16+
Регистрация
РУС ENG
http://www.eprussia.ru/epr/383-384/1353628.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 03-04 (383-384) февраль 2020 года

Инновационные решения HÜBERS для изготовления лопастей ветрогенераторов

Тема номера Евгений ГЕРАСИМОВ 371
Руководитель департамента разработки проектов и продаж оборудования HÜBERS г-н Ханно Штайнцен (Hanno Steinzen).

Одним из новых стратегических направлений производства компании HÜBERS стало создание нового типа оборудования для прямой вакуумной инфузии V‑DIT, которое применяется при производстве лопастей ветровых энергетических установок (ВЭУ).

Об особенностях его работы и перспективах применения «ЭПР» рассказал руководитель департамента разработки проектов и продаж оборудования HÜBERS г-н Ханно Штайнцен (Hanno Steinzen).

– Компания HÜBERS в течение нескольких десятилетий является признанным мировым лидером по созданию заливочного и пропиточного оборудования. Сейчас компания предлагает разработки в области вакуумной инфузии, которая используется при создании лопастей ветрогенераторов. Чем вызвано данное решение?

– HÜBERS всегда там, где ставятся высокие цели. Наглядным подтверждением тому являются более ста патентов, авторских свидетельств, изобретений и зарегистрированных образцов, а также более 3 тысяч машин, работающих в более чем 50 странах мира. С каждой новой построенной установкой мы преобретаем бесценный опыт, который помогает нам еще более успешно находить решения.

Спектр продукции нашего предприятия постоянно растет. Одним из новых стратегических направлений развития нашего производства стало создание совершенно нового типа оборудования для прямой вакуумной инфузии, которому мы дали имя V‑DIT. Это технология изготовления изделий посредством создания композиции, которая состоит из прочных и эластичных синтетических волокон и связующих материалов. Инфузия связующей смолы в многослойную укладку стекло- или углеволокна позволяет создать композитное изделие, обладающее набором таких свойств, как прочность, упругость, устойчивость к переменным нагрузкам и т. д. Композитные изделия значительно легче своих аналогов, изготовленных из металла и бетона. Сегодня композиты успешно применяются при создании конструкционных изделий в судостроении, в автомобильной промышленности, в аэрокосмической промышленности, при изготовлении строительных конструкций и во многих других изделиях.

Однако наиболее распространенным направлением использования вакуумной инфузии является производство лопастей ветровых энергетических установок (ВЭУ).

Создание композитного изделия, которым является лопасть ветрогенератора можно разделить на несколько этапов. Вначале создается укладка инфузионного пакета. Затем осуществляется процесс вакуумной инфузии и отверждение композитного изделия. На заключительном этапе, как правило, осуществляется доработка композитного изделия, для того чтобы придать ему вид готовой детали.

Лопасти ВЭУ представляют собой сложное изделие, при производстве которого требуются большие материальные и трудовые затраты. Они должны работать в сложных климатических условиях, выдерживать переменные нагрузки. Выход из строя лопасти ведет к огромным убыткам, предотвратить которые можно только за счет обеспечения объективного контроля за соблюдением технологического процесса, качественной дегазации связующего материала и отсутствия воздушных включений в теле композитного изделия.

Если представить себе инфузионный пакет, то он состоит из отап­ливаемой формы-матрицы, в которой формируется многослойная укладка, состоящая из уложенных в определенной последовательности волокон и других конструкционных материалов. Затем пакет укладки покрывается перфорированной пленкой, поверх которой прокладываются массопроводы для подачи связующего материала. Наконец, вся эта конструкция покрывается воздухонепроницаемой пленкой, которая плотно фиксируется (приклеивается) к форме по краям укладочного пакета.


Вакуумная инфузионная установка V-DIT для однокомпонентного связующего материала.

Вакуумная инфузионная установка V-DIT  для однокомпонентного связующего материала.



После создания укладки пространство под воздухонепроницаемой пленкой вакуумируется и начинается подача в него связующего материала, который представляет собой реактивную смесь полимерной смолы. Чаше всего в качестве связующего материала используется эпоксидная смола или полиуретан. Т.е. те материалы, для переработки которых мы уже многие десятилетия создаем наше уникальное оборудование.

Стремительное развитие ветроэнергетики напрямую связано с разработкой более мощных установок. Для таких установок требуются большие лопасти. Уже сейчас имеются конструкции лопастей, длина которых превысила отметку 100 метров, с тенденцией к дальнейшему увеличению. Для изготовления таких лопастей необходимо в кратчайшие сроки подготовить большое количество связующего материала, в качестве которого используются двухкомпонентные полимерные смолы. За многие годы работы в этом направлении компания HÜBERS накопила богатый опыт, который может быть с успехом применен при решении возросших задач при осуществлении вакуумной инфузии

– Какие дополнительные преимущества потребителям дает оборудование V‑DIT?

