Connect with us

Türbin Komponantleri

Rüzgâr türbinleri rulman hasarlarında temel neden analizi

Yayın tarihi:

-

Rüzgâr türbinlerinde ve diğer tahrik sistemlerinde meydana gelen Beyaz Yapısal Pullanma olarak bilinen rulman hasarı belirtileri genellikle, rulman beklenen hizmet ömrünün bitmesinden oldukça önce çok erken fark edilir hale gelir. Bunun nedenleri uzun süredir bilinmiyordu; ancak şimdi, rulman uzmanı NSK tarafından yeni bulgular elde edilmiş ve bu sonuçlar, rüzgâr türbini uzun ömürlülüğü için önemli faydalar sağlayan yeni bir rulman malzemesinin geliştirilmesini sağlamıştır.

Rüzgâr türbinleri için tahrik bileşenleri, dayanıklılık ve direnç açısından zorlu gereksinimleri karşılamak zorundadır ve bu gereksinimler giderek daha zorlayıcı hale gelmektedir. Kara türbinleri geleneksel olarak, 20 yıla tekabül eden 175.000 saatlik bir servis ömrüne dayanacak şekilde tasarlanmış rulmanlar gerektirir. Bununla birlikte, yüksek yatırım seviyeleri ve zor konum erişiminin yaygın olduğu açık deniz rüzgâr çiftlikleri için hızla genişleyen pazarda, 25 yıllık bir ömür gereklidir.

Daha uzun kullanım ömrü, daha yüksek dinamik yükler

Bir rüzgâr türbininin aktarma organlarına etki eden aşırı dinamik yükler ile bu gereksinim gerçek bir meydan okuma sunar. Kara rüzgâr türbinlerinde, ana rulmanlar yaklaşık 1 MN’lik bir yüke maruz kalır. Ancak, denizdeki çok yüksek rüzgâr hızları nedeniyle, daha güçlü statik ve dinamik yükler rotor üzerine ve sonuç olarak tüm aktarma organlarına etki eder.

Aynı zamanda hem kara hem de açık deniz uygulamalarda sistemlerin büyüklüğü ve performansı sürekli artmaktadır. NSK şu anda 9,5 MW türbinler için rulmanlar üretmekte olup, yakında tam ölçekli üretime geçecek. Üstelik, şirket şimdi daha yüksek nominal güç çıkışlı açık deniz rüzgâr türbinleri için rulmanlar geliştirmektedir.

Durum izleme

Daha yüksek performans ve açık deniz türbinlerinin artan pazar payı, uzun rulman ömrü için artan taleplerin arkasındaki temel faktörlerdir. Sonuç olarak, rüzgâr enerjisi teknolojisi, tahrik sistemindeki titreşimleri sürekli olarak ölçen ve analiz eden çevrimiçi durum izleme sistemleri için ideal bir uygulama alanıdır.

Rulman hasarı oluşursa, hatalı bileşenler (iç veya dış bilezik, makaralar veya kafes) ölçüm profili analiz edilerek erken tespit edilebilir.

NSK tarafından geliştirilen bir durum izleme sistemi (CMS) yakın zamanda Japonya’daki bir açık deniz rüzgâr çiftliğinde kurulmuştur. CMS’nin rolü, kestirimci bakım stratejilerini kolaylaştırmak için anomalileri yeterince erken tespit etmektir. NSK bu tip çözümler için büyük bir pazar potansiyeli görmektedir.

Yoğun malzeme geliştirme

Durum izleme, kritik uygulama alanlarında her ne kadar ikincil bir önlem olarak kullanışlı olsa da, rüzgâr türbinleri için rulman geliştirirken birincil mühendislik hedefi her zaman yüksek seviyeli güvenilirlik sağlamak olacaktır. Bu açıdan, üreticiler şimdiden ciddi ilerleme sağlamıştır. Örneğin, ilerlemenin önemli bir katkısı, NSK´nın tescilli Super Tough (STF) özel çeliği gibi yeni malzeme ve ısıl işlem süreçlerinin geliştirilmesi olmuştur. Bu malzemeden yapılan rulmanlar, geleneksel çelik kullanılarak üretilenlerin iki katı kadar dayanmaktadır. İlgili yük oranı artışı DNV GL tarafından Aralık 2017’de teyit edilmiş ve onaylanmıştır.

