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【天富平台登录地址】如何减少风力发电机维修中的维护成本

风力涡轮机市场正在增长,这已不是秘密。 根据Mordor Intelligence的数据,许多人认为这是对未来发电的长期解决方案, 预计该行业在预测的2020-2025年期间将以超过10%的复合年增长率增长。

但是,这种可再生能源仍然面临激烈的电力销售竞争。 化石燃料发电在许多市场上仍具有成本竞争力,而其他可再生能源(例如太阳能和水力发电)也在迅速发展并降低了成本。

对于风力涡轮机运营商而言,挑战是显而易见的–必须尽可能降低成本,以确保风能在未来的能源生产中继续发挥作用。其中最消耗资金的就是发电机的维修和保养。 在涡轮的轴承轴颈和将电流从转子传递到发电机的滑环的情况下尤其如此,每天都会发生磨损。

当轴承座和滑环磨损时

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在风力涡轮发电机,或与此相关的任何发电机或旋转机械中,磨损经常发生在机器的旋转部件中。 在轴承座的特定示例中,随着时间的流逝,座架和轴承圈会由于蠕变和/或微动而磨损。 它们还会因空气中的腐蚀性物质(例如海上风电场的海盐)而恶化。

随着轴和轴承套圈的磨损,公差增加,轴承配合也继续松动。 随着时间的流逝,这可能会导致振动加剧,进而加剧问题,在极端情况下,还会导致轴承套圈故障和轴承卡死。 发生这种情况时,轴和轴承很可能会完全损坏,必须更换,费用很高。 由于意外的停机时间和发电机的紧急更换,还会造成生产损失的成本。

因此,非常重要的是,通过清洁磨损区域并将轴上的轴承座恢复到原始规格,甚至可以解决轴承座上很小的磨损迹象。 理想情况下,这将在定期维护周期内完成。

易磨损且需要定期维护和翻新的另一个组件是滑环。 磨损是由刷子在环上的机械作用引起的,通常由于微粒和宏观颗粒而变得更糟。 如果油或润滑剂附着在表面上,这些颗粒会形成高效的研磨膏,使研磨环表面磨损。 滑环中存在的另一个重要的磨损机理是它们收集的转子电流产生的放电会在环中产生凹槽。

滑环本身通常由铜制成,并经常镀银以提高导电性。 当涡轮发电机的转子旋转时,产生的电流通过旋转的滑环传导到一组碳刷。 通常,这些刷子通过带有弹簧的静态刷子固定器保持在最佳位置,弹簧可以使它们运动并与滑环保持接触。

但是,正是在这些电刷与滑环失去接触时才引起放电,进而损坏滑环。 电刷和滑环界面之间失去接触会导致电弧放电,这种现象称为“摩擦颤振”,首先会剥去环上的银镀层,然后剥去其下的铜。

一旦发生这种情况,不仅转子和滑环之间的导电性会降低有效性,并且动力传递系统的效率会受到影响,而且滑环也将受到损坏。

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通过选择性电镀进行维修和更新

幸运的是,发现磨损迹象变得越来越容易。 诸如传感器和计算机建模之类的先进诊断设备,以及预防性维护程序,通常可以阻止组件损坏,无法修复。

一旦发现磨损,就可以选择各种修复方法。 对于轴承座和滑环,选择性电镀是一种行之有效,有效且经济的维修方式

这种表面处理技术也称为毛刷电镀,例如SIFCO工艺,是一种便携式电镀方法,用于增强,修复和翻新制造的零部件上的局部区域。

该方法使用基本的电化学原理。 将包含要沉积的金属离子的电解质溶液引入要电镀的带负电的部件与带正电的电镀工具或阳极之间。 便携式电源组可提供所需的直流电,并可以精确控制安培数,电压和电镀时间,从而获得高质量和准确的电镀结果。

当阳极接触待镀部件的表面时,电路完成。 围绕工具的合适包裹物可提供一个储存器,以均匀分布电解液。 电流使电解质中的金属离子与零件表面结合并形成镀层。

与可用的其他维修方法相比,选择性电镀具有许多关键优势。

1.减少成本和加工

选择性电镀是修复受损区域的精确目标方法。 准备要电镀的区域需要最少的预电镀加工。 所需要做的只是清理所有腐蚀,磨损或其他机械损坏的区域,以使启动区域平滑。

实际上,去除的材料越少越好,并且可以更快地完成维修。 滑环通常不需要机械加工,但可以通过手动修整来制备。 因为选择性电镀是精确的,所以也需要最小的掩膜。 维修仅针对磨损的区域,这使得刷镀也非常适合维修小到1/4英寸的小滑环或凹槽。 在宽度和深度上。

