九星軸承——風力發(fā)電機**軸承及葉片常見損壞處理

時間：2019-05-18

風力發(fā)電機的絕緣軸承及葉片常見損壞及處理

從風場的實際生產情況年地，目前發(fā)電機軸承的故障率非常高，而軸承失效的表現(xiàn)主要有2種形式。

1、電腐蝕導致軸承失效

2、保持架碎裂導致的軸承失效

一、電腐蝕

電腐蝕產生的原因

發(fā)電機在運行時，沿軸線會產生感應電壓，軸承電壓產生的原因是由于電機內部磁通量分布不均勻。軸承電流的存在，將導致滾道和滾動體的損壞及潤滑劑的老化。從而引起電機軸承的過早失效

預防電腐蝕的措施：

一個比較經濟的解決方案就是在電機設計階段就使用絕緣軸承。這將大大降低設備的維護費用，并能提高機器的利用率，這些都意味著會為客戶帶來具大**。

絕緣軸承分類：

內圈絕緣軸承、外圈絕緣軸承和陶瓷滾動體軸承。內、外圈絕緣軸承相對陶瓷滾動體軸承，具有較佳的性價比，得到較廣泛的應用。

內外圈絕緣軸承是在軸承的內、外圈噴涂一定厚度的絕緣層。是采用等離子噴涂工藝，首先在兩個電極間產生電弧，這種電弧使得導入的惰性氣體離子化。產生的等離子氣流用來傳送氧化鋁粉末。這種粉末隨即被熱熔化并以高速噴涂在軸承的內圈或外圈上，最后涂層還需要一道密封工藝。

二、保持架故障

從風場實際情況來看，發(fā)電機軸承保持架是大部分軸承失效的根源，特別是沖壓鋼保持架。

三、風力發(fā)電機軸承的檢查與更換

1、軸承的運行工況特點：交變載荷+沖擊載荷

風電機級用軸承，其運行工況相對比較特殊，是交變工況，而不是穩(wěn)態(tài)工況，承受的是交變載荷 與沖擊載荷。交變工況對軸承壽命的影響，降低軸承的疲勞壽命由于軸承運行的交變工況，對軸承的疲勞壽命會產生較大的影響，可能導致囝的實際使用壽命遠**其理論計算壽命。

2、電機維修時的軸承更換建議

首稱檢測軸承是否需要更換

如果發(fā)電機軸承存在異常的振動和溫升時，應加強設備的監(jiān)視。對發(fā)電機軸承進行拆卸后，需要對囝做相關檢測，包括 :探傷、工作面的磨損情況，軸向/徑向跳動、保持架變形情況等。發(fā)現(xiàn)否定回答常 即需要更換軸承。但這些檢測只能判斷軸承狀態(tài)的表象，無法檢測材料特別是工作面的機械性能。而軸承在經過交變載荷/沖擊載荷后，軸承的疲勞壽命會顯著降低。

其次選擇黃銅保持架的軸承

由于軸承承受交變/沖擊載荷，對軸承的保持架的性能提出了較高的要求。機加工黃銅保持架比沖壓鋼保持架，由于 其材料特性，能列好的適應交變/沖擊載荷。很多的軸承的皎，都是首千多元 由于保持架碎裂而導致的。建議選擇黃銅保持架的軸承

最后選擇絕緣能力較強的絕緣軸承

由于電機軸電流的存在，電機需要做好絕緣措施，以保護軸承。

絕緣軸承是在其工作面等離子噴涂絕緣層實現(xiàn)絕緣，其絕緣性能根據絕緣涂層的百度來分等級的，常見的有100um（對應1000VDC)和200mu（對應3000VDC)建議選擇200um（對應擊穿電壓3000VDC）的絕緣軸承。

葉處常見損壞及處理

一、葉片常見損壞類型

風電機組葉片運轉5年左右后。起到外固合保護作用的膠衣已被 風沙抽磨至較代固合力點。原始葉片粘合縫從外觀上已尼姑技術上看見，此時葉片完全依靠內粘合來運轉。由于原始葉片彎曲、扭曲的內粘合面不無效，受力點不均。風電機組的每一次彎曲，扭曲和自振，都有可能造成葉片內粘合縫處自然開裂尤其是葉片的迎風面葉脊處。是葉片受損較嚴重的部位。自然開裂率較高如果風場巡視未發(fā)現(xiàn)開裂現(xiàn)象。風電機組繼續(xù)運轉。葉片折斷，摔落現(xiàn)象較有可能發(fā)生。造成嚴重事故。

