Fabrication de structures lourdes, notamment les châssis principaux et les socles de nacelles pour des éoliennes d'une puissance comprise entre 3 MW et plus de 15 MW. Nos installations permettent de traiter des assemblages soudés d'une seule pièce pouvant atteindre 80 tonnes, avec traitement thermique après soudage et usinage CNC de précision de toutes les surfaces d'interface.
Classe d'exécution 3/4
Pièce unique jusqu'à 80 tonnes
CND 100% Inspection
Qualité offshore
Les châssis de nacelle et les plaques de base constituent la structure porteuse principale des chaînes cinématiques des éoliennes ; ils supportent l'arbre principal, la boîte de vitesses, le générateur et le système d'orientation sous des charges cycliques extrêmes. Ces assemblages soudés lourds sont fabriqués à partir de tôles d'acier de construction à haute résistance d'une épaisseur comprise entre 30 mm et 150 mm, avec des pièces pouvant peser jusqu'à 80 tonnes. Le processus de fabrication commence par une découpe au plasma ou au laser de haute précision des tôles, conformément aux exigences de la classe d'exécution EN 1090-2 EXC4, suivie d'un soudage à l'arc submergé (SAW) en plusieurs passes et d'un soudage à l'arc avec fil fourré (FCAW) utilisant des métaux d'apport certifiés selon les normes AWS A5.29 et EN ISO 17632. Chaque joint de soudure est conçu pour résister à des charges de fatigue supérieures à 10^7 cycles, conformément aux normes de conception IEC 61400-1, avec des soudures bout à bout à pénétration totale et des joints en T à pénétration partielle vérifiés par des essais par ultrasons (UT) à 100 % selon la norme EN ISO 17640 et des essais par particules magnétiques (MT) selon la norme EN ISO 17638.
Le traitement thermique de détente post-soudage (PWHT) est obligatoire pour tous les ensembles de châssis de nacelle et de socle afin d'éliminer les contraintes résiduelles issues du soudage et de garantir la stabilité dimensionnelle pendant les 20 ans de durée de vie nominale de la turbine. Le PWHT est réalisé dans un four à gaz programmable avec contrôle de la température conformément à la norme EN 10052, généralement maintenu entre 580 °C et 620 °C pendant une heure par 25 mm d'épaisseur, suivi d'un refroidissement contrôlé à une vitesse maximale de 50 °C par heure afin d'éviter tout durcissement ou déformation. Pour les joints de forte épaisseur dépassant 80 mm, un traitement de détente intermédiaire est appliqué pendant le soudage multipasse afin de maintenir les températures interpasses entre 150 °C et 250 °C, comme spécifié dans la norme EN 1011-2. Ce traitement thermique réduit les contraintes résiduelles de crête à moins de 30 % de la limite d'élasticité du matériau, vérifiées par des mesures à l'aide de jauges de contrainte dans des trous forés conformément à la norme ASTM E837, garantissant ainsi que la plaque d'assise conserve sa tolérance d'usinage de ±0,05 mm sur les interfaces critiques des roulements et de la boîte de vitesses après des années de fonctionnement.
L'usinage CNC des interfaces du châssis de la nacelle est réalisé sur une fraiseuse à portique de 6 mètres x 4 mètres x 2 mètres équipée d'une commande Heidenhain TNC 640, permettant d'atteindre une précision de positionnement de ±0,02 mm et un état de surface Ra de 1,6 μm sur tous les sièges de roulements et les patins de fixation de la boîte de vitesses. Les paliers de l'arbre principal sont alésés avec une tolérance H7 selon la norme ISO 286-2, la concentricité étant maintenue à moins de 0,03 mm sur toute la longueur de la plaque de base. Les brides de fixation de la boîte de vitesses sont usinées à plat avec une tolérance de 0,05 mm par mètre, les gabarits de trous de boulons étant positionnés à ±0,1 mm par rapport au diamètre du cercle primitif de la turbine. Toutes les surfaces usinées sont protégées par un système d'apprêt époxy à deux couches répondant aux exigences de protection contre la corrosion de la norme ISO 12944-4 C5-M, avec une épaisseur de film sec d'au moins 240 μm. Les oreilles de levage et les supports de transport intégrés sont conçus selon les normes DNV-GL-ST-0378, avec un coefficient de sécurité de 4:1 par rapport à la limite d'élasticité, ce qui permet une manipulation en toute sécurité pendant l'assemblage et l'installation en mer.