STF’nin uzun dayanım özellikleri, belirli bir kimyasal bileşim ve özel bir ısıl işlem prosesi kullanılarak sağlanmıştır. Rulman çeliklerindeki metalik olmayan içeriklerin neden olduğu rulman yuvarlanma yollarındaki yorulmadan kaynaklanan çatlaklar gibi tipik hasar belirtileri, STF kullanılarak üretilen rulmanlarda neredeyse tamamen ortadan kaldırılır.

Beyaz yapısal pullanma nedenlerinin araştırılması

Endüstriyi hâlâ etkileyen hasar tiplerinden biri de, Beyaz Yapısal Pullanma (WSF) veya Beyaz Dağlama Çatlakları (WEC) olarak bilinen sorundur.

Her iki arıza modu durumunda, rulmanın yuvarlanma yolunun altındaki belirli alanlar yerel kırılganlaşmayı gösterir. Kırılgan yapı, yüke dayanamaz ve böylece çatlak çekirdeği olur. Sonunda, bu çatlaklar yuvarlanma yoluna kadar büyür ve sonunda rulman hata verir. Bu tür hasarların nispeten erken, sistem hizmete girdikten kısa bir süre sonra görünmesi tipiktir.

Pikral dağlama yapıldıktan sonra, bu yapılar beyaz bir görünüm sergiler ve beyaz yapılar olarak adlandırılırlar.

NSK’nın araştırma ve geliştirme departmanındaki yoğun testler hasarı tekrarlamayı ve kökeniyle ilgili bir hipotez vermeyi başarmıştır. Çeşitli yuvarlanma teması yorulma testleri, beyaz yapıların hidrojen penetrasyonundan kaynaklandığını göstermiştir. Bu hidrojen penetrasyonu büyük olasılıkla yuvarlanma elemanları ve yuvarlanma yolları arasındaki eksenel veya çevresel kayma, elektrik ve belirli yağlama türleri de dahil olmak üzere çeşitli faktörler ve bunların kombinasyonlarından etkilenir.

Hidrojen daha sonra kanal yoluna nüfuz eder ve çatlak oluşumlarına yol açan tipik olarak beyaz dağlama yapılarını oluşturur ve bu da pullanma ile sonuçlanır. Bu çatlaklar birkaç milimetre uzunluğunda olabilir ve iç kısımdan yüzeye yayılabilir. Görünür yüzey hasarına işaret etmeyen kullanılmış rulmanların tahribatlı muayeneleri, beyaz dağlama alanlarının burada bile mevcut olabileceğini göstermiştir.

Hasar daha ayrıntılı olarak incelendiğinde, hidrojen etkisi altında, orijinal olarak martensitik mikroyapının çok ince taneli, kırılgan bir ferrite dönüştüğü gözlemlenebilir. Bu mekanizma, Hidrojenle Geliştirilmiş Lokalize Plastiklik (HELP) teorisi ile açıklanabilir. Karakteristik özelliklerinden biri, plastikliğin sadece lokal olarak ortaya çıkması ve rulmanın küresel yorulmasının hafif olmasıdır, bundan dolayı hasar, yuvarlanma yolunun altında (metalik olmayan partikül kalıntılarından dolayı) ya da yuvarlanma yolunda (aşırı kirlenme nedeniyle) oluşan klasik yorulma hasarlarından biri değildir.

Yeni ve kullanılmış rulmanların karşılaştırılması

Peki, hidrojen nereden geliyor? Yeni ve kullanılmış rulmanları karşılaştırarak NSK´nın merkezi araştırma ekibi, hidrojenin sadece rulmanlar çalışırken oluştuğunu belirledi.