葉尖是葉片整體的部位風電機組運轉時，葉尖的抽磨力大于其他部位。整體葉處中葉尖又是較薄弱的部位。葉尖由雙處合壓而成，葉尖的邊緣由膠衣樹脂粘合為一體。其較邊緣近4CM是實心的。目的是增加葉尖的耐磨力和兩片之間的親合力。由于葉尖內空腔 面積較小。風沙吹打時沒有彈性。所以也是葉片中磨快的唯美。實踐證明葉尖每的年都會有大約0.5CM左右的磨損縮短。葉片在風電機組運轉4-5年后處于易開裂周期，原因 就是葉片邊緣的固體材料磨損嚴重雙片組合 的葉尖保護能力、固合能力下降。而使雙片粘全處暴露在風沙中。解決葉片開裂的問題，就是在風電機組運轉幾年后做一次葉尖的加長。加厚保護 。使其與原有葉片的磨損重量基本吻合，不會對葉片的配重比產生影響。一般修復后的葉尖在3處后磨回原有的葉面。對防止葉尖開裂現(xiàn)象的發(fā)生起到關鍵作用。

常見的葉片損壞類型主要有以下幾種：普通 損壞型、前緣腐蝕、前緣開裂、后緣損壞、葉根斷裂 葉尖開裂折斷 表面裂紋 雷擊損壞等。

二 葉片損壞的處理

發(fā)現(xiàn)葉片損壞應采取的措施

普通損壞——普通損壞如鹽霧引起的膠衣發(fā)暗，結晶。風沙抽磨導致膠衣的剝蝕和脫落等。發(fā)現(xiàn)鹽霧引起的膠衣發(fā)暗，結晶要用非離子表面活性劑進行多次清洗。發(fā)現(xiàn)膠衣剝蝕飛脫落。應盡快進行噴涂修補。

前緣腐蝕——前緣腐蝕會導致翼型發(fā)行形變，葉片捕獲的能量會減少5%以上。前緣損壞在早期容易修補。因此要及時處理。以避免較大的損失。

前緣開裂——如果發(fā)現(xiàn)前緣開裂，要盡快修補如果不及時修補，開裂會越變越長。在空氣的作用下。蒙皮主會出現(xiàn)脫開，開裂。如果葉片蒙皮6英尺以下時，還可以勉強修補，如果開裂再長，就只能更換整個葉片了，這意味著高額的費用和較長時間的發(fā)電損失了。

后緣損壞——后緣損壞在早期容易處理，如果置之不理，聽任發(fā)展輕微的后緣損壞就會導致大問題裂縫會沿著弦向裂開直通到梁，然后沿著梁撕裂些時葉片就已經接近失效需要進行更換了

葉根斷裂——葉根斷裂的苗頭如葉根裂紋，小裂縫等必須盡早發(fā)現(xiàn)并予以修復處理因為葉根斷裂經常會引發(fā)災難性的失效，很難修補。

葉尖開裂折斷——葉尖是葉片很重要的部分，葉尖開裂必須立即采取修補措施。葉尖如果折斷，可視其折斷的位置（長短）采取不同的措施。如果葉尖折斷的位置離葉片遠端很近（1米范圍內）則可以采取拉筋加強等辦法進行修補，如果折斷位置在離葉片遠端1米以上，為安全著想應當更換葉片葉尖。

表面裂紋和砂眼——即使是很小的表面裂縫、砂眼也會使水滲入復合材料。嚴冬時水會結冰，導致內部芯材快速損壞。小的裂縫會蔓延生長，較終導致葉片失效無修復**。而砂眼的演變速度也非?？臁Ｋ?。發(fā)現(xiàn)裂紋和砂眼應盡快予以修補

雷擊損壞——防雷系統(tǒng)損壞會導致葉片遭受雷擊。如果防雷系統(tǒng)損壞或者工作不正常。在雷電天氣下，葉片很容易被南路損壞。有證據顯示雷電會多閃南路某個風電場中的某臺機組。而風電場中的其他機組卻很少甚至從來不遭受雷擊 。這是因為這臺機組的防雷系統(tǒng)存在問題因此及時發(fā)現(xiàn)防雷系統(tǒng)的故障并進行維修十分重要。

雷擊造成葉片損機理是：雷電釋放巨大的能量．使葉片結構溫度急劇升高．分解氣體高溫膨脹．壓力上升造成爆裂破壞。據估計，**每年有1—2％的葉片受到雷電襲擊葉片受雷擊的損壞中．多數在葉尖一般比較容易修復．但少數情況下受損嚴重．則需要更換整個葉片。

2、葉片修補

(1)麻面和砂眼

細小的砂眼和麻面可以采用抹壓法進行修復。先將受損部位適當打磨．再清理干凈．將與原葉片相同材質的樹脂刮抹在受損部位．填平砂眼和麻面．待固化后．適當打磨使表面平整順暢．清理干凈．再噴涂膠衣保護層。對于較深的砂眼．抹壓法無法排除砂眼內的污垢和氣泡．存在治標不治本的現(xiàn)象．可采用注射法對砂眼進行修復先將受損部位適當打磨．再清理干凈．將與原葉片相同材質的樹脂從砂眼底部注射填平砂眼．待固化后．適當打磨使表面平整順暢清理干凈．再噴涂膠衣保護層。這種方法無論深度多大的砂眼．都是從內向外堵，使內結面積增大飽和，不存在氣隔。

