Notas de aplicación

Inspección de multiplicadoras de turbinas en generadores eólicos

1. Antecedentes

La generación de energía eólica es más económica que la generación de energía nuclear y térmica, y está creciendo rápidamente como una fuente de energía limpia. El Viento natural está disponible de forma gratuita, por lo que los principales costes para la generación de energía eólica son la construcción y el mantenimiento. Se dice que los aerogeneradores tienen una vida útil de 20 años, igual que las centrales térmicas, las turbinas eólicas requieren inspecciones periódicas y reparaciones con el fin de alcanzar estos 20 años de vida. A lo largo de este período de funcionamiento, la multiplicadora, palas y todas las demás partes de cada aerogenerador se inspeccionan minuciosamente,. Al inspeccionar las multiplicadoras, la inspección visual remota es el método más probado y eficaz.

2. Retos y soluciones

Cuando se transmite la fuerza de rotación de una turbina eólica con un diámetro de 90 hasta 200 m al generador, la multiplicadora debe funcionar bajo una tensión severa y naturalmente requiere inspección y mantenimiento.

2. Retos y soluciones

(1) Cojinetes de etapa de alta velocidad (HSS-B).

• Reto

El eje de alta velocidad está soportado por los rodamientos de la etapa de alta velocidad, situados en la parte frontal y posterior del eje, que giran a una velocidad de 1500-1800 revoluciones por minuto durante la generación de energía.

Si hay cualquier desalineación entre el eje de alta velocidad y el generador conectado, se producirán pequeñas vibraciones inesperadas y pueden causar daño a los rodamientos. Los cojinetes de la etapa de alta velocidad también pueden ser dañados por cuerpos extraños, el aire o la humedad contenida en el aceite de lubricación. Lo que es peor, debido a la alta velocidad de rotación de los rodamientos de la etapa de alta velocidad, una vez que un rodillo de cojinete se ha roto, puede conducir a la rotura de otras partes de la multiplicadora, lo que resulta en la necesidad de sustituir toda la caja de cambios.

• Solución

En la mayoría de las multiplicadoras, se puede acceder fácilmente mediante el uso del videoscopio IPLEX a los rodamientos de la etapa de alta velocidad a través de una escotilla (apertura) situada por encima de ella. El videoscopio IPLEX se puede insertar en un hueco en un rodamiento para inspeccionar y registrar los defectos menores en la superficie del rodillo, el anillo interior y el anillo exterior. Si usted encuentra que los defectos han crecido respecto a la inspección anterior, puede reemplazar el eje de alta velocidad y los rodamientos de la etapa de alta velocidad en la turbina eólica antes de que el daño se extienda a otras áreas. Esto significa que usted puede hacer el mantenimiento sin bajar la multiplicadora al suelo utilizando una grúa u otros dispositivos costosos y causando la pérdida de energía durante la reparación.

(2) cojinetes etapa Velocidad intermedia (ISS-B)

• Reto

El eje intermedio está situado entre los ejes de alta y baja velocidad y soportado por los rodamientos de la etapa de velocidad intermedia situados en la parte delantera y trasera del eje. Estos rodamientos pueden ser dañados por los mismos factores que los de la etapa de alta velocidad, mencionados anteriormente.

• Solución

Los métodos de inspección de los rodamientos de la etapa de alta velocidad son eficaces para los cojinetes de la etapa de velocidad intermedios también. Sin embargo, esta inspección puede ser más difícil, ya que es necesario para insertar un endoscopio más allá del eje de alta velocidad. Para asegurar la entrada suave del endoscopio, se puede insertar a través de un tubo de guía semi-flex hecho de resina y aluminio altamente resistente al aceite.

(3) rodamientos de la etapa planetaria

• Reto

La fuerza del viento que actúa sobre la turbina varía dependiendo de las influencias de características de la tierra, la altura desde el suelo y la turbulencia causada por cambios en el clima. Mientras esta fuerza variable impone una pesada carga a la multiplicadora, el engranaje planetario y los rodamientos de la etapa planetaria sirven para absorber el esfuerzo del viento variable. Aunque la velocidad de rotación es de sólo 20 a 30 revoluciones por minuto, el engranaje planetario está sujeto a un estrés significativo aplicado por el flujo de aire turbulento. Por esta razón, se requieren inspecciones visuales con endoscopios no sólo para los rodamientos de la etapa planetaria, sino también el engranaje planetario.

