تصنيع هيكل المنصة وقاعدة التثبيت

نظرة عامة على المنتج

تشكل هياكل الحجرة وقواعد التثبيت العمود الفقري الهيكلي الأساسي لنظام نقل الحركة في توربينات الرياح، حيث تدعم العمود الرئيسي وعلبة التروس والمولد ونظام الدوران في ظل أحمال دورية شديدة. ويتم تصنيع هذه الهياكل الملحومة الثقيلة من ألواح فولاذية هيكلية عالية القوة يتراوح سمكها بين 30 مم و150 مم، مع قدرة تحمل تصل إلى 80 طنًا للقطعة الواحدة. تبدأ عملية التصنيع بالقطع الدقيق للصفائح بالبلازما أو الليزر وفقًا لمتطلبات فئة التنفيذ EN 1090-2 EXC4، يليها اللحام بالقوس المغمور متعدد الممرات (SAW) واللحام بالقوس ذي قلب الصهر (FCAW) باستخدام معادن حشو معتمدة وفقًا لمعايير AWS A5.29 وEN ISO 17632. تم تصميم كل وصلة لحام لتحمل أحمال إجهاد تتجاوز 10^7 دورة وفقًا لمعايير التصميم IEC 61400-1، مع لحامات تناكب ذات اختراق كامل ووصلات T ذات اختراق جزئي تم التحقق منها من خلال اختبار بالموجات فوق الصوتية (UT) بنسبة 100% وفقًا لمعيار EN ISO 17640 واختبار الجسيمات المغناطيسية (MT) وفقًا لمعيار EN ISO 17638.

المعالجة الحرارية لتخفيف الإجهاد بعد اللحام

تعتبر المعالجة الحرارية لتخفيف الإجهاد بعد اللحام (PWHT) إلزامية لجميع مجموعات هيكل حجرة المحرك وقاعدة التثبيت، وذلك لإزالة الإجهادات المتبقية الناتجة عن اللحام وضمان ثبات الأبعاد طوال العمر التصميمي للتوربين البالغ 20 عامًا. يتم إجراء المعالجة الحرارية لتخفيف الإجهاد بعد اللحام (PWHT) في فرن يعمل بالغاز قابل للبرمجة مع التحكم في درجة الحرارة وفقًا للمعيار EN 10052، وعادةً ما يتم الحفاظ على درجة حرارة تتراوح بين 580 درجة مئوية و620 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة لكل 25 مم من السماكة، يليها تبريد متحكم فيه بمعدل أقصى يبلغ 50 درجة مئوية في الساعة لمنع إعادة التصلب أو التشوه. بالنسبة للمفاصل ذات المقاطع السميكة التي تتجاوز 80 مم، يتم تطبيق تخفيف الضغط المتوسط أثناء اللحام متعدد الممرات للحفاظ على درجات الحرارة بين الممرات بين 150 درجة مئوية و250 درجة مئوية، كما هو محدد في المعيار EN 1011-2. يقلل هذا المعالجة الحرارية من ذروة الإجهادات المتبقية إلى أقل من 30% من قوة الخضوع للمادة، وهو ما تم التحقق منه من خلال قياسات مقياس الإجهاد عن طريق حفر الثقوب وفقًا لمعيار ASTM E837، مما يضمن احتفاظ قاعدة التثبيت بتفاوت التصنيع البالغ ±0.05 مم على واجهات المحامل وعلبة التروس الحرجة بعد سنوات من التشغيل.