Les châssis de nacelle et les socles fabriqués par Leading Top Union sont utilisés sur des plateformes éoliennes terrestres et offshore d'une puissance comprise entre 3 MW et 15 MW, au service des principaux équipementiers et maîtres d'œuvre du secteur des énergies renouvelables. Pour les parcs éoliens offshore de la mer du Nord et de la mer Baltique, les plaques d'assise sont conçues pour résister à des charges de vagues extrêmes et à des conditions de tempête sur 50 ans conformément à la norme DNV-OS-J101, avec des calculs de durée de vie en fatigue basés sur les courbes S-N de la norme EN 1993-1-9. Le châssis de nacelle d'une éolienne offshore type de 8 MW pèse entre 45 et 65 tonnes et supporte un train d'entraînement transmettant un couple de 12 000 kNm à des vitesses de vent nominales de 12 m/s. L'interface du palier d'orientation de la plaque d'assise doit maintenir un alignement à moins de 0,1 degré pendant toute la durée de vie de la turbine, ce qui nécessite des tolérances d'usinage de ±0,05 mm sur la surface de montage de la bague d'orientation de 4 mètres de diamètre. Ces assemblages sont soumis à un contrôle non destructif (CND) à 100 %, y compris un contrôle par ultrasons à réseau phasé (PAUT) conformément à la norme ASTM E2491 pour la détection de défauts plans d'une longueur minimale de 2 mm.
Au-delà de l'énergie éolienne, nos capacités de fabrication lourde permettent de réaliser des châssis de nacelle et des plaques de base destinés aux systèmes de propulsion marine, où les exigences structurelles sont similaires à celles des éoliennes. Pour les propulseurs azimutaux des navires à positionnement dynamique, les plaques de base sont fabriquées à partir d'acier de construction navale NV E36 ou DH36, conformément aux normes DNV, avec des épaisseurs de tôle pouvant atteindre 120 mm et un poids unitaire de 60 tonnes. Ces composants doivent résister aux vibrations de torsion générées par les entraînements diesel-électriques fonctionnant à une vitesse de 600 à 1 200 tr/min, ce qui nécessite un traitement thermique post-soudage (PWHT) pour maintenir une planéité inférieure à 0,5 mm sur 5 mètres après usinage. Les interfaces de montage de la boîte de vitesses sont alésées avec une tolérance H6 et une finition de surface Ra de 0,8 μm, garantissant l'intégrité du film d'huile pour les paliers hydrodynamiques. Chaque plaque d'assise marine est soumise à un contrôle radiographique (RT) à 100 % conformément à la norme EN ISO 17636-1 sur toutes les soudures à pénétration totale, avec des critères d'acceptation conformes à la norme EN ISO 5817 niveau B, le niveau de qualité le plus strict pour les assemblages soudés dans les applications critiques pour la sécurité.
Dans le secteur minier et de la transformation des minéraux, on utilise des châssis de type nacelle pour les entraînements de grands broyeurs et les poulies de tête de convoyeur, où les charges structurelles dépassent 500 tonnes de poids statique, auxquelles s'ajoutent des forces d'impact dynamiques. Les socles destinés aux entraînements de broyeurs SAG sont fabriqués en acier résistant à l'abrasion AR400 ou AR500, d'une épaisseur pouvant atteindre 150 mm, et sont conçus conformément à la norme ASME BTH-1 pour les dispositifs de levage sous crochet. Les paliers principaux sont usinés pour accueillir des roulements à rouleaux sphériques dont le diamètre d'alésage peut atteindre 1,2 mètre, avec une tolérance IT6 conforme à la norme ISO 286-2. Ces assemblages nécessitent un traitement thermique post-soudage à une température comprise entre 550 °C et 600 °C pour le détendage, suivi d'un refroidissement contrôlé afin d'éviter la fissuration induite par l'hydrogène dans les sections épaisses. Chaque soudure est inspectée à l'aide d'un contrôle par ultrasons par diffraction à temps de vol (TOFD) conformément à la norme EN ISO 15626, capable de détecter des défauts traversants aussi petits que 1 mm dans des plaques d'une épaisseur allant jusqu'à 200 mm. La plaque d'assise finie est revêtue d'un système époxy-polyuréthane à trois couches conforme à la norme ISO 12944-5 pour assurer la résistance à la corrosion dans les environnements miniers acides.
