Rüzgar Türbinlerinde Oluşabilecek Defektlerin Erken Tespiti

30 Kas 2022

Dünyanın dört bir yanından gelen net sıfır karbon ilanlarının iddialı ve umut verici hedefleriyle birlikte yenilenebilir enerji sektörü rüzgar santrallerinin giderek yaygınlaşmasıyla sonuçlanmıştır. Bunlar göz önünde bulundurulduğunda, deniz üstü rüzgar santral kapasitesinin 2020 sonunda 32GW’dan 2030’un sonuna kadar 230GW’ın üstüne çıkması bekleniyor. Rüzgar enerjisinin hızlı gelişimi tahribatsız muayene talebinin artmasına neden olmaktadır. 

London Eye gibi büyük yapıları gölgede bırakan rüzgar türbinleri, 107 metre uzunluğundaki bıçaklarla 260 metre kadar uzun olabilirler. Bu büyüklükteki türbinler, rotor kanatları, rotor göbeği, rotor yatakları, ana şaft, ana çerçeve, şanzıman, jeneratör, sapma sistemi, perde sistemi, güç dönüştürücü, transformatör, fren sistemi, motor yuvası muhafazasından oluşan 8.000'e kadar farklı parça içerir. Yeni kurulumlar, eskiyen varlıklar ve performans değerlendirmeleri kapsamında talep bütünlüğünü yeniden güçlendirmek için gereklilikler sırasında kalite kontrollerinden geçmelidir. Doğru araçlarla, operatörlerin yalnızca düzeltici önlemler almak yerine işletme ve bakım stratejilerinde proaktif olmalarını sağlayan kapsamlı tahribatsız muayene verilerine dayalı güvenilirlik ve arıza tahmin modelleri oluşturulabilir. Bu noktada Troy-Met Kalite Kontrol Sistemleri sağladığı NDT cihazları ile tekrarlanabilir, eyleme geçirilebilir, anlamlı ve önleyici veri sonuçları sağlamadaki rolü üstlenmiştir. Uzun kullanım ömrünü en iyi şekilde desteklemek için kapsamlı bir risk yönetimi programı gerektiren herhangi bir endüstriyel varlık gibi, burada da herkese uyan tek bir çözüm yoktur. Bu yüzden, türbinlerde çıkabilen arızalara özel yöntemlere başvurulmalıdır.

Rüzgar Türbinlerinde Jeneratör Arızası

Geleneksel fosil yakıtlarla rekabet halinde kalabilmek için rüzgar türbinlerinin tam kapasitede çalışması gerektiğinin bilincinde olarak enerji üretmekten sorumlu jeneratörün başarısızlığı göze alamaz. Zorlu çalışma ortamına sahip rüzgar türbinleri; çevresel, elektriksel-manyetik ve imalat-tasarıma dayalı faktörlerden dolayı oluşan çatlamalar jeneratör arızasına sebep olur. Çözüm için, Alternatif Akım Alan Ölçümü veya ACFM ile sonuçlanan bir iş birliği yoluyla geliştirilmiştir. ACFM, test parçasında akan çok küçük düzgün bir AC akımı indüklemek için probları kullanan ve kusurların varlığından dolayı manyetik alandaki değişiklikleri tespit eden bir elektromanyetik inceleme tekniğidir. Kusurun yeri, yüzey uzunluğu ve derinliği bu değişikliklerden tahmin edilebilir. Ayrıca ACFM, boya ve kaplamalar yoluyla yüzey kırma çatlaklarını tespit edebilir ve karakterize edebilir. ACFM'nin geliştirildiği deniz aşırı teçhizat denetimi ile teknik ve düzenleyici düzeylerdeki bir rüzgar türbininin çeşitli unsurları arasındaki benzerlikler göz önüne alındığında, deniz aşırı denetim şirketleri mevcut uzmanlıklarını kullanarak hizmetlerini deniz aşırı rüzgarına genişletme eğilimindedir. Otuz Yılı aşkın bir geçmişi ve yüzey kırma çatlaklarını doğru bir şekilde tespit etme ve boyutlandırma konusundaki itibarı ile ACFM, bir rüzgar türbini jeneratörünün güvenilir çalışmasını sağlamaktan sorumlu kapsamlı bakım ve onarım programlarının önemli bir parçasıdır. 