التصنيع باستخدام الحاسب الآلي وحماية الأسطح

تتم المعالجة باستخدام الحاسب الآلي (CNC) لواجهات إطار حجرة المحرك على ماكينة طحن جسرية أبعادها 6 أمتار × 4 أمتار × 2 متر مزودة بنظام تحكم Heidenhain TNC 640، مما يحقق دقة في تحديد المواقع تبلغ ±0.02 ملم ونعومة سطح تبلغ Ra 1.6 ميكرومتر على جميع مقاعد المحامل ووسادات تثبيت علبة التروس. يتم حفر مبيتات محامل العمود الرئيسي بتفاوت H7 وفقًا لمعيار ISO 286-2، مع الحفاظ على التراكز في نطاق 0.03 مم عبر كامل امتداد لوح القاعدة. يتم تصنيع حواف تركيب علبة التروس بحيث تكون مسطحة بدقة 0.05 مم لكل متر، مع وضع أنماط فتحات البراغي في موضع ±0.1 مم بالنسبة لقطر دائرة خطوة التوربين. يتم حماية جميع الأسطح المُشكّلة بنظام طلاء إيبوكسي أولي من طبقتين يفي بمتطلبات الحماية من التآكل ISO 12944-4 C5-M، مع سمك طبقة جافة لا يقل عن 240 ميكرومتر. تم تصميم عروات الرفع وأقواس النقل المدمجة وفقًا لمعايير DNV-GL-ST-0378، مع عامل أمان يبلغ 4:1 مقابل نقطة الخضوع، مما يتيح المناولة الآمنة أثناء التجميع والتركيب البحري.

التطبيقات والقطاعات

تُستخدم هياكل كبائن المحركات وقواعد التثبيت التي تُصنّعها شركة «ليدينغ توب يونيون» في منصات توربينات الرياح البرية والبحرية بقدرات تتراوح بين 3 و15 ميغاواط، لتخدم كبرى الشركات المصنّعة للمعدات الأصلية ومقاولي التصميم والمشتريات والبناء في قطاع الطاقة المتجددة. بالنسبة لمزارع الرياح البحرية في بحر الشمال وبحر البلطيق، صُمّمت قواعد التثبيت لتحمّل أحمال الأمواج الشديدة وظروف العواصف التي تحدث كل 50 عامًا وفقًا لمعيار DNV-OS-J101، مع حسابات العمر الافتراضي للإجهاد بناءً على منحنيات S-N من المعيار EN 1993-1-9. يتراوح وزن الإطار النموذجي لكابينة المحرك لتوربين بحري بقدرة 8 ميغاواط بين 45 و65 طنًا، وهو يدعم نظام نقل الحركة الذي ينقل عزم دوران يبلغ 12,000 كيلو نيوتن متر عند سرعات رياح مقدرة تبلغ 12 م/ث. يجب أن تحافظ واجهة محمل الانحراف في قاعدة التثبيت على محاذاة في حدود 0.1 درجة طوال العمر التشغيلي للتوربين، مما يتطلب تفاوتات تصنيع تبلغ ±0.05 مم على سطح تركيب حلقة الانحراف التي يبلغ قطرها 4 أمتار. تخضع هذه المجموعات لاختبار غير متلف بنسبة 100% يشمل الاختبار بالموجات فوق الصوتية ذات المصفوفة المرحلية (PAUT) وفقًا لمعيار ASTM E2491 للكشف عن العيوب المستوية التي يصل طولها إلى 2 مم.