Hidrojenin, yağlayıcıların hidrokarbon zincirlerinden ve bunların katkı maddelerinden gelmesi olasıdır (en azından bu ilk varsayımdır). Bu teori, beyaz yapıların tipik hasar semptomları laboratuvarda belirli tipte yağ ve gres ile yeniden meydana geldikten sonra doğrulanmıştır. 1990’lı yıllarda otomotiv endüstrisi tarafından benzer hasarların bildirilmiş olması da bu teoriyi destekledi. Burada, kayış gergilerin ve alternatörlerin rulmanları erken arızalanmış ama gresin ve kayış malzemesinin değiştirilmesi problemi çözmüştür. Ancak, bu hata modunda elektriğin (akım akışı) etkisi henüz belirlenmemiştir.

Yeni alaşımlar, özel ısıl işlem

NSK, yuvarlanma teması yorulma testleri sırasında daha iyi sonuçlar veren yeni alaşımlar geliştirdi. Hidrojen şarjı ile yapılan testlerde, optimize edilmiş kimyasal kompozisyon, geleneksel rulman çeliklerine kıyasla beyaz yapısal pullanma (WSF) direncinde beş kat artışa yol açtı.

Optimize edilmiş ısıl işlemle de önemli bir gelişme sağlanmıştır. Burada, yuvarlanma yollarının altındaki artık gerilim, kesiti sertleştirme yerine karbonitridizasyon ile artırılabilir. Bu önlem beyaz yapıların oluşumunu engellemese de, bu yapılardan çok daha az çatlak gelişir ve yüzeye daha yavaş yayılırlar.

AWS-TF, yeni bir rulman malzemesi

Bu bulgulara dayanarak NSK, optimize edilmiş ısıl işlem ile optimize edilmiş kimyasal bileşimi birleştiren ve rulmanlar için yeni bir malzeme olan AWS-TF (AWS – Beyaz Karşıtı Yapı) geliştirdi.

Testler, AWS-TF’den yapılan rulmanların Beyaz Dağlama Çatlağı (WEC) riskini tamamen ortadan kaldırmadığını, hasarın ortaya çıkmasındaki gecikmenin ise geleneksel rulman çeliklerine göre yedi kat daha uzun olduğunu göstermiştir. Kritik kurulum alanlarındaki ilk saha testleri şu anda devam etmektedir ve bu test sonuçlarını doğrulamaktadır.

Türbin Komponantleri

Rüzgâr türbininizi yıldırımdan nasıl korursunuz?

Yayın tarihi:

-

Yazar

DTN Türkiye Temsilcisi Mert Gün ile bir söyleşi gerçekleştirdik. Mert Bey, RES’lere yıldırımlı  hava koşulları başta olmak üzere 50 farklı parametre hakkında erken uyarı hizmeti sunan  Weather Sentry Online: Wind Addition isimli özel yazılım hakkında ayrıntılı açıklamalar yaptı.

DTN’den ve faaliyet alanlarından bahseder  misiniz? 

DTN, Minnesota merkezli olarak 1984 yılında kurulmuş özel bir şirkettir. Dünyada  18 farklı ülkede ofisi bulunmaktadır. Firma,  toplamda 750’nin üzerinde uzman personel  çalıştırmaktadır. Her yıl, 200 milyon USD ciro  kaydetmektedir. Hizmet verdiği başlıca sektörler; enerji, tarım, petro-kimya, havacılık ve  gemi taşımacılığıdır.

Rüzgar enerjisi sektörüne hangi hizmetleri  sunuyorsunuz? Global ve yerel düzeydeki  faaliyetleriniz hakkında genel bilgi alabilir  miyiz? 

Endüstriyel meteorolojide esas hedef operasyondaki kararlarınızı ve işinizi, mevcut  en doğru verilere ve öngörülere bağlı olarak  yönetmeye fayda sağlamaktır. DTN, bir veri  analitiği ve teknoloji şirketi olarak, şirket  kârlılığını iyileştiren ve riski azaltan, işletme  açısından doğru kararlar almanız için ihtiyaç  duyduğunuz altyapıyı sizlere sunuyor.

DTN’in rüzgar enerjisinde operasyondaki  santraller için geliştirmiş olduğu Weather  Sentry Online: Wind Addition isimli çok özel  bir yazılım mevcuttur. Bu yazılımda müşte

rilerimizin santrallerini global sistemimize  lisanslama yapıyoruz. Şu an dünyanın her kıtasında 2.500’ün üzerinde rüzgar enerji santralinde yazılım aktif olarak kullanılıyor.