Rüzgar Türbinlerinde Şanzıman Arızası

Büyük mega Watt türbinler, diğer endüstrilerdeki şanzıman yataklarında tipik olmayan eksenel çatlama nedeniyle erken şanzıman arızalarıyla tanınmıştır. Çalışmalar, daha büyük sınıf rüzgar türbinlerinin boyutunun daha fazla arıza bildirilerek piyasaya çıkmasıyla rulmanların iç halkalarındaki eksenel çatlak sorunlarının arttığını gösteriyor. Çatlak yüzeye yayılıp yuvarlanma yolu boyunca eksenel olarak uzandığından ve sonuç olarak erken yatak arızasına neden olduğundan, bu tür bir yatak hasarında dişli kutusu ömrü bir veya iki yıla kadar kısalabilir. Darbe yükü, yüzey çekişi, şiddetli ve hızlı plastik deformasyonun eşlik ettiği hızlı gerilme oranları, bileşenin kırılganlığını artırır. Bu nedenle, tespit edilemeyen bu çatlakları erken bir aşamada tespit etmek kritik öneme sahiptir.

Genellikle ferromanyetik olmayan malzemeleri incelemek için kullanılan bir elektromanyetik test tekniği olan ECA, bu malzemelerdeki korozyon, aşınma, büyük gözeneklilikler ve çatlama gibi hacimsel kusurları tespit etmek için idealdir. Ayrıca, ferromanyetik malzemelerdeki yüzey kırma yorulma çatlaklarının tespiti ve derinlik boyutlandırılması için giderek daha fazla kullanılmaktadır. ECA problarının en büyük avantajı, herhangi bir bağlayıcı veya kapsamlı yüzey hazırlığı gerektirmemeleridir; yüzey kusurları için milimetre altı çözünürlük sunarlar ve incelenen varlığın tamamen kodlanmış 2B haritalamasının arşivlenmesine izin verirler.

Bu amaca yönelik çevresel ECA probu, tek geçişte 360 derecelik kapsama alanı sunar. Yüzeyle yakın temas sağlamak için yaylıdır. Özel prob, tehdit oluşturmadan milimetre altı boyuttaki çatlakları tespit edebilir.

Rüzgar Türbinlerinde Rotor Arızası

Aşırı eğilme gerilmesine, burkulmaya, büyük deformasyona veya yorgunluğa duyarlı olan rüzgar türbini kanadı yapısal arızaları, düşündüğünüzden daha fazla meydana gelir. Bir rapora göre, dünya çapında yaklaşık 700.000 bıçak çalışırken, her yıl ortalama 3.800 bıçak arızası vakası yaşanmaktadır. Bariz arıza mekanizmalarını tanımlamak için görsel testlerin kullanılması olağandır. Halat erişim teknisyenleri, dronlar ve yer seviyesinden fotoğrafçılık, rüzgar türbini rotor kanatlarının dış durumu hakkında fikir verebilir. Bununla birlikte, endüstri, bu önemli işi gerçekleştirmek için bir denetim robotu yerleştirmenin güvenlik ve ekonomik faydalarını kabul etmiştir.

NDT, Daha Güvenli Rüzgar Türbini Bütünlüğü Değerlendirmeleri için Robotik Adımı Etkinleştirdi

Daha önce, rüzgar türbinlerinin denetimi için herkese uyan tek bir çözüm bulunmadığından bahsetmiştik ve farklı tekniklerin, ürünün sağlığını gerçekten anlamak için gerekli olan benzersiz verileri sağladığı açıktır. Rüzgâr türbinlerinin büyük boyutları ve genellikle uzak konumlarından dolayı düzenli olarak denetlenmesi ve bakımı söz konusu olduğunda, türbine erişim her zaman bir engel olmuştur. Buna benzer sorunlar için uzaktan görsel muayene yapan cihazlarla, denetim açısından çok fazla kapı açıldı. Troy-Met artık ACFM, ECA ve ultrasonik testler için standart tahribatsız muayene özellikli robotik çözümler sunarak bunlarının önüne geçmeyi hedefliyor. 

Yenilenebilir enerji piyasası için genel olarak başarılı bir geleceğe katkı sağlayabilecek bu muayene cihazları ve daha fazla bilgi için bizimle iletişime geçebilirsiniz.