DIGITALIZACION DE PLANTAS UTILIZANDO LASER SCANNING

Transcripción

1 DIGITALIZACION DE PLANTAS UTILIZANDO LASER SCANNING En una típica situacion de cualquier revamp, la falta de documentacion precisa conforme a obra es un hecho muy común. La digitalizcion de plantas usando Laser Scanner 3D puede proveer información detallada dimensional de unidades de lay out como también un conveniente retorno de la inversion (ROI). Con la demanda actual de combustibles ó en aumento el consumo de combustible necesita aumentar en varias partes del mundo, las refinerias de petroleo y gas, como plantas de proceso están siendo revampeadas ó repotenciadas para asegurar su producción a los niveles más altos posibles. Lamentablemente muchos operadores y dueños de plantas tiene poco ó inexistentes documentaciones conforme a obra actualizadas sobre las cuales basar los revamps. Ademas la documentación disponible de las mismas está desactualizada, tienen una integridad cuestionable y no son muy precisas. El hecho de no ser muy precisas ó inexistentes retrabajos de construcción es documentación puede causar muchas cuestiones durante los revamps, incluyendo la necesidad de mayor cantidad de personal en las plantas, la duración de los proyectos incrementada, interferencias entre los nuevos equipos y lineas y los existentes, el ruteo de las lineas, (contribuyendo también a un adicional impreciso documentación conforme existente ó as built), por nombrar algunos. El costo es tiempo y dinero en la forma de cambios en el sitio, cronogramas perdidos, demoras en el proyecto, trabajos en caliente, y producción perdida. Tradicionalmente las compañias tenderían a crear o actualizar la documentación as built para los proyectos de revamp usando los pasos siguientes: - Los miembros del grupo son generalmente proyectistas o agrimensores que visitan el sitio y recogen información por mediciones puntuales hechas manualmente con cintas de medir o con instrumentos como Estaciones Totales, plomadas, proceso que lleva mucho tiempo y con una producción limitada. - Viajes adicionales al sitio son requeridos para recoger información para las diferentes disciplinas ó para verificar mediciones previas.

2 - Las mediciones puntuales son convertidas en dibujos 2D o 3D los cuales consumen tiempo para realizarlos y no incluyen todos los detalles como las lineas de diámetro pequeño. - Los dibujos o modelos son usados para crear nuevos proyectos los cueles tendran las intersecciones sin identificar debido a la falta de detalles. - Los spools y equipos son fabricados desde los proyectos, pero no son usualmente revisados para asegurar su corrección, o son simplemente fabricados en el sitio, lo cual causa interferencias y trabajos en caliente. - Durante la construccion hay usualmente significativo ruteo de campo, trabajos en caliente y retrabajos debido a la falta de información conforme a obra, dibujos incorrectos y falta de ajuste o problemas de interferencia. Digitalizando la planta La tecnologia del Laser Scanning es relativamente nueva que reemplaza a las plomadas, cintas de medir, bosquejos y anotaciones de campo y otras herramientas manuales de medición. Puede ser usando para digitalizar una planta desde detalles como lineas de diámetro pequeño y bandejas hasta grandes equipos como reactors de craqueo catalítico. Estas plantas digitalizadas incluyen información dimensional y posicional muy precisa, la cual puede ser accesada desde computadoras de mesa en cualqueir parte del mundo para soporte de dueños de plantas, operadores, firmas consultoras de ingeniería, gerentes de proyecto, grupos de trabajo de revamps, gerentes de activos, grupos de mantenimiento, seguridad, entrenamiento de nuevo personal y mejoras ó cambios de equipos. Pero cuales son los pasos envueltos en la digitalización de una planta?

