Didelio stiprumo vėjo turbinų varžtų techninės priežiūros analizė

Didelio stiprumo varžtai yra pagrindiniai jungiamieji komponentai, plačiai naudojami vėjo turbinose esant sudėtingoms apkrovoms. Sparčiai vystantis vėjo energetikos pramonei, nuolat didėjant vėjo turbinų blokams ir ilgėjant eksploatavimo trukmei, išaugo reikalavimai didelio stiprumo varžtų eksploatavimo saugai ir techninės priežiūros patikimumui. Tradicinis profilaktinės priežiūros režimas, šiuo metu taikomas didelio stiprumo varžtams vėjo turbinose, turi akivaizdžių apribojimų ir nebegali visiškai prisitaikyti prie sudėtingų darbo vietoje sąlygų. Todėl, siekiant užtikrinti saugų ir stabilų vėjo jėgainių darbą, būtina apibendrinti esamus techninės priežiūros darbų defektus, optimizuoti ir atnaujinti į lauką orientuotus priežiūros procesus, skatinti perėjimą nuo periodinės profilaktinės prie techninės būklės.

Vėjo energija yra vienas iš sparčiausiai augančių naujosios energetikos pramonės sektorių. Prie tinklo prijungtos vėjo turbinos yra pagrindinė vėjo energijos gamybos įranga. Nuolat pradedant eksploatuoti naujus blokus ir senstant esamiems blokams, įrangos priežiūros kokybės kontrolė tapo pagrindiniu vėjo jėgainių eksploatavimo ir priežiūros akcentu. Remiantis faktinėmis eksploatuojamų vėjo turbinų eksploatavimo sąlygomis, šiame dokumente sistemingai apibendrinamos bendros problemosdidelio stiprumo varžtastechninė priežiūra, analizuojami mechaniniai varžtų priveržimo principai ir siūlomos viso proceso kokybės kontrolės priemonės, pateikiamos rafinuotos ir sąlygomis pagrįstos vėjo jėgainių didelio stiprumo varžtų priežiūros rekomendacijos.

 

1 Esama didelio stiprumo varžtų profilaktinės priežiūros būklė ir problemos

1.1 Didelio stiprumo varžtų stiprumo laipsniai ir montavimo vietos

Vėjo turbinose naudojami trys tipiški didelio stiprumo varžtų stiprumo laipsniai: 8.8, 10.9 ir 12.9. Skirtingos markės derinamos pagal skirtingų konstrukcijų padėčių apkrovą, vibraciją ir įtempių charakteristikas. 8.8 klasės varžtai paprastai naudojami jungtims tarp generatorių ir kodavimo įrenginių, taip pat tarp slydimo žiedų ir pavarų dėžių valdomuose žingsniuose. 10.9 klasės varžtai plačiai naudojami kritinėms apkrovą laikančioms jungtims, įskaitant ašmenų ir stebulės jungtis, stebulės ir pagrindinio veleno jungtis ir bokšto segmentų jungtis. 12.9 klasės varžtai naudojami sunkioms jungtims, pvz., jungtims tarp pagrindinio veleno ir suspaudimo žiedų.

1.2 Pagrindiniai dabartinės prevencinės priežiūros trūkumai

1.2.1 Fiksuoti techninės priežiūros ciklai, dėl kurių kyla pernelyg didelės priežiūros ir nepakankamos priežiūros rizika

Šiuo metu tikrinant ir kalibruojant didelio stiprumo varžtus griežtai laikomasi fiksuotų periodinių techninės priežiūros ciklų, be diferencijuoto valdymo pagal tarnavimo laiką, faktinę apkrovą ir vibracijos dažnį. Dėl to dažniausiai atliekama perteklinė arba nepakankama priežiūra, o tai gali kelti pavojų saugai. Per didelis pakartotinis priveržimas sukelia ciklinį metalo nuovargį, pagreitina medžiagos senėjimą ir gali sukelti plastinę deformaciją, įtrūkimus ar net varžtų lūžimą. Netinkama priežiūra sumažina varžtų jungčių trinties jėgą ir susilpnina išankstinę apkrovą, galiausiai sukelia varžtų atsipalaidavimą ir jungties gedimą, o tai neigiamai veikia įrenginio stabilumą.