Yıldırım Erken Uyarı Sistemi hizmetleriniz  hakkında ayrıntılı bilgi verir misiniz?  

Faaliyetteki rüzgar enerjisi santrallerde en  büyük sorunlardan birisi maalesef yıldırım  kaynaklı hasarlardır. Yıldırım hadisesi, santral genelinde ve rüzgar türbinlerinde, hâliha zırda yıldırıma karşı koruma ve yıldırım iletim  sistemleri olmasına rağmen, türbin üzerinde  majör hasarlar bırakabiliyor. Kanatlar, trafo lar, elektriksel sistemler, konveryörler bunların başlıcaları diyebiliriz.

Yıldırımın, rüzgar santralinde ve türbin ekipmanları üzerinde kalıcı ve ağır masraflı hasarlar bırakmasının farklı farklı sebepleri oluyor. Bu hasarların kök sebebinin RES işletme yönetimini ve türbin tedarikçisinin tahkik etmesi lazım.

Yazılım asıl odaklandığı nokta rüzgâr enerjisi  santralinin olumsuz hava koşulları hakkında,  50 farklı parametre set edebiliyor oluşunuz dur. Bunların başında gelen de yıldırımlı hava  koşullarının yaklaşmasında sizlere erken  uyarı verebiliyor olmasıdır. Aynı zamanda  sahanıza düşen yıldırımları kayıt altına alma  imkânı sağlıyorsunuz.

Bu lisanslamanın müşterilere faydaları nelerdir ? 

Yazılımın başlıca faydalarını aşağıdaki ana  başlıklar ile sıralayabiliriz:

  • İş Güvenliği: Malumunuz kötü hava  koşullarında türbinde herhangi bir iş  yapılması tehlikeli ve yasaktır. Eğer bu  esnada türbinde çalışan var ise ivedilikle  türbini terk etmelidir. Yazılım sizi bu konularda erken uyarı sistemiyle bilgilendir.  Bu durum, iş güvenliği açısından çok büyük önem arz eder.
  • Sigorta: Santralde sigortaya esas bir  dosya açıldığında, dosyaya atanan sigorta experleri sizlerden bu olumsuz  hava koşullarının kayıtlarını isterler.  Bazı marka model türbinlerde bu veriler  Scada üzerinden sağlanabilirken çoğu  türbinde bu veriler tutulmaz. Yazılım sahanıza düşen yıldırımları size tarih, saat,  lokasyon ve kA biriminde yıldırım şiddetini kayıtlarınıza sunar.
  • Kanatlar: Nerdeyse tüm yatırımcılar her  sene santrallerinde yıldırım kaynaklı  kanat hasarlarının tamiratını gerçekleştirirler. Sözleşmesel olarak, bu yıldırım  kaynaklı hasarlar force-major olarak değerlendirilir ve genellikle yatırımcılar bu  tamirat bedelini üstlenmek zorunda kalır. Hasarın boyutuna göre, tamir süresi  değişir ve bazı durumlarda bu masraflar  can yakıcı bir hâl alabilir. Yazılıma sahanızdaki türbin koordinatlarınızı da tanımladığımızda, günlük raporlar halinde,  hangi türbininize kaç metre mesafede  yıldırım düştüğü konusunda bilgi sahibi  olursunuz. Böylelikle o türbin kanatların da kontrol sağlayarak, olası kanat hasarlarının büyümesini önleyebilirsiniz.
  • Servis Planlaması: Yazılımın rüzgar  enerjisi santralleri özelinde hazırlandığını  belirtmiştim. İlave olarak sistem istediğiniz zamanda tanımladığınız hub yüksekliğinde rüzgar hızının saatlik öngörüsünü  sizlere verir. Bu da günlük planlamalarınızı daha sağlıklı oluşturmanızı sağlar.

Türkiye’de referanslarınız var mıdır? 

Türkiye pazarında şu an sistemimizde 18  rüzgar enerjisi santraline hizmet veriyoruz.