使用焊接和热喷涂等替代维修程序,需要加工掉大量的原始材料。 这样,它们可以提供足够的最终层厚度,以赋予修复足够的强度并提供合理的附着力。 这不仅在准备阶段花费了更多时间,而且还可能导致其他问题。

2.高强度,耐久性和粘结性

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特别是对于承受高载荷的轴承座,这些其他问题可能包括对原始组件的规格和性能进行根本性更改,从而可能导致结构性缺陷。

选择性电镀克服了这些问题,因为技术人员可以通过仅增加最小的镀层厚度(也具有出色的附着力)来将轴承座和滑环恢复到标称规格。 使用镍等金属镀层,可以调整硬度和韧性以满足原始组件的要求。

这意味着该组件可以达到预期的性能,即使不是更好。 对于其他方法,由于它们可以改变冶金方式,或者由于要加工掉多少原始零件,因此在运行时不引入应力断裂或裂纹风险的情况下,进行适当的维修可能是不可行的。

除了不损失结构完整性外,选择性电镀还在原子水平上产生了一个键,该键比热喷涂所依赖的机械键强得多。 通过SIFCO工艺进行的选择性电镀的原子键可抵抗周期性的温度波动和直接冲击。 选择性电镀可以实现的致密,无孔结构提供了出色的防腐蚀性能,经常超过原始基材的耐腐蚀性能,使其更加耐用。

在SIFCO工艺上按照ASTM C633-13进行的测试表明,两个常用的镍沉积层的结合强度超过了测试中所用结合剂的强度。

3.几乎不需要维修

选择性电镀是在室温或接近室温的条件下进行的,与焊接不同,它不会改变基材的冶金结构。 因此,选择性电镀不需要电镀后热处理即可恢复基材的原始性能。

焊接和热喷涂还会沉积厚的涂层,这些涂层总是需要进行后电镀加工才能使零件恢复到指定的尺寸。 在许多情况下,选择性电镀可以使零件恢复到原始尺寸,而无需进行后期电镀加工,或者只需要最少的加工即可。 对于集电环,可以轻松打磨以达到所需的表面光洁度。

选择性电镀的另一个优点是可以将不同的材料无缝地沉积在彼此之上。 这方面的一个例子是,如果滑环严重磨损,超出了原来的银层并进入了下面的铜层。 选择性电镀使技术人员可以在相同的电镀过程中首先将铜重新制造回尺寸规格,然后在铜的顶部添加银以增强导电性和润滑性。

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为什么不去电镀槽?

电镀也可以通过槽式电镀工艺实现,该工艺基于与选择性电镀相同的电化学原理。

与SIFCO工艺不同,SIFCO工艺使用最少的电解质将维修目标对准精确的区域,而槽镀则涉及将要维修的零件完全浸入溶液槽中以对其进行电镀。

这需要对该组件进行大量的遮罩,因此不需要电镀的区域不会受到影响。 在大多数维修的情况下,与整个零件相比,需要电镀的面积相对较小。 遮盖大部分零件既费时又昂贵。

与选择性电镀相比,采用槽式电镀的电镀时间也更长,更昂贵。 这是由于两种方法在更换电解液时的方式不同。

由于选择性电镀的刷洗作用,这在电镀过程中干扰了电解质中的边界层。 然后,这确保了新鲜电解质溶液的良好交换不断地到达部件的表面,并且选择性电镀电解质的金属含量可以高于罐式电镀所使用的那些。 这是导致镀覆率可能比槽中高50倍的两个因素。

从环境上来讲,刷镀也更友好。 与槽式电镀不同,刷式电镀仅使用少量电解质。 这导致更少的蒸发损失和更少的浪费。

刷镀设备体积小,重量轻且便于携带。 这样就可以使工艺进入零件,而无需将大型零件运送到专业的电镀车间。 这节省了时间和运输成本,对于发电行业中典型的组件尺寸而言,这可能意义重大。 SIFCO ASC甚至进行了塔架维修。 在谈论发电机组件时,在大多数情况下,它们通常太大而无法放入通常用于罐体电镀的罐体中,因此可以完全取消罐体电镀。

所有这些意味着选择性电镀往往是两种电镀方法中更具成本效益和可行性的。

选择性电镀可以改变风电行业的未来

尽管不断呼吁使用可再生能源来发电,但这只有在经济的情况下才能实现。

对于风电场运营商而言,这最终意味着他们必须继续寻找降低费用的方法,无论是从初始安装,运行,维护和维修或其他方面。

电刷镀层为操作人员提供了解决风力发电机中常见的两个磨损问题的方法:轴承座损坏和滑环磨损。 通过能够以快速,经济的方式修复并增加这些组件的厚度使其达到规格,它们的使用寿命变得更长,并且无需更换零件,从而减少了资本支出。

选择性电镀,可以带来变革之风,并引领未来,在此领域,风力将引领通往由清洁能源驱动的世界的道路。

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