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从0到1的突破:必维在役风机轴承检测前沿技术

时间:2020-08-27 点击次数:102

风能作为清洁能源之一,越来越受到世界各国的重视。中国风能储量大、分布面广,仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦。中国风电发电装机容量稳居1,连续多年领跑全球,作为“可再生能源1大国”的绿色新名片也越来越亮。在国家的号召下,仅2020年上半年,全国风电新增装机632万千瓦。

然而,随着我国风电产业的蓬勃发展,大量建成的风电场在运行过程中也逐渐暴露出各种问题,起火、折翼、倒塔等事故时有发生。风机设备质量问题及缺乏有效的定期运行维护是引发风机事故的主因之一。风机事故易造成人员伤亡、巨额经济损失等重大影响,更会进一步损害企业声誉。因此,在风电场运行管理过程中,做好在役风机的检测与维护、建立完善的预警机制是必不可少的。

棘手的轴承检测

作为承载风能转化为电能的传动主体,风机轴承在风机的运转中扮演了关键性的角色。风机轴承如果在设计、生产制造、装配或运行维护等环节存在或产生缺陷,在风机实际运行复杂的工况下,极易出现疲劳失效现象,轴承本体开裂,更有甚者会发生断裂。在变桨轴承使用过程中,轴承一旦断裂失效,极有可能会导致叶片跌落损毁。如果跌落过程与塔架发生碰撞,造成塔筒损伤,将导致塔架安全隐患。因此,适时进行风机轴承检测、及时发现在役轴承潜在的问题已成为维护在役风电场不可或缺的一部分。

 

轴承作为风机传动的关键,是风机上不能轻易拆除的部件,其理想的检测方式便是进行在役检测。然而要在不拆卸轴承的前提下,确定轴承内部是否存在开裂等危害性缺陷,难度非常大,国内外对此之前尚没有行之有效检测案例可寻。

在役轴承检测之所以如此棘手,是因为风机轴承是由内圈外圈及滚动体等组合而成。其结构的复杂性,加之现场在役状态检测接触面有限,给在役检测带来了很大的检测难度。面对风电行业风机轴承检测的困境,必维集团在非拆卸状态下对在役风机轴承检测工艺技术方面进行了开拓性的尝试,并迈出了坚实的一步,这也标志着风机轴承检测迈入新时代。

 

风机轴承开裂实物照片

行业创新检测技术

为了实现非拆卸状态下对在役风机轴承的检测,必维率先提出了运用超声波相控阵检测技术。超声波相控阵检测技术的应用始于19世纪60年代,现在已经广泛应用于医学超声成像领域,但其复杂的工艺和昂贵的制作成本,限制了其在工业检测的应用。近年来,压电复合材料、纳秒级脉冲信号控制、数据处理分析、软件技术和计算机模拟等多种高新技术在超声相控阵成像领域中的综合应用,使得超声相控阵技术得以飞速发展,也逐渐被应用于工业无损检测领域。

必维敏锐地抓住了这一趋势,联合奥林巴斯(北京)销售服务有限公司,共同研究并制定了有效的在役检测轴承径向开裂的工艺技术,提供了一种可靠和准确地对在役轴承进行结构完整性评估的解决方案,并将其首次运用于风电在役轴承检测。奥林巴斯作为全球科技界的领军企业,拥有全好的无损检测仪器。在与必维合作的风机轴承检测技术的开发中,奥林巴斯提供了新一代的超声相控阵设备,通过大量创新型功能改进了整个工作流程,进而提升了相控阵检测的标准。经历了近一年的技术研发,必维成功实现了风电在役轴承检测的工艺技术,并且在实地项目中,仅需要1人1设备就可以轻松实现在役现场检测。

必维将前沿的相控阵检测技术有效的应用于在役风机变桨轴承检测领域,属于行业创新的无损检测工艺技术,自此风电行业在役变桨轴承检测的部分难题迎刃而解。

 

超声波相控阵检测仪器:OmniScan X3

 

在役轴承检验研发阶段

 

现场检测电机轴承外圈数据

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