• Solución

Los engranajes planetarios tienen estructuras complicadas y generalmente son de difícil acceso, pero la eficacia de las inspecciones se puede mejorar drásticamente mediante la inserción del videoscopio IPLEX través del tubo guía de uretano Shape-Memory de Olympus 'personalizado para satisfacer fines de inspección individuales. Además, el videoscopio IPLEX de 6,2 mm de diámetro exterior con un canal incorporado en la sonda tiene la capacidad de eliminar el aceite de lubricación adherido sobre los rodamientos de la etapa planetaria, el engranaje planetario o la punta de la propia sonda mediante la inyección de aire comprimido desde la punta de la sonda, el cual permite para llevar a cabo inspecciones con una visión clara.

(4) Los dientes del engranaje

• Reto

Los engranajes absorben las tensiones producidas por el viento en las palas de la turbina. La fuerza del viento continua provoca un deterioro de los engranajes con el tiempo. Aunque toda la multiplicadora se monitoriza constantemente mediante analizadores de vibración, la inspección visual con un endoscopio es esencial a fin de determinar la ubicación y el nivel de daños en las piezas de las multiplicadoras, incluyendo los dientes de los engranajes.

• Solución

Los dientes de engranaje para cada eje están también sujetos a inspecciones visuales, así como los rodamientos. Especialmente inspecciones del engranaje del eje de baja velocidad, el engranaje planetario y la corona dentada requieren endoscopios. Al inspeccionar estos engranajes complejos, es necesario tener cuidado de mantener la punta del videoscopio libres de aceite. El tubo guía de Olympus utilizado para las inspecciones de los rodamientos puede ser utilizado también en esta inspección. La mayoría de los dientes de los engranajes son de más de 10 cm, pero los defectos que se detectan son generalmente muy pequeños. Los adaptadores ópticos de foco cercano de los videoscopios IPLEX son de gran ayuda a la inspección de los dientes del engranaje

(5) Palas de la turbina

• Reto

En general, las inspecciones de las palas de la turbina de más de 40 m se llevan a cabo durante la producción. Para la inspección de la junta en el borde posterior de la pala, se puede llegar hasta la mitad de la misma, pero no se puede ir más lejos porque el espacio se hace más pequeño hacia la punta de la pala. Además, las palas de las turbinas en operación también deben ser inspeccionados ya que están expuestos en el duro ambiente durante todo el año. Si se obstruye el orificio de drenaje en la punta de la pala, el agua interna puede vaporizar repente en el caso de caída de un rayo y puede romper la hoja desde el interior. En invierno, el agua interna del orificio de drenaje puede congelarse y expandirse para romper la pala.

• Solución

El videoscopio pequeño y ligero en la serie IPLEX le permite llevarlo fácilmente hasta la mitad de la pala y realizar la inspección visual de la punta de la misma.

3. Beneficios clave con Olympus

(1) Portabilidad para una mayor eficiencia en el trabajo de los inspectores

Al inspeccionar una turbina eólica de gran tamaño más alto que 70 m, los inspectores deben subir una larga escalera con las herramientas de inspección. Olympus ofrece una serie de videoescopios que combinan una calidad de imagen excelente y la portabilidad.

Los modelos IPLEX con la tecnología PulsarPic única, revelan detalles dentro de la caja de cambios con imágenes brillantes y nítidas, mientras que utilizan un ajuste fino de la cantidad de luz para reducir la reflexión que a menudo se produce durante la observación de las partes metálicas. La tecnología de articulación TrueFeel permite a un operador controlar con precisión la articulación de la sonda dentro de la caja de cambios, evitando que la punta de la sonda toque el aceite lubricante en los engranajes.

El modelo del tamaño de la palma de la mano de la serie IPLEX puede ser transportado cómodamente incluso lugares difíciles de alcanzar como la parte superior de las torres de aerogeneradores.

(2) Excelente rendimiento óptico para la observación clara de las superficies de los rodamientos

Los rodamientos son los componentes más comúnmente inspeccionados de todas las partes de la multiplicadora de la turbina eólica y los endoscopios adecuados varían dependiendo de los diseños y ubicaciones de los rodamientos. Los videoscopios IPLEX con diámetros de φ4 mm a φ8.5 mm pueden cambiar magnificación y la dirección visión para la observación óptima cambiando los adaptadores ópticos en la punta de la sonda. Utilizando un adaptador de 120 ° de campo de visión de enfoque cercano hace posible la observación de superficies de rodamientos en un gran campo de visión mediante la inserción del endoscopio en un pequeño hueco en un rodillo de rodamiento.