تطبيقات الدفع البحري

وبالإضافة إلى طاقة الرياح، تدعم قدرات التصنيع الثقيل تطبيقات هياكل كابينة المحرك وقواعد التثبيت في أنظمة الدفع البحرية، حيث تتشابه المتطلبات الهيكلية مع تلك الخاصة بتوربينات الرياح. وبالنسبة لمحركات الدفع الأفقية في سفن التموضع الديناميكي، يتم تصنيع قواعد التثبيت من فولاذ بناء السفن NV E36 أو DH36 وفقًا لقواعد DNV، مع سماكة تصل إلى 120 ملم ووزن يصل إلى 60 طنًا للقطعة الواحدة. يجب أن تقاوم هذه المكونات الاهتزازات الالتوائية الناتجة عن محركات الديزل الكهربائية التي تعمل بسرعة 600 إلى 1200 دورة في الدقيقة، مما يتطلب عملية PWHT للحفاظ على التسطيح في حدود 0.5 مم على مدى 5 أمتار بعد المعالجة الآلية. يتم حفر واجهات تركيب علبة التروس بتفاوت H6 مع تشطيب سطحي Ra 0.8 ميكرومتر، مما يضمن سلامة طبقة الزيت للمحامل الهيدروديناميكية. تخضع كل قاعدة بحرية لاختبار إشعاعي (RT) بنسبة 100% وفقًا لمعيار EN ISO 17636-1 على جميع اللحامات ذات الاختراق الكامل، مع معايير القبول وفقًا لمعيار EN ISO 5817 المستوى B، وهو مستوى الجودة الأكثر صرامة للمفاصل الملحومة في التطبيقات الحرجة المتعلقة بالسلامة.

إطارات التعدين ومعالجة المعادن

في صناعة التعدين ومعالجة المعادن، تُستخدم الهياكل ذات التصميم المعلق (nacelle-style) لمحركات طواحين الطحن الكبيرة وبكرات رأس الناقلات، حيث تتجاوز الأحمال الهيكلية 500 طن من الوزن الثابت بالإضافة إلى قوى الصدم الديناميكية. تُصنع قواعد التثبيت لمحركات طواحين SAG من الفولاذ المقاوم للتآكل AR400 أو AR500 بسُمك يصل إلى 150 مم، وهي مصممة وفقًا لمعيار ASME BTH-1 لأجهزة الرفع المثبتة أسفل الخطاف. تُصنع مبيتات المحامل الرئيسية لتستوعب محامل أسطوانية كروية بقطر تجويف يصل إلى 1.2 متر، مع الالتزام بتفاوت IT6 وفقًا لمعيار ISO 286-2. تتطلب هذه التجميعات معالجة حرارية بعد اللحام عند درجة حرارة تتراوح من 550 درجة مئوية إلى 600 درجة مئوية لتخفيف الإجهاد، يليها تبريد متحكم فيه لمنع التشقق الناتج عن الهيدروجين في الأجزاء السميكة. يُفحص كل لحام باستخدام اختبار الموجات فوق الصوتية بتقنية تشتت زمن الطيران (TOFD) وفقًا لمعيار EN ISO 15626، وهو قادر على اكتشاف عيوب عبر الجدار صغيرة تصل إلى 1 مم في الألواح التي يصل سمكها إلى 200 مم. تُطلى قاعدة التثبيت النهائية بنظام ثلاثي الطبقات من الإيبوكسي والبولي يوريثان وفقًا لمعيار ISO 12944-5 لمقاومة التآكل في بيئات المناجم الحمضية.

لماذا تختار Leading Top Union لتصنيع هياكل الناسل وقواعد التثبيت؟

إدارة الجودة وشهادات اللحام

يعمل مصنع شركة "ليدينغ توب يونيون" في سوتشو وفقًا لنظام شامل لإدارة الجودة معتمد وفقًا لمعيار ISO 3834-2 في مجال اللحام، ومعيار EN 1090-2 EXC4 في مجال تنفيذ الهياكل الفولاذية، ومعيار AWS D1.1 فيما يتعلق بالامتثال لقواعد اللحام الهيكلي. تتوافق إجراءات اللحام مع معيار EN ISO 15614-1 لجميع سماكات الألواح حتى 150 مم، وتغطي عمليات اللحام بالصهر تحت الغاز (SAW) واللحام بالصهر في الهواء المحيط (FCAW) واللحام بالقوس المعدني بالغاز (GMAW) باستخدام معادن حشو تتناسب مع قوة المواد الأساسية من S355 إلى S690QL. يتم تشغيل مختبر مخصص للاختبارات غير التدميرية (الفحص غير الإتلافي) مع مفتشين معتمدين من المستوى الثالث وفقًا لمعيار EN ISO 9712، قادرين على إجراء اختبارات UT وMT وRT وPAUT على جميع فئات اللحام. بالنسبة لحامات محامل العمود الرئيسي الحرجة، يتم تطبيق اختبار بالموجات فوق الصوتية بنظام المصفوفة المرحلية بنسبة 100٪ باستخدام أنظمة مسح آلية تسجل بيانات حجمية كاملة للتتبع، بما يفي بمتطلبات DNV-GL-ST-0361 لمكونات توربينات الرياح البحرية.