3 Primero. Una comisión de dos personas que opera el Laser Scanner va al sitio para capturar las escenas 3D para las áreas individuales de las plantas, un proceso que tipicamente toma un 80% menos de tiempo que la recolección manual de los datos. Segundo. Algoritmos avanzados se usan para integrar ó registrar todas las escenas tomadas por el scanner juntos en un bloque que tiene una precisión del orden de los 4 a 5 mm. entre puntos. Ya al modelar esta precisión aumenta a 2mm por que utiliza Minimos cuadrados para corporizar los elementos. Tercero. Las imágenes fotorealistas 2D del scanner interactuan con los modelos 3D que son creados para proveer una base de datos cohesiva de alta fidelidad de dimensional y posicional (la planta digitalizada) Cuarto. La planta totalmente digitalizada muy precisa y fisicamente completada consistente de imágenes 2D y modelos 3D es entregada al cliente con el software de acceso a la misma. La Planta 3D digital Una vez que la planta ha sido digitalizada hay muy poca ó ninguna necesidad de enviar personal de regreso a la misma para recoger información ó para crear planos 2D ó modelos 3D. La planta digitalizada puede ser accesada por todas las PC de los miembros del grupo de trabajo y proveer acceso a los detalles de la planta para

4 extracción de dimensiones y realizar visitas virtuales al sitio. También los habilita a proponer diseños para ser revisados contra condiciones existentes de la planta ó para identificar eventuales interferencias ó condiciones de construcción, esto en las primeras etapas del ciclo de vida del proyecto, puede hacerse cuando es mucho menos costoso corregir que en las etapas posteriores de construcción y peor aún durante la construcción. La planta digitalizada puede también ser utilizada para certificar las locaciones de puntos de conexión, ó tie ins, ó modificaciones estructurales que sean requeridas, para desarrollar revisiones de constructabilidad con secuencia de construcción ó para crear planos 2D que sean necesarios. Esto incluye a lay out de equipos, secciones, P&ID, diagramas, e isométricos. Finalmente, para los grupos de mantenimiento y operación también pueden usar la planta digitalizada como visualmente intuitiva como punto de entrada para información de como operar, ó las mejores practicas de realizarla, procedimientos de seguridad, reemplazo de partes ó piezas, como cualquier otra información que pueda ser disponible que está distribuida en toda la red. Acceder a esta información con solo clicar el mouse sobre una pieza de equipo en el formato digitalizado la hace todavía más útil y más agradable de ser utilizada. Beneficios Las empresas que han digitalizado sus plantas han percibido varios beneficios, tipicamente obteniendo un ROI ó Retorno de la Inversión, de unas 10 veces ó tal vez mayor con un valor de solamente un 15% del que se obtiene del ahorro de eliminar la labor manual de colectar los datos. Uno de los casos fue en una Refineria que no disponia de documentación física del area de revamp de un reactor catalítico. Esto no le permitia analizar varios aspectos, acceso de la grúa de gran porte para trabajar y operar, no estaban todavía construidos edificios que se instalarían en el sitio, evetuales interferencias al maniobrar de la grúa. Como resultado los trabajos de construcción fueron completados en antes de lo programado el escaneo duró 3 dias con 80% menos del tiempo de campo y en una congestionada unidad con condiciones ambientales de calor extremo y en operación. Otro ejemplo que envuelve una Refineria sin contar con documentación precisa de lo existente. Aquí se estimó en unos 5 meses para recoger manualmente los datos físicos antes de comenzar a generar los planos 2D. Sin embargo se decidió a utilizar el Laser Scanner. Esto permitió que la adquisición de datos ó el relevamiento fuera desarrollado en 22 dias los cuales permitieron generar los planos con los datos disponibles del escaneo que fueron más completos y precisos. Sobretodo las compañias han sido tenido a disposicón los siguientes resultados:

5 Costos reducidos de proyectos 90% menos de viajes al sitio 90% menos de retrabajos Cronogramas optimizados 80% menos del tiempo de recolección de los datos. 30% de reducción en el cronograma de revamp Calidad incrementada 100% de total integración con el CAD y generación de proyectos libres de interferencia 100% de prefabricación de las piezas Mejorada seguridad 50% menor cantidad de gente en la planta 90% menos de trabajos en caliente. Las optimas condiciones de uso del Laser Scanner Dadas las significantes retorno de la inversión que puede ser adquirida por la digitalización entera de la planta, porque no todas las firmas digitalizan sus plantas? La mayor barrera es el rechazo a tratar nuevas tecnologías. Los grupos de proyecto tipicamente adhieren a los procesos tradicionales de medición manual porque están inseguros de cual es la mejor manera de insertar esta nueva tecnología en el flujo normal de sus tareas. Detallamos seguidamente sugerencias en la determinación de cómo usar el Laser Scanner en un proyecto y como seleccionar la empresa prestadora de servicios que realizará la tarea de Laser Scanning: Entender las metas y objetivos 1. Entender las metas y objetivos asi como los resultados deseados 2. Trabajar con la empresa antes del proyecto para planificar como la planta digitalizada será usada a través del ciclo de vida del flujo de trabajo. Es decir Proyecto, fabricación y construcción. 3. Tomar la compra con el grupo de trabajo del proyecto y cuidadosamente genrenciar las expectativas. Calibración y aseguración de la calidad 1. Sin calibración y aseguración de la calidad no hay manera de asegurar la precisión de la información en la planta digitalizada. 2. Un solido programa de calibración incluye calibración del Laser Scanner previo a la ejecución del proyecto y chequeos en sitio para calibración.

6 3. Un sólido programa de aseguración de la calidad tiene múltiples pasos e incluye la integración de los datos laser 3D para asegurar especificadas precisiones en las mediciones se adquiere. Precisión de la medición 1. La precisión de la medición es la habilidad para determinar dimensiones físicas de elementos de la planta digitalizada que son correctas dentro de una tolerancia establecida. Esto combina todas las especificaciones técnicas y el proceso de trabajo en un simple número para facil comparación. 2. La precisión de la medición deberá ser especificada como un valor dentro del cual puede expresarse. Por ejemplo un valor real es de +/- 6.0 mm. Siendo esceptico de precisión declarada que los valores estarán dentro de ese margen debido a los efectos de las vibraciones, temperatura, etc. 3. La precisión de la medición es igual a un medio de la resolución espacial de la medición. ( Por ejemplo a cuanto se aleja el valor de la realidad con lo medido a determinadas distancias. 6.0 mm a los 20 metros de distancia). La resolución espacial para esta medición deberá ser de 3.0 mm a 20 metros. Condiciones a considerar para elegir una firma proveedora de servicios Relevante experiencia en la industria y entendimiento (artículos, case studies, papeles, notas, etc ) Equipo de trabajo compuesto por personas con experiencia significativa y entrenamiento de seguridad. Un programa definido de aseguración de la calidad y dedicado soporte al cliente. El software está incluido con el servicio? O aparte? Otros servicios para ayudar a nivelar la planta digitalizada, como la certificación de los puntos de conexionado ( tie ins), confirmación de que los proyectos son libres de intersecciones, verificación de que los spools han sido fabricados conforme se especificó y visualización de la construcción en el proyecto. Estas láminas ilustran la superposición del proyecto 3D de una planta compresora contra el escaneo de la parte construida

7 (Nube de Puntos). El retorno de la inversión ROI Todos los accionistas de un proyecto, dueños, operadores, ingenieros, proyectistas, personal de mantenimiento, y gerentes de proyecto están conformes en afirmar que encuentran a la planta digitalizada puede proveer significativo ROI para cualquier proyecto. Los usuarios han encontrado esto seguro, rápido, más preciso y más fácilmente transportable que cualquier otra opción para la captura y compartir detalles dimensionales de instalaciones existentes. Esto provee valor a través del ciclo de vida del proyecto por la eliminación de incertidumbres, reduciendo el riesgo y acelerando los planos y proyectos los cuales resultan en un acortamiento de los tiempos de parada de planta durante los revamps. Laminas mostrando METI Maqueta Electronica tridimensional Inteligente.

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