(3) Herramientas especializadas para facilitar la observación clara de las grandes piezas del engranaje

Toda la multiplicadora está lubricada con aceite, por lo que una gran cantidad de la misma se mantiene en los engranajes y rodamientos incluso después de parar la multiplicadora. Al inspeccionar estas partes con un endoscopio, es necesario mantener la lente libre de aceite. Los videoscopios IPLEX de 6,2 mm de diámetro exterior tienen la capacidad para montar un canal integrado en la sonda con tubo de aire delgado que puede soplar el aceite de la superficie de los engranajes y rodamientos mediante la inyección de aire desde el tubo de aire. Incluso si el aceite se adhiere a la punta de la sonda, puede ser eliminada por inyección de aire y evitando la necesidad de limpiar frecuentemente el aceite de la punta de la sonda.

Además, hay algunos casos en que se requiere una gran cantidad de luz para las inspecciones de engranajes. Tubo guía LED a medida de Olympus, que se puede doblar como el operador necesite, puede introducirse sin problemas en la multiplicadora a través de un puerto de acceso y proporcionar una iluminación LED auxiliar e dichas inspecciones.

(4) El software Inspection Assist, para grabación fiable de inspecciones

En una inspección de la multiplicadora con un endoscopio, que es común grabar de 100 a 400 imágenes. Las imágenes de la inspección de rodamientos que soportan los distintos ejes serán muy similares entre sí, por lo que tendrá que hacer un gran esfuerzo para clasificar correctamente las imágenes similares de la zona inspeccionada durante y después de las inspecciones.

En tal situación, nuestro Software Inspección Assist es la solución. Realizando la inspección de acuerdo a la guía del software, se pueden clasificar imágenes de inspección con el correspondiente diagnóstico en carpetas y añadir comentarios a las imágenes. Después de la inspección, se puede hacer rápidamente un informe que contiene más de 50 imágenes utilizando el software en su propio formato de informe personalizado.

(5) Equipamiento para otras inspecciones aparte de las inspecciones visuales

Olympus también ofrece detectores de defectos por ultrasonidos y analizadores de rayos x para apoyar las inspecciones de las instalaciones de energía eólica.

Los detectores de defectos por ultrasonidos permiten detectar daños en el interior de las palas de la turbina. Además, con nuestro analizador de rayos X, se puede aclarar de inmediato el tipo, tamaño y cantidad de metal en el aceite de lubricación de las multiplicadoras en el mismo lugar de la inspección.

Recursos del producto

https://main--eds-evident-website--evident-scientific.hlx.live/es/rvi-products/iplex-g-lite/

IPLEX G Lite/G Lite-W

El videoscopio industrial IPLEX G Lite ofrece potentes capacidades de procesamiento de imágenes en una estructura pequeña y robusta. Gracias a su estructura ligera y diseño que permiten llevarlo a casi cualquier lugar, los usuarios que trabajan en aplicaciones complejas pueden ahora contar con una herramienta de inspección visual que ofrece calidad de imagen y facilidad de uso para ejecutar su trabajo apropiadamente.

Si está inspeccionado los reducidos intersticios de un chasis (chasises) principal de aerogenerador, su trabajo podría ser mucho más fácil gracias a la versión eólica del videoscopio IPLEX G Lite que combina portabilidad y potentes funciones de procesamiento de imágenes.

https://main--eds-evident-website--evident-scientific.hlx.live/es/rvi-products/iplex-gx/

IPLEX GX/GT

El videoscopio IPLEX GX/GT incorpora fuentes de luz y tubos de inserción intercambiables, una pantalla táctil de 8" y funciones avanzas para el procesamiento de imágenes. Gracias a ello, proporciona un equilibrio óptimo de versatilidad, capacidades para procesar imágenes y facilidad de uso.

https://main--eds-evident-website--evident-scientific.hlx.live/es/rvi-software/inhelp/

InHelp

InHelp es un software de gestión de datos y reporte para los videoscipios industriels de Olympus que simplifica todos los aspectos de las inspecciones in-situ. Se mejora considerablemente la eficiencia de su trabajo mediante la organización de las imágenes almacenadas y generación de informes detallados de inspección.