(2)膠衣鹽霧發(fā)暗、結晶

當發(fā)現(xiàn)由于鹽霧致使膠衣外層有發(fā)暗或結晶現(xiàn)象時．要使用非離子表面活性劑進行清洗**遍清洗時，活性液只能溶解鹽霧棱角，起不到緩解的效果*二遍溶液才能進人鹽霧與葉片的結合層，起到徹底清除鹽霧的作用因此，對于鹽霧的清洗要重復進行。在實施葉片鹽霧清洗時．不能急于求成．要留出活性劑溶解的時間，尤其是出現(xiàn)麻面和砂眼的部位，要等溶解出葉片原始底面后再用清水沖洗。其中，葉片的迎風角（葉脊）是鹽霧清洗的重中之重，因為只有迎風角的徹底清潔，才是減輕葉片運轉阻力的關鍵此外．葉尖以上5米范圍內．是葉片過砂面積較大的部位．也是鹽霧附著較強的地帶。

(3)膠衣剝蝕．脫落

膠衣剝蝕、脫落，可先適當打磨受損部位，清理干凈，刮膩子找平．再噴涂膠衣進行修復二

(4)表面裂紋

葉片表面裂紋如果不深未傷及殼體，則可以按照上述（3）的程序進行處理

如果傷及殼體．則需要先對受損部位進行打磨．并將受損外蒙皮逐層遞減幾個厘米進行打磨，打磨四周呈圓角過渡〕然后對表面進行清理，使其干凈無塵〕再沿展向和弦向每層遞減幾個厘米手糊外蒙皮，修補的纖維布及層鋪方式與打磨掉的布及其層鋪方式相同待手糊區(qū)域凝膠固化后再刮膩子找平，最后噴涂膠衣保護層〕纖維布要預浸與原葉片相同材質的樹脂．糊制平整．無明顯氣泡現(xiàn)象。

如果出現(xiàn)橫向裂紋，必須采用修復拉縮加固復原法，采用**的拉筋粘合修復回原有的葉片表面裂紋如果出現(xiàn)在葉片較大弦長處．要進行加強修補。

(5)起鼓

打磨二將葉片受損部位進行打磨去除，并將受損外蒙皮逐層遞減幾個厘米進行打磨，打磨四周呈圓角過渡。

清潔。對打磨完畢后的表面進行粉塵清理．使其干凈無塵二填平。在修補位置刮上結構膠填平缺陷。

手糊。沿展向和弦向每層遞減幾個厘米手糊外蒙皮，修補的纖維布及層鋪方式與打磨掉的布及其層鋪方式相同。纖維布要預浸與原葉片相同材質的樹脂，糊制平整，無明顯氣泡現(xiàn)象。

測試。對固化后的玻璃鋼進行硬度測試，確保達到要求。

(6)葉片開裂

葉片開裂是比裂紋較嚴重的現(xiàn)象。

①內部修復打磨。將內部受損部位打磨去除拓寬裂縫寬度。內蒙皮按照一定值（一般為幾厘米）逐層遞減打磨，并打磨四周呈圓角過渡，將損壞部位的泡沫芯材去除．將外蒙皮打毛。

清潔。清潔打磨區(qū)域．使其干凈無塵。

手糊。先在現(xiàn)有外蒙皮基礎上手糊2-3層外蒙皮，然后修補取出的泡沫芯材．刮上一層結構膠，將泡沫芯材預浸后填充到拓寬后的縫隙區(qū)域．然后手糊3層內蒙皮二布層沿展向方向逐層朝內搭接（一般搭接幾個厘米）。修補的纖維布及層鋪方式與打磨掉的布及其層鋪方式相同，纖維布要預浸與原葉片相同材質的樹脂，糊制平整。手糊過程中要注意不要產生氣泡尤其是大的氣泡。

加熱固化。待修補區(qū)域完凝膠后．進行加熱固化處理一般60℃加熱5-6小時。硬度測試。對固化后的玻璃鋼進行硬度測試．確保達到要求。

②外部修復打磨將葉片外部受損部位涂層進行打磨去除．拓寬裂縫寬度．去除3層外蒙皮．蒙皮按照逐層遞減幾個厘米進行打磨．打磨四周呈圓角過渡。

清潔。清潔打磨區(qū)域，使其干凈無塵。

手糊。采用不飽和聚醋樹脂或環(huán)氧樹脂（與原葉片樹脂一致）及相應的纖維布．手糊2層外蒙皮二布層沿展向方向逐層朝內搭接（一般搭接幾個厘米）。修補的纖維布及層鋪方式與打磨掉的布及其層鋪方式相同，纖維布要預浸與原葉片相同材質的樹脂，糊制平整。手糊過程中要注意不要產生氣泡，尤其是大量的氣泡。

找平。待手糊區(qū)域凝膠固化后。刮膩子找平。

恢復涂層。表面噴涂膠衣，恢復修復區(qū)域的表面涂層

詞條
詞條說明
九星絕緣軸承解決軸電流腐蝕現(xiàn)象實例
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