丹麦设计的风力涡轮机螺栓检查工具将张紧维护时间缩短一半

18.08.2021
使用螺栓检查监控夹具负载(图片:R&D A/S)
使用螺栓检查监控夹具负载(图片:R&D A/S)

风力涡轮机技术人员执行的一项必要但耗时的任务是检查将结构固定在一起的数千个螺栓的张力损失。使用传统方法,每个螺栓必须单独重新张紧,这项繁琐的工作通常需要几天时间;但现在,使用“螺栓检查”由丹麦风力涡轮机工具研发专家开发,螺栓张力可以更快地检查,具有更高的精度和完整的可追溯性。这样可以节省高达50%的时间,并且技术人员还可以从人体工程学角度受益,这得益于在持续处理重型拧紧时减少了重复动作在维护过程中会发生异常。

在风力涡轮机中,螺栓接头需要承受更高的离心力和弯曲力,以及应力和振动。风力涡轮机中的螺栓张力不正确是一个常见的复杂问题,这可能会导致昂贵的调出费用和停机,最坏的情况下,可能会导致整个涡轮机的故障。因此,检查螺栓状况以确保安全可靠的性能是一项重要的维护任务。每个制造商都提供了详细说明何时应进行预防性维护的维修说明。由于紧固工具通常又大又重,可能不利于健康和安全,因此维护工作可能耗时且繁琐。此外,维护成本可能很高,因为工具以及重新拧紧导致的后续磨损可能会很严重。能够每小时检查100多个螺栓,螺栓检查工具轻便、手持式,因此可显著改善健康和安全。随着时间的推移,只有超声波传感器头磨损,因此维护成本显著降低。

研发部高级项目工程师塞尔默·尼尔森(Selmer Nielsen)表示:“一台闲置的海上风力涡轮机每天的成本高达8000美元。”。“对于一个大型的海上风电场,将其乘以200,成本很快就会达到天价。通过螺栓检查工具,我们可以减少预防性维护的成本,因为服务时间可以减少一半。因为涡轮机备份和运行更快,它可以更快地产生能源,从而更快地产生资金。这是一个简单的成本节约计算。”塞尔默·尼尔森解释道。

具有可追溯性功能,价格极具竞争力

与其他基于超声波的系统不同,螺栓检查工具不需要特殊制造的螺栓,但可以与任何螺栓一起使用。每个螺栓的螺栓检查成本为3至4欧元。相比之下,与竞争系统一起使用的特殊螺栓的成本为10倍或更多,具体取决于螺栓尺寸ms.螺栓检查系统中的每个螺栓都添加了一个独特的可追溯性标签,提供了详细的文件跟踪,其中包括每个螺栓的位置及其服务和维护计划。

与传统的扭矩和张力方法相比,该工具的“螺栓检查标准”版本的精度优于5%,误差公差可高达30%。Selmer Nielsen补充道:“这种精度的提高有可能降低故障率,并带来相关的好处,即降低维修成本和增加正常运行时间。”。

服务技术人员受益,减少人为错误

一位维修技术人员评论道:“如果通过简单的“ping”测试,这可以避免技术人员因重复拧紧扭矩而精疲力竭,[它]可能会改变游戏规则。”。螺栓检查提供了简单的“ping”测试,同时使用超声波获得高度准确的结果。由于螺栓检查以电子方式记录测量结果,因此潜在的人为错误相应减少,并实现完全的可追溯性。

随着风力发电厂的数量逐年增加,对服务技术人员的需求也在增加,这意味着他们的时间是一种稀缺资源。使用螺栓检查工具,可以更有效地使用宝贵的人力,因为螺栓检查所花费的时间减少了一半。

专利背后的原则

这种独特的专利方法可以在传统技术的一小部分时间内提供所需精度的螺栓张紧结果。虽然仅使用超声波张紧螺栓并不新鲜,但该专利于2020年授予研发部,它利用了这样一个事实,即张紧螺栓中的声速低于unl加载螺栓,意味着测得的距离比应测得的距离长。对于给定的校准批次的螺栓,超声波和机械测得的距离之间的差异与螺栓中的张力直接相关。这可以实现精确的张力测量,而无需先松开每个螺栓。

螺栓检查在2019年丹麦风能大会上获得了创新奖,并获得了DNV-GL产品认证,允许该设备作为扭矩或张亚慱体育注册力工具的替代品用于维修和维护检查。螺栓检查工具目前正在海上和陆上工厂中运行。