1. Informacje ogólne
 | Energia z turbin wiatrowych jest bardziej opłacalna niż energia pochodząca z elektrowni atomowych lub konwencjonalnych, jest to jednocześnie bardzo szybko rozwijające się źródło tak zwanej czystej energii. Wiatr jest dostępny za darmo, a główny koszt pozyskania energii wiatru to koszt budowy turbiny oraz jej konserwacji. Ogólnie przyjęty czas eksploatacji turbiny wiatrowej wynosi 20 lat i tak jak wszystkie elektrownie wymaga ona okresowych przeglądów oraz remontów. Podczas okresowych przeglądów turbin sprawdzane są przekładnie, łopaty oraz inne ich elementy. W badaniu przekładni podstawową i najbardziej skuteczna metodą jest zdalna kontrola wizualna. |
2. Wyzwania i rozwiązania
Podczas przekazywania siły obrotowej z wirnika turbiny wiatrowej o średnicy od 90 do 200 m do generatora, przekładnia poddawana jest działaniu wielkich obciążeń co oczywiście wymaga przeprowadzania okresowych przeglądów i konserwacji.
(1) Łożyska części wysokoobrotowej (HSS-B)
• Wyzwanie
 | Wał części wysokoobrotowej jest osadzony na łożyskach umieszczonych w przedniej oraz tylnej jego części, podczas wytwarzania energii elektrycznej kręci się on z prędkością 1500 - 1800 obrotów na minutę. Jeśli występuje jakiekolwiek przesunięcie między osiami wału generatora i przekładni, wtedy pojawiają się nieoczekiwane drobne drgania, które mogą doprowadzić do uszkodzenia łożysk. Łożyska w części wysokoobrotowej mogą również zostać uszkodzone przez ciała obce lub wilgoć zawartą w powietrzu lub oleju smarnym. Co gorsze z uwagi na dużą prędkość obrotową łożysk w części wysokoobrotowej, uszkodzony wałek łożyska może spowodować uszkodzenie innych elementów przekładni, co doprowadzi do konieczność wymiany całej przekładni. |
• Rozwiązanie
 | W większości przekładni inspekcja łożysk części wysokoobrotowej, dokonywanej przez otwór rewizyjny jest łatwo dostępna dla wideoskopów serii IPLEX. Sonda wideoskopu IPLEX może być wprowadzona w przestrzeń między wałkami łożyska w celu inspekcji i rejestracji niewielkich defektów na ich powierzchni oraz powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej bieżni łożyska. W przypadku stwierdzenia, że uszkodzenia, w porównaniu z wcześniejszą inspekcją powiększyły się można dokonać wymiany wału wraz z łożyskami zanim dojdzie do poważniejszych uszkodzeń. Takiej naprawy można dokonać podczas konserwacji bez konieczności wymiany całej przekładni i angażowania dźwigu oraz innych kosztownych urządzeń. |
(2) Łożyska stopnia średnio obrotowego (ISS-B)
• Wyzwanie
 | Wał pośredni jest zlokalizowany pomiędzy wałami wysoko i niskoobrotowymi, podparty jest na łożyskach stopnia średnio obrotowego umieszczonych na dwóch jego końcach. Łożyska te mogą zostać uszkodzone przez te same czynniki, co łożyska stopnia wysokoobrotowego wspomniane powyżej. |
• Rozwiązanie
 | Metoda inspekcji stopnia średnio obrotowego jest identyczna jak w przypadku stopnia wysokoobrotowego. Inspekcja ta może być trudniejsza, ponieważ niezbędne jest wprowadzenie sondy przez stopień wysokoobrotowy. Aby ułatwić inspekcję i usprawnić przejście sondy wideoskopu może ona być wprowadzona przez półelastyczną prowadnicę wykonaną z materiałów o wysokiej odporności na olej. |
(3) Łożyska przekładni planetarnej
• Wyzwanie
