实现扫描数据与标准模型的自动对比分析,帮助迅速识别储氢罐尺寸的制造偏差。
| 智能自动化激光3D扫描方案
若客户储氢罐批量检测的需求比较大,希望在规模化生产的过程中进一步降本增效,则可以升级为基于激光扫描技术的智能自动化检测方案。
中观自主研发有多套AutoMetric自动化标准方案,可以根据客户的不同储氢罐检测需求去直接适配,同时支持灵活的定制化方案。这些方案均可以直接集成在生产线中,从扫描、检测到输出报告,系统完全自主化运作,无需人工干预,大幅提升客户生产自动化、智能化水平。
以上系统采用的跟踪式测量技术,可以实现数据的绝对测量,无需与三坐标比对;先进的多线蓝色激光扫描技术,大幅面快速捕获完整数据,精度与效率兼得。此外,自动化检测方案都具有出色的“柔性”,通过简单地切换程序,即可满足不同零部件的测量需求,而不需要增加后续改造成本。
两种激光扫描方案不仅展现出卓越的适应性和灵活性,能够满足各种类型和尺寸储氢罐的检测需求,还提供了从质量控制到设计优化的全方位价值。它们不仅能确保每一台出厂储氢罐均达到高标准的质量要求,同时精准详尽的3D数据,也为储氢罐的设计逆向工程提供了强有力的支持,能够助力企业更快地响应市场变化,创造持久的竞争优势。
目前,这套方案已在氢能头部企业中成功应用并得到充分验证,方案成熟且稳定。不但帮助企业显著提升了产品质量和生产效率,同时加速了氢能行业的数字化转型步伐,引领行业迈向更加智能化、高效化的未来。
光学扫描方案不但适用于储氢罐瓶身的尺寸检测,也适用于瓶阀座和塑料内胆连接接头、O型密封圈等其他零部件的精密测量。
今年6月开始正式实施的《GB/T 42612-2023 车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶》中,已经明确了“宜采用光学设备通过非接触测量方法对连接接头进行尺寸检查,测量精度应不低于0.1 mm”的检测要求,同时也规定这些都是出厂检验中需要“逐只检验”的项目。可以预见,我们的光学扫描解决方案在氢能领域的应用将更加广泛。
在后续车载氢系统的集成过程中,须通过固定支架、紧固带等措施对储氢罐进行固定安装,防止在使用过程中气罐松动受损。这些关键安装尺寸的检测,依然可以运用光学扫描方案。
如图所示,HyperScan智能光学追踪3D扫描系统应用于异形固定支架的关键安装尺寸检测,展现了卓越的性能与可靠性。即使在车间震动等复杂工况下,系统依然能提供高精度的动态测量,并且无惧深黑/高亮,最高精度达0.025mm,轻松超越了客户对精度的要求。
HyperScan扫描无需贴点,操作简单,数据采集快速,并支持检测报告自动化生成,极大地便利了后续的数据分析与管理,满足了客户对于批量检测的迫切需求。
氢能源正加速驶入发展快车道,作为产业链中至关重要的一环,氢的储运技术,尤其是储氢罐的创新和产业化,无疑将成为引领行业前行的关键力量。光学扫描技术的创新引入,为储氢罐制造企业架设了一座从精准数据采集到智能化结果输出的高效桥梁,实现了检测流程的全面优化,推动了生产效率和成本效益的大幅提升。
随着技术的不断进步和应用深入,联合的创新之力必将为氢能的规模化应用铺平道路。让我们共同期待,一个由清洁、高效能源驱动的新时代的到来。