Aralarında borsaya kota olan şirketler de mevcuttur.

Sizi rakiplerinizden ayıran şeyler neler? 

Weather Sentry Online: Wind Addition’a çok  rahat kullanımlı bir arayüz ile erişim sağlıyorsunuz. Google Earth üzerinden santralinizi görselleme imkânınız oluyor. İstediğiniz  olumsuz hava koşulu parametresini kendiniz  ayarlama imkânına sahipsiniz. Örnek olarak,  tahmini rüzgar hızı 30 m/s ve 30-60 derece  açılarında estiğinde bize uyarı gönder gibi.  Ayrıca harita üzerinden türbin bazında noktasal yıldırım bilgilendirmesi sektörde sade ce bizim patentimizde olan bir uygulamadır.

Eklemek istediğiniz bir şey var mıdır? 

Dileyen tüm yatırımcılara ve türbin tedarikçilerine ücretsiz limitli süreli demo sağlayabiliriz. Böylelikle yazılım hakkında daha detaylı  bilgi sahibi olunabilir. İsteyen herkesi de bir  fiili ziyaret edip, yazılım hakkında daha detaylı bilgi geçebiliriz.

Mert Gün kimdir? 

2012 yılından bu yana Rüzgâr Enerjisi  sektörüne gönül veren profesyoneller den biriyim. Uzun yıllar farklı marka-model türbin portföylerinden oluşan Türkiye’nin en büyük rüzgâr enerji santrali  yatırımcısında yönetici pozisyonunda  görev aldım. Uzmanlığım faaliyetteki  rüzgâr enerjisi santrallerinde İşletme ve  Bakım yönetimidir. Yeni görevimde, Da nimarka menşeili uluslararası bir kanat  servis firmasının bölge direktörlüğünü  yapıyorum. Bunun yanı sıra Amerika  Birleşik Devletleri menşeili dünyanın en  büyük endüstriyel meteoroloji hizmeti  veren DTN firmasının Türkiye temsilciliğini yürütüyorum.

Devamını oku

Metal Tedarikçileri ve Bileşenleri

Enerji sektörü için iletken tel ve bara tedarikinde yüksek standartlar: Sar Power

Yayın tarihi:

-

Yazar

Sar Power®, yenilenebilir enerji pazarındaki büyük üreticilere esnek bakır iletken, kaynaklı bakır/alüminyum parçalar ve monte edilmiş hazır kit ürünler sunuyor.

Sar Makina San. ve Tic. AŞ, 1991 yılında Türkiye’nin lider bakır üretici Sarkuysan Elektrolitik Bakır AŞ tarafından kurulmuş olan mühendislik, üretim ve taahhüt firmasıdır. Firma, Kocaeli’nin Darıca ilçesinde, 13,000 metrekare kapalı, toplamda 16,000 metrekare alana sahip fabrikada üretim faaliyetlerine devam etmektedir. Sar Makine; enerji endüstrisi, tel ve kablo sektörüne bara, kağıt izoleli iletken tel, tel çözücü, tel sarıcı, tel bükme makinesi, bobin sarıcı makine, çelik tel ve kablo makaraları, komple kalay kaplama hattı, emülsiyon filtre sistemi gibi ürünlerle başarıyla hizmet etmektedir. Firmanın ana ürün grupları şu iki başlık altında toplanmıştır:

Enerji bölümü: Bara & kağıt izoleli iletken tel

Makine ve ekipman bölümü: Çelik tel ve kablo makaraları, makine ve yardımcı ekipmanlar.

Enerji sektörünün yüksek kalite standartlarına uygun iletken tel ve bara tedariki

Sar Power®, Sar Makina San. ve Tic. AŞ firmasının enerji endüstrisine hizmet eden markasıdır. Geniş kapsamda, trafo, şalt pano, konverter, jeneratör, enerji hücreleri batarya hücreleri kısaca mükemmel elektrik iletiminin ihtiyaç olduğu yerlere bakır, alüminyum bara ve kağıt izoleli iletken tel tedariki sağlamaktadır. 