1.2.2 Nestandartinis priežiūros įrankių naudojimas ir neišsamios eksploatavimo specifikacijos

Esamos techninės priežiūros taisyklės aiškiai neapibrėžia taikomų scenarijų ir veikimo metodų skirtingiems įrankiams, atitinkantiems skirtingų klasių ir montavimo padėčių varžtus, įskaitant rankinius sukimo momento veržliarakčius, sukimo momento daugiklius ir hidraulinius sukimo momento raktus. Tai veda prie netvarkingų ir nenuoseklių lauko operacijų. Be to, kai kurie sukimo momento veržliarakčiai prieš naudojimą nekalibruojami, o kartais naudojami nekvalifikuoti arba pavėluoti įrankiai, todėl sukimo momento vertės būna netikslios, procesai nestandartiniai ir nekontroliuojama priežiūros kokybė.

1.2.3 Nereguliarios žmogaus operacijos, keliančios rankinio darbo kokybės pavojų

Kalibravimo kokybėdidelio stiprumo varžtai yra tiesiogiai nulemtas techninės priežiūros personalo atsakomybės, profesinių įgūdžių ir veiklos standartizavimo. Atliekant tikruosius lauko darbus, pasireiškė nereguliarus elgesys, pvz., savavališkas kalibravimo sukimo momento sumažinimas ir priveržimo procedūrų supaprastinimas, todėl buvo nepakankama išankstinė apkrova ir nekokybiška techninės priežiūros kokybė. Ilgalaikis eksploatavimas tokiomis sąlygomis lengvai atsipalaiduoja ir sugenda varžtų jungtis, o tai kelia rimtą pavojų įrenginio saugumui.

2 Pagrindiniai didelio stiprumo varžtų priveržimo principai

2.1 Įtempių kitimas varžto priveržimo metu

Priveržimo metu varžtas yra įtempiamas, o sujungtos dalys yra suspaudžiamos. Įtempimo būsena dinamiškai kinta priklausomai nuo užveržimo kampo ir gali būti suskirstyta į keturis etapus:

Pradinis priveržimo etapas: varžtas nėra visiškai pritvirtintas prie prijungto paviršiaus, todėl suspaudimo jėga nėra nulinė. Yra tik nedidelė sriegio trintis, o priveržimo momentas išlieka mažas.

Efektyvus priveržimo etapas: kai varžtas visiškai prisiliečia prie prijungto paviršiaus, prasideda formalus priveržimas. Tiek suspaudimo jėga, tiek priveržimo momentas greitai didėja didėjant sukimosi kampui.

Plastinės deformacijos etapas: Kai varžto įtempis pasiekia takumo ribą, atsiranda plastinė deformacija. Sukimosi kampas toliau didėja, o suspaudimo jėga ir sukimo momentas auga lėtai ir linkę stabilizuotis.

Perkrovos gedimo stadija: Nuolatinis per didelis priveržimas sukelia pernelyg didelį įtempimą, dėl kurio greitai sumažėja suspaudimo jėga ir sukimo momentas ir galiausiai nutrūksta varžtas.

2.2 Trinties koeficiento įtaka varžto suspaudimo jėgai

Nėra fiksuotos atitikties tarp priveržimo momento ir išankstinės apkrovos. Trinties koeficientas labai veikia galutinę suspaudimo jėgą. Esant tokiam pačiam priveržimo momentui, trinties skirtumai sriegio kontaktiniuose paviršiuose ir varžtų guolių paviršiuose gali lemti didelius išankstinės apkrovos nuokrypius. Dėl sriegio korozijos, alyvos užteršimo, nešvarumų, netolygaus tepimo ir dangos pažeidimo pasikeis trinties būsena, sukels išankstinės apkrovos nuokrypį ir jungties gedimą, o tai yra pagrindinės varžtų atsipalaidavimo ir netolygaus įtempimo lauke priežastys.

3 Kokybės kontrolės priemonės didelio stiprumo varžtų priežiūrai

3.1 Pagrindiniai priežiūros kokybę įtakojantys veiksniai

Varžtų priežiūros kokybę galima analizuoti naudojant hierarchinę piramidės modelį. Svarbumo mažėjimo tvarka pagrindiniai įtaką darantys veiksniai yra personalas, darbo metodai, įrankiai ir įranga bei medžiagų savybės (įskaitant varžtus ir sujungtų komponentų medžiagas). Šie veiksniai sąveikauja ir kartu lemia techninės priežiūros efektą ir ilgalaikį varžtų jungčių veikimo patikimumą.