الدعم الهندسي ومحاكاة العمليات

يقدم فريق الهندسة الدعم الكامل في مجال التصميم من أجل التصنيع، بما في ذلك تحليل العناصر المحدودة (FEA) وفقًا للمعيار EN 1993-1-5 فيما يتعلق بانثناء الألواح، والمعيار EN 1993-1-8 فيما يتعلق بتصميم الوصلات الملحومة. يتم محاكاة دورة PWHT باستخدام التحليل الحراري الحسابي للتنبؤ بالتشوه وتوزيع الإجهاد المتبقي، مما يؤدي إلى تحسين وضع التثبيت وتسلسل اللحام للحفاظ على تفاوتات التصنيع النهائية في حدود 3 مم على التجميعات التي يبلغ وزنها 80 طنًا. بالنسبة لكل إطار من أطر الناقل، يتم إنشاء خطة لتسلسل اللحام تعمل على موازنة مدخلات الحرارة عبر الهيكل، باستخدام درجات حرارة التسخين المسبق المحسوبة وفقًا للمعيار EN 1011-2 استنادًا إلى قيم مكافئ الكربون (CEV) التي تصل إلى 0.45٪. تم تجهيز مركز التصنيع CNC بجهاز فحص مدمج في الماكينة يقيس الواجهات الحرجة أثناء العملية، ويعوض التمدد الحراري وتآكل الأدوات للحفاظ على تفاوتات ±0.05 مم دون الحاجة إلى عمليات ثانوية. يتم تسجيل جميع البيانات الأبعاد في نسخة رقمية مطابقة لتتبع كامل من اللوح الخام إلى التجميع النهائي.

الخدمات اللوجستية وإدارة المشاريع

يتم دمج الخدمات اللوجستية وإدارة المشاريع في عملية التصنيع، حيث يتم تصميم كل إطار من أطر حجرة المحرك وقاعدة التثبيت بحيث تشتمل على عروات رفع مدمجة، ووسائد نقل، وأسطح مقاومة للتآكل لتسهيل الشحن الدولي. ويتم التنسيق مع وكالات التفتيش الخارجية مثل DNV أو Lloyd's Register أو Bureau Veritas فيما يتعلق بنقاط المراقبة والتثبيت، مما يضمن الامتثال للمتطلبات الخاصة بالمشروع فيما يتعلق بتطبيقات طاقة الرياح البحرية أو التطبيقات البحرية. تسمح سعة الرافعة العلوية للمنشأة البالغة 80 طنًا ومناطق التجميع التي يبلغ عرضها 12 مترًا بمناولة قطع ملحومة من قطعة واحدة تتناسب مع حاويات الشحن القياسية أو تكوينات الرفوف المسطحة. مع مهلة زمنية نموذجية تتراوح من 12 إلى 16 أسبوعًا من شراء المواد إلى الفحص النهائي، يتم دعم جداول التسليم في الوقت المحدد لخطوط تجميع التوربينات. اتصل بفريق المبيعات الفنية لدينا على info@leadingtopunion.com مع مواصفات إطار الكابينة، بما في ذلك أقطار تجويف المحامل الرئيسية، وأبعاد واجهة علبة التروس، وفئة التنفيذ المطلوبة، للحصول على عرض تصنيع مفصل مع وثائق الفحص غير الإتلافي وشهادات كاملة.

منتجات وخدمات ذات صلة