– Реактивная смола, – это живой материал, в котором с момента смешивания протекает химическая реакция полимеризации. С течением времени вязкость реактивного материала постоянно возрастает. В определенный момент вязкость связующего материала достигает критической величины, при которой качественная инфузия уже невозможна. Поэтому продолжительность процесса вакуумной инфузии ограничена по времени. Скорость подачи связующего материала также ограничена предельным давлением, которое может создавать связующий материал. Оно не должно быть выше атмосферного, чтобы не допустить вздутия изоляционной пленки, нарушения укладки и деформации формы будущего изделия. Поступающий в укладку связующий материал должен равномерно распространиться по всему объему пакета, вплоть до самых крайних и тонких участков. В будущем композитном изделии не должно оставаться участков, не заполненных связующим материалом и воздушных включений.

Традиционная технология вакуумной инфузии предусматривает неконтролируемое засасывание связующего материала под воздействием разрежения, создаваемого в инфузионном пакете из присоединенных к нему емкостей.

При создании оборудования V‑DIT мы использовали наши проверенные временем наработки. В оборудовании HÜBERS применена система непрерывной вакуумной подготовки нереактивных компонентов смолы и отвердителя. Благодаря этому эффективному методу стало возможным изготавливать детали, объем наполнения которых связующим материалом в разы превышает суммарный объем подготовительных емкостей инфузионной установки.

В оборудовании HÜBERS осуществляется вакуумная подготовка не только компонента смолы, но и отвердителя, что позволяет полностью исключить возможность образования пузырьков при подаче смеси связующего материала в вакуумированную форму.

Для создания заданной рецептуры связующего материала в оборудовании V‑DIT используются высокоточные дозировочные насосы. Качество дозирования компонентов постоянно контролируется при помощи электронного прибора. Гомогенное смешивание компонентов и приготовление реактивного связующего материала непосредственно перед его подачей в инфузионный пакет осуществляется в проточном статическом смесителе HÜBERS. Таким образом, мы впервые смогли обеспечить активную прямую подачу связующего материала в инфузионный пакет, без использования накопительных емкостей, защитить связующий материал от контакта с влажным воздухом рабочей зоны, а также от случайного загрязнения, исключить проливы связующего материала и выделение его паров в рабочую зону.

В оборудовании V‑DIT реализована активная подача связующего материала в форму. Этот процесс регулируется при помощи управления дозировочными насосами. В зависимости от размеров изготавливаемого изделия скорость подачи свежеприготовленного и имеющего минимальную вязкость реактивного связующего материала может достигать 20, 40, 60 или 80 л / мин. Система управления установкой позволяет в автоматическом режиме контролировать давление, создаваемого связующим материалом в инфузионном пакете, и регулировать скорость его подачи. На завершающем этапе процесса вакуумной инфузии установка V‑DIT может снизить скорость подачи связующего практически до нуля и не допустить переполнение формы и вздутия изоляционной пленки инфузионного пакета. Таким образом, продолжительность процесса вакуумной инфузии с использованием оборудования V‑DIT может быть уменьшена почти вдвое.

Наши машины обеспечивают заданную производительность и высочайший уровень качества изготавливаемой продукции. Отличительной чертой оборудования HÜBERS является его надежность, минимальный объем технического обслуживания, сокращение до минимума отходов производства.

Еще одной отличительной особенностью оборудования V‑DIT является то, что система управления установки документирует технологический процесс. Она может взаимодействовать с системой управления производства заказчика ERP. Возможна интеграция в Smart Factory посредством подключения TCP / IP. Таким образом, изготавливаемое нами оборудование имеет все признаки соответствия требованиям Industry 4.0.


Компактная установка V-DIT с системой непрерывной подготовки двухкомпонентного связующего материала.

Компактная установка V-DIT  с системой непрерывной подготовки двухкомпонентного связующего материала.



Применение современного оборудования V‑DIT позволяет удовлетворить растущие потребности энергетиков, реализовать потребности эксплуатационщиков ВЭУ при создании крупногабаритных, прочных и легких конструкций лопастей.

– Есть ли примеры успешного применения оборудования V‑DIT?

– Оборудование V‑DIT установлено на заводах Siemens Gamesa. Каждая из этих машин по своей сути является отдельным производством. Среди примеров оборудования V‑DIT есть и небольшие установки. Однако все оборудование отличает надежность в эксплуатации и стабильно высокое качество изготавливаемой продукции.

– Вопрос о локализации производства в России – один из важных, с этим связано принятие решения о государственной поддержке проектов. Как российские заказчики могут воспользоваться преимуществами оборудования HÜBERS?

– HÜBERS уже более 15 лет работает на рынке стран СНГ. За эти годы мы поставили заказчикам более 60 разнообразных машин, большинство из которых работают в России. Оборудование обеспечивается русифицированным ПО и руководством по эксплуатации на русском языке.

Мы всегда готовы к сотрудничеству и будем рады видеть вас на нашем предприятии в Бохольте!


hubers

HÜBERS Verfahrenstechnik Maschinenbau GmbH
Schlavenhorst 39
D-46395 Bocholt
Tel +49 2871 281-1203
Fax +49 2871 281-1250
www.huebers.de

ВЭУ, Лопасть ротора, Возобновляемые источники энергии (ВИЭ)

Похожие Свежие Популярные