3.2 Viso proceso kokybės kontrolės priemonės

3.2.1 Sustiprinti personalo mokymą ir standartizuoti veiklos elgesį

Siekiant pagerinti darbuotojų atsakomybę ir profesinę kompetenciją, reguliariai rengiami specialūs didelio stiprio varžtų priežiūros mokymai. Mokymo turinys apima varžtų įtempių principus, lygio atitikimo kriterijus, standartizuotus priveržimo procesus ir gedimų nustatymo metodus. Operatoriai turi sugebėti nustatyti defektus, tokius kaip korozija, deformacija, įtrūkimai ir atsipalaidavimas, ir griežtai laikytis standartinių procedūrų, kad išvengtų rankinių klaidų ir savavališko sukimo momento reguliavimo.

3.2.2 Įdiekite varžtų kokybės patikrinimą prieš techninę priežiūrą

Prieš techninę priežiūrą turi būti atlikta visapusiška vizualinė ir veikimo patikra, apimanti matmenų tikslumą, dangos vientisumą, sriegio būklę ir tepimo būklę. Defektai, įskaitant koroziją, įtrūkimus, deformaciją ir paviršiaus pažeidimus, turi būti visiškai patikrinti. Sriegių trinties būklė turi būti įvertinta atsižvelgiant į eksploatavimo sąlygas, kad būtų galima numatyti galimą sukimo momento nukrypimo riziką. Nekvalifikuotus varžtus draudžiama pakartotinai naudoti siekiant pašalinti paslėptus pavojus šaltinyje.

3.2.3 Standartizuoti įrankių valdymą ir užtikrinti aptikimo tikslumą

Priežiūros įrankiams turi būti sukurta reguliari tikrinimo, kalibravimo ir priežiūros sistema. Prieš pradedant naudoti dinaminius ir statinius sukimo momento veržliarakčių, sukimo momento daugintuvų ir hidraulinių veržliarakčių bandymus. Pavėluoti, netikslūs ar sugadinti įrankiai draudžiami. Atitinkami įrankiai ir priveržimo būdai turi būti parinkti pagal varžto stiprumo laipsnį, montavimo padėtį ir apkrovos charakteristikas, kad būtų galima atlikti klasifikuotą ir standartizuotą veikimą. Įrankiai turi būti nuvalyti po naudojimo, o rankiniai veržliarakčiai turi būti iš naujo nustatyti į mažiausią sukimo momento vertę, kad būtų išlaikytas ilgalaikis matavimo tikslumas.

3.2.4 Suvienodinkite techninius standartus ir įgyvendinkite nuoseklų viso proceso valdymą

Suvienodinkite technines specifikacijas, matavimo standartus ir kalibravimo kriterijusvaržtastikrinimo, įrankių patikros ir sukimo momento bandymo procesai, siekiant pašalinti nenuoseklią veikimo kokybę, kurią sukelia skirtingi operatoriai arba partijos. Sukurkite visus techninės priežiūros įrašus, įskaitant varžtų padėtį, kalibruotą sukimo momentą, operatoriaus informaciją ir bandymų duomenis, užtikrindami viso proceso atsekamumą ir stabilią techninės priežiūros kokybės kontrolę.

4 Išvada

Didelio stiprumo varžtai, kaip kritinės apkrovą laikančios jungiamosios detalės, tiesiogiai lemia vėjo turbinų eksploatavimo saugumą ir stabilumą. Tradicinis periodinės priežiūros režimas turi trūkumų, tokių kaip standūs ciklai, nestandartiniai įrankiai ir dažnos rankinės klaidos, kurios negali atitikti rafinuotos vėjo energijos naudojimo reikalavimų. Visapusišką kokybės gerinimą galima pasiekti naudojant standartizuotą personalo valdymą, optimizuotus veiklos procesus, griežtą įrankių kontrolę ir išsamius išankstinės patikros mechanizmus. Nuolat tobulinant operatoriaus profesionalumą, tobulinant techninės priežiūros procesus ir populiarinant išmaniąją testavimo įrangą, didelio stiprio varžtų priežiūra palaipsniui įgyvendins sąlygomis pagrįstą, tikslų ir kontroliuojamą valdymą, efektyviai sumažinantį varžtų gedimo riziką ir užtikrinant ilgalaikį saugų ir stabilų vėjo turbinų darbą.