Le site de Suzhou de Leading Top Union fonctionne selon un système complet de gestion de la qualité certifié ISO 3834-2 pour le soudage, EN 1090-2 EXC4 pour la réalisation de structures en acier et conforme à la norme AWS D1.1 relative au soudage de structures. Les procédures de soudage sont qualifiées selon la norme EN ISO 15614-1 pour toutes les épaisseurs de tôle jusqu'à 150 mm, couvrant les procédés SAW, FCAW et GMAW (soudage à l'arc sous gaz avec fil-électrode) avec des métaux d'apport adaptés aux résistances des matériaux de base allant de S355 à S690QL. Un laboratoire dédié aux essais non destructifs (END) est maintenu en service avec des inspecteurs certifiés de niveau III selon la norme EN ISO 9712, capables d'effectuer des essais par ultrasons (UT), magnétoscopie (MT), radiographie (RT) et ultrasons par réseau phasé (PAUT) sur toutes les catégories de soudures. Pour les soudures critiques des paliers de l'arbre principal, des essais par ultrasons à réseau phasé à 100 % sont appliqués à l'aide de systèmes de balayage automatisés qui enregistrent des données volumétriques complètes à des fins de traçabilité, répondant ainsi aux exigences de la norme DNV-GL-ST-0361 pour les composants d'éoliennes offshore.
L'équipe d'ingénieurs assure un accompagnement complet en matière de conception pour la fabrication, y compris l'analyse par éléments finis (FEA) conformément à la norme EN 1993-1-5 pour le flambage des tôles et à la norme EN 1993-1-8 pour la conception des assemblages soudés. Le cycle de traitement thermique post-soudage (PWHT) est simulé à l'aide d'une analyse thermique par calcul afin de prédire la déformation et la répartition des contraintes résiduelles, optimisant ainsi le placement des gabarits et la séquence de soudage pour maintenir les tolérances d'usinage finales à moins de 3 mm sur des assemblages de 80 tonnes. Pour chaque châssis de nacelle, un plan de séquence de soudage est généré afin d'équilibrer l'apport de chaleur sur l'ensemble de la structure, en utilisant des températures de préchauffage calculées selon la norme EN 1011-2 sur la base de valeurs d'équivalent carbone (CEV) allant jusqu'à 0,45 %. Le centre d'usinage CNC est équipé d'un système de palpage intégré qui mesure les interfaces critiques en cours de processus, compensant la dilatation thermique et l'usure des outils pour respecter des tolérances de ±0,05 mm sans opérations secondaires. Toutes les données dimensionnelles sont enregistrées dans un jumeau numérique pour une traçabilité complète, de la tôle brute à l'assemblage fini.
La logistique et la gestion de projet sont intégrées au processus de fabrication ; chaque châssis de nacelle et chaque socle sont ainsi conçus avec des oreilles de levage, des supports de transport et des surfaces protégées contre la corrosion, afin de permettre leur expédition à l'international. Une coordination avec des organismes d'inspection tiers tels que DNV, Lloyd's Register ou Bureau Veritas est assurée pour les points de contrôle et de vérification, garantissant ainsi la conformité aux exigences spécifiques du projet pour les applications éoliennes offshore ou maritimes. La capacité de 80 tonnes du pont roulant de l'usine et les baies d'assemblage de 12 mètres de large permettent la manutention de pièces soudées monoblocs pouvant être chargées dans des conteneurs d'expédition standard ou des configurations à plateau plat. Avec un délai de livraison type de 12 à 16 semaines, de l'approvisionnement en matériaux à l'inspection finale, nous sommes en mesure de respecter les calendriers de livraison « juste à temps » des chaînes d'assemblage de turbines. Contactez notre équipe commerciale technique à l'adresse info@leadingtopunion.com en indiquant les spécifications de votre châssis de nacelle, notamment les diamètres d'alésage des paliers principaux, les dimensions de l'interface de la boîte de vitesses et la classe d'exécution requise, afin de recevoir une proposition de fabrication détaillée accompagnée de la documentation complète relative aux essais non destructifs (END) et à la certification.
| Capability | Specification |
|---|---|
| Max Single Piece | 80 tons |
| Plate Thickness | 30 - 150mm |
| Machining Accuracy | ±0.05mm on interfaces |
| Welding Standard | EN ISO 3834-2 |
| Heat Treatment | PWHT per EN 10052 |
| NDT | 100% UT/MT on all welds |
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