Sar Power®, bara ve izoleli iletken tel üretimi konusunda uzman ve konusunda Türkiye’de lider bir firmanın markasıdır. Son yıllarda özellikle yenilenebilir enerji pazarındaki büyük üreticilere esnek bakır iletken, kaynaklı bakır / alüminyum parçalar ve monte edilmiş hazır kit ürünler sunmaktadır. Hızlı aksiyon ve kaliteli çözüm anlayışıyla öne çıkan firma, “Bir tedarikçiden daha fazlası…” mottosunu benimsemiştir.

Güçlü referanslar

Enerji sektöründe hem yurt içi hem de yurt dışından birçok güçlü firmayla iş ortaklıkları bulunan Sar Power®’ın referansları arasında; Siemens Gamesa, Enercon, Schneider Electric, General Electric, Siemens, Sarkuysan, Best Elektromekanik, Astor Transformatör, Leroy-Somer, Nidec ASI, ABB Power Grids, Schlomo Group, Doosan Power, Sönmez Transformatör ve Metal Center yer alıyor.

Devamını oku

Kompozit Materyaller

Nordex ve TPI işbirliği kanatlanıyor

Yayın tarihi:

-

Süregelen piyasa momentumunda ve sipariş alımında meydana gelen küçük geri çekilmeye rağmen  Nordex Grubu ve Amerikan rotor kanadı üreticisi TPI Composites, Türkiye ve Hindistan’da işbirliğine ek olarak stratejik ortaklık üzerinde de anlaşmaya vardılar. Bu yenilikçi işbirliği modelinin bir parçası olarak Nordex Grubu Meksika, Matamoros’taki rotor kanadı üretimini üç yıllığına TPI’ya transfer edecek. Temmuz 2021’de başlayacak bu süreçte iki ortak, daha çok Amerika piyasalarına yönelik yapılan üretimin verimliliğini ve kalitesini, TPI’nın rotor kanadı işleme teknolojisindeki benzersiz uzmanlığıyla katlayarak artıracaklar.

Nordex işletmesi şu anda iki tip rotor kanadı üretiyor. TPI işletme devralacak ve Nordex Grubu’na özel üretime başlayacak. Anlaşma ayrıca işletmenin 2024 yılında tam çalışır durumda Nordex Grubu’na geri verilmesini de içeriyor. Ayrıca, üretim sürekliliğinin sağlanması için ek bir madde de bulunuyor. Buna göre, TPI Matamoros’taki Nordex rotor kanadı işletmesinin 1500 çalışanını da bünyesine katacak.

Anlaşma, küresel imalat ayak izini bir adım daha artırıp temel bileşen tedarik zincirindeki esnekliğini artıran Nordex için bir dönüm noktası daha anlamına geliyor.

Nordex grubu CEO’su José Luis Blanco, “Meksika’da güçlü bir ayağı bulunan, rotor kanadı üretiminde küresel lider TPI ile stratejik ortak olduğumuz için memnunuz. Bu ortaklık gelecek yıllardaki karlı büyümemizi güvence altına almamıza ve hızlı teslimat ve özellikle ABD müşterilerimiz için teslimatta yüksek güvenilirlikle ilerleyen zamanlardaki piyasa fırsatlarını  yakalamamıza imkan tanıyor. Bu da dünya çapında diğer stratejik etkinlikler için kaynaklarımıza odaklanmamızı sağlıyor”, dedi.

TPI CEO’su Bill Siwek ise “Nordex’in Meksika’da kanat imalatlarıyla ilgili olarak bize güvenmesi ve TPI ile ilişkilerini genişletmesinden memnunuz. 2013 yılından bu yana küresel çapta güçlü ilişkimiz devam ediyor” dedi.

Nordex Grubu ve TPI, uzun süredir, 2013 yılından bu yana birlikte çalışıyorlar. Nordex Grubu, rotor kanatlarını Türkiye’de TPI’dan tedarik etmekteydi. 202o yılından itibaren Çin’de, 2021 yılından itibaren de Hindistan’da da TPI’dan satın alıyor.

Devamını oku
Reklam
Reklam
Reklam
Reklam
Reklam
Reklam

Trendler