 | Siła wiatru działająca na turbinę jest zmienna i uzależniona od ukształtowania terenu, wysokości wieży i turbulencji spowodowanych zmianami pogody. Ta zmieniająca się siła wprowadza duże obciążenia na całą przekładnię, która wraz z łożyskami absorbuje powstające naprężenia. Pomimo, że prędkość obrotowa wynosi tylko 20 do 30 obrotów na minutę, to przekładnia planetarna jest poddawana dużym naprężeniom wywoływanym przez turbulentny przepływ powietrza. Z tego powodu wymagana jest wizualna inspekcja przy użyciu wideoskopu zarówno łożysk przekładni planetarnej jak i samej przekładni. |
• Rozwiązanie
 | Przekładnie planetarne mają skomplikowaną budowę i generalnie dostęp do nich jest utrudniony, jednakże efektywność inspekcji można znacząco zwiększyć przez wprowadzenie sondy wideoskopu IPLEX przez zapamiętującą kształt prowadnicę dedykowaną do stosowania podczas trudnych i wymagających inspekcji. Ponadto wideoskop IPLEX z sondą o średnicy zewnętrznej 6,2 mm posiada wbudowany kanał roboczy który umożliwia usuwanie oleju z powierzchni łożysk przekładni planetarnej lub obiektywu endoskopu poprzez wtłoczenie sprężonego powietrza do kanału roboczego. Zdmuchnięcie resztek oleju z obiektywu lub powierzchni badanej pozwala na uzyskanie na ekranie wyraźnego obrazu badanego obiektu. |
(4) Zęby przekładni
• Wyzwanie
Przekładnie podczas pracy absorbują naprężenia generowane w łopatach turbiny przez napierający wiatr. W miarę upływu czasu oraz w wyniku ciągłego nacisku stan zębów przekładni ulega pogorszeniu. Mimo iż stan całej przekładni jest stale monitorowany przy użyciu analizatorów drgań, to oględziny z wykorzystaniem wideoskopu są niezbędne w celu ustalenia miejsca oraz poziomu uszkodzenia jej elementów wliczając w to zęby przekładni.
• Rozwiązanie
 | Zęby przekładni poszczególnych stopni, podobnie jak łożyska również podlegają inspekcji wizualnej. W szczególności kontroli przy użyciu wideoskopu podlegają wał części niskoobrotowej oraz przekładnia planetarna i pierścień przekładni. Podczas kompleksowej inspekcji można wykorzystać dedykowane prowadnice, natomiast szczególną uwagę należy zwrócić na to, aby optyka była wolna od zanieczyszczenia olejem. Większość zębów przekładni jest dłuższa niż 10 cm a wykrywane uszkodzenia zazwyczaj są bardzo małe, dlatego obiektywy o małej głębi ostrości stosowane w wideoskopach iPLEX mogą znacznie ułatwić ich kontrolę. |
(5) Łopaty turbiny
• Wyzwanie
Ogólnie, kontrola jakości łopat turbin o długości większej niż 40 m odbywa się podczas ich produkcji. Mniej więcej do połowy jej długości kontrola połączenia na krawędzi spływu może się odbywać bez użycia dodatkowych urządzeń, jednak dalsza taka kontrola nie jest możliwa z powodu zmniejszającej się przestrzeni wewnątrz łopaty. Ponieważ łopaty turbin wiatrowych pracują przez cały rok w różnych warunkach należy je sprawdzać w ramach okresowych przeglądów. W przypadku niedrożności otworu odwadniającego, woda pozostająca w łopacie podczas uderzenia pioruna może nagle odparować i rozsadzić ją od środka, natomiast zimą woda wewnątrz łopaty może zamarznąć i doprowadzić do jej pęknięcia.
• Rozwiązanie
Małe i lekkie wideoskopy serii IPLEX umożliwiają inspektorowi łatwe ich wniesienie do wnętrza łopaty i kontynuowanie badania jej węższej części.
3. Główne cechy wideoskopów Olympus
(1) Łatwa mobilność ułatwiająca pracę inspektorom
 | Podczas przeglądu dużych turbin wiatrowych o wysokości ponad 70 m inspektorzy muszą się wspinać po długich drabinach wnosząc jednocześnie sprzęt pomiarowy. Olympus oferuje różne wideoskopy, które łączą w sobie doskonałą jakość obrazu oraz pełną mobilność.
Wideoskopy IPLEX z unikalną technologią PulsarPic odsłaniają wszelkie szczegóły wnętrza przekładni dzięki jasnemu i bardzo wyraźnemu obrazowi, natomiast automatyczna regulacja natężenia światła gwarantuje szybkie jego dopasowanie i zmniejszenie refleksów od metalicznych i zaolejonych powierzchni. Artykulacja z wykorzystaniem technologii TrueFeel umożliwia operatorowi na szybkie i precyzyjne zginanie części artykulacyjnej sondy w przekładni i unikanie kontaktu obiektywu z olejem. |
 | Najmniejsze, mieszczące się w dłoni modele wideoskopów IPLEX mogą być z łatwością przenoszone nawet do trudno dostępnych miejsc, takich jak gondola turbiny wiatrowej. |
(2) Bardzo dobre parametry optyczne obiektywów umożliwiające szybką inspekcję powierzchni łożysk
 | Najbardziej popularną inspekcją elementów przekładni turbiny wiatrowej, jest kontrola łożysk, a dobór odpowiedniego wideoskopu uzależniony jest od konstrukcji przekładni i umiejscowienia łożysk. Wideoskopy IPLEX z sondami o średnicach od 4 do 8,5 mm umożliwiają zmianę powiększenia oraz kierunku obserwacji dzięki wymiennym obiektywom. Użycie obiektywu o polu obserwacji 120o i bliskiej głębi ostrości umożliwia obserwację dużego pola powierzchni z małej odległości podczas wprowadzania sondy w niewielką przestrzeń między rolkami łożyska. |
(3) Specjalistyczne narzędzia ułatwiające uzyskanie wyraźnego obrazu dużych elementów przekładni
We wnętrzu przekładni znajduje się olej, który służy do jej smarowania. Olej nawet po zatrzymaniu przekładni pozostaje na łożyskach oraz innych jej elementach. Podczas badania przy użyciu wideoskopu należy uważać, aby nie zabrudzić soczewki obiektywu olejem. Wideoskop IPLEX z sondą o średnicy zewnętrznej 6,2 mm z wbudowanym wewnętrznym kanałem roboczym ma możliwość zamontowania cienkiej rurki doprowadzającej sprężone powietrze, dzięki której możemy zdmuchnąć olej z przekładni oraz powierzchni łożyska. Nawet, jeśli olej znajduje się na obiektywie, może być on zdmuchnięty sprężonym powietrzem, co eliminuje konieczność częstego wycierania zaolejonej soczewki.
Ponadto, w przypadku gdy podczas inspekcji wymagana jest duża ilość światła, Olympus oferuje specjalne prowadnice z oświetleniem typu LED, które są giętkie i mogą być łatwo wprowadzane przez operatora do przekładni przez otwory rewizyjne i dostarczają dodatkowe oświetlenie badanych przestrzeni.
(4) System wspomagający zdalną inspekcję, który zapewnia jej pełną rejestrację
 | Podczas badania przekładni za pomocą endoskopu zazwyczaj rejestruje się od 100 do 400 zdjęć. Ponieważ obrazy z inspekcji łożysk poszczególnych stopni są bardzo podobne, dlatego należy bardzo uważać podczas ich segregowania. W takiej sytuacji rozwiązaniem jest nasze oprogramowanie wspomagające zdalną inspekcję. Dzięki dodatkowym znacznikom dodawanym do zdjęć podczas inspekcji, można je rozdzielić do odpowiednich folderów oraz dodać do nich komentarze. Po zakończonej inspekcji można bardzo szybko wykonać raport, który zawiera więcej niż 50 zdjęć przy użyciu oprogramowania na własnym, spersonizowanym formacie raportu. |
(5) Sprzęt do inspekcji innych niż wizualne
Olympus dostarcza również defektoskopy ultradźwiękowe oraz spektrometry rentgenowskie do zapewnienia obsługi obiektów energetyki wiatrowej.
Defektoskopy ultradźwiękowe umożliwiają wykrycie nieciągłości wewnątrz łopat turbiny. Ponadto dzięki naszemu spektrometrowi rentgenowskiemu zasilanemu bateryjnie można natychmiast określić typ, wielkość oraz ilość metalu zawartego w oleju przekładni badanej turbiny.
