1. Предпосылки
 | Ветрогенерация является более экономичным способом, чем ядерная и тепловая выработка электроэнергии, она получает широкое распространение как источник чистой энергии. Природный ветер бесплатен, таким образом, основные расходы ветрогенерации относятся к строительству установок и их техническому обслуживанию. Продолжительность эксплуатации ветряных турбин составляет 20 лет, также как и в случае теплоэлектростанций, для достижения этого 20-летнего срока требуется периодическая проверка и ремонт ветряных турбин. На протяжении этого времени проводится периодический контроль редукторов, лопаток и других частей турбин. Визуальный эндоскопический контроль является наиболее надежным и эффективным методом исследования редукторов ветряных турбин. |
2. Задачи и решения
При передаче момента вращения ветряной турбины с диаметром от 90 до 200 мм к генератору редуктор работает при большой нагрузке, при этом требуется его контроль и техническое обслуживание.
(1) Подшипники быстроходной ступени (HSS-B)
• Задача
 | Высокоскоростной вал, удерживаемый расположенными спереди и сзади вала
подшипниками быстроходной ступени, при выработке электроэнергии совершает от
1500 до 1800 оборотов в минуту. При несоосности высокоскоростного вала и подсоединенного генератора возникнут непредсказуемые побочные вибрации, которые могут стать причиной выхода подшипников из строя. Повреждения подшипников быстроходной ступени могут быть вызваны посторонними частицами, воздухом или влагой, содержащейся в смазочном масле. Более того, из-за высокой скорости вращения подшипников быстроходной ступени повреждение ролика подшипника может привести к поломке других частей редуктора и необходимости полной замены редуктора. |
• Решение
 | В большинстве редукторов контроль подшипников быстроходной ступени легко обеспечивается видеоскопом IPLEX через лючок (отверстие) над ними. Видеоскоп IPLEX вводится в зазор ролика подшипника для контроля и записи мелких дефектов на поверхности ролика, внутреннем и внешнем кольце. При обнаружении увеличения размеров дефектов, выявленных в ходе предыдущей инспекции, вы можете заменить быстроходный вал и подшипники быстроходной ступени ветряной турбины до распространения повреждений на другие участки. Это означает, что вы можете проводить техническое обслуживание без снятия редуктора краном или другим дорогостоящим оборудованием и потерь электроэнергии в ходе ремонта. |
(2) Подшипники промежуточной ступени (ISS-B)
• Задача
 | Промежуточный вал расположен между высокоскоростным и низкоскоростным валом, он удерживается подшипниками промежуточной ступени, расположенными спереди и сзади вала. Причины повреждения этих подшипников аналогичны причинам, рассмотренным выше для подшипников быстроходной ступени. |
• Решение
 | Методы контроля подшипников быстроходной ступени эффективны и для подшипников промежуточной ступени. Тем не менее, инспекция может быть затруднена, так как эндоскоп необходимо вводить за высокоскоростной вал. Для облегчения введения эндоскопа можно использовать полугибкую направляющую трубку, выполненную из резины и алюминия, обладающего высокой стойкостью к воздействию масла. |
(3) Подшипники планетарной ступени
• Задача
 | Ветровое усилие на турбину определяется влиянием особенностей местности, высотой над поверхностью земли и турбулентностью, возникающей при изменении погоды. Тогда как эти переменные силы обеспечивают высокую нагрузку на редуктор, планетарная передача и подшипники планетарной ступени предназначены для поглощения изменяющегося ветрового усилия. Несмотря на то, что скорость составляет всего 20-30 оборотов в минуту, планетарная передача подвержена значительной нагрузке со стороны турбулентных потоков воздуха. Поэтому требуется визуальный осмотр не только подшипников планетарной ступени, но планетарной передачи. |
• Решение
 | Из-за комплексной структуры планетарных передач доступ к ним существенно усложнен, но эффективность контроля может быть значительно повышена за счет введения видеоскопа IPLEX через уретановую направляющую трубку компании Olympus с эффектом памяти формы, изменяемой под конкретные требования заказчика. Более того, в видеоскопе IPLEX с диаметром рабочей части 6,2 мм предусмотрен встроенный канал для удаления сжатым воздухом смазочного масла, нанесенного на подшипники планетарной ступени, планетарную передачу или конец видеоскопа, что позволяет проводить «чистый» контроль. |
(4) Зубья шестеренки
• Задача
Шестеренки предназначены для поглощения ветровых усилий, воздействующих на лопатки турбин. Постоянная ветровая нагрузка приводит к снашиванию шестеренок со временем. Несмотря на то, что вся конструкция редуктора постоянно отслеживается анализаторами вибрации, требуется визуальный эндоскопический контроль для оценки положения и уровня износа частей редуктора, включая зубья шестерен.
• Решение
 | Необходим визуальный контроль, как подшипников, так и зубьев шестерен каждого вала. Для исследования шестерен низкоскоростного вала, планетарной передачи и кольцевого редуктора требуются эндоскопы. При контроле этих сложных шестерен адаптер зонда должен оставаться чистым, не покрытым маслом. В этом случае удобна направляющая трубка компании Olympus, применяемая также для инспекции подшипников. Большинство зубьев шестерен длиной более 10 см, но необходимо выявление обычно очень малых дефектов. Оптические адаптеры ближнего фокусного расстояния видеоскопов IPLEX существенно упрощают контроль зубьев шестерен. |
(5) Лопатки турбин
• Задача
В общем, контроль качества лопаток турбин длиной более 40 м проводится в процессе производства. Для исследования соединений на заднем крае лопатки можно продвинуться в лопатку на половину ее глубины, но не далее, так как ее высота снижается к концам турбины. Более того, необходим осмотр лопаток в ходе эксплуатации, так как они годами находятся в суровых окружающих условиях. При закупоривании сливных отверстий на лопатке накапливаемая внутри вода может вызывать непрогнозируемые удары, приводя к поломке лопатки изнутри. Зимой вода внутри лопатки замерзает, разрушая ее.
• Решение
Небольшие и легкие видеоскопы серии IPLEX можно продвинуть на всю длину в лопатку для визуального контроля кончиков лопаток.
3. Основные преимущества Olympus
(1) Портативность для повышения эффективности работы оператора
 | При контроле больших ветряных турбин размером более 70 м операторы должны подниматься по лестницам на большую высоту, неся с собой необходимый инструментарий. Компания Olympus предлагает различные видеоскопы, в которых сочетается превосходное качество изображений и портативность. Модели IPLEX с уникальной технологией PulsarPic позволяют получить яркие и четкие изображения внутренних частей редуктора, при одновременной регулировке интенсивности света для исключения переотражений от металлических частей в ходе контроля. Технология артикуляции TrueFeel обеспечивает оператору точный контроль поворота внутри редуктора, предотвращая соприкосновения со смазочным маслом на шестеренках. |
 | Портативная модель IPLEX размером с ладонь обеспечивает доступ к таким труднодоступным участкам, как верхние части башен ветряных турбин. |
(2) Превосходные оптические характеристики для получения отчетливого изображения поверхностей подшипников
 | Подшипники являются наиболее часто исследуемой частью редуктора ветряных турбин, и выбор эндоскопа определяется конструкцией и положением подшипников. Видеоскопы IPLEX с диаметром рабочей части от 4 до 8,5 мм могут переключать увеличение и направление обзора для достижения оптимальных параметров за счет смены оптических адаптеров. Использование адаптера с ближним фокусным расстоянием и 120° полем зрения делает возможным исследование поверхности подшипников с большим полем зрения при вводе эндоскопа в небольшой зазор на ролике подшипника. |
(3) Специальные инструменты для облегчения «чистого» осмотра шестерен
Весь редуктор покрыт маслом, большая часть которых остается на шестеренках и подшипниках после остановки редуктора. При изучении данных частей эндоскопом необходимо поддерживать чистоту линз. В видеоскопах IPLEX с диаметром рабочей части 6,2 мм предусмотрен встроенный канал с тонкой воздушной трубкой для очистки поверхностей шестеренок и подшипников. Даже при попадании масла на линзы загрязнение легко устраняется сжатым воздухом, исключая необходимость извлечения рабочей части для очистки.
Более того, в некоторых случаях для проведения контроля шестерен требуется высокая интенсивность освещения. Выполняемая под заказ направляющая светодиодная трубка компании Olympus может изгибаться оператором как угодно для облегчения введения в редукторы через точки доступа. Она обеспечивает дополнительную светодиодную подсветку исследуемого объекта.
(4) Программное обеспечение для надежной регистрации результатов контроля
 | При проведении эндоскопии редуктора обычно сохраняется от 100 до 400 изображений. Анализируемые изображения подшипников на различных валах очень схожи друг с другом, поэтому требуются большие усилия для корректной классификации изображений по месту обзора в процессе и после инспекции. В подобной ситуации оптимальным решением является программное обеспечение для генерации отчетов. При проведении инспекции согласно указаниям программы оператор может классифицировать изображения в папки и добавлять к снимкам комментарии. После проведения исследования вы можете быстро построить отчет, содержащий более 50 изображений за счет использования программы в определенном вами формате. |
(5) Оборудование для других методов контроля
Компания Olympus также предлагает ультразвуковые дефектоскопы и рентгеновские анализаторы для контроля ветровых энергоустановок.
Ультразвуковые дефектоскопы обеспечивают выявление дефектов внутри лопаток турбин. Более того, с нашим работающим от батарей рентгеновским анализатором вы можете сразу определить тип, размер и количество металлических включений в смазочное масло внутри редукторов на